检泵作业中毛刺控制

检泵作业中毛刺控制

颜世卫

中原油田采油三厂河南濮阳457001

摘要：毛刺作为机械加工中普遍现象，对抽油泵生产构成严重威胁，轻则造成活塞运行不畅，严重时造成活塞卡死、漏失等问题。通过分析管杆泵加工、检泵作业和生产过程中毛刺来源，制定毛刺控制方案，减少毛刺对抽油泵的影响。

关键词：毛刺；抽油泵；井下作业

1前言

在抽油泵井作业施工中，完井后经常发生活塞下行不畅、活塞表面被毛刺损伤甚至卡死的问题，轻则增加作业工序，重则造成抽油泵漏失或返工。查找分析毛刺来源，控制作业过程带入的毛刺数量，消除毛刺对抽油泵损伤具有重要的意义。

2毛刺的形态及类型及来源

毛刺的通常定义是机械加工中加工件表面出现的如棱边、飞边、尖角、飞溅等不符合设计要求的部分。机械加工方法可分为：铸造加工、锻造加工、电气焊加工、冲压加工、切削加工等，其中切削加工主要有车、铣、刨、钻等方式。在这些过程中，都可能出现各类加工毛刺，机械加工中影响毛刺生成的主要因素有：

2.1工件材料性质：机械性能、化学成分、金相组织等，比如切削硬度不同的金属产生不同类型的切屑。

2.2加工方式：车、铣、磨、钻等。

2.3刀具及切削参数：刀尖圆弧半径、进刀量、刀具主偏角、切削速度等。

工件经过切削加工后，其边、角、棱等部位是否产生毛刺，毛刺的尺寸大小及形状等取决于各种影响因素的综合作用，各因素之间相互影响、相互制约。毛刺产生的数量与加工工序数量也有联系，如筛管需要钻出大量孔，不当的操作便会产生大量毛刺。井下作业过程中使用的管、杆、泵、封隔器、筛管等工具，一般涉及切削、冲压和电气焊加工方式，主要在切削环节产生毛刺。

3毛刺的危害

3.1影响零件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度。

3.2影响装配质量，严重时无法正常装配。

3.3增大运动零件磨损，严重降低使用寿命，如活塞、齿轮等。

3.4毛刺脱落导致机械传动受阻，破坏传动平稳性，如活塞卡死、密封圈破损等。

4检泵作业中的毛刺

根据油井在检泵施工及后续生产的特点，将管杆泵材料、作业施工、采油生产过程中，附着、产生的毛刺和细小铁屑均归入检泵井毛刺。由于毛刺附着强度不同，可能在下泵过程中脱落，也可能在数天、数月后脱落。检泵井毛刺的主要来源有：

4.1管杆泵及工具类毛刺。油管、抽油杆因切削工序少、质检程序完善，附着毛刺的几率较少。抽油泵泄油器、活塞上凡尔罩形状复杂，在钻孔、车、铣过程中易产生毛刺。防砂防气筛管、泄油器等小批量工具产品加工环节多、结构复杂，易携带毛刺，特别是筛管类工具由于需要大量钻孔，更容易产生毛刺。

4.2作业施工中产生的毛刺。起下油管时液压钳打滑产生毛刺，上卸抽油杆时在方楞处产生毛刺；磨铣套管或落物时，产生的毛刺铁屑附着在油套管上，下泵时进入抽油泵内。

4.3油井生产过程中产生的铁屑。油井生产一段时间后，井下工具受磨损、腐蚀作用而产生并脱落下来的铁屑，如活塞沉砂槽腐蚀造成临近镀层剥离产生的毛刺、筛管严重腐蚀后脱落的小铁块、油管接箍因大井斜磨损产生的细小铁屑。

5毛刺对抽油泵的危害

柱塞与泵筒的配合间隙非常精密。1级配合间隙为0.025-0.088mm，2级配合间隙为0.050-0.113mm。所以任何少量的金属毛刺就可能造成活塞活运动受卡，在毛刺进入密封段间隙后严重磨损活塞和泵筒密封面，增加漏失降低泵效，主要危害有：

5.1导致抽油泵活塞运行不畅、卡死等故障，增加处理工序或返工。

5.2引起活塞及泵筒严重磨损，检泵周期大大缩短，泵效下降。

5.3抽油杆载荷增加，严重时造成杆断。

抽油泵生产效率与柱塞和泵筒的密封性关系重大，决定了抽油泵怕异物卡、怕磨损的特性，必须进行毛刺控制，减少毛刺带来的危害。

6检泵作业中毛刺控制

6.1管杆泵在机械加工中去毛刺工艺

6.1.1工艺设计控制毛刺在零件设计及加工时就对预防和减少毛刺进行规划，如合理安排切削加工工序和热处理工序，合理选择切削用量和走刀方向，采用复合刀具，采用多件加工等方法。

6.1.2人工去除毛刺人工去毛刺是最普通、最传统的方法之一，适用于精度要求不高，工作量不大的零件，主要使用锉刀、油石、砂布、钢丝刷等，劳动强度大、技术要求高、生产率低、去毛刺质量不稳定。

6.1.3热能去除毛刺将待去毛刺的零件防止在坚固的密封室内，利用通入混合的氢气和氧气点燃爆炸，将零件表面及内孔的毛刺去除。

6.1.4电化学去除毛刺利用电能、化学能进行阳极溶解来达到去毛刺的目的，是由电解加工发展而来的新工艺，特别适用于形状复杂的金属零件去毛刺。

6.1.5超声波去毛刺利用高频振动清除零件表面的毛刺，适用于小而精密的零件。

6.1.6机器人去毛刺由计算机控制的机械手自动去除毛刺，具有精度高、速度快、质量稳定的特点。

选择去毛刺方法时应考虑零件本身的材质、加工精度、几何尺寸及毛刺大小和部位等因素，还要改善去毛刺作业的环境和条件，降低生产成本，提高生产率。

6.2作业施工中的毛刺控制

6.2.1起油管时应采用规定扭矩值，及时更换、清洗牙块。下油管时涂抹铅油，按规定扭矩上扣，防止起管过程中丝扣过紧，造成油管剥皮产生毛刺。

6.2.2采用专用抽油杆钳普通抽油杆钳在上卸扣时，钳牙防滑纹易将杆方楞处咬伤，在丝扣较紧时更加明显。推荐使用专用抽油杆钳，在提供可靠上扣扭矩的同时，不易将方楞咬伤产生毛刺。

6.2.3钻磨施工后彻底清洗井筒在钻磨落物、修套等会产生铁屑的施工后，采取刮削、大排量洗井等措施，将井筒的内的铁屑清除干净，防止下完井管柱时进入泵筒。

6.3生产过程中的毛刺控制提高井下工具耐腐蚀性能，避免因工具腐蚀剥离产生的小铁块，如提高活塞基材的耐腐蚀性能，采用不锈钢材料制作筛管等。在大斜度井采用油管扶正器、耐磨接箍、降低抽油机冲次的方法，避免油管接箍磨损产生铁屑。

7认识与结论

抽油泵活塞和泵筒配合密封的关系特点，决定检泵作业时必须进行毛刺控制。通过清除入井管杆泵携带的毛刺、作业施工和后期生产过程中产生的毛刺，减少因毛刺造成的活塞卡、泵漏等问题的发生。

参考文献：

[1]王贵成.机械加工中毛刺的影响及其控制.中国安全科学学报.1996.6.2

[2]GB/T18607-2008抽油泵及其组件规范