本发明专利技术公开了一种复合抗劈裂连续抽油杆及制备装置和制备方法，包括碳纤维层、玻璃纤维层、织物包覆层；所述碳纤维层、玻璃纤维层均被包覆在织物包覆层内部；所述碳纤维层、玻璃纤维层均至少设置两层，且碳纤维层、玻璃纤维层沿轴向方向平行交替分布。进一步地，所述沿轴向方向平行交替分布的碳纤维层、玻璃纤维层截面为圆形。本发明专利技术多层平行结构能充分发挥碳纤维的优势，增加杆体整体剪切强度、提高杆体抗扭曲性能。预成型机构中的多孔预成型和单孔预成型机构，实现了碳纤维与高模量玻璃纤维的轴向均匀、平行交替分布。通过拉挤工艺一次成型，可大幅度提高产品质量稳定性，生产效率高，层间强度高，避免分层开裂的情况。避免分层开裂的情况。避免分层开裂的情况。
【技术实现步骤摘要】
一种复合抗劈裂连续抽油杆及制备装置和制备方法
[0001]本专利技术涉及石油工业采油设备
，具体地说是一种复合抗劈裂连续抽油杆及制备装置和制备方法。
技术介绍
[0002]由于开发的油藏类型越来越复杂，同时井深的不断增加和井矿环境的不断恶化，腐蚀和偏磨问题成为油田采油工艺亟待解决的问题。因为具备轻质高强耐腐蚀的特点，所以复合材料抽油杆已开始逐步取代传统的金属抽油杆。目前采用的复合材料抽油杆主要包括玻璃钢抽油杆和碳纤维增强复合材料连续抽油杆两大类。玻璃钢抽油杆采用玻璃纤维增强热固性树脂的拉挤工艺一次成型制备，已广泛应用。目前常用的结构为中间碳纤维，外层玻璃纤维的结构，该结构在使用过程中，载荷通过玻璃纤维层传递到碳纤维层，不能充分发挥碳纤维的优势，抗扭转性能差。专利技术专利CN1556303A公开了一种耐高温碳-玻纤维复合抗劈裂连续抽油杆及其制造工艺、CN106194046B公开了一种多层耐磨擦碳纤维连续抽油杆、CN105298403A公开了一种带有耐磨防护层的连续碳纤维抽油杆，在现有碳纤维连续抽油杆技术中均采用碳纤和玻纤同心圆的结构，存在界面薄弱层，使用过程中易造成层间分离，抗扭转性能差。
[0003]公开(公告)号：CN106761444A，公开(公告)日：2017-05-31涉及一种恒温伴热碳纤维连续抽油杆及制备装置和制备方法，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。工艺简单，布局合理，通过本专利技术可生产出一种多层耐摩擦连续抽油杆，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。
[0004]公开(公告)号：CN107443773A，公开(公告)日：2017-12-08涉及一种连续抽油杆、制备连续抽油杆的设备及方法，以缓解现有技术中存在的抽油杆的耐磨性能、耐压性能较差的问题。连续抽油杆，包括芯体和包覆于芯体的耐磨层，芯体包括多个碳纤维和多个玻璃纤维，耐磨层包括多个芳纶纤维。碳纤维和玻璃纤维围绕抽油杆的轴心线方向均匀布置，碳纤维和玻璃纤维由树脂基固化成型，碳纤维形成分散相，碳纤维和树脂基形成连续相。提高了产品整体使用寿命，同时增加了径向和轴向抗压强度，并且，降低了弯曲直径，以及提高了杆体的整体耐磨性能。
[0005]公开(公告)号：CN1252370C，公开(公告)日：2006-04-19一种纤维增强复合材料连续抽油杆极其制备方法。该抽油杆采用包覆复合结构，且包覆层结构以横向排列的芳纶或超高分子量聚乙烯纤维束为纬线，纵向是由玻璃纤维间隔开的芳纶或超高分子量聚乙烯纤维带状结构，不但有效的提高了抽油杆抗横向劈裂强度、表面的局部耐磨性，而且增强了包覆层与碳纤维层间的结合力。该抽油杆的制备方法包括：包括放丝-在线表面处理-浸树脂
胶—包覆层包覆——预成型—固化———-后固化—盘绕工序。其中，碳纤维首先经过一个在线表面处理炉进行表面处理，使碳纤维表面沟槽化，增加了表面活性官能团，显著改善了碳纤维对树脂的浸润性，增强了层间结合力。
[0006]公开(公告)号：CN106891549B，公开(公告)日：2019-01-08涉及一种多层复合防偏磨连续抽油杆的制备装置。其技术方案是：在注射模具的底部装有注胶嘴，注射机通过底部的注胶嘴向注射模具内部注入树脂基体胶液；在内层纵向纤维与外层纵向纤维之间使用编织机或缠绕机编织一层增强的缠绕层或编织层，注射拉挤成型设备的牵引装置和卷绕装置之间设置有一台热固性树脂喷涂设备和固化装置。采用的注射喷涂设备所喷涂的树脂经计量泵精确计量，保证喷涂厚度的一致性；静态混料器的应用可以保证树脂的充分混合，对制品性能的一致性起到关键作用；恒温装置保证喷涂树脂的性状保持一致；喷嘴经特殊设计，可以保证杆体周围涂层的厚度一致；两端过滤装置既能保证过滤掉多余树脂，又可保证喷涂涂层的厚度。
[0007]公开(公告)号：CN1556303A，公开(公告)日：2004-12-22耐高温碳纤维复合材料连续抽油杆，其抽油杆体用碳纤维和玻璃纤维为增强材料，酚醛树脂为基体材料，采用拉挤成型工艺制造，具有较高的强度和模量，耐腐蚀，抗疲劳，耐温150℃以上，抽油杆杆体为扁圆状柔性连续式，运输安装方便，应用节省能源，特别适用于深井和超深井采油。
[0008]公开(公告)号：CN106194046B，公开(公告)日：2017-04-12涉及一种多层耐磨擦碳纤维连续抽油杆及制备装置和制备方法，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，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。本专利技术工艺简单，布局合理，通过本专利技术可生产出一种多层耐摩擦连续抽油杆，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。
[0009]公开(公告)号：CN105298403B，公开(公告)日：2017-06-27公开了一种带有耐磨防护层的连续碳纤维抽油杆及其制备方法，包括抽油杆本体、包覆在抽油杆本体表面的玻璃纤维层以及包覆在玻璃纤维层外侧的耐磨层，所述耐磨层包括纤维增强织物和涂覆在纤维增强织物表面的热塑性树脂层，热塑性树脂层中均匀混合有硬质耐磨颗粒，使得耐磨层的表面均匀分布有所述硬质耐磨颗粒。抽油杆表面均匀分布着硬质耐磨颗粒，通过无机硬质颗粒自身的高硬度高耐磨性和与网眼织物结构形成的球形滚珠形式，强化了复合材料抽油杆表面耐磨层的耐偏磨特性。同时硬质耐磨颗粒在与抽油杆杆体界面接触的部位也起到了界面机械啮合的作用，防止了耐磨防护层从抽油杆表面的滑脱和分层。
[0010]以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本专利技术不相同，或者
或者应用场合不同，针对本专利技术更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。
技术实现思路
[0011]本专利技术的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷而提供一种复合抗劈裂连续抽油杆及制备装置和制备方法，多层平行结构能充分发挥碳纤维的优势，增加杆体整体剪切
强度、提高杆体抗扭曲性能。预成型机构中的多孔预成型和单孔预成型机构，实现了碳纤维与高模量玻璃纤维的轴向均匀、平行交替分布。通过拉挤工艺一次成型，可大幅度提高产品质量稳定性，生产效率高，层间强度高，避免分层开裂的情况。
[0012]为了达成上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0013]一种复合抗劈裂连续抽油杆，包括碳纤维层、玻璃纤维层、织物包覆层；
[0014]所述碳纤维层、玻本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复合抗劈裂连续抽油杆，包括碳纤维层、玻璃纤维层、织物包覆层；其特征在于，所述碳纤维层、玻璃纤维层均被包覆在织物包覆层内部；所述碳纤维层、玻璃纤维层均至少设置两层，且碳纤维层、玻璃纤维层沿轴向方向平行交替分布。2.根据权利要求1所述的一种复合抗劈裂连续抽油杆，其特征在于，所述沿轴向方向平行交替分布的碳纤维层、玻璃纤维层截面为圆形。3.根据权利要求2所述的一种复合抗劈裂连续抽油杆，其特征在于，所述碳纤维层与玻璃纤维层体积比为1/4-3/4。4.根据权利要求3所述的一种复合抗劈裂连续抽油杆，其特征在于，所述抽油杆截面形状为圆形，直径为10-30mm。5.根据权利要求4所述的一种复合抗劈裂连续抽油杆，其特征在于，所述内层的沿轴向方向的碳纤维层采用纵向拉伸强度4900MPa、纵向拉伸模量230GPa以上的聚丙烯腈基碳纤维，沿轴向方向高模量玻璃纤维层采用纵向拉伸强度2600MPa、纵向拉伸模量90GPa以上的玻璃纤维无捻粗纱，织物包覆层C采用抗磨的芳纶纤维织物或玻璃纤维织物。6.一种复合抗劈裂连续抽油杆的制备装置，包括纱架、树脂浸润槽、预成型机构、织物浸润槽、包覆工装、拉挤模具、加热装置、牵引装置；其特征在于，所述预成型机构包括多孔预成型机构、单孔预成型机构，所述多孔预成型机构位于单孔预成型机构的前方，多孔预成型机构开设至少4排相互平行的预成型孔，每一排预成型孔至少包括三个单孔，相邻两排预成型孔分别引入碳纤维、玻璃纤维；所述单孔预成型机构开设一个中心成型孔，中心成型孔同时引入预成型孔出来的相互交替平行...
【专利技术属性】
技术研发人员：智勤功，张中慧，黄润晶，杨斌，郑强，张方圆，刘晓玲，王慧莉，徐建礼，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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