一种用于卷扬式抽油机上的可通信玻璃纤维抽油杆及制备装置和制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于油田采油设备领域，尤其涉及一种用于卷扬式抽油机上的可通信玻璃纤维抽油杆及制备装置和制备方法，包括抽油杆本体,抽油杆本体为多层结构，从内向外依次设置有通信线缆、玻璃纤维内层、电热层、缠绕玻纤层A、缠绕玻纤层B、玻璃纤维外层和环氧树脂层，所述的玻璃纤维内层通过环氧树脂粘结在通信线缆的外侧，所述的电热层由电热带制成，电热带螺旋缠绕在玻璃纤维内层的外侧，从而形成电热层，所述的缠绕玻纤层A和缠绕玻纤层B依次缠绕在电热层的外侧，且两者的缠绕方向相反，所述的玻璃纤维外层通过环氧树脂粘结在缠绕玻纤层B的外侧，所述的环氧树脂层位于抽油杆的最外侧，所述的玻璃纤维内层和玻璃纤维外层的纤维走向均与抽油杆的轴线平行。

The utility model relates to a communication glass fiber sucker rod used for a winch type pumping unit, a preparation device and a preparation method thereof

The invention belongs to the field of oil extraction equipment, especially relates to a winding type oil pumping machine on the communication of fiberglass sucker rod and preparation device and preparation method, including the sucker rod body, the sucker rod body is a multilayer structure, from inside to outside is provided with a communication cable, a glass fiber layer, the electric heating layer, glass fiber, glass fiber winding winding layer A layer B, glass fiber and epoxy resin outer layer, the inner layer of glass fiber with epoxy resin bonded on the outside of the communication cable, the electric heating layer made by electric power spiral tropical, tropical in the outer layer of glass fiber, thus forming the electric heating layer, the the glass fiber winding layer A and layer B are wound outside the glass fiber winding in the heating layer, and the two winding in the opposite direction, the outer layer of the glass fiber epoxy resin bonded in the outer layer of B glass fiber winding The epoxy resin layer is positioned at the outermost side of the sucker rod, and the fiber direction of the glass fiber layer and the outer layer of the glass fiber are parallel to the axis of the sucker rod.

【技术实现步骤摘要】
一种用于卷扬式抽油机上的可通信玻璃纤维抽油杆及制备装置和制备方法
本专利技术属于油田采油设备领域，尤其涉及一种用于卷扬式抽油机上的可通信玻璃纤维抽油杆及制备装置和制备方法。
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。现有的抽油机大多为游梁式抽油机，这种抽油机的冲程较短、冲刺较高，因此机械效率较低，单位产量的能耗较大。为了进一步降低能耗，提高生产效益，技术人员专利技术了一种长冲程的卷扬式抽油机，这种抽油机通过卷扬机和盘绕在卷扬机上的柔性杆带动井下的抽油泵的泵杆运动，从抽油机的结构上实现了提高冲程和降低冲次的目的，有效降低了能耗，提高了生产效益。在现有的卷扬式抽油机中，通常采用钢丝绳来承受泵杆施加的拉力，由于钢丝绳的柔性和抗拉性能均比较好，因此既可以较容易地缠绕在卷扬机上，又可以满足常规井况下的抗拉强度需求。但钢丝绳的耐磨性较差，因此使用寿命较短。另外，在生产实践中，钢丝绳还存在两个明显缺陷：1、生产时，常常需要在地面与井下的电子设备(传感器、测试仪器等)进行通信，由于钢丝绳无法实现这一功能，进行测试时，只能在停机状态下另外向井中下入测试电缆，这种方式不但测试过程繁琐，而且必须在停产状态下进行，会影响生产的正常进行；2、在使用过程中，钢丝绳会大量结蜡，进而对生产造成不利影响。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于卷扬式抽油机上的可通信玻璃纤维抽油杆及制备装置和制备方法，以生产一种用于卷扬式抽油机上的可通信玻璃纤维抽油杆，来代替现有技术中的钢丝绳，进而解决上述
技术介绍
中提出的问题。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本专利技术提供了一种用于卷扬式抽油机上的可通信玻璃纤维抽油杆，包括抽油杆本体,抽油杆本体为多层结构，从内向外依次设置有通信线缆、玻璃纤维内层、电热层、缠绕玻纤层A、缠绕玻纤层B、玻璃纤维外层和环氧树脂层，所述的玻璃纤维内层通过环氧树脂粘结在通信线缆的外侧，所述的电热层由电热带制成，电热带螺旋缠绕在玻璃纤维内层的外侧，从而形成电热层，所述的缠绕玻纤层A和缠绕玻纤层B依次缠绕在电热层的外侧，且两者的缠绕方向相反，所述的玻璃纤维外层通过环氧树脂粘结在缠绕玻纤层B的外侧，所述的环氧树脂层位于抽油杆的最外侧，所述的玻璃纤维内层和玻璃纤维外层的纤维走向均与抽油杆的轴线平行。所述的通信线缆为光缆。所述的电热带为串联式电热带。所述的通信线缆和玻璃纤维内层之间设置有碳纤维层，碳纤维层的最大截面直径为4-6mm，碳纤维的走向与抽油杆的轴向平行。所述的缠绕玻纤层A和缠绕玻纤层B的厚度相同，两个缠绕层缠绕时的螺旋升角为20-30°。所述的碳纤维的每股单丝数量为12K，碳纤维拉伸强度大于4950Mpa，玻璃纤维的抗拉强度大于2500Mpa，环氧树脂的抗拉强度为60-85Mpa，拉伸模量为2.5-3.0Gpa，伸长率为3.5-5.0％，环氧树脂的耐高温极限是200℃。本专利技术同时提供了一种用于卷扬式抽油机上的可通信玻璃纤维抽油杆的制备装置，包括纱架、涂胶装置、缠绕装置、拉挤模具、烘干装置、长度计量装置、牵引机和绞盘，以上装置沿产品行进方向顺次排列；所述的纱架上安装有卷轴，卷轴共有四种，四种卷轴上分别缠绕有通信线缆、碳纤维、内层玻璃纤维和外层玻璃纤维；所述的涂胶装置共有两台，一台为通信线缆、碳纤维和内层玻璃纤维涂胶，另一台为外层玻璃纤维涂胶，涂胶装置的结构包括滴管、盛胶槽和加热装置，所述的滴管至少有三根，各滴管沿斜线方向等间距分布，所述的盛胶槽位于滴管的下方，所述的加热装置位于盛胶槽的底部，加热装置的加热方式为热油循环加热，涂胶装置的两端设置有用于引导通信线缆、碳纤维和内层玻璃纤维的密布有小孔的孔板；所述的缠绕装置共包含三台结构相同的缠绕机，分别为缠绕机A、缠绕机B和缠绕机C，缠绕机的结构包括转盘和卷轴，转盘沿其自身的中心旋转，抽油杆半成品从转盘的中心通过，每台缠绕机上的卷轴至少有一个，卷轴随转盘公转，从而将卷轴上的线材或纤维缠绕在抽油杆产品上，所述的缠绕机A用于缠绕电热带，缠绕机A的入口端设置有预成型模具，所述的缠绕机B用于缠绕玻璃纤维以形成缠绕玻纤层A，所述的缠绕机C用于缠绕玻璃纤维以形成缠绕玻纤层B，缠绕机C的入口端设置有预成型模具和脱模剂加注装置；所述的拉挤模具为长条形结构，拉挤模具的中央设置有用于拉挤抽油杆半成品的圆孔，拉挤模具的外侧套有加热套，加热套至少有三个，三个加热套的加热温度沿产品行进方向逐渐变大，拉挤模具的入口端同样设置有预成型模具和脱模剂加注装置；通信线缆、碳纤维和内层玻璃纤维从纱架上引出后依次经过涂胶装置和缠绕装置，并引入拉挤模具内，所述的外层玻璃纤维从纱架上引出，经过涂胶装置后直接引至拉挤模具内，半成品经过拉挤模具和烘干装置后，制成抽油杆成品，抽油杆成品在牵引机的牵引作用下沿产线移动，最后盘绕在绞盘上；所述的涂胶装置和缠绕装置安放在无尘其恒温的工作间内。所述的烘干装置为长条形的箱体结构，箱体的上侧设置有箱盖，箱体和箱盖上均设置有电热装置。所述的涂胶装置的入口端和出口端也设置有用于引导通信线缆、碳纤维和内层玻璃纤维的密布有小孔的孔板。本专利技术同时提供了一种用于卷扬式抽油机上的可通信玻璃纤维抽油杆的制备方法，包括：步骤一，将从纱架上引出的通信线缆、碳纤维和内层玻璃纤维引入涂胶装置，引入涂胶装置前，通过孔板的导向作用使通信线缆、碳纤维和内层玻璃纤维分层排布，且每层的上方对应一根滴管，滴管内流出的环氧树脂滴落在通信线缆、碳纤维和内层玻璃纤维上；步骤二，通过孔板引导通信线缆、碳纤维和内层玻璃纤维的排布，使碳纤维排布在通信线缆的外围，使内层玻璃纤维排布在碳纤维的外围；步骤三，通过缠绕机A前端的预成型模具的挤压作用将通信线缆、碳纤维和内层玻璃纤维组成的线束挤压成杆状的抽油杆半成品后，通过三台缠绕机依次将电热带和两层玻璃纤维缠绕在抽油杆半成品上，步骤四，将抽油杆半成品继续引入拉挤模具中，在通过拉挤模具过程中，抽油杆半成品被进一步压缩并加热，环氧树脂在加热环境下固化，在此过程中，套在拉挤模具上的三个加热套的加热温度分别为160℃、180℃和200℃。步骤五，将抽油杆半成品继续引入烘干装置，通过烘干装置进一步去除抽油杆半成品内的水分，形成抽油杆成品；步骤六，通过牵引机的牵引作用使抽油杆成品不断输出，然后将输出的抽油杆成品盘绕在绞盘上。进一步地，通信线缆、碳纤维和内层玻璃纤维组成的线束的端部穿过拉挤模具后，将该端部与一条尼龙扁带连接，通过牵引机牵引尼龙扁带来提供产品行进的动力；上述的线束的端部到达牵引机后，将尼龙扁带拆下，此后，牵引机直接牵引抽油杆成品，以实现连续生产，连续生产中牵引机的拉挤速度为0.25-0.45m/min。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种新型的玻璃纤维抽油杆，与钢丝绳相比，该抽油杆具有更好的耐磨性和抗拉强度，因此具有更长的使用寿命和使用安全性。附图说明图1是用于卷扬式抽油机上的可通信玻璃纤维抽油杆的制备装置的结构示意图；图2是涂胶装置的结构示意图；图3是缠绕装置的结构示意图；图4是图1中A处的结构示意图；图5是拉挤模具的结构示意图；图6是用于卷扬式抽油机上的可通信玻璃纤维抽油杆的截面图。图中：1-纱架，2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于卷扬式抽油机上的可通信玻璃纤维抽油杆，包括抽油杆本体,其特征在于：抽油杆本体为多层结构，从内向外依次设置有通信线缆(2)、玻璃纤维内层(26)、电热层(27)、缠绕玻纤层A(28)、缠绕玻纤层B(29)、玻璃纤维外层(30)和环氧树脂层(31)，所述的玻璃纤维内层(26)通过环氧树脂粘结在通信线缆(2)的外侧，所述的电热层(27)由电热带制成，电热带螺旋缠绕在玻璃纤维内层(26)的外侧，从而形成电热层(27)，所述的缠绕玻纤层A(28)和缠绕玻纤层B(29)依次缠绕在电热层(27)的外侧，且两者的缠绕方向相反，所述的玻璃纤维外层(30)通过环氧树脂粘结在缠绕玻纤层B(29)的外侧，所述的环氧树脂层(31)位于抽油杆的最外侧，所述的玻璃纤维内层(26)和玻璃纤维外层(30)的纤维走向均与抽油杆的轴线平行，所述的通信线缆(2)为光缆。

【技术特征摘要】
1.一种用于卷扬式抽油机上的可通信玻璃纤维抽油杆，包括抽油杆本体,其特征在于：抽油杆本体为多层结构，从内向外依次设置有通信线缆(2)、玻璃纤维内层(26)、电热层(27)、缠绕玻纤层A(28)、缠绕玻纤层B(29)、玻璃纤维外层(30)和环氧树脂层(31)，所述的玻璃纤维内层(26)通过环氧树脂粘结在通信线缆(2)的外侧，所述的电热层(27)由电热带制成，电热带螺旋缠绕在玻璃纤维内层(26)的外侧，从而形成电热层(27)，所述的缠绕玻纤层A(28)和缠绕玻纤层B(29)依次缠绕在电热层(27)的外侧，且两者的缠绕方向相反，所述的玻璃纤维外层(30)通过环氧树脂粘结在缠绕玻纤层B(29)的外侧，所述的环氧树脂层(31)位于抽油杆的最外侧，所述的玻璃纤维内层(26)和玻璃纤维外层(30)的纤维走向均与抽油杆的轴线平行，所述的通信线缆(2)为光缆。2.根据权利要求1所述的一种用于卷扬式抽油机上的可通信玻璃纤维抽油杆，其特征在于：所述的电热带为串联式电热带。3.根据权利要求1所述的一种用于卷扬式抽油机上的可通信玻璃纤维抽油杆，其特征在于：所述的通信线缆(2)和玻璃纤维内层(26)之间设置有碳纤维层(25)，碳纤维层(25)的最大截面直径为4-6mm，碳纤维(14)的走向与抽油杆的轴向平行。4.根据权利要求1所述的一种用于卷扬式抽油机上的可通信玻璃纤维抽油杆，其特征在于：所述的缠绕玻纤层A(28)和缠绕玻纤层B(29)的厚度相同，两个缠绕层缠绕时的螺旋升角为20-30°。5.一种用于卷扬式抽油机上的可通信玻璃纤维抽油杆的制备装置，其特征在于：包括纱架(1)、涂胶装置(3)、缠绕装置、拉挤模具(4)、烘干装置(5)、长度计量装置(6)、牵引机(7)和绞盘(8)，以上装置沿产品行进方向顺次排列；所述的纱架(1)上安装有卷轴(21)，卷轴(21)共有四种，四种卷轴上分别缠绕有通信线缆(2)、碳纤维(14)、内层玻璃纤维(15)和外层玻璃纤维(23)；所述的涂胶装置(3)共有两台，一台为通信线缆(2)、碳纤维(14)和内层玻璃纤维(15)涂胶，另一台为外层玻璃纤维(23)涂胶，涂胶装置(3)的结构包括滴管(16)、盛胶槽(17)和加热装置(18)，所述的滴管(16)至少有三根，各滴管(16)沿斜线方向等间距分布，所述的盛胶槽(17)位于滴管(16)的下方，所述的加热装置(18)位于盛胶槽(17)的底部，加热装置(18)的加热方式为热油循环加热，涂胶装置(3)的两端设置有用于引导通信线缆(2)、碳纤维(14)和内层玻璃纤维(21)的密布有小孔的孔板(13)；所述的缠绕装置共包含三台结构相同的缠绕机，分别为缠绕机A(12)、缠绕机B(11)和缠绕机C(10)，缠绕机的结构包括转盘(20)和卷轴(21)，转盘(20)沿其自身的中心旋转，抽油杆半成品从转盘(20)的中心通过，每台缠绕机上的卷轴(21)至少有一个，卷轴(21)随转盘(20)公转，从而将卷轴(21)上的线材或纤维缠绕在抽油杆产品上，所述的缠绕机A(12)用于缠绕电热带，缠绕机A(12)的入口端设置有预成型模具(19)，所述的缠绕机B(11)用于缠绕玻璃纤维以形成缠绕玻纤层A(28)，所述的缠绕机C(10)用于缠绕玻璃纤维以形成缠绕玻纤层B(29)，缠绕机C(10)的入口端设置有预成型模具(19)和脱模剂加注装置(22)；所述的拉挤模具(4)为长条形结构，拉挤模具(4)的中央设置有用于拉挤抽油杆半成品的圆孔，拉挤模具(4)的外侧套有加...

【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：发明
国别省市：黑龙江,23