[发明专利]碳纤维连续抽油杆的作业配套工具及施工方法

权利要求书

1.一种碳纤维连续抽油杆的作业配套工具，其特征在于，其包括自下而上依次连接的：下法兰、变径接箍、一级防喷总成、连接短接、二级防喷总成、上法兰、辅助工具法兰、辅助工具导轨；其中，

所述一级防喷总成设置有第一防喷基体四通，所述第一防喷基体四通的下端与所述变径接箍相连接，其上端与所述连接短接相连接，其左端和右端分别设置有柔性密封单元；所述柔性密封单元具有与碳纤维连续抽油杆相配合的卡合部；

所述二级防喷总成设置有第二防喷基体四通，所述第二防喷基体四通的下端与所述连接短接相连接，其上端与所述上法兰相连接，其左端和右端设置有剪切密封装置；

所述辅助工具导轨设置有具有预定弧度的轨道，其一端与所述辅助工具法兰相连接，另一端设置有支撑杆，当碳纤维连续抽油杆穿设过所述辅助工具导轨后，能够保持对中下入井中；

所述碳纤维连续抽油杆包括：下端与柱塞连接的配重杆，下端能通过快速接头与所述配重杆相连接的碳纤维杆；所述碳纤维连续抽油杆的作业配套工具还包括抽油杆尺寸校核模块，所述抽油杆尺寸校核模块能执行以下步骤：

根据第一关系式初步确定所述配重杆的长度，所述第一关系式为：

L_sb＝KP_W/A_Wρ_rg (1)

第一关系式中，

A_W：为配重杆横截面积，单位为平方米；为已知量；

ρ_r：为配重杆的密度，千克/立方米；为已知量；

K：为配重杆安全附加系数，选取范围为1-10；

P_W：为抽油杆底部所受的总下行阻力；单位为牛顿；为计算后的已知量；

根据第二关系式和第三关系式确定悬点最大载荷和最小载荷，所述第二关系式为：

所述第三关系式为：

所述第二关系式和第三关系式中，

W_rf：为抽油杆在液体中的重力，N；

P_L：为液柱载荷，单位为牛顿，为已知量；

E：为复合杆柱的弹性模量，无单位；

A_r：为抽油杆加权平均截面积，为计算后的已知量；

v：为应力波在抽油杆中的传播速度，米/秒；

Sn：为冲程*冲次；

S：为冲程，m；

n：为冲次，min^-1；

φ_c：为初期变形曲柄转角，为计算后的已知量；

D_p：为泵管深度，单位为米，为已知量；

ψ：为变形分布系数，为计算后的已知量；

C：下冲程动载荷修正系数；

根据第四关系式校核抽油杆的疲劳强度，所述第四关系式为：

所述第四关系式中，

P_mh,max为悬点最大载荷；

P_mh,min为悬点最小载荷；

T：为抽油杆抗拉强度，单位为帕斯卡，通过查表获得；

A_rJ：校核点处抽油杆横截面面积，为计算后的已知量；

SF：古德曼使用系数；

当所述抽油杆的疲劳强度满足条件时，当前的配重杆长度为最终的长度。

2.如权利要求1所述的碳纤维连续抽油杆的作业配套工具，其特征在于，所述支撑杆的一端与所述辅助工具导轨相接触，另一端能固定在地面上，所述支撑杆与地面角度大于或等于45度。

3.如权利要求1所述的碳纤维连续抽油杆的作业配套工具，其特征在于，所述柔性密封单元具有相对内侧和外侧，其中，所述卡合部为所述柔性密封单元内侧设置的半圆弧型凹槽，所述凹槽的尺寸与所述碳纤维连续抽油杆的外径相同。

4.如权利要求3所述的碳纤维连续抽油杆的作业配套工具，其特征在于，所述柔性密封单元的外侧依次设置有第一万向节和第一防喷推杆，所述第一防喷推杆外设置有与所述第一防喷基体四通相配合的第一变径短接和第一防喷壳体，所述第一防喷壳体与所述第一防喷推杆之间还设置有第一密封胶圈。