[發明專利]一種抽油桿的制備裝置

在審

• 申請號: 201710948815.6
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN107856329A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 陳德桂
• 主分類號: B29C70/52
• 分類號: B29C70/52;B29C70/54;E21B17/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種石油工業采油設備的制備，特別涉及一種抽油桿的制備裝置。

背景技術

由于開發的油藏類型越來越復雜，同時井深的不斷增加和井礦環境的不斷惡化，腐蝕和偏磨問題成為油田采油工藝亟待解決的問題。因為具備輕質高強耐腐蝕的特點，所以復合材料抽油桿已開始逐步取代傳統的金屬抽油桿。目前采用的復合材料抽油桿主要包括玻璃鋼抽油桿和碳纖維增強復合材料連續抽油桿兩大類。玻璃鋼抽油桿采用玻璃纖維增強熱固性樹脂的拉擠工藝一次成型制備，已廣泛應用，但隨著現代采油的可靠性要求不斷提高，玻璃鋼抽油桿已不能滿足要求，主要存在以下問題，1、抽油桿耐偏磨性不好；2、疲勞強度不夠；3、玻璃鋼抽油桿均定長，兩端各有一個金屬接頭，根與根之間采用金屬抽油桿應用的金屬接箍進行連接，由于結構復雜，加工難度大，價格昂貴。每一根玻璃鋼抽油桿用兩個金屬接頭，這兩個金屬接頭的成本遠高于一根玻璃鋼桿體的成本；另外與傳統金屬抽油桿相比較，除了桿體部分更換了材質，整個抽油桿柱的其他部分并無改變，傳統金屬抽油桿柱接頭多，斷脫幾率高，活塞效應明顯，接箍與油管偏磨嚴重的問題并未得到解決。中國專利CN1417449公開了一種防磨抽油桿的制備方法，該方法是在已成型的抽油桿本體上二次注塑成型尼龍等材質的防磨塊，減少使用的包覆材料，降低連續包覆成本和工藝復雜性，但其注塑防磨塊尺寸較小，相對獨立的分布于桿體，經常發生防磨塊與桿體脫離，出現“糖葫蘆”現象。另外，其桿體定長，不能解決傳統金屬抽油桿接頭多，斷脫事故率大，活塞效應大等缺陷；而且尺寸較小的桿體上加裝防偏磨塊是不能解決金屬接頭和接箍與油管之間的偏磨問題的，而這才是抽油桿、管偏磨需要解決的重點。CN101396874公開了一種防偏磨復合材料抽油桿的制備方法及裝置，其制備方法是在已成型的復合材料抽油桿桿體上，利用浸漬過樹脂膠液的芳綸、高分子量聚乙烯等耐磨纖維連續纏繞成型螺旋筋狀的防偏磨層，以達到防偏磨效果。其螺旋筋狀的防偏磨層，由于是以耐磨纖維增強熱固性樹脂，因此雖然纖維是具有耐磨特性的，但與熱固性樹脂形成復合材料后，其耐磨性能下降很多，壽命并不能延長多少。除了其具備螺旋筋狀的防偏磨層之外，其缺點與普通的玻璃鋼抽油桿一樣。中國專利CN1461870公開了一種碳纖維增強復合材料連續抽油桿及制備方法，采用碳纖維為增強材料，并由橫向排列的芳綸或超高分子量聚乙烯纖維束和縱向的玻璃纖維組成整體包覆復合，主要解決增強抽油桿橫向層間剪切強度，從而避免抽油桿在油井中發生縱向劈裂的問題，同時也提高了桿體的耐偏磨性和強度。但是該抽油桿采用拉擠、包覆的一次整體加工方法（包括放絲-浸樹脂膠-包覆層包覆-預成型-固化-盤繞工序），包覆層為纖維織物增強熱固性樹脂，不僅加大了材料成本，而且纖維織物包覆層的耐偏磨性不夠理想。另外，由于該碳纖維增強復合材料連續抽油桿截面形狀為矩形或橢圓形，且其厚度只有3～5mm，在應用專用設備起下井作業時，夾持部分的材料幾乎無法選擇，而且只能采用兩片式夾持，左右方向無法限位，很容易發生桿體偏出夾持部分的現象。因此其專用下井作業設備夾持部分結構及材料開發難度較大，成為碳纖維增強復合材料連續抽油桿應用中的技術瓶頸，限制了該產品大規模推廣應用。發明專利CN200910272324.X公開了一種連續抽油桿，使用單向增強纖維拉擠、包覆熱塑性耐磨層的方法，其結構存在徑向壓縮性能較差，收卷直徑大，作業困難等問題。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種抽油桿的制備裝置。

本發明提到的一種抽油桿，主要由沿桿體軸向的碳纖維增強層（A）、高模量玻璃纖維纏繞層（B）、沿桿體軸向耐磨高模量玻璃纖維增強層（C）三層組成，內層的沿桿體軸向的碳纖維增強層（A）采用縱向拉伸模量230GPa以上的連續丙烯腈基碳纖維，高模量玻璃纖維纏繞層（B）為縱向拉伸模量88GPa以上的高模量玻璃纖維纏繞層，沿桿體軸向耐磨高模量玻璃纖維增強層（C）為耐磨高模量玻璃纖維，樹脂基體為多官能團環氧樹脂體系，產品Tg值在130℃~210℃之間，制成的桿體的連續長度為300m～7500m。

上述的桿體的截面形狀為圓形，直徑為14mm～30mm，沿桿體軸向的碳纖維增強層（A）占截面積比例大于40%。

上述的沿桿體軸向的碳纖維增強層（A）為閉環連續波形結構，波形數量在4～20之間，波峰半徑與波谷半徑差為0.1mm~2mm；高模量玻璃纖維纏繞層（B）與沿桿體軸向的碳纖維增強層（A）形狀相同，厚度為0.3mm~1.5mm。