一种恒温伴热碳纤维连续抽油杆制造技术

本实用新型专利技术属于油田采油设备领域，尤其涉及一种恒温伴热碳纤维连续抽油杆，包括碳纤维芯体、包覆在碳纤维芯体外侧的玻璃纤维层和包覆在玻璃纤维层外侧的环氧树脂层，所述的碳纤维芯体的中央设置有电热带A，碳纤维芯体由通过树脂粘结的碳纤维束构成，所述的玻璃纤维层由缠绕玻璃纤维层和纵向玻璃纤维层组成，缠绕玻璃纤维层螺旋缠绕在碳纤维芯体的外侧，构成纵向玻璃纤维层的玻璃纤维与碳纤维平行设置。本实用新型专利技术的连续抽油杆，不但具有恒温加热功能，防止结蜡，而且具有重量轻，耐磨损，抗扭强度、抗剪强度、抗拉强度高等诸多优点。

【技术实现步骤摘要】
一种恒温伴热碳纤维连续抽油杆
本技术属于油田采油设备领域，尤其涉及一种恒温伴热碳纤维连续抽油杆。
技术介绍
抽油杆是石油生产过程中常用的一种设备，采油时，通过抽油杆带动井下的抽油泵泵杆上下往复运动，从而将地层内的石油等液体泵送至地面。在使用过程中，通常要将抽油杆连接至上千米，在此种情况下，抽油杆要承受的自身悬重和抽油泵的负荷，因此承受的拉力比较大。现有的抽油杆多由钢材制成，但钢材存在重量大、易腐蚀、易磨损等物理缺陷，使得抽油杆的损耗居高不下。另外，现有的抽油杆大多为分段式结构，施工时需要逐段安装，因此施工效率比较低。为了解决上述问题，科研人员专利技术了一种碳纤维连续抽油杆，这种抽油杆利用碳纤维质量轻、韧性好、抗拉强度高等优越的物理性能，解决了上述问题。但这种抽油杆也存在一些缺陷：1、现有的碳纤维抽油杆在使用过程中，其外侧会存在结蜡问题，而结蜡会对生产造成多方面的负面影响；2、现有的碳纤维抽油杆的抗扭强度比较差；3、现有的碳纤维抽油杆中的碳纤维和玻璃纤维的走向均与抽油杆的长度方向相同，生产时，本该包覆在碳纤维外侧的玻璃纤维很容易掺入碳纤维束中，从而对抽油杆的强度造成不利影响。4、现有的碳纤维抽油杆的外层均为单纯的环氧树脂层，耐磨性较差。
技术实现思路
本技术提供一种恒温伴热碳纤维连续抽油杆，以生产一种恒温伴热碳纤维连续抽油杆，进而解决上述
技术介绍
中提出的问题。本技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本技术提供了一种恒温伴热碳纤维连续抽油杆，包括碳纤维芯体,所述的碳纤维芯体的中央设置有电热带A，构成碳纤维芯体的碳纤维包覆在电热带A的周围，碳纤维芯体外依次螺旋缠绕有电热带B、缠绕玻璃纤维层A和缠绕玻璃纤维层B，缠绕玻璃纤维层B外包覆有纵向玻璃纤维层，纵向玻璃纤维层外壁涂覆有环氧树脂层，碳纤维芯体由规格为150根/12K至242根/12K的碳纤维通过环氧树脂粘结成的碳纤维束构成，缠绕玻璃纤维层A和缠绕玻璃纤维层B两层缠绕玻璃纤维的缠绕螺旋角均为45°，缠绕方向相反，缠绕玻璃纤维层A和缠绕玻璃纤维层B由环氧树脂粘结在电热带B外侧，纵向玻璃纤维层的玻璃纤维与碳纤维芯体平行设置，纵向玻璃纤维层由环氧树脂粘结在缠绕玻璃纤维层B外壁，抽油杆的两个端头连接有抽油杆接头。一种恒温伴热碳纤维连续抽油杆的制备装置，用于生产恒温伴热碳纤维连续抽油杆，其包括纱架、树脂槽、缠绕机A、缠绕机B、拉挤模具、烘干装置A、长度计量装置、牵引机和卷盘，所述的树脂槽、缠绕机A和缠绕机B设置在无尘恒温室内，所述的纱架上放置有卷轴，碳纤维原料和玻璃纤维原料均为缠绕在卷轴上的线状结构，从纱架上的卷轴上引出的碳纤维依次通过树脂槽、缠绕机A、缠绕机B、拉挤模具、烘干装置A和长度计量装置制成抽油杆成品，抽油杆成品通过牵引机后缠绕在卷盘上；所述的树脂槽的两端分别设置有扶线板A和扶线板B，两块扶线板上均设置有扶线孔阵列，碳纤维或玻璃纤维从扶线板A穿入后从扶线板B穿出且分层排列，树脂槽包括树脂滴管、加热水套和回收槽，树脂滴管设置在每一层碳纤维的上方，加热水套通过热水或热油的循环实现其加热功能，所述的树脂槽内的各树脂滴管上下错位分布；所述的缠绕机A和缠绕机B的结构相同，均包括一个安装在空心轴上的、由电机驱动的转盘，两个转盘的来料一侧均设置有预成型模具，缠绕机A的进料处设置有用于将各股碳纤维均匀分布在圆形面上的圆形布线盘，缠绕机B的进口处设置有一个脱模剂加注装置，每个缠绕机的转盘的侧面的边缘至少对称设置有两个缠绕有玻璃纤维的卷轴，每个卷轴的内侧对应设置有一个扶线针，卷轴上的玻璃纤维穿过扶线针后缠绕在碳纤维芯体上，形成缠绕玻璃纤维层A和缠绕玻璃纤维层B；所述的树脂槽、缠绕机A和缠绕机B均设置在无尘恒温室内；所述的无尘恒温室与拉挤模具之间也设置有圆形布线盘，所述的碳纤维束从该圆形布线盘中央的通孔穿过，从纱架上的卷轴上引出的玻璃纤维经由设置在无尘恒温室内的另一树脂槽后，在该圆形布线盘的作用下均匀分布在碳纤维束的周围，该圆形布线盘的进料一侧也设置有一个脱模剂加注装置；所述的拉挤模具为长条状结构，拉挤模具的外侧延长度方向套有三个模具加热装置；所述的烘干装置A为带有上盖的箱体式结构，通过打开上盖可将抽油杆半成品含于箱体内，以实现环绕加热烘干；所述的卷盘安装在电驱动的卷盘支架上。本技术的有益效果为：本技术提供了一种新型的连续抽油杆，并根据该抽油杆的结构设计出了一套完整的工艺设备和工艺流程，通过本技术可生产出一种恒温伴热碳纤维连续抽油杆的制备装置，通过电热带A对抽油杆进行加热，可有效防止抽油杆结蜡；另外，利用本技术的技术方案生产的碳纤维连续抽油杆还具有重量轻，耐磨损，抗扭强度、抗剪强度、抗拉强度高等诸多优点，将该抽油杆应用于油田生产中，在保证使用功能的同时，可实现节能增效的效果，显著提升效益。使用本技术所述的设备工艺操作简单，工艺布局合理，采用常规的自动化控制技术控制各生产参数，实现了连续抽油杆的连续自动化生产。附图说明图1是恒温伴热碳纤维连续抽油杆及制备装置和制备方法的结构示意图；图2是图1中无尘恒温室内各装置的结构示意图；图3是图1中A处的局部放大图；图4是图1中拉挤模具处的结构示意图；图5是利用本技术生产出来的恒温伴热碳纤维连续抽油杆的结构示意图；图6是扶线板A的过线状况示意图(图中黑点表示碳纤维或玻璃纤维)；图7是扶线板B的过线状况示意图(图中黑点表示碳纤维或玻璃纤维)；图8是圆形布线盘的结构示意图(图中黑点表示碳纤维或玻璃纤维)；图9是抽油杆接头的装配图；图10是锥套的剖视图；图11是图10中A处的剖视图；图12是电热带A的截面图。图中：1-纱架，2-卷轴，3-碳纤维，4-树脂槽，5-缠绕机A，6-缠绕机B，7-拉挤模具，8-烘干装置A，9-挤塑机，10-雾化室，11-烘干装置B，12-牵引机，13-卷盘，14-抽油杆成品，15-长度计量装置，16-脱模剂加注装置，17-无尘恒温室，18-加热水套，19-回收槽，20-转盘，21-扶线针，22-预成型模具，23-圆形布线盘，24-扶线板，25-树脂滴管，26-玻璃纤维，27-模具加热装置，28-碳纤维芯体，29-缠绕玻璃纤维层A，30-纵向玻璃纤维层，31-环氧树脂层，32-聚乙烯层，33-石墨烯层，34-缠绕玻璃纤维层B，35-扶线板B，36-外套管，37-锥套，38-连接头，39-切口，40-电热带A，41-塑料防护层，42-塑料填充层，43-铜绞线绝缘层，44-铜绞线，45-电热带B。具体实施方式以下结合附图对本技术做进一步描述：实施例：一种恒温伴热碳纤维连续抽油杆，包括碳纤维芯体28,碳纤维芯体28的中央设置有电热带A40，构成碳纤维芯体28的碳纤维包覆在电热带A40的周围。伴热带40的设置，可实现对抽油杆的恒温伴热，即使抽油杆保持一个较高的且稳定的温度，从而防止原油中的石蜡凝结在抽油杆上。碳纤维芯体28由150根/12K---242根/12K碳纤维通过环氧树脂粘结的碳纤维束构成，碳纤维拉伸强度≥4950MPa，所述的碳纤维芯体28外依次螺旋缠绕有电热带B45、缠绕玻璃纤维层A29和缠绕玻璃纤维层B34，缠绕玻璃纤维层B34外包覆有纵向玻璃纤维层30，纵向玻璃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种恒温伴热碳纤维连续抽油杆，包括碳纤维芯体(28),其特征在于：所述的碳纤维芯体(28)的中央设置有电热带A(40)，构成碳纤维芯体(28)的碳纤维包覆在电热带A(40)的周围，碳纤维芯体(28)外依次螺旋缠绕有电热带B(45)、缠绕玻璃纤维层A(29)和缠绕玻璃纤维层B(34)，缠绕玻璃纤维层B(34)外包覆有纵向玻璃纤维层(30)，纵向玻璃纤维层(30)外壁涂覆有环氧树脂层(31)，碳纤维芯体(28)由规格为150根/12K至242根/12K的碳纤维通过环氧树脂粘结成的碳纤维束构成，缠绕玻璃纤维层A(29)和缠绕玻璃纤维层B(34)两层缠绕玻璃纤维的缠绕螺旋角均为45°，缠绕方向相反，缠绕玻璃纤维层A(29)和缠绕玻璃纤维层B(34)由环氧树脂粘结在电热带B(45)外侧，纵向玻璃纤维层(30)的玻璃纤维与碳纤维芯体(28)平行设置，纵向玻璃纤维层(30)由环氧树脂粘结在缠绕玻璃纤维层B(34)外壁，抽油杆的两个端头连接有抽油杆接头。

【技术特征摘要】
1.一种恒温伴热碳纤维连续抽油杆，包括碳纤维芯体(28),其特征在于：所述的碳纤维芯体(28)的中央设置有电热带A(40)，构成碳纤维芯体(28)的碳纤维包覆在电热带A(40)的周围，碳纤维芯体(28)外依次螺旋缠绕有电热带B(45)、缠绕玻璃纤维层A(29)和缠绕玻璃纤维层B(34)，缠绕玻璃纤维层B(34)外包覆有纵向玻璃纤维层(30)，纵向玻璃纤维层(30)外壁涂覆有环氧树脂层(31)，碳纤维芯体(28)由规格为150根/12K至242根/12K的碳纤维通过环氧树脂粘结成的碳纤维束构成，缠绕玻璃纤维层A(29)和缠绕玻璃纤维层B(34)两层缠绕玻璃纤维的缠绕螺旋角均为45°，缠绕方向相反，缠绕玻璃纤维层A(29)和缠绕玻璃纤维层B(34)由环氧树脂粘结在电热带B(45)外侧，纵向玻璃纤维层(30)的玻璃纤维与碳纤维芯体(28)平行设置，纵向玻璃纤维层(30)由环氧树脂粘结在缠绕玻璃纤维层B(34)外壁，抽油杆的两个端头连接有抽油杆接头。2.根据权利要求1所述的一种恒温伴热碳纤维连续抽油杆，其特征在于：碳纤维拉伸强度4950Mpa以上，碳纤维芯体(28)直径为11...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海英，
申请(专利权)人：大庆市华禹石油机械制造有限公司，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23