大庆石油学院学报
第28卷 第5期 2004年10月JOURNA L OF DAQI NG PETRO LE UM ISTIT UTE V ol.28 N o.5 Oct. 2004
收稿日期:2003-11-13；审稿人：万德立；编辑：任志平
基金项目：教育部“跨世纪人才培养计划”基金和国家自然科学基金(40172036)
作者简介：秦开明(1967-)，男，博士生，高级工程师，主要从事机械摩擦磨损机理和表面强化工艺技术方面的研究. 影响化学镀(Ni -P )镀速的部分因素
秦开明1，刘冬梅2，顾艳红1
电热手套(1.中国地质大学材料科学与工程学院，北京 100083; 2.中油测井技术服务有限责任公司，北京 100043)
摘 要：化学镀镍磷作为表面强化的途径，可使金属表面获得较高的硬度和优越的耐蚀性能，分析了影响化学镀镀 速的部分因素，研究了镍磷金属离子在镀液中的沉积速度与基体金属的催化活性、加入微粒子的浓度、镀液的pH 值和施 镀温度的关系.试验结果表明：镍磷金属离子的沉积速度除随着基体金属催化活性的增大而加快外，还随着加入镀液的
Al 2O 3微粒质量浓度的增加,pH 值的升高和施镀温度的升高而加快，但当这些因素提高到极限值时，镍磷金属离子的沉积 速度不再上升，反而出现下降的趋势.
关 键 词：化学镀镍磷；催化活性;Al 2O 3质量浓度;pH 值；施镀温度
中图分类号:TG 174.4 文献标识码:A 文章编号:1000-1891(2004)05-0037-02
1 试验方法
将络合剂和缓冲剂相混，用水溶解，加入镍盐，均匀搅拌；再以酸或碱液调节pH 值到规定值；将Al 2O 3粒子[1]配浆并搅拌均匀，使其充分湿润，然后加入到已配好的镀液中，再搅拌1～2h.
施镀工艺：化学碱液除油→洁净水冲洗→盐酸活化→洁净水冲洗→施镀→冷水冲洗→烘干→镀后热处理.试件分别在200℃,400℃和600℃温度下热处理(在每种温度下保温2h )，并且不需保护气体.2 试验结果分析
2.1 不同基体金属在相同试验镀液下基体金属的催化活性与施镀速度的关系见图1.从图1可见，化学镀镍磷工艺并非适用于所有的金属.不同的基体材料要求采用不同的镀前处理方法；基体金属在施镀之前必须具备高催化活性的金属表面；基体金属具有的催化活性越高，镀速提高的越大.由于金属对化学镀镍磷反应具有高催化活性，在一般的镀前处理后，即可直接进行化学镀镍磷.对于含有石墨的铸铁材料和有催化活性但表面有致密氧化膜的金属，如铝、不锈钢、镁、钛、钨、钼等金属，要经过适当的活化处理，然后进行化学镀镍磷[1].
2.2 Al 2O 3质量浓度与镀速的关系
镀液中Al 2O 3微粒质量浓度与施镀速度的关系见图2.从图2可见,(1)当Al 2O 3的质量浓度小于1.1g/L 时，随着Al 2O 3质量浓度的增加，施镀速度增大.(2)当Al 2O 3的质量浓度达到1.1g/L 时，施镀速度达到最大.(3)如果继续增大Al 2O 3的质量浓度，施镀速度下降.原因：其一是固体颗粒在镀液中质量浓度过大时，占据镀件表面的几率增大，使部分催化活性点被掩盖而失去作用，因而镍磷镀层的沉积速度下降；其二是镀液中加入固体Al 2O 3颗粒后，运动的粒子对镀件表面有碰撞和冲击作用，增加镀件表
面的催化活性点的数目，使金属离子的还原速度加快，因而镍磷镀层的沉积速度加快.在粒子的质量浓度小于1.1g/L 时，第二因素起主要作用，施镀速度与粒子质量浓度近似为正比例关系，镀速随着粒子质量浓度的增加而增加；当粒子质量浓度达到一定值以后，第一因素的作用逐渐增强，施镀速度随着粒子质量浓度的增加而
・
73・
降低.
2.3 施镀温度与施镀速度的关系
施镀速度与施镀温度的关系见图3.从图3可见，随着施镀温度的上升，施镀速度呈现先上升、后下降的趋势.但是在试验过程中，当温度达到一定数值时，在施镀溶液的底部会出现一些金属碎片.原因:(1)当镀液的温度升高时，镀液中粒子运动的速度加快，粒子冲击和碰撞镀件表面的速度加快，对镀件表面的冲刷作用增强，从而使镀件表面催化活性点的数目增加，促进金属离子的沉积速度加快，因而镀层的沉积速度增大[2].当施镀温度继续升高时，粒子的运动速度进一步加快，当粒子速度达到某一极限值，由于粒子碰撞时的反射作用，粒子在镀件金属表面停留时间会随着粒子运动速度的加快而缩短，不利于镀层的形成及金属粒子的沉积，且容易从镀件基体表面脱落，而形成金属碎片的沉积物;(2)镀液在较高的温度下，容易发生分解反应，同样也不利于金属粒子沉积的形成.
2.4 镀液的pH值与施镀速度的关系
镀液pH值与镀速的关系见图4.从图4可见,(1)当镀液pH值小于4.6时，施镀速度随着pH值的升高而增大.pH值越高，氢离子的质量浓度减小，镀件表面的化学反应速度加剧，金属离子沉积的速度加快，因此，沉积速度随着pH值的升高而加快.(2)当镀液pH值达到4.6时，施镀速度增大到最大值4.8
(下转第42页)
5 结论
(1)井眼的曲率、挠率对抽油杆柱的悬点载荷、支反力、屈曲应力均有较大影响;
(2)对于定向井，在中和点以上的抽油杆柱，其支反力取决于轴向载荷和井眼曲率的乘积；而在中和点以下的抽油杆柱，则取决于杆柱浮重在抽油杆柱轴线法向上的分量和抽油杆柱正弦或螺旋屈曲的程度.碳氟化钾
(3)根据支反力可以确定出相应的偏磨严重点位置.
参考文献:
[1] Lubinski A,Blenkarn K A.Buckling of tubing in pum ping wells,its effects and means for controlling it[J].T rans.,AIME1957,210:73-88.
[2] G ibbs S G.A review of methods for design and analysis of rod pum ping installation[C].SPE9980,1982:2731-2740.
[3] Jun Xu.Design and analysis of deviated rod-pum p[C].SPE64523,2000:1-5.
[4] Lukasievicz S A.Behavior of the sucker rod string in the inclined well[C].SPE21665,1991:313-321.
[5] 李子丰，李敬元，马兴瑞，等.油气井杆管柱动力学基本方程及应用[J].石油学报,1999,20(1):87-90.
[6] 高国华.油井管柱的屈曲与分叉[M].北京：石油工业出版社,1996.79-87.内作
(上接第38页)
μm/h.(3)当镀液pH值大于4.6时，镀速随着pH值的升高而呈现下降趋势.其原因是由于Al
O3微粒子
2
s3800的加入，使得镀液在Al2O3粒子的催化作用下发生分解反应，不利于镍磷镀层的形成.
3 结论
五轴深孔钻(1)并非所有金属都可应用化学镀镍磷，不同的基体金属对化学镀镍磷有不同的催化活性.根据镍磷化学镀对基体金属催化活性的要求，应做恰当的镀前处理；基体金属具有的催化活性越高，镀液的反应速度越快，镀液中镍磷金属离子的沉积速度越快.
(2)当Al2O3的质量浓度达到极限值1.1g/L时，金属镍磷离子的沉积速度达到最大.
(3)当施镀温度控制在352℃时，金属镍磷离子的沉积速度最快.
(4)当镀液的pH值为4.6时，金属镍磷离子的沉积速度最快.
参考文献:
[1] 蔡晓兰，张照昌，黄 鑫.化学镀镍磷耐磨合金工艺在机械中的应用[J].材料保护,2003,36(3):25-28.
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Some influencing factors of the velocity of Ni -P chemical plating/2004,28(5):37-38
QI N K ai 2ming 1,LI U Dong 2mei 2,G U Y an 2hong 1
(1.School o f Materials Science and Engineering ,China Univer sity o f G eosciences ,Beijing 100083,China ;2.Well Testing Technique Servics Corp.Ltd.,PetroChina Beijing 100043,China )
Abstract :As a means of surface cons olidating ,Ni -P chemical plating makes the metal surface harder with an excellent resistance to corrosion.Several factors in fluencing the velocity of the chemical plating have been studied in this paper.Based on the theory of the chemical plating ,the relationship between the depositing velocity of Ni -P metal ion and the ground metal ,catalyzing vivid ,the content of micro -particles ,pH value of the plating s olution and plating tem perature ,have been thoroughly probed into The test results indicate that the depositing velocity of Ni -P metal ion is devel
oped with the catalyzing vivid im proved.In addition ,with the increased concentration of micro -particles ,pH value and plating tem perature are increased as well ,but when the content of micro -particles ,pH value and plating tem perature reach a value limit ,the depositing velocity of Ni -P metal ion g oes down rather than g oes up.K ey w ords :Ni -P chemical plating ;catalyzing vivid ;the content of Al 2O 3;pH value ;plating tem perature
Establishment of dynamic model of suck rod string of 3D bending w ell bores and its simulation/2004,28(5):39-42
Y ANG Hai 2bin 1,DI Qin 2feng 2,BU X iang 2qian 3
(School o f Petroleum Engineering ,Petroleum Univer sity ,Dongying ,Shandong 257061,China ;2.Shanghai Institute o f Applied Mathematics and Mechanics ,Shanghai Univer sity ,Shanghai 200072,China ;3.Pressure
Research Institute o f Changqing Oil Field ,Xi ’an ,Shanxi 710021,China )Abstract :The directional well is a 3D curvature hole with buckling and contorting.The com plexity of borehole makes the suck rod string ,which m oves up and down in the borehole ,endure com plex alternate stresses ,which frequently result in the rod ’s uneven abrasion and break -off.On the basis of existing dynamic analys
is m odel of the sucker -rod pum ping system ,a dynamic analysis m odel in 3D deviated wells has been established in this paper.Based on the theoretical research ,an applied s oftware is developed with Visual Basic 6.0and Matlab 6.0.A systemic study has been carried out in the in fluence of three dimension curvature hole on the suck rod string ’s stresses and life -span.The simulation results are very useful to releasing abrasion between the rod strings and tubes ,cutting down the break -off of rod strings ,prolonging production maintenance period and reducing the production cost.
K ey w ords :3D deviation wells ;suck rod string ;dynamic m odel ;simulation ;uneven abrasion ;break off Application of w avelet neural netw orks to fault diagnosis of pumping w ells/2004,28(5):43-45
ZH ANG Zheng 2hui 1,LI U Juan 2,ZH ANG Zheng 2gang 3
智能断句(1.Oil Recovery Plant No.3,Daqing Oilfield Corp.Ltd ,Daqing ,Heilongjiang 163113,China ;2.Daqing Petroleum Administration ,Daqing ,Heilongjiang 163453,China ;3.Electric and Information Engineering College ,Daqing Petroleum Institute ,Daqing ,Heilongjiang 163318,China )
Abstract :A method of the fault diagnosis of pum ping wells based on wavelet neural netw orks has been developed.According to the characteristics of pum ping wells ,a three 2layer wavelet adopting neural netw ork has been established.The wavelet neural netw ork was trained with BP alg orithm th
e m omentum fraction and self 2tuning of learning rate.The initial value of the netw ork concerning the sam ples and wavelet functions was set.In the practice ,the system is used diagnosing a total of 30faulty pum ping wells ,the rate of accurate diagnosis is above 95%.The results show that the
・501・Abstracts Journal of Daqing Petroleum Institute Vol.28 No.5 Oct.2004
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