【技术实现步骤摘要】
本技术属于油田采用领域的抽油杆产品，涉及一种具有电加热功能的复合材料抽油杆结构。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、扶余油层以三角洲分流平原亚相沉积为主，砂体稳定性差、油层连通性差，根据扶余油层实测地层温度资料分析，在800米-井口的范围内形成结蜡段，相比萨葡高油层油井结蜡位置深。据报道，某井区扶余油层25口油井投产，受扶余油层“井深、油粘、低产”因素影响，部分油井频繁卡泵，时率多数月份低于90％，严重影响了产能发挥。因扶余油井结蜡点位置深且含水低，常规热洗要求较其他区块高，单井热洗排量9m3/h～12m3/h，热洗时间3h，平均热洗周期28天，存在热洗周期短、热洗效果不好和热洗时间长等问题。为了解决油井频繁蜡卡问题，应用油管电加热技术14口井和油管电加热带技术39口井，起到一定清防蜡效果，但工艺上存在不适应性。油管电加热技术主要表现在液面在井口时，易出现短路导电，且设备能耗高，日耗电480kwh，受热部位主要是油套环形空间，油管内加热效果不好，加热到相同温度时，能耗高。油管电加热带技术主要表现在作业时设备易损坏，作业时需拆卸护槽扎带等工具，工作量大，时间长，同样存在设备能耗高的问题，日耗电520kwh，同时还存在加热带宽度3cm，只能单侧加热，加热面积小等问题。
3、碳纤维是一种柔性电加热材料，具有良好的导电性能，可有效降低运行能耗。此外作业时碳纤维连续电加热杆可一次性
技术实现思路
1、针对现有清防蜡工艺存在不适应性等问题，本技术提出了一种油田用碳纤维复合材料连续电加热抽油杆结构，该结构由内到外依次包括：复合材料支撑内芯、内层编织铜丝网、碳纤维电加热线层、外层编织铜丝网四个部分。通过高强度纤维增强的复合材料支撑内芯提供整体抽油杆强度，在复合材料支撑内芯表面编织碳纤维柔性加热线作为加热主体，加热线层的内外表面绞合导电编织铜丝，支撑内芯、内层编织铜丝网、碳纤维加热线层、外层编织铜丝网各个界面之间以及最终的抽油杆杆体表面均采用绝缘包覆层隔离，绞合铜丝网与碳纤维加热线在表面位置进行剥离连接，通过绞合铜丝提供动力电，实现同心电缆不同长度下的功率控制。
2、为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
3、本技术的第一个方面，提供了一种油田用复合材料电加热杆体结构，由内到外依次包括：复合材料支撑内芯、内层编织铜丝网、碳纤维电加热线层、外层编织铜丝网；所述复合材料支撑内芯外包覆有内层编织铜丝网，所述内层编织铜丝网外包覆有碳纤维电加热线层，所述碳纤维电加热线层外包覆有外层编织铜丝网，所述复合材料支撑内芯、内层编织铜丝网、碳纤维电加热线层、外层编织铜丝网之间及外层编织铜丝网外侧均设置有绝缘层。
4、在一些实施方式中，所述复合材料支撑内芯为实心圆柱形结构，直径为2-10mm，优选的，采用高强型玻璃纤维或高强度碳纤维通过单向拉挤成型制备，更优选的，破断力为20-100kn。
5、在一些实施方式中，所述复合材料支撑内芯的材料为碳纤维树脂复合材料或玻璃纤维树脂复合材料。
6、在一些实施方式中，所述碳纤维树脂复合材料或玻璃纤维树脂复合材料中，玻璃纤维采用高强度玻璃纤维，优选的，所述高强度玻璃纤维选自s1、s2、s3中任意一种；
7、在一些实施方式中，碳纤维采用高强度碳纤维，优选的，所述高强度碳纤维选自t300、t700、t800、t1000、t1200中任意一种；
8、在一些实施方式中，所述树脂选自不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、热固性聚氨酯树脂、脲醛树脂等热固性树脂中任意一种且不局限于以上类型，其树脂含量控制在40-60％范围内。
9、在一些实施方式中，所述碳纤维电加热线层为单层或多层碳纤维二维编织网状结构其中，多层碳纤维二维编织网状结构叠合布置，优选的，为高强度或高模量碳纤维二维编织网状结构，更优选的，碳纤维二维编织网状结构采用平纹、斜纹或缎纹编织形式。
10、在一些实施方式中，所述高强度碳纤维采用t300、t700、t800、t1000、t1200中的任意一种类型；
11、在一些实施方式中，所述高模量碳纤维可采用m40、m40j、m55、m55j、m60、m60j中的任意一种类型；
12、在一些实施方式中，可以采用高强度、高模量碳纤维中任意一种或两者混杂组合形式进行编织，混杂比例根据设计要求灵活调整。
13、在一些实施方式中，所述碳纤维电加热线层的加热段长度为10～50m，优选的，功率为20-100w/m。可通过调整碳纤维并联长度设计每个加热段的加热功率。
14、在一些实施方式中，所述内层编织铜丝网、外层编织铜丝网中，每层的覆盖面积为10-20mm2，厚度为0.5～1mm。
15、在一些实施方式中，所述绝缘层，长期使用温度控制在100-150℃，所述绝缘层的材料为三元乙丙橡胶、硅橡胶或氟塑料。
16、在一些实施方式中，所述绝缘层的厚度为0.5-1mm，优选的，击穿电压
17、≥3000v，耐水耐油。
18、本技术的有益效果
19、(1)本技术采用柔性碳纤维编织网作为电加热载体，配合刚性复合材料支撑内芯，整体抽油杆具有较高的破断力，可达到20kn以上，平均破断力可达到40kn左右。
20、(2)本技术采用多层绝缘包覆层，将碳纤维电加热线、内外编织铜丝网以及杆体外表面进行有效隔离，保证绝缘性能达到ip58防护等级要求，密封性通过水煮和浸水通电加热实验测试，无短路情况。
21、(3)本技术结构简单、实用性强，易于推广。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种油田用复合材料电加热杆体结构，其特征在于，由内到外依次包括：复合材料支撑内芯、内层编织铜丝网、碳纤维电加热线层、外层编织铜丝网；所述复合材料支撑内芯外包覆有内层编织铜丝网，所述内层编织铜丝网外包覆有碳纤维电加热线层，所述碳纤维电加热线层外包覆有外层编织铜丝网，所述复合材料支撑内芯、内层编织铜丝网、碳纤维电加热线层、外层编织铜丝网之间及外层编织铜丝网外侧均设置有绝缘层。
2.如权利要求1所述的油田用复合材料电加热杆体结构，其特征在于，所述复合材料支撑内芯为实心圆柱形结构，直径为2-10mm。
3.如权利要求1所述的油田用复合材料电加热杆体结构，其特征在于，所述复合材料支撑内芯的材料为碳纤维树脂复合材料。
4.如权利要求1所述的油田用复合材料电加热杆体结构，其特征在于，所述复合材料支撑内芯的材料为玻璃纤维树脂复合材料。
5.如权利要求1所述的油田用复合材料电加热杆体结构，其特征在于，所述碳纤维电加热线层为单层或多层碳纤维二维编织网状结构其中，多层碳纤维二维编织网状结构叠合布置。
6.如权利要求5所述的油田用复合材料电
7.如权利要求1所述的油田用复合材料电加热杆体结构，其特征在于，所述碳纤维电加热线层的加热段长度为10～50m。
8.如权利要求1所述的油田用复合材料电加热杆体结构，其特征在于，所述内层编织铜丝网、外层编织铜丝网中，每层的覆盖面积为10-20mm2，厚度为0.5～1mm。
9.如权利要求1所述的油田用复合材料电加热杆体结构，其特征在于，所述绝缘层的材料为三元乙丙橡胶、硅橡胶或氟塑料。
10.如权利要求1所述的油田用复合材料电加热杆体结构，其特征在于，所述绝缘层的厚度为0.5-1mm。
...【技术特征摘要】
1.一种油田用复合材料电加热杆体结构，其特征在于，由内到外依次包括：复合材料支撑内芯、内层编织铜丝网、碳纤维电加热线层、外层编织铜丝网；所述复合材料支撑内芯外包覆有内层编织铜丝网，所述内层编织铜丝网外包覆有碳纤维电加热线层，所述碳纤维电加热线层外包覆有外层编织铜丝网，所述复合材料支撑内芯、内层编织铜丝网、碳纤维电加热线层、外层编织铜丝网之间及外层编织铜丝网外侧均设置有绝缘层。
2.如权利要求1所述的油田用复合材料电加热杆体结构，其特征在于，所述复合材料支撑内芯为实心圆柱形结构，直径为2-10mm。
3.如权利要求1所述的油田用复合材料电加热杆体结构，其特征在于，所述复合材料支撑内芯的材料为碳纤维树脂复合材料。
4.如权利要求1所述的油田用复合材料电加热杆体结构，其特征在于，所述复合材料支撑内芯的材料为玻璃纤维树脂复合材料。
5.如权利要求1所述的油田...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹伟伟，王永伟，朱安平，刘兵，张敏，刘玉兰，朱波，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：新型
国别省市：
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