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油田机采井抽油杆接箍与油管在工作状态下构成滑动摩擦副,同时还承受介质腐蚀和交变载荷,产生磨损、腐蚀和疲劳断裂失效。随着油田开发不断深入,综合含水逐年上升,我国大部分油田机采井管杆偏磨问题日益突出,使得油井免修期明显降低,维护作业量大大增加,明显提高了采油成本。目前的防偏磨措施主要有采用扶正器、涂覆防腐耐磨涂层等,这些方法取得了一定成效,但存在操作复杂、环境污染等问题。为了解决有杆泵井的管杆偏磨问题,本文采用5kW横流CO2激光器对油管内壁和接箍表面进行强化处理,以提高油管的整体耐磨耐蚀性能。本文主要从以下三个方面研究了油管与接箍的管杆偏磨问题:研究了激光表面改性后组织的变化;用硬度计测试试样的宏观硬度与显微硬度。结果发现:相变硬化区的组织为黑色细针状淬火马氏体和少量残余奥氏体,白色铁素体,仍呈带状分布;熔覆层的组织主要由γ-Ni基固溶体及其上分布着的网状或者针状的硼化物、碳化物和硅化物组成;普通油管的硬度是HRC24,普通接箍的硬度是HRC18.8;激光强化处理的油管内壁表面的硬度是普通油管的1.6倍;激光熔覆Ni35合金粉末后的接箍表面的硬度是普通接箍的1.95倍;激光熔覆Ni60包30%WC接箍表面硬度是普通接箍的3倍,激光熔覆Ni35接箍距表层0.46mm处硬度最高,在460HV0.3左右;油管相变硬化层的最高硬度在550HV0.3左右,随着距离表面的深度增大,硬度随之降低。研究了水介质下的管杆磨损性能。水介质下的管杆磨损试验表明:相变硬化油管与Ni60包30%WC熔覆接箍组合的摩擦副比较好,不论是油管还是接箍整体磨损趋势均比较低,且经过五天的磨损后油管的相变硬化层仍大量存在,其磨损率较低、耐磨性较好,进而激光相变硬化处理的油管与Ni60包30%WC熔覆接箍相互配合时,抽油杆管杆摩擦副防偏磨的能力得以提高。通过SEM分析可知,在摩擦磨损过程中,磨损接触层形成的氧化膜不断剥落,形成磨屑造成磨粒磨损,进而管杆间磨损以磨粒磨损为主。研究了3.5%NaCl溶液下的管杆磨蚀性能。3.5%NaCl溶液下的管杆磨蚀试验表明:结合摩擦副整体配合失重,相变硬化处理油管与Ni60包30%WC熔覆接箍组合的摩擦副比较好,抽油杆管杆摩擦副防偏磨的能力得以提高。本文验证得出:相变硬化处理油管与Ni60包30%WC熔覆接箍组合的摩擦副较佳。