采油機(jī)械中的表面工程技術(shù)研究

劉奕良 崔東華 孫佳星 李晨

摘? ?要：采油機(jī)械是采油工程的重要組成部分，采油機(jī)械工作性能與采油質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益息息相關(guān)。將表面工程技術(shù)運(yùn)用于采油機(jī)械管理中，可以優(yōu)化采油機(jī)械的運(yùn)行質(zhì)量和效率，美化機(jī)械設(shè)備的外觀，對(duì)延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命非常有利。基于此，本文將根據(jù)采油機(jī)械表面維護(hù)現(xiàn)狀，分析表面工程技術(shù)的應(yīng)用方式，為采油工程建設(shè)提供參考和幫助。

關(guān)鍵詞：采油機(jī)械? 表面工程技術(shù)? 應(yīng)用策略

中圖分類號(hào)：TE93? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）06（c）-0050-02

所謂表面工程技術(shù)，就是對(duì)機(jī)械設(shè)備表面進(jìn)行處理維護(hù)，利用涂層、改性等方式，保護(hù)機(jī)械表面的狀態(tài)和質(zhì)量，從而達(dá)到表面美化、性能優(yōu)化的目的。但是，目前采油機(jī)械管理維護(hù)工作主要以內(nèi)部結(jié)構(gòu)、運(yùn)行狀態(tài)為主，對(duì)表面工程養(yǎng)護(hù)工作重視程度不高，導(dǎo)致采油機(jī)械管理效果不佳。因此，為了提升采油機(jī)械的運(yùn)行質(zhì)量，加強(qiáng)機(jī)械表面工程保養(yǎng)工作非常必要，這也是提升采油機(jī)械經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。

1? 采油機(jī)械表面工程技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和意義

1.1 表面工程技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

根據(jù)調(diào)查顯示，目前采油機(jī)械對(duì)表面工程管理重視程度較低，過度重視采油量管理，忽視了采油工程整體效益。雖然我國(guó)采油量不斷增加，但是由于成本管理不到位，導(dǎo)致采油工程經(jīng)濟(jì)效益偏低，無法實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率、高收益的采油作業(yè)。同時(shí)，隨著采油環(huán)境和條件的惡化，采油機(jī)械問題也層出不窮，如：表面工程養(yǎng)護(hù)不當(dāng)、故障管理不到位等等，嚴(yán)重影響了采油機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量，采油工程系統(tǒng)穩(wěn)定性也受到不利影響。此外，相比其他機(jī)械設(shè)備而言，采油機(jī)械的表面工程管理較為復(fù)雜，現(xiàn)階段的表面工程技術(shù)需要不斷優(yōu)化創(chuàng)新，才能更好地服務(wù)于采油機(jī)械管理。

1.2 表面工程技術(shù)應(yīng)用價(jià)值

采油機(jī)械表面工程主要是對(duì)機(jī)械表面的處理工作，其目的是提升機(jī)械表面的防腐、耐磨、耐熱、耐疲勞等能力，既可以美化機(jī)械表面，又能保障采油機(jī)械的運(yùn)行環(huán)境。同時(shí)，在采油機(jī)械管理中，落實(shí)表面工程維護(hù)工作，可以有效控制機(jī)械的損耗，及時(shí)維護(hù)和保養(yǎng)機(jī)械表面，確保機(jī)械表面的完整性和安全性，也可以適當(dāng)減少機(jī)械間的摩擦，保障采油機(jī)械生產(chǎn)精確度。除此之外，采油機(jī)械表面工程管理，從多個(gè)角度維護(hù)了機(jī)械設(shè)備的安全性能，不僅可以延長(zhǎng)采油機(jī)械的壽命，減少機(jī)械生產(chǎn)的損耗，還可以優(yōu)化機(jī)械生產(chǎn)效率和質(zhì)量，對(duì)采油工程發(fā)展非常有利。

2? 采油機(jī)械的表面工程技術(shù)應(yīng)用策略

2.1 抽油桿的表面工程

目前，20CrMo調(diào)質(zhì)鋼、42CrMo正火回火鋼以及非調(diào)質(zhì)鋼是抽油桿設(shè)備材料的主要成分，但是在實(shí)際應(yīng)用過程中，抽油桿的抗腐蝕性和疲勞性較弱，所以常常出現(xiàn)斷裂問題，影響抽油機(jī)械的運(yùn)行質(zhì)量。因此，將表面工程技術(shù)應(yīng)用于抽油桿保養(yǎng)中，利用特殊技術(shù)強(qiáng)化抽油桿的抗腐蝕能力和抗疲勞能力，對(duì)抽油桿進(jìn)行加固處理。例如，根據(jù)抽油桿的具體材質(zhì)，對(duì)其舒適噴丸強(qiáng)化處理，再利用疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)檢驗(yàn)噴丸效果，進(jìn)一步強(qiáng)化抽油桿的抗疲勞能力。同時(shí)，高頻沖擊感應(yīng)加熱也是強(qiáng)化抽油桿表面的主要方式之一，通過頻率處于20～30MHz的超高脈沖對(duì)抽油桿表面進(jìn)行加熱，待達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)溫度之后，再實(shí)施冷卻處理，為抽油桿表面打造一層保護(hù)膜。此外，在進(jìn)行抽油桿表面防腐防磨處理時(shí)，可以采用油桿涂覆方式，轉(zhuǎn)移金屬離子，從而達(dá)到保障抽油桿表面的完整性、提升抽油桿耐磨性的目的。例如，在采用涂覆技術(shù)時(shí)，涂層的粘結(jié)度能夠達(dá)到27MPa左右，保護(hù)抽油桿的使用環(huán)境，減少日常使用和環(huán)境對(duì)抽油桿的腐蝕傷害，有效的解決抽油管的腐蝕和摩擦問題。

2.2 抽油泵和閥組件表面工程

首先，抽油泵表面技術(shù)應(yīng)用。45號(hào)鋼鍍鉻柱塞是我國(guó)的通用抽油泵，其長(zhǎng)期工作于含氯離子和鹽水的井液，導(dǎo)致表面腐蝕問題非常嚴(yán)重。因此，為了克服抽油泵鍍鉻層成片脫落問題，加強(qiáng)抽油泵表面工程技術(shù)應(yīng)用，可以提高抽油泵柱塞耐砂粒磨損能力，有效減少抽油泵的腐蝕損害。同時(shí)，泵筒零部件的表面工程而言，可以采用深井式鍍鉻、深井式氣體滲碳爐、激光表面強(qiáng)化技術(shù)等方式強(qiáng)化泵筒表面，其中激光表面技術(shù)更加現(xiàn)代化、智能化，但是無論是哪一種表面強(qiáng)化技術(shù)，都可以提升抽油泵表面的強(qiáng)度。其次，閥組件的表面技術(shù)應(yīng)用。閥座和閥球是采油機(jī)械閥的主要組件，這也是最容易發(fā)生損壞的部件。因此，根據(jù)閥組件的損傷原因，制定針對(duì)性表面管理工作，可以強(qiáng)化各組件的表面強(qiáng)度，從而提升閥部件整體性能。例如，閥座口密封表面處是常見的損壞部位，所以為了避免這一問題，可以優(yōu)化閥座組合設(shè)計(jì)，利用好不銹鋼材質(zhì)打造閥座體，利用氮化硅的陶瓷材質(zhì)打造閥座口，全面提升閥座組件的強(qiáng)度和防護(hù)能力，對(duì)控制機(jī)械設(shè)備成本也非常有利。

2.3 電動(dòng)潛油離心泵的表面工程

在采油機(jī)械的軸承系統(tǒng)中，導(dǎo)葉輪間的摩擦問題非常嚴(yán)重，這不僅會(huì)影響導(dǎo)葉輪的運(yùn)行效率和質(zhì)量，還會(huì)增加機(jī)械運(yùn)行阻力，加大能源消耗。二氧化鋯具有強(qiáng)度高、硬度高、質(zhì)量輕等特征，將其運(yùn)用于泵組件中，可以降低摩擦系數(shù)，提升軸承的工作效率，更好地服務(wù)于軸承系統(tǒng)。因此，將陶瓷、二氧化鋯等材料合理運(yùn)用于表面工程管理中，可以強(qiáng)化泵表面強(qiáng)度，有效減少電動(dòng)潛油離心泵各部件的摩擦損耗，增加泵零件的使用壽命，確保泵組件的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，在科學(xué)技術(shù)的支撐下，軸承系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境也得到了改善，將真空滲透技術(shù)應(yīng)用于其中，可以減少外部腐蝕因素的入侵，對(duì)提升止推軸承的承載力非常有利。

2.4 螺桿泵和水力活塞泵的表面工程

隨著采油工程運(yùn)行負(fù)荷增加，采油機(jī)械的工作壓力也隨之增大，再加之采油出砂問題日益嚴(yán)重，導(dǎo)致表面摩擦腐蝕問題越來越突出。螺桿是螺桿泵的重要組成部分，其材料主要為碳鋼，但是鍍鉻螺桿抵抗油氣腐蝕能力較弱，所以常常會(huì)出現(xiàn)表面腐蝕問題。因此，在螺桿的表面工程管理中，增加螺桿表面強(qiáng)化和加工處理，利用好防腐涂層、材料優(yōu)化等方式，增強(qiáng)螺桿表面的強(qiáng)度和精度。例如，將螺桿表面覆蓋專用鋼，將其作為螺桿本體的保護(hù)層，從而提升耐磨性和抗腐蝕能力。同時(shí)，將新型聚合物材料作為螺桿-襯套的材料，合理運(yùn)用表面改性技術(shù)，強(qiáng)化襯套的油溶性和表面耐磨性。另一方面，水力活塞泵可以采用新表面材料，提升活塞泵的使用質(zhì)量，也可以更好地服務(wù)于泵體工作。例如，根據(jù)水力活塞泵的工作環(huán)境，在其表面進(jìn)行化學(xué)復(fù)合鍍、離子注入技術(shù)，從而提升水力泵的耐磨性，也可保障水力泵運(yùn)行的穩(wěn)定性。通過這樣的方式，不僅可以保障螺桿泵和水力活塞泵的運(yùn)行穩(wěn)定性，提升采油機(jī)械的工作效率，還可以提高采油工程成本控制質(zhì)量，減少表面損耗對(duì)機(jī)械的不利影響，延長(zhǎng)采油機(jī)械的使用壽命。

3? 結(jié)語

總而言之，將表面工程技術(shù)合理運(yùn)用于采油機(jī)械管理中，落實(shí)采油機(jī)械的表面工程管理工作，對(duì)優(yōu)化機(jī)械外觀、保障機(jī)械運(yùn)用質(zhì)量意義非凡。通過分析采油機(jī)械表面工程管理現(xiàn)狀和價(jià)值，從抽油桿、抽油泵、閥組件、離心泵、螺桿泵等多項(xiàng)采油機(jī)械部件的表面管理工作出發(fā)，不僅落實(shí)了表面工程管理內(nèi)容，確保采油機(jī)械的運(yùn)行環(huán)境，還可以維護(hù)采油機(jī)械的安全性和可靠性，保障采油工程順利進(jìn)行，提升采油機(jī)械表面管理技術(shù)水平，有利于全面推動(dòng)采油事業(yè)的發(fā)展。

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