抽油杆是石油开采过程中不可或缺的重要工具,长期在恶劣环境下工作,易受到磨、腐蚀等多种害,导致使用寿缩短,换频率增加,给油田生产带来不小的成本压力。然而,随着激光熔覆技术的发展与应用,抽油杆的修与再利用成为可能,不仅大幅低了采油成本,还提高了油田的整经济益。
、抽油杆激光熔覆修加工技术原
抽油杆激光熔覆修加工,是材料表面技术域的重要分支。从定义来讲,它是利用高能激光束作为热源,将特定的合粉末地输送至抽油杆的部位。在激光束的高能量作用下,合粉末迅速熔化,并与抽油杆基表面的薄层材料同时熔凝,待快速冷却后,便在抽油杆表面形成层与基呈冶结合的熔覆层 。
从微观角度来看,在激光熔覆过程中,激光束的能量高度集中,能够在短的时间内使合粉末和基表面达到熔化状态。此时,合元素与基属原子之间发生强烈的扩散和混合,形成牢固的冶结合。这种结合方式使得熔覆层与基之间的结合强度远高于其他表面处技术,如热喷涂、电镀等。同时,由于激光熔覆的冷却速度快,通常可达 10^6K/s,这使得熔覆层能够形成非常细小的晶粒组织,甚至可以产生平衡态下无得到的新相,如非稳相、非晶态等,从而赋予熔覆层异的能。
二、与传统修方相比,抽油杆激光熔覆修加工具有显著势,主要现在以下几个方面:
1、高冶结合强度:激光熔覆利用高能激光束使工件表面微熔,同时完全熔化合粉末,形成与衬底冶结合的致涂层。这种结合方式不仅强度高,而且涂层组织致,无裂纹等缺陷。
2、耐磨和耐腐蚀:激光熔覆可以在普通碳钢工件表面形成耐蚀、耐磨异的合层,从而显著提高抽油杆的耐磨、耐蚀能,延长使用寿。
3、低成本和能耗:激光熔覆技术可以在低成本基上制备出高能的合表面,节约材料成本。同时,由于激光熔覆过程热输入小、变形小,后续加工量小,进步低了能耗和加工成本。
4、包层质量高:激光熔覆得到的涂层稀释率低(般小于5),与基呈牢固的冶结合或界面扩散结合。此外,涂层成分和稀释度可控,保了涂层的高质量
5、灵活好:激光熔覆技术可以实现对杂形状工件表面的熔覆修,适用于不同材质和形状的抽油杆修需求。
三、抽油杆激光熔覆修加工的应用实例
抽油杆激光熔覆修加工技术已广泛应用于油田生产中,取得了显著成。以下是些典型应用实例:
1、抽油杆表面磨修:某大型油田的抽油杆在长期作业后,表面出现了严重的磨痕迹,影响了工作率和安全。采用激光熔覆技术,在磨部位熔覆了层高硬度、高耐磨的合涂层,修后的抽油杆不仅恢了原有能,还显著提升了耐磨,延长了使用寿,少了频繁换带来的成本支出。
2、腐蚀防:对某些含硫、含盐等腐蚀强的油藏环境,抽油杆易遭受腐蚀侵害。通过激光熔覆技术,在抽油杆表面形成层耐腐蚀合层,有阻挡了腐蚀介质的侵入,显著低了腐蚀速率,保障了抽油杆的长期稳定运行。
3、裂纹修与强化:对于因应力集中或疲劳作业产生的微小裂纹,激光熔覆技术能够----并修这些缺陷,同时通过合粉末的熔覆,了裂纹周围材料的强度,提高了抽油杆的整疲劳能。
这些应用实例充分展示了抽油杆激光熔覆修加工技术在提升设备能、低成本、保障安全生产方面的巨大潜力。随着技术的不断进步和应用的深入,激光熔覆技术将在多域展现其--势,为石油开采行业的可持续发展贡献力量。