用于井泵送部件的联接器的制作方法

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背景技术：
：本公开涉及由亚稳态硬化的铜合金制成的联接器。该联接器尤其适于将抽油杆柱的部件连接到井下泵。当相对碳钢测定时，该合金优选具有小于0.4的滑动摩擦系数。碳氢化合物抽取装置通常包括：用于从地下储层中抽取碳氢化合物的井下泵；用于向泵提供动力的动力源；以及连接动力源和井下泵的抽油杆举升系统。抽油杆举升系统包括一系列通过联接器联结在一起的抽油杆。这些杆和联接器通过公母式螺纹连接部联结。在将抽油杆举升系统与井下泵联结时，还使用带有螺纹连接部的附加联接器。由于磨损(由于滑动表面之间的粘附而造成的磨损)而造成的螺纹连接部损坏，可能会损害接头的机械完整性，并导致动力源和泵之间的连接故障。另外，碳氢化合物抽取系统在管道内运行。由于联接器/泵的外表面与管道的内表面之间的反复接触而造成对管道和联接器的损坏，可能会损害管道或联接器的机械完整性，导致管道携带的碳氢化合物泄漏进入环境，或者导致联接器与抽油杆柱的连接分离。这两种情况实际上都会使泵送过程停止，并且经常带来非常昂贵的额外操作来修复这样的故障。在这种系统中使用的联接器需要具有的特征包括高抗拉强度、高疲劳强度、高断裂韧性、耐磨性和耐腐蚀性。传统联接器通常由钢或镍合金组成，这些钢或镍合金不具有完整齐全的优选固有特征，特别是耐磨性。通常使用昂贵的表面处理来提高由钢或镍合金制成的联接器的耐磨性，以及内部设置有联接器的管道的内部的耐磨性。这些表面处理最终会被磨掉，并且为了维持有效，必须在部件的整个使用寿命周期内定期重新涂覆。此外，尽管涂层能够减少其所涂覆的部件的磨损，但是这些涂层经常与其可能接触的系统的其他部件不相容。希望开发具有改进的固有耐磨性以及其他所需特性的新的联接器，从而使联接器和管道材料相容，这意味着联接器和管道二者在操作期间发生最小磨损，不需要任何保护性涂层，而且减少了泵送系统的总摩擦损失。技术实现要素：本公开涉及一种由亚稳态硬化的铜合金制成的联接器，更具体地涉及一种插入在抽油杆柱的抽油杆与井下泵的阀杆衬套之间的联接器。该联接器可以视为抽油杆柱的一部分。该联接器具有独特的特性组合，这些特性包括高抗拉强度、高疲劳强度、高断裂韧性、耐磨性和耐腐蚀性。这种特性组合在碳氢化合物回收操作期间提供机械功能的同时，延迟了对使用该种联接器的泵系统中的联接器和其他部件(例如，抽油杆和管道)的破坏性损坏的发生。这也延长了这些部件的有效使用寿命，显著降低了用于回收碳氢化合物的设备的成本。本文在各种实施例中公开了用于抽油杆柱的联接器，其包括芯部，所述芯部具有第一端、中心部分和第二端。第一端和第二端均具有端表面。第一端具有从中心部分向内延伸并在第一端表面终止的线性渐窄部。换句话说，第一端表面具有比中心部分更小的直径。第二端的第二端表面具有修圆的边缘。该联接器由亚稳态硬化的铜镍锡合金制成，这种合金具有减小的摩擦和改进的耐磨性。第一端表面的直径可以小于第二端表面的直径。在一些特定实施例中，螺纹孔从第一端到第二端完全贯穿该芯部。孔的螺纹可以具有约20至约40的洛氏c硬度(hrc)。第一端处的螺纹孔可以适用于和阀杆衬套联接，该阀杆衬套可以连接到井下泵。第一端表面可以抵接该阀杆衬套的肩部。该联接器的外径可以大于阀杆衬套的外径。第二端处的螺纹孔可以适用于和抽油杆柱的抽油杆联接。第二端表面可以抵接该抽油杆的肩部。该联接器的外径可以大于抽油杆的外径。本文还公开了抽油杆柱，包括：抽油杆，其端部具有带外螺纹的销部；以及阀杆衬套，其端部具有带外螺纹的销部。还包括如上所述的联接器。在联接器的第一端处的螺纹孔与阀杆衬套的外螺纹互补，并且在联接器的第二端处的螺纹孔与抽油杆的外螺纹互补。该联接器包括亚稳态硬化的铜镍锡合金。本文还公开了泵系统，包括：井下泵；动力源，用于为井下泵提供动力；以及杆柱，位于井下泵和动力源之间。该杆柱包括：抽油杆，其端部具有带外螺纹的销部；以及阀杆衬套，其端部具有带外螺纹的销部。还包括如上所述的联接器。在联接器的第一端处的螺纹孔与阀杆衬套的外螺纹互补，并且在联接器的第二端处的螺纹孔与抽油杆的外螺纹互补。该联接器包括亚稳态硬化的铜镍锡合金。本文在各个实施例中还公开了用于抽油杆柱的联接器，其包括芯部，所述芯部具有第一端、中心部分和第二端。第一端和第二端均具有端表面。第一端具有从中心部分向内延伸并在第一端表面终止的线性渐窄部。换句话说，第一端表面具有比中心部分更小的直径。第二端也具有从中心部分向内延伸并在第二端表面终止的线性渐窄部。换句话说，第二端表面的直径小于中心部分的直径。该联接器由亚稳态硬化的铜镍锡合金制成。本公开的这些和其他非限制性特征在下面更具体地公开。附图说明以下是对附图的简要说明，这些附图是为了说明本文公开的示例性实施例，而不是为了限制它们。图1是本公开的一种示例性抽油联接器的侧视剖视图，该抽油联接器的一端具有线性渐窄部，并且另一端具有修圆的边缘。图2a是示出了抽油联接器与抽油杆和连接至井下泵的阀杆衬套接合的局部剖视图。图2b是示出了图2a的联接器、抽油杆和阀杆衬套处于组装状态时的侧视图。图3a是本公开的一种示例性抽油联接器的图，该抽油联接器在两端具有线性渐窄部。图3b是示出了图3a的抽油联接器的内部的侧视剖视图。图4是本公开的泵送系统的实施例的示意图。图5是示出了通过使材料在碳钢上滑动而测出的各种材料的通常滑动摩擦系数的图表。y轴是无量纲的并且以0.1的间距从0达到0.8。从左到右，材料为镍合金、碳钢、铝青铜和铜镍锡。图6是示出各种材料相对钢轴的磨损的图表。y轴为由磨损造成的间隙增加，以英寸为单位。y轴以0.005的间距从0.000达到0.050。x轴为磨损循环数，以千为单位，并且以30为间距从0达到180。最陡峭的线表示硬化钢，最扁平的线表示铜镍锡。图7是本公开的由cu-15ni-8sn合金制成的抽油联接器的图。具体实施方式通过参考附图可以获得对本文公开的部件、工艺和装置的更完整的理解。这些附图仅仅是基于示范本公开的方便性和简易性的示意图，因此不旨在表明设备或其部件的相对大小和尺寸，和/或限定或限制示例性实施例的范围。尽管为了清楚起见在以下描述中使用了特定的术语，但是这些术语旨在仅指代所选实施例中的特定结构以在附图中进行说明，而非旨在限定或限制本公开的范围。在下面的附图和下面的描述中，应当理解相同的附图标记是指具有相似功能的部件。除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一种”、“一个”和“所述”包括复数个指示物。如在说明书和权利要求中所使用的，术语“包括”可以包括“由……组成”和“基本上由……组成”的实施例。如本文中所使用的，术语“包括”、“包含”、“具有”、“带有”、“可以”、“含有”等及其变体，旨在作为开放式的过渡性短语、术语或单词，其要求存在指定的成分/步骤并且允许存在其它成分/步骤。然而，这样的描述应该被解释为，还描述了组合物或过程为“由……组成”和“基本上由……组成”的列举的成分/步骤，其允许仅存在指定的成分/步骤以及由此可能导致的任何杂质，并排除其它成分/步骤。本申请的说明书和权利要求中的数值应该被理解为，包括当减少到相同数量的有效数字时数值相同的数值，以及与所述值的差小于本发明中所述类型的通常测量技术的试验误差以确定该值的数值。本文公开的所有范围包括列举的端点并且可独立组合(例如，“2克至10克”的范围包括端点2克和10克，以及所有中间值)。术语“约”可用于包括在不改变该值的基本功能的情况下可改变的任何数值。当与范围一起使用时，“约”也公开了由两个端点的绝对值定义的范围，例如，“约2至约4”也公开了“从2到4”的范围。术语“约”可以指所指示数字的正负10％。本公开涉及由经亚稳态强化的铜基合金制成的联接器。本公开的铜合金可以是兼具强度、延展性、高应变率断裂韧性和防磨损的铜镍锡合金。更特别地，该联接器预期为在石油和天然气工业中使用的人工举升联接器、抽油杆联接器或子联接器，特别适于碳氢化合物回收系统。特别地，本公开的抽油联接器被考虑用于将井下泵联接至抽油杆柱。通常的井下泵具有柱塞，该柱塞通过抽油杆柱在泵筒内部往复运动。柱塞和泵筒包括固定阀和游动阀。柱塞连接至泵驱动杆或阀杆，泵驱动杆或阀杆又连接到阀杆衬套，阀杆衬套则通过抽油联接器连接至抽油杆柱。图1中图示了根据本公开的抽油联接器130。抽油杆联接器被用来组装抽油杆柱的各个部件。例如，抽油联接器130能够用来联接抽油杆210和阀杆衬套220，如图3a和图3b所述以及下文所述。抽油联接器130本身是芯部132，所述芯部132具有第一端134、中心部分170和第二端136，每端均对应于盒体并具有内螺纹(即，母连接器)138、140，该内螺纹用于接合抽油杆柱中另一个部件的销部。芯部的形状总体上呈圆柱形，其长度大于直径。虚线172、174指示中心部分170联接第一端134和第二端136的位置。中心部分170具有外径175。第一端134具有第一端表面135。第一端134具有朝向端表面135向内延伸的线性渐窄部。换言之，第一端134进行了倒角处理。另选的，第一端表面135可以描述为具有比中心部分170的直径175更小的直径144。术语“渐窄部”在这里仅指直径从中间到每个端部减小，并且不要求直径变化以任何给定的方式发生。渐窄部在这里是线性的，即，沿着直线的。第二端136具有第二端表面137。第二端136具有修圆边缘139，该修圆边缘过渡到端表面137。因此，第二端表面137的直径146小于中心部分170的直径175，但大于第一端表面135的直径144。在特定实施例中，第二端表面的直径146至少比第一端表面的直径144大1/4英寸。在一些具体实施例中，第一端表面的直径144为1+5/8英寸，第二端表面的直径146为约1.9英寸，并且中心部分的直径175为2英寸。孔142沿着芯部的纵向轴线160从第一端134到第二端136完全贯穿芯部。两个内螺纹138、140均位于孔的表面上。在这里，两个内螺纹具有相同的母螺纹大小，并且与能够通过联接器130联接的抽油杆柱的其他部件上的外螺纹互补。如图1提供的剖视图中进一步示出的，抽油联接器130包括分别位于每个端表面135、137处的沉孔152、154。换句话说，内螺纹并不会一直延伸到端表面。纵向轴线也由线160指示。抽油联接器130在端表面134、136之间具有基本上光滑的圆柱形弯曲外表面162。换言之，外径沿中心部分170的长度保持不变。然后，外径在渐窄的第一端134处和第二端136的修圆边缘处减小。图2a与图2b是图示了抽油杆柱的两个部件之间用本公开的联接器接合的侧视图。图2a是分解局部剖视图，示出了经由抽油联接器130联接在一起的抽油杆或稳定杆210和阀杆衬套220。图2a与图2b图示了具有如上所述且在图1中示出的抽油联接器130的几何形状的联接器的用途。抽油杆或稳定杆210包括杆体212和两个杆端(仅示出杆端214)。杆端214包括：带外螺纹的销部(或公连接器)216；适于抵接联接器的端表面的肩部218；以及驱动头219，该驱动头可以用于扭紧和拧紧稳定杆的工具接合。阀杆衬套220包括衬套主体222和两个衬套端224、225。阀杆衬套包括：第一衬套端224处的带外螺纹的销部(或公连接器)226；以及第二衬套端224处的沉孔227。肩部221处于两个衬套端224、225之间。沉孔227具有位于沉孔的表面上的内螺纹228(即，母连接器)，用于接合抽油杆柱中的另一个部件的销部。还包括驱动头229，该驱动头可以被用于扭紧和拧紧阀杆衬套的工具接合。图2b以组装形式示出了图2a的部件。也就是说，稳定杆210的公连接器与抽油联接器130的第二端处的母连接器配合，并且阀杆衬套220的公连接器与抽油杆联接器130的第一端处的母连接器配合。图2b示出了联接器的外径可以大于联接器附接的杆柱部件(诸如稳定杆210和阀杆衬套220)的外径。这防止了联接的杆柱部件与围绕杆柱的采油管(即，图4的管道411)相接触。另外，将阀杆衬套和稳定杆的端部拧入联接器中，直到联接器抵接肩部218、221。图3a与图3b中示出了根据本公开的抽油联接器330的其他变型。图3a是用于装配抽油杆柱的各个部件的抽油联接器330的图片。图3b是图3a中所示的抽油杆联接器330的剖视图。在这里，抽油联接器330本身是芯部332，所述芯部332具有第一端334、中心部分370和第二端336，每端对应于一个盒体并具有内螺纹(即，母连接器)338、340，该内螺纹用于接合抽油杆柱中另一个部件的销部。芯部的形状总体上呈圆柱形，其长度大于直径。虚线372、374指示中心部分370联结第一端334和第二端336的位置。中心部分370具有外径375。第一端334具有第一端表面335。第一端334具有朝向端表面335向内延伸的线性渐窄部。换言之，第一端334进行了倒角处理。或者，第一端表面335可以描述为具有比中心部分370的直径375更小的直径344。第二端336具有第二端表面337。第二端336也具有朝向端表面337向内延伸的线性渐窄部。换言之，第二端336也进行了倒角处理。或者，第二端表面337可以描述为具有比中心部分370的直径375更小的直径346。在具体实施例中，第一端表面的直径344与第二端表面的直径346大致相同，二者均小于中心部分的外径375。在一些具体实施例中，第一端表面的直径344和第二端表面的直径346均为1+5/8英寸，并且中心部分的直径375为2英寸。如此处所示，孔342沿着芯部的纵向轴线从第一端334到第二端336完全贯穿芯部。两个内螺纹338、340均位于孔的表面上。在这里，两个内螺纹具有相同的母螺纹大小，并且与可能被联接器330联接的抽油杆柱的其他部件上的外螺纹互补。抽油杆以及抽油杆联接器的各个部分的尺寸均根据api规范11b定义，api规范11b的第27版于2010年5月发布。如图3b提供的剖视图中进一步所示，抽油联接器330在每个端表面335、337处分别包括沉孔352、354。换句话说，内螺纹并不会一直延伸到端表面。纵向轴线也由线360指示。抽油联接器330沿着联接器的中心部分370具有基本上光滑的圆柱形弯曲外表面362。然后，外径在倒角处理的端部部分334、336处减小。这些联接器的中心外径可以大于联接器连接的杆柱部件，诸如稳定杆和阀杆衬套的外径。这防止了联接的杆柱部件与围绕杆柱的采油管(即，图4的管道411)相接触。图4图示了泵系统400的各个部件，该泵系统利用了上述的各个杆柱部件，诸如抽油联接器。该系统400具有活动梁422，该活动梁使杆柱424往复运动，该杆柱包括抛光杆部分425。杆柱224从梁上悬吊下来，从而致动设置在井428底部的井下泵426。活动梁422又由转向摇臂致动，转向摇臂通过由动力源432(例如，电动机)驱动的曲柄臂430进行往复运动，该动力源432通过齿轮减速机构，诸如齿轮箱434联接至曲柄臂430。该动力源可以是三相交流异步电机或者同步电机，并且用于驱动泵送单元。齿轮箱434将电机扭矩转换为低速高扭矩的输出，以驱动曲柄臂430。曲柄臂430设有配重436，该配重用于平衡从梁422悬吊下来的杆柱424。配重还可以由气缸提供，诸如气动平衡单元上的那些气缸。皮带式泵送单元可以使用与该杆冲程方向相反的配重、或气缸，进行平衡。井下泵426可以是往复式泵，其具有：柱塞438，连接到杆柱424的端部；以及泵筒440，连接到井428中的油管的端部。该柱塞438包括游动阀442和位于筒440的底部的固定阀444。在泵的向上冲程中，该游动阀442关闭并将柱塞438上方的流体(诸如油和/或水)举升至井的顶部，并且该固定阀444打开并允许来自储层的其他流体流入泵筒440。在向下冲程中，游动阀442打开，并且固定阀444关闭，以准备下一个循环。对泵426的操作进行控制，使得泵筒440中保持的液位足以在其整个冲程中将杆柱424的下端保持在流体中。杆柱424被管道411包围，管道411又被井套管410包围。抛光杆部分425下方的杆柱424由通过联接器448保持在一起的抽油杆或稳定杆446构成。联接器448可以包括上述的该抽油联接器(例如，130、230)和阀杆衬套(例如，320)。抽油杆和阀杆衬套之间的连接是抽油杆柱中最成问题的结合处之一。由于表面之间的接触，再加上井中流体离开泵并流过采油管与联接器(该联接器位于阀杆衬套和稳定杆之间)之间的间隙时速度提高，常规联接器的几何形状和材料导致油管快速磨损。使用本文公开的铜合金作为本公开的联接器的材料，减少了由于联接器和油管之间的表面磨损对螺纹连接造成的损坏。而且，本文公开的联接器的几何形状(例如，倒角式或修圆式端部，大外径)防止了由于错位引起的联接器与油管的内径之间的高能接触。也就是说，常规联接器包括锋利的边缘，这些边缘在高能接触的情况下更容易损坏部件。而且，本文公开的联接器的几何形状有助于井中流体流入联接器和油管之间的径向间隙。另外，本公开的联接器由本文公开的铜合金制成，联接器使得联接器能够用作阻尼器件。因为与常规材料相比，本文公开的铜合金具有较低的弹性模量，所以能够进行阻尼。由于阀杆衬套的下表面(例如，图3a中的衬套端325)会在泵的向下冲程期间冲击到抽油杆柱的其他部件，因此该阻尼使得能够吸收更多的能量。这种现象减少了泵的上部部件的配合表面在使用过程中变得被重度冷加工的趋势。这种冷加工可能会导致延展性损失，并最终导致开裂，以及形成向外延伸超出这些部件的安装直径的“压出式”金属突起。这些突起会损坏油管的内径和泵的生产筒。突起破裂时可能会产生金属碎片。由于这些碎片会留在系统中，可能会造成泵和油管的工作表面的严重损坏。本文公开的铜合金具有较高的阻力模量，使得联接器能够发挥这种阻尼功能而不会发生塑性变形。相反，在向下冲程的压缩和向上冲程的拉紧之后，联接器能够恢复到其原始尺寸。换言之，联接器起到了固体弹簧的作用。通常，在对用于形成本公开的联接器的铜合金重新加热以影响微观结构的亚稳态分解之前，已对该铜合金进行冷加工。冷加工是通过塑性变形，以机械方式改变金属的形状或尺寸的工艺。这可以通过对金属或合金进行轧制、拉伸、压制、旋转、挤压或镦制来完成。当金属发生塑性变形时，材料中会发生原子位错。特别地，位错会发生在金属的晶粒之间或内部。位错彼此重叠，并且材料内部的位错密度增加。重叠位错的增加使得进一步的位错的移动变得更加困难。这提高了所得合金的硬度和抗拉强度，同时总体上降低了合金的延展性和冲击特征。冷加工还改善合金的表面光洁度。机械冷加工一般在低于合金的再结晶点的温度下进行，并且通常在室温下进行。亚稳态老化/分解是一种过程，通过该过程，多个组分可以分离成具有不同的化学成分和物理特性的区别性区域或微观结构。特别地，大部分成分位于相图的中心区域的晶体发生出溶。在本公开的合金的表面处的亚稳态分解会导致表面硬化。亚稳态合金结构由在原始相在一定温度下分离时产生的均质的两相混合物以及在高温下达到的称为混溶间隙的成分构成。合金相自发分解成其他相，在这些相中，晶体结构保持不变，但结构内的原子被修饰但尺寸保持相似。亚稳态硬化提高了基体金属的屈服强度，并且具有高均匀程度的成分和微观结构。在大多数情况下，亚稳态合金在其相图中显示出被称为混溶间隙的异常现象。在混溶间隙的相对狭窄的温度范围内，在现有的晶格结构内发生原子排序。所得的两相结构在明显低于该间隙的温度下是稳定的。本文使用的铜镍锡合金一般包括约9.0wt％至15.5wt％的镍和约6.0wt％至约8.5wt％的锡，余量为铜。这种合金可以硬化，并且更容易形成高屈服强度的产品，这些高屈服强度的产品可以用于各种工业应用和商业应用。这种高性能合金设计为提供与铜铍合金类似的特性。更特别地，本公开的铜镍锡合金包括约9wt％至约15wt％的镍和约6wt％至约9wt％的锡，余量为铜。在更具体的实施例中，铜镍锡合金包括约14.5wt％至约15.5wt％的镍和约7.5wt％至约8.5wt％的锡，余量为铜。三元铜镍锡亚稳态合金展示出良好的性能组合，诸如高强度、优异的摩擦学特征、以及在海水和酸性环境中的高耐腐蚀性。基体金属的屈服强度的提高可能是由于铜镍锡合金中的亚稳态分解所致。铜合金可以包括铍、镍和/或钴。在一些实施例中，铜合金包含约1wt％至约5wt％的铍，并且钴和镍的总和在约0.7wt％至约6wt％的范围内。在具体的实施例中，该合金包括约2wt％的铍和约0.3wt％的钴和镍。其他铜合金实施例可以包含约5wt％至7wt％之间范围的铍。在一些实施例中，铜合金包含铬。铬的存在量可以小于合金的约5wt％，包括约0.5wt％至约2.0wt％的铬或约0.6wt％至约1.2wt％的铬。在一些实施例中，铜合金包含硅。硅的存在量可以小于5wt％，包括约1.0wt％至约3.0wt％的硅或约1.5wt％至约2.5wt％的硅。可选的，本公开的合金包含少量的添加剂(例如，铁、镁、锰、钼、铌、钽、钒、锆及其混合物)。这些添加剂的含量可以为最多1wt％，适宜地最多0.5wt％。此外，可能存在少量的天然杂质。可能存在少量的其他添加剂，例如铝和锌。附加元素的存在可能具有进一步提高所得合金强度的作用。在一些实施例中，在形成初始合金期间添加一些镁，以便降低合金的氧含量。形成的氧化镁可以从合金块中去除。在特定实施例中，联接器的内螺纹通过辊压成型，而不是通过切削加工形成。这一过程似乎会使螺纹的外表面上的晶粒伸长。已经发现轧制螺纹具有抗剥离性，因为剪切破坏一定会穿过晶粒，而不是随着晶粒发生。这种冷加工工艺还提供了额外的强度和抗疲劳性。因此，内螺纹可以具有约20-40的洛氏c硬度(hrc)。hrc在整个螺纹中可能会发生变化，因而该限定不应被理解为要求整个螺纹具有相同的hrc。在特定实施例中，螺纹的hrc的最小值为22。螺纹的外表面的hrc可以至少为35。用于制造本公开的联接器的合金的0.2％偏移屈服强度可以至少为75ksi，包括至少85ksi，或至少90ksi，或至少95ksi。用于制造本公开的联接器的合金可以具有如下表1所示的0.2％偏移屈服强度和室温夏比v型缺口冲击吸收功的组合。这些组合是本公开的铜合金所特有的。用来进行这些测量的测试样品以纵向定向。列出的值为最小值(即，最少为列出的值)，并且希望偏移屈服强度和夏比v型缺口冲击吸收功的值高于本文列出的组合。换句话说，该合金具有的0.2％偏移屈服强度和室温夏比v型缺口冲击吸收功的组合等于或大于此处列出的值。表1表2提供了适用于本公开的用于抽油杆联接器或子联接器的铜基合金的另一个示例性实施例的特性。表20.2％偏移屈服强度和极限抗拉强度根据astme8进行测量。cvn韧性根据astme23进行测量。本公开的杆联接器可以使用本领域中已知的铸造和/或模制技术来制造。由亚稳态分解铜合金制成的联接器独特地具有较高的拉伸强度和疲劳强度，以及较高的断裂韧性、耐磨性和耐腐蚀性。该独特的特性组合使联接器能够满足所需的基本机械特性和耐腐蚀特性，同时可靠地保护系统部件免受磨损损坏，从而大大延长了系统的使用寿命，并降低了意外故障的风险。一个结果是延长了两次维护停机之间的井寿命。另外，由于减少了摩擦，提高了整体产量。本公开的一些铜镍锡合金具有较低的滑动摩擦系数。在一些实施例中，与碳钢接触时，铜镍锡合金具有小于0.4的滑动摩擦系数。在其他实施例中，铜镍锡合金具有约0.3或更小的滑动系数，包括约0.2或更小。在本公开的特定实施例中，与碳钢接触时，铜镍锡合金通常具有小于0.2(包括约0.175或更小)的滑动系数。相比之下，与碳钢接触时，镍合金通常具有0.7的滑动摩擦系数。与碳钢接触时，碳钢通常具有0.6的滑动系数；并且与碳钢接触时，铝青铜通常具有0.4的滑动系数。图5所示的图表图示说明了这些值的比较结果。因此，可以显著减少泵送系统中的总摩擦损失。摩擦的减少还导致油管磨损减少。图6是示出了在轴承中使用的三种不同金属与渗碳钢轴接触的图表，该轴承的平均支撑应力为2,000psi，并且在侧向载荷作用下进行轴向摆动运动。y轴表示由磨损引起的间隙变化，其中值越小表示磨损越少。如这里所示，铜镍锡合金的磨损(三角形，小于0.010英寸)小于铝青铜的磨损(正方形，介于0.015至0.020英寸之间)和硬化钢的磨损(菱形，大于0.045英寸)。提供以下实例以说明本公开的联接器、工艺及特性。这些实例仅仅是说明性的，并非旨在将本公开限制于在此列出的材料、条件或工艺参数。实例实例1在选定的带有l80碳钢采油管(hrc22-23硬度)的试井中，在杆柱上使用由cu-15ni-8sn合金制成的抽油杆联接器。钢制联接器的平均故障前运行时间(meanruntimebeforefailure，mtbf)约为10个月。安装cu15ni8sn联接器后，mtbf增加了五倍。在受检cu15ni8sn联接器中未发现磨损或金属接触传递的迹象。由于泵泄漏，在安装cu15ni8sn联接器后555天，关闭了一口井。检查了用于形成井套管的管。在使用钢制联接器的管中，有50％管的壁损≥30％，而在使用cu15ni8sn联接器的管中，有0％的管发生的壁损≥30％。在使用钢制联接器的管中，有25％的管的表面点蚀≥30％，而在使用cu15ni8sn联接器的管中，有0％的管的表面点蚀≥30％。计算出这将使油管的mtbf至少提高三倍。实例2在井底部1,400英尺安装了55个cu15ni8sn联接器。获取了以下信息：表4先前实践实际cu15ni8sn杆/联接器曳引系数0.20.035泵冲程(英寸)141151采液量(每天桶数)233248抛光杆载荷(磅)33,00031,570使用cu15ni8sn联接器的结果是采液量增加了6.4％。类似实验的结果表明，产量增加了9％，最大载荷减少了12％，并且泵冲程增加了21％。因此预期，由于使用了这些铜镍锡合金(与使用钢相比)，泵冲程应增加约3％至约40％，或约6％至约40％，或约6％至约30％，或约3％至约10％，或约6％至约10％。实例3联接器由cu15ni8sn合金制成。图7示出了该联接器，其横截面如图3b中所示。渐窄联接器的外径为2英寸，带有3/4英寸的轧制螺纹。该联接器联结到阀杆衬套，并用作扶正器，使得阀杆衬套不会磨损相邻的油管。应当理解，上述公开的变型以及其它特征和功能，或其替代方案可以组合到其它许多不同的系统或应用中。本领域技术人员随后可以在其中进行各种目前无法预见或无法预料的替换、修改、改型或改进，这些替换、修改、改型或改进也应涵盖在所附权利要求范围内。当前第1页1 2 3