1.2、抽油泵基本参数介绍
1.2.1、抽油泵泵筒硬化方式有镀铬、碳氮共渗两种
镀铬硬度HRC67—71(国标)(API为HV100900-1160=HRC66.5-73),镀层最小厚度0.076mm;公司采用45钢,最大长度10.5米;硬度高,耐磨损,镀层致密,耐腐蚀,使用寿命长,是国内外普遍采用的泵筒硬化方式。
碳氮共渗硬度≥HRC58(规范中规定距内孔表面0.13mm处最小硬度HRC58,或690努普),渗层厚度0.75—1.15mm;公司采用20钢,最大长度7.8米;耐腐蚀性好,适宜对泵筒磨损要求不高的工况,如稠油。
泵筒壁厚有3.175、4.76mm、6.35mm(常规)、8mm(加厚)、10mm(加厚)五种。
规范中规定泵筒处理方式:镀铬、渗碳、碳氮共渗、镍磷化学镀、氮化、感应淬火;泵筒材料:碳钢、铬钢、低合金钢、黄铜,蒙耐尔合金。
1.2.2、柱塞硬化方式
为Ni60合金粉喷焊;常规柱塞密封段长度1220mm(4英尺),可以根据油井井况制造密封段长度为600mm、900mm、1800mm的柱塞;生产的长柱塞最大长度为8000mm。柱塞有带防砂槽、不带防砂槽(光杆柱塞)两种,API SPEC 11AX规范为不带防砂槽,国内应用带防砂槽柱塞较多,国外用户用不带防砂槽柱塞较多。
API规范喷焊柱塞硬度有两种:≥HRC48.5(≥HV200484)、≥HRC55(≥HV200595);
喷焊层最小厚度≥0.254mm,公司保证5号柱塞喷焊厚度在0.3mm。
GB18607规定喷焊柱塞硬度有两种:≥HRC48、≥HRC58;
SY/T5059规定喷焊柱塞硬度为:HRC56-62。
镀铬柱塞硬度:HRC67-71(国标) (API为HV100832-1160=HRC64.5-73),镀层最小厚度:0.152mm、双倍镀铬0.305mm。
柱塞长度计算:
内螺纹柱塞长度=整英尺X304.8mm,3英尺=914.4mm,4英尺=1219.2mm,5英尺=1524mm。
外螺纹柱塞长度=整英尺X304.8mm+76.2+两端螺纹总长(螺纹长度+退刀槽长度)。
1.2.3、抽油泵阀副
有高铬不锈钢(常规阀副,耐腐蚀性能一般,比重8g/cm3)、硬质合金(钨碳化合物-以钴作粘结剂的钨、镍碳化合物-以镍作粘结剂的钨、钛碳化合物-以钴作粘结剂的钨和钛碳化合物,耐腐蚀性能良好,比重约14.5g/cm3))、陶瓷(耐腐蚀性能最好,不适宜深井)、司太利合金(耐腐蚀性能良好,硬度低)等材料,可以根据要求(油井状况)进行配置。
不锈钢:公司规定(API)阀球硬度HRC58-65,阀座硬度HRC52-56。
SY/T5059规定阀球硬度HRC57-63,阀座硬度HRC52-58。
硬质合金:一般指钨碳化合物,阀球硬度HRA88-89,阀座硬度HRA88-89.5。公司常采用YG8材料作阀球(硬度HRA89,抗弯强度1720MPa), YG11材料作阀座(硬度HRA88.5,抗弯强度2000MPa)或YG13C材料作阀座(硬度HRA85.5,抗弯强度2200MPa),以增加阀座的抗冲击强度,减少损坏几率。
阀球圆度最大误差0.003mm,表面粗糙度最大为Ra0.13,直径小于2英寸(Φ50.8)阀球的直径公差为±0.025mm,直径大于或等于2英寸(Φ50.8)阀球的直径公差为±0.050mm。
1.2.4、抽油泵泵筒柱塞间隙有5级
1级间隙:0.025—0.088mm;
2级间隙:0.050—0.113mm;
3级间隙:0.075—0.138mm;
4级间隙:0.100—0.163mm;
5级间隙:0.125—0.188mm。
API SPEC 11AX规范中对抽油泵间隙未做规定,由用户根据油井工况自行确定,所以国外用户常常有不同尺寸(非常规)的间隙要求。根据美国OIL WELL公司的理论:柱塞与泵筒为非接触式往复运动的间隙密封,虽会产生一定的漏失量,但能够起到润滑和冷却的作用;在大多数情况下,2-5%的漏失会达到较好的润滑作用。通过天津大学进行的柱塞与泵筒的摩擦试验知道:干摩擦的磨损量是湿摩擦磨损量的3倍以上。漏失可延长柱塞泵筒摩擦副的磨损的寿命。