[發(fā)明專利]一種多層耐磨擦碳纖維連續(xù)抽油桿的制備裝置

有效

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• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN106239940B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 席小平
• 申請（專利權(quán)）人: 席小平
• 主分類號: B29C70/52
• 分類號: B29C70/52;B29C70/54;B29B15/14;B29C70/32;B29C70/34;E21B17/20
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油田采油設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種多層耐磨擦碳纖維連續(xù)抽油桿的制備裝置。

背景技術(shù)

抽油桿是石油生產(chǎn)過程中常用的一種設(shè)備，采油時，通過抽油桿帶動井下的抽油泵泵桿上下往復(fù)運動，從而將地層內(nèi)的石油等液體泵送至地面。在使用過程中，通常要將抽油桿連接至上千米，在此種情況下，抽油桿要承受的自身懸重和抽油泵的負(fù)荷，因此承受的拉力比較大?，F(xiàn)有的抽油桿多由鋼材制成，但鋼材存在重量大、易腐蝕、易磨損等物理缺陷，使得抽油桿的損耗居高不下。另外，現(xiàn)有的抽油桿大多為分段式結(jié)構(gòu)，施工時需要逐段安裝，因此施工效率比較低。

為了解決上述問題，科研人員發(fā)明了一種碳纖維連續(xù)抽油桿，這種抽油桿利用碳纖維質(zhì)量輕、韌性好、抗拉強(qiáng)度高等優(yōu)越的物理性能，解決了上述問題。但這種抽油桿也存在一些缺陷：1、現(xiàn)有的碳纖維抽油桿的抗扭強(qiáng)度比較差；2、現(xiàn)有的碳纖維抽油桿中的碳纖維和玻璃纖維的走向均與抽油桿的長度方向相同，生產(chǎn)時，本該包覆在碳纖維外側(cè)的玻璃纖維很容易摻入碳纖維束中，從而對抽油桿的強(qiáng)度造成不利影響。3、現(xiàn)有的碳纖維抽油桿的外層均為單純的環(huán)氧樹脂層，耐磨性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種多層耐磨擦碳纖維連續(xù)抽油桿的制備裝置，以生產(chǎn)一種多層耐摩擦碳纖維連續(xù)抽油桿，進(jìn)而解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

本發(fā)明提供了一種多層耐磨擦碳纖維連續(xù)抽油桿的制備裝置，包括紗架、樹脂槽、纏繞機(jī)A、纏繞機(jī)B、拉擠模具、烘干裝置A、長度計量裝置、擠塑機(jī)、牽引機(jī)和卷盤，所述的樹脂槽、纏繞機(jī)A和纏繞機(jī)B設(shè)置在無塵恒溫室內(nèi)，所述的紗架上放置有卷軸，碳纖維原料和玻璃纖維原料均為纏繞在卷軸上的線狀結(jié)構(gòu)，從紗架上的卷軸上引出的碳纖維依次通過樹脂槽、纏繞機(jī)A、纏繞機(jī)B、拉擠模具、烘干裝置A、長度計量裝置和擠塑機(jī)制成抽油桿成品，抽油桿成品通過牽引機(jī)后纏繞在卷盤上；

所述的樹脂槽的兩端分別設(shè)置有扶線板A和扶線板B，兩塊扶線板上均設(shè)置有扶線孔陣列，碳纖維或玻璃纖維從扶線板A穿入后從扶線板B穿出且分層排列，樹脂槽包括樹脂滴管、加熱水套和回收槽，樹脂滴管設(shè)置在每一層碳纖維的上方，加熱水套通過熱水或熱油的循環(huán)實現(xiàn)其加熱功能；

所述的纏繞機(jī)A和纏繞機(jī)B的結(jié)構(gòu)相同，均包括一個安裝在空心軸上的、由電機(jī)驅(qū)動的轉(zhuǎn)盤，兩個轉(zhuǎn)盤的來料一側(cè)均設(shè)置有預(yù)成型模具，纏繞機(jī)A的進(jìn)料處設(shè)置有用于將各股碳纖維均勻分布在圓形面上的圓形布線盤，纏繞機(jī)B的進(jìn)口處設(shè)置有一個脫模劑加注裝置，每個纏繞機(jī)的轉(zhuǎn)盤的側(cè)面的邊緣至少對稱設(shè)置有兩個纏繞有玻璃纖維的卷軸，每個卷軸的內(nèi)側(cè)對應(yīng)設(shè)置有一個扶線針，卷軸上的玻璃纖維穿過扶線針后纏繞在碳纖維芯體上，形成纏繞玻璃纖維層A和纏繞玻璃纖維層B；

所述的樹脂槽、纏繞機(jī)A和纏繞機(jī)B均設(shè)置在無塵恒溫室內(nèi)；

所述的無塵恒溫室與拉擠模具之間也設(shè)置有圓形布線盤，所述的碳纖維束從該圓形布線盤中央的通孔穿過，從紗架上的卷軸上引出的玻璃纖維經(jīng)由設(shè)置在無塵恒溫室內(nèi)的另一樹脂槽后，在該圓形布線盤的作用下均勻分布在碳纖維的周圍，該圓形布線盤的進(jìn)料一側(cè)也設(shè)置有一個脫模劑加注裝置；

所述的拉擠模具為長條狀結(jié)構(gòu)，拉擠模具的外側(cè)延長度方向套有三個模具加熱裝置；

所述的烘干裝置A為帶有上蓋的箱體式結(jié)構(gòu)，通過打開上蓋可將抽油桿半成品含于箱體內(nèi)，以實現(xiàn)環(huán)繞加熱烘干。

本發(fā)明還包括霧化室和烘干裝置B，霧化室和烘干裝置B設(shè)置在擠塑機(jī)和牽引機(jī)之間，抽油桿半成品從擠塑機(jī)出來后，先后通過霧化室和烘干裝置B，然后進(jìn)入牽引機(jī)，烘干裝置B與烘干裝置A的結(jié)構(gòu)相同。

所述的卷盤的直徑大于3米。所述的卷盤安裝在電驅(qū)動的卷盤支架上，卷盤與卷盤支架之間為可拆卸連接。所述的樹脂槽內(nèi)的各樹脂滴管上下錯位分布。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明工藝簡單，布局合理，采用常規(guī)的自動化控制技術(shù)控制各生產(chǎn)參數(shù)，實現(xiàn)了連續(xù)抽油桿的連續(xù)自動化生產(chǎn)。通過本發(fā)明可生產(chǎn)出一種多層耐摩擦碳纖維連續(xù)抽油桿，具有重量輕，耐磨損，抗扭強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度高等諸多優(yōu)點，將該抽油桿應(yīng)用于油田生產(chǎn)中，在保證使用功能的同時，可實現(xiàn)節(jié)能增效的效果，顯著提升效益。

附圖說明

圖1是多層耐磨擦碳纖維連續(xù)抽油桿的制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中無塵恒溫室內(nèi)各裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1中A處的局部放大圖；

圖4是圖1中拉擠模具處的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是利用本發(fā)明生產(chǎn)出來的多層耐摩擦碳纖維連續(xù)抽油桿的結(jié)構(gòu)示意圖；