[发明专利]一种用于抽油杆的超声波加工方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于抽油杆的超声波加工方法及其应用，属于超声加工技术领域。

背景技术

抽油杆是抽油机井的细长杆件，是连接抽油机和抽油泵(或螺杆泵驱动头与螺杆泵) 的传动装置，通过抽油杆把地面动力传递给井下泵，它的作用是上接总杆，下接抽油泵 起传递动力的作用。

抽油杆是石油开发生产中的重要物资，在人工举升的抽油机油井、螺杆泵油井中有 着广泛的应用。由于抽油杆在原油液体中运行，承受拉伸、扭转、弯曲、摩擦等多种载 荷，使用环境恶劣、工作载荷复杂，容易出现断杆等故障，而抽油杆出现故障，需要动 用作业设备和大量的人力等进行油井作业，造成损失。因此，在实际应用中，对抽油杆 的机械性能、耐腐蚀等都有很高要求，为适应这些要求，人们在诸如抽油杆材质、表面 处理等方面进行了很多的探索，但一直没有取得理想的效果。

超声波技术是利用激活能和冲击能的复合能对金属零件进行加工，从而获得镜面零 件及表面改性的一种新型加工技术。超声波技术的实质是将超声波能转化为机械能，利 用金属在常温下冷塑性的特点，对金属零部件表面进行高频敲击，使金属零部件表面达 到更理想的表面粗糙度要求，同时在零件表面产生理想的压应力，提高零件表面的显微 硬度，耐磨性及疲劳强度和疲劳寿命。

因此，本申请旨在寻求利用超声波技术对抽油杆进行超声加工，以使其获得更好的 机械性能，满足日益增长的使用要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于抽油杆的超声波加工方法。

本发明还提供上述一种用于抽油杆的超声波加工方法的应用。

本发明的技术方案如下：

一种用于抽油杆的超声波加工方法，包括以下步骤，对抽油杆的杆体或/和螺纹部进 行超声波加工，即利用超声波加工刀具对沿主轴旋转的杆体或/和螺纹部的表面进行超声 波加工。

优选的，抽油杆是经过半精加工后的抽油杆。

进一步优选的，经过半精加工后的抽油杆，表面粗糙度为3.2-10μm。

优选的，超声波加工的参数为：主轴的转速为10-1200r/min，进给量为0.08-0.8mm/r， 超声波加工刀具对待加工表面的压力为300-3000N。

进一步优选的，超声波加工的参数为：主轴的转速为500-800r/min，进给量为 0.2-0.5mm/r，超声波加工刀具对待加工表面的压力为600-1600N。

优选的，对沿主轴旋转的杆体或/和螺纹部的表面进行超声波加工，超声波加工的次 数为1～3次。

优选的，对沿主轴旋转的杆体或/和螺纹部的表面进行超声波加工，超声波加工的振 幅为5-25μm。

进一步优选的，对沿主轴旋转的杆体或/和螺纹部的表面进行超声波加工，超声波加 工的振幅为6-8μm。

一种抽油杆，其特征在于，由上述用于抽油杆的超声波加工方法对经过半精加工后 的抽油杆进行超声波加工制得。

本发明的有益效果在于：

利用本发明的超声波加工方法制得的抽油杆，表面粗糙度大幅下降，大幅提高抽油 杆的抗拉、抗弯、抗疲劳性能，有效改善抽油杆的耐磨、耐腐蚀性能，大大延长其使用 寿命。同时，由于抽油杆表面粗糙度质量大幅提高，表面光滑，可减轻抽油杆与油管的 磨损，提高抽油效率，延长油井管、杆的检修周期和寿命，减少因抽油杆故障造成的油 井作业工作量，从而降低采油成本，节约了资源，提高了经济效益。

附图说明

图1为现有抽油杆的结构示意图；

图2a为本发明中超声加工刀具对抽油杆螺纹的加工示意图；

图2b为本发明中超声加工刀具对抽油杆杆体的加工示意图；

图3为超声波加工前、后抽油杆的残余应力曲线图；

图4为超声波加工前、后抽油杆的显微硬度曲线图；

图5为超声波加工后抽油杆的表面金相图；

其中：1、杆体；2、过渡段；3、卸荷槽；4、螺纹；5、凸缘；6、扳手方；7、台肩； 8、推承面；9、超声加工刀具；10、抽油杆。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：