[实用新型]一种耐疲劳复合材料连续抽油杆及制备装置

说明书

本实用新型提供一种耐疲劳复合材料连续抽油杆及制备装置，耐疲劳复合材料连续抽油杆，其横截面结构由内向外依次为碳纤维增强层、层间结合过渡层、玻璃纤维增强层、玻璃纤维布层。所述层间结合过渡层为碳纤维与玻璃纤维混杂在一起形成的层间结合过渡层。所述碳纤维增强层自身中的碳纤维按照连续抽油杆杆体轴向排列布置；所述玻璃纤维增强层自身中的玻璃纤维按照连续抽油杆杆体轴向排列布置。本实用新型以解决油田采油生产中的腐蚀和偏磨问题、深井超深井采油问题为主要目的，制备出层间结合强度高、耐疲劳、作业使用方便的抽油杆。

技术领域

本实用新型涉及油田采油设备领域，具体地说是一种耐疲劳复合材料连续抽油杆及制备装置。

背景技术

随着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。复合材料抽油杆具备轻质、高强、耐腐蚀等优越性能，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，但随着现代采油的可靠性要求不断提高，玻璃钢抽油杆已不能满足要求，主要存在以下问题：耐偏磨性不好，疲劳强度不够，而且玻璃钢抽油杆均定长，两端各有一个金属接头，加工难度大，价格昂贵。另外因接头多，断脱几率高，活塞效应明显，接箍与油管偏磨严重的问题并未得到解决。碳纤维增强复合材料连续抽油杆历经数十年研究，由矩形截面纯碳纤维增强带状结构发展至圆截面多层包覆杆体结构。

中国专利CN1461870公开了一种碳纤维增强复合材料连续抽油杆及制备方法，采用碳纤维为增强材料，并由横向排列的芳纶或超高分子量聚乙烯纤维束和纵向的玻璃纤维组成整体包覆复合，主要解决增强抽油杆横向层间剪切强度，从而避免抽油杆在油井中发生纵向劈裂的问题，同时也提高了杆体的耐偏磨性和强度。但是该抽油杆采用拉挤、包覆的一次整体加工方法(包括放丝-浸树脂胶-包覆层包覆-预成型-固化-盘绕工序)，包覆层为纤维织物增强热固性树脂，不仅加大了材料成本，而且纤维织物包覆层的耐偏磨性不够理想。另外，由于该碳纤维增强复合材料连续抽油杆截面形状为矩形或椭圆形，且其厚度只有3～5mm，在应用专用设备起下井作业时，夹持部分的材料几乎无法选择，而且只能采用两片式夹持，左右方向无法限位，很容易发生杆体偏出夹持部分的现象。因此其专用下井作业设备夹持部分结构及材料开发难度较大，成为碳纤维增强复合材料连续抽油杆应用中的技术瓶颈，限制了该产品大规模推广应用。

发明专利CN200910272324.X公开了一种连续抽油杆，使用单向增强纤维拉挤、包覆热塑性耐磨层的方法，其工艺复杂，无法解决层间结合强度、疲劳问题。

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实用新型不相同，针对本实用新型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。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提供一种耐疲劳复合材料连续抽油杆；目的之二是提供一种耐疲劳多层渐变复合材料连续抽油杆的制备装置，以解决油田采油生产中的腐蚀和偏磨问题、深井超深井采油问题为主要目的，制备出层间结合强度高、耐疲劳、作业使用方便的抽油杆。

本实用新型的目的之一可通过如下技术措施来实现：

该耐疲劳复合材料连续抽油杆，其横截面结构由内向外依次为碳纤维增强层、层间结合过渡层、玻璃纤维增强层、玻璃纤维布层。

本实用新型的目的之一还可通过如下技术措施来实现：

所述层间结合过渡层为碳纤维与玻璃纤维混杂在一起形成的层间结合过渡层。

所述碳纤维增强层自身中的碳纤维按照连续抽油杆杆体轴向排列布置；所述玻璃纤维增强层自身中的玻璃纤维按照连续抽油杆杆体轴向排列布置。