浅析抽油杆柱疲劳失效的热处理因素

浅析抽油杆柱疲劳失效的热处理因素抽油杆是石油开采三抽设备中不可或缺的关键部件，故其作用不容忽视，数量更是与日俱增。但在实际应用中，往往因抽油杆柱发生断脱而影响石油开采效率和效益，其中热处理质量对其疲劳失效有着较大影响。对此，本文对抽油杆柱疲劳失效的热处理因素进行了分析，并就其控制措施进行了探讨。 在石油开采过程当中，抽油杆时常会因失效而影响作业进度，增加经济损失，其中疲劳、腐蚀、磨损是失效的常见形式。因此为进一步提高石油生产效率，改善提取原油的高效性，并减少非必要的资金支出，就必须对抽油杆柱疲劳失效的原因加以分析，尤其是其热处理因素，以此寻求有效措施实现抽油杆的高效耐用，进而促进石油开采平稳进行。抽油杆柱疲劳失效的热处理因素为了解热处理因素对抽油杆柱疲劳失效的作用机理，在此以某采油厂的抽油杆断杆为例，结合其断裂部位、服役期限、循环周次以及生产泵型、动液面高、冲程长度、下泵深度、抽油杆柱等级、数量等相关情况，作了如下探究：1.1.对断杆荷载强度的分析 有时抽油杆柱承受荷载不对称也会致使其出现疲劳失效，因此为进一步验证热处理因素对抽油杆柱疲劳失效的影响，有必要对其荷载强度进行分析。1.2.对断杆断口情况的分析 观察抽油杆断口宏观形貌发现，该断口平齐，无明显的辉纹特征和塑性变形；裂纹从外螺纹根部开始，台阶明显，且扩展方向与拉伸应力的最大方向保持垂直状态；同时 2/3 的抽油杆截面均为断裂区，且其中结晶状的剪切唇和放射区比较明显，但并未观测到纤维区，故该材料具备较差的韧性，并受到了较大的疲劳应力。随后经特别处理后，对其微观形貌也作了认真观察和分析，结果发现，其裂纹起源、扩展区以及断裂区均比较平整，而断裂机理主要为混合断裂机构，且伴有准解理的二次裂纹花样，由此可以推断，其的形成与氢脆、淬火不佳或回火过热有关，进而导致钢的韧性和塑性降低，而脆性得到了增强；同时位于螺纹根部的裂纹，应该是由过热导致的，如此一来，其会明显降低材料性能，并缩短其使用期限，若遇到动荷载，其影响会更为凸显。同时在对抽油杆断裂位置截取了合适的金相试样，经显微镜观察后发现，其组织相对粗大，为正火态的铁素体与珠光体，故韧性较差。此外还在其硬度检测中得知，该抽油杆内外具备不均匀的硬度。由上可知，抽油杆柱的疲劳失效与热处理因素关系较大，概括的讲，主要是因热处理过程当中的过热现象对材料的晶粒分布产生了影响，以致于弱化了杆柱的...