摘要
空心抽油杆作为一种新型的抽油杆，由于其独特的结构形式和功能，已经成为边际、难动用等油田开发过程中的一种重要装备。本文采用CAE模拟技术，对比分析手段和材料性能测试等方法，系统的研究了镦锻式空心抽油杆的成形及其热处理工艺。着重分析了CAE模拟镦锻式空心抽油杆的成形过程中温度、锻造力和成形尺寸之间的关系，并且重点分析了镦锻式空心抽油杆热处理过程中，工艺参数、组织、性能之间的关系。研究结果表明: 以20CrMo为原材料，采用整体镦锻式的结构形式和加工方法，可以制造出具有较高性价比的空心抽油杆。 采用一次聚料、二次成形等锻造过程设计，镦锻式空心抽油杆杆头在模具初始温度为300℃、原材料锻造温度在950～1150℃之间、成形力不小于2.01×105N时，第一次聚料可以达到原材料1.5倍壁厚的要求，并且聚料效果良好;锻造温度在930～1050℃之间，成形力不小于1.6×105N，终锻成形可以达到杆头的设计要求。 采用一次聚料、二次成形等锻造过程设计，镦锻式空心抽油杆接箍在模具初始温度为300℃、原材料锻造温度在914～1110℃之间、成形力不小于2.01×105N时，第一次聚料可以达到原材料1.5倍壁厚的要求，并且聚料效果良好;锻造温度在995～1130℃之间，成形力不小于2.54×105N，终锻成形可以达到接箍的设计要求。 现场试验表明，采用加热温度为880℃，保温时间为68min，20℃水冷的淬火处理，配合550℃加热，保温120min，空冷的回火处理，可以得到细小、均匀分布的回火索氏体组织，各项力学性能指标达到SY/5550-2012《空心抽油杆》的要求，能够满足油田用空心抽油杆的要求。
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