本实用新型专利技术公开一种纤维增强复合材料连续抽油杆，属于石油工业采油设备技术领域，该抽油杆采用依次层叠的三层结构，由内到外依次为内碳纤维层(A)、中间玻璃纤维层(B)和外玻璃纤维层(C)，所述内碳纤维层(A)采用沿杆体轴向设置的单向碳纤维，所述中间玻璃纤维层(B)采用沿杆体横向设置的H级玻璃纤维，中间玻璃纤维层(B)双向缠绕或编织在所述内碳纤维层(A)上，所述外玻璃纤维层(C)采用沿杆体轴向设置的单向H级玻璃纤维。该抽油杆耐腐蚀性能好，使用接头少，成本低，断脱几率小，同时活塞效应小，且模量适中、便于卷绕，运输及作业使用方便。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种抽油杆，特别涉及一种纤维增强复合材料连续抽油杆，属于 石油工业采油设备
技术介绍
石油工业生产中，腐蚀问题是油田采油工艺亟待解决的问题。抽油杆是连接抽油 机和抽油栗的关键部件，其受力复杂，工作环境恶劣，易因受腐蚀而严重影响自身使用寿 命，给油田生产造成极大的成本浪费。由于具备轻质、高强、耐腐蚀的特点，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，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：1)抽油杆耐偏磨性不好；2)轴向拉伸模量低，变形大，导致抽油栗有效行程大幅减 少，采油效率降低明显；3)玻璃钢抽油杆均定长，两端各有一个金属接头，根与根之间采用 金属抽油杆应用的金属接箍进行连接，由于结构复杂，导致加工难度大，同时每一根玻璃钢 抽油杆用两个金属接头，成本昂贵；另外与传统金属抽油杆相比，玻璃钢抽油杆除了杆体部 分更换了材质，整个抽油杆柱的其他部分并无改变，传统金属抽油杆中存在的柱接头多，断 脱几率高，活塞效应明显等问题并未得到解决。 碳纤维增强复合材料连续抽油杆的研究也有很多，如中国专利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，试图增加抽油杆 横向层间剪切强度，同时也提高杆体的耐偏磨性和强度。但实际应用中发现，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；包覆层为纤维织物，看似完整包裹杆体一周，但一直存在织物接缝问 题，接缝处存在搭接宽度不均匀，挤压内部单向纤维，横向强度低等问题；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3~5_，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，成为应用中的技术瓶颈，限制了该产品大规模推广应用。 另外还有中国专利技术专利CN201210501186. X公开了一种纤维增强复合材料防偏磨 连续抽油杆及其制备装置和方法，使用单向增强纤维拉挤、包覆热塑性耐磨层的方法，采用 的纤维只为玻璃纤维、碳纤维或玄武岩纤维的一种，未明确杆体截面形状及尺寸，因为只采 用单一纵向纤维，其横向强度低，存在径向压缩、弯曲性能差等问题；采用单一玻璃纤维或 玄武岩纤维，其轴向拉伸模量低，变形大，类似玻璃钢抽油杆，会导致抽油栗有效行程大幅 减少，采油效率降低明显；采用单一碳纤维，其杆体材料成本非常高，增大轴向拉伸模量的 同时，弯曲模量也变大，导致弯曲困难，不能满足道路运输要求及作业要求，限制了其推广 应用。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本技术提供一种纤维增强复合材料连续抽油 杆，该抽油杆耐腐蚀性能好，使用接头少，成本低，断脱几率小，同时活塞效应小，且模量适 中、便于卷绕，运输及作业使用方便。 为了实现上述目的，本技术采用的一种纤维增强复合材料连续抽油杆，该抽 油杆采用依次层叠的三层结构，由内到外依次为内碳纤维层、中间玻璃纤维层和外玻璃纤 维层，所述内碳纤维层采用沿杆体轴向设置的单向碳纤维，所述中间玻璃纤维层采用沿杆 体横向设置的Η级玻璃纤维，中间玻璃纤维层双向缠绕或编织在所述内碳纤维层上，所述 外玻璃纤维层采用沿杆体轴向设置的单向Η级玻璃纤维。 作为改进，该抽油杆采用的树脂基体为环氧树脂体系，通过碳纤维和Η级玻璃纤 维作为增强材料。 作为改进，所述抽油杆杆体直径为16~32mm，连续长度< 5000m。 作为改进，所述抽油杆杆体截面为圆形。 作为改进，所述中间玻璃纤维层缠绕或编织的两个方向交叉角度为15~85°。 与现有技术相比，本技术的纤维增强复合材料连续抽油杆，在单一纵向纤维 连续抽油杆拉挤工艺基础上增加了横向缠绕或编织层，增加了径向强度和轴向抗压强度； 碳纤维与玻璃纤维混合使用，提供了适中的模量，既保证其轴向变形不大，又有效降低了弯 曲直径，减少弯曲对杆体的性能影响，便于作业和运输，并且减少了碳纤维使用量，大幅降 低材料成本，提高了产品性价比，更易于推广；另外，该连续抽油杆仅两端有两个接头，极大 的减少了接头数量，降低了断脱几率和活塞效应。【附图说明】 图1为本技术的纤维增强复合材料连续抽油杆的结构示意图； 图2为本技术的制备装置的流程示意图； 图中：A、内碳纤维层，B、中间玻璃纤维层，C、外玻璃纤维层； 1、放丝架，2、预处理加热炉，3、缠绕机，4、注射模具，5、注射机，6、模具冷却装置， 7、拉挤模具，8、模具加热装置，9、控制装置，10、后固化加热炉，11、牵引装置，12、卷绕装置。【具体实施方式】 为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中及实施 例，对本技术进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以 解释本技术，并不用于限制本技术的范围。 如图1所示，一种纤维增强复合材料连续抽油杆，该抽油杆采用依次层叠的三层 结构，由内到外依次为内碳纤维层A、中间玻璃纤维层B和外玻璃纤维层C，所述内碳纤维层 A采用沿杆体轴向设置的单向碳纤维，所述中间玻璃纤维层B采用沿杆体横向设置的Η级玻 璃纤维，中间玻璃纤维层Β双向缠绕或编织在所述内碳纤维层Α当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纤维增强复合材料连续抽油杆，其特征在于，该抽油杆采用依次层叠的三层结构，由内到外依次为内碳纤维层(A)、中间玻璃纤维层(B)和外玻璃纤维层(C)，所述内碳纤维层(A)采用沿杆体轴向设置的单向碳纤维，所述中间玻璃纤维层(B)采用沿杆体横向设置的H级玻璃纤维，中间玻璃纤维层(B)双向缠绕或编织在所述内碳纤维层(A)上，所述外玻璃纤维层(C)采用沿杆体轴向设置的单向H级玻璃纤维。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：崔昌瑞，赵得智，
申请(专利权)人：江苏众成复合材料有限责任公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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