一種多層耐磨擦碳纖維抽油桿接箍制造技術

本發明專利技術屬于油田采油設備領域，尤其涉及一種多層耐磨擦碳纖維抽油桿接箍，接箍兩端的結構相同，接箍的兩端的內側均設置有用于連接抽油桿的抽油桿螺紋,接箍的最內層為一個鋼制的芯體，所述的抽油桿螺紋設置在芯體的兩端，芯體的中部設置有扳手夾持區段，扳手夾持區段整體為圓柱狀結構，圓柱的側面設置有一組相互平行的平面，扳手夾持區段的外側包覆有鎳合金涂層；扳手夾持區段將接箍分隔出兩個耐磨區段，在耐磨區段處，由內向外依次設置有環氧樹脂層，碳纖維層和聚乙烯層，環氧樹脂層，碳纖維層和聚乙烯層均延伸至接箍的端面上。本發明專利技術碳纖維層和聚乙烯層賦予抽油桿更優秀的耐磨性能，可有效防止抽油桿接箍磨損失效。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于油田采油設備領域，尤其涉及一種多層耐磨擦碳纖維抽油桿接箍。
技術介紹
抽油桿是石油生產過程中常用的一種設備，采油時，通過抽油桿帶動井下的抽油泵泵桿上下往復運動，從而將地層內的石油等液體泵送至地面。抽油桿接箍是用于連接抽油桿的連接件，通過抽油桿接箍的連接，抽油桿的總長度才可到達地下數百米甚至數千米深的原油層。在抽油機生產時，抽油桿在油管內上下往復移動，而抽油桿接箍直徑大于抽油桿，因此抽油桿接箍不可避免的與油管內壁發生摩擦、碰撞，很容易造成抽油桿接箍和油管內壁的磨損。另外，由于受到井液的長期腐蝕，抽油桿接箍的偏磨及油管內壁的變薄，甚至會造成抽油桿目前，解決上述問題的常規方法是在抽油桿接箍的外層噴涂合金涂層，此方法雖顯著提高了抽油桿接箍的耐磨性，延長了檢泵周期，但不會減緩油管內壁的磨損。
技術實現思路
本專利技術提供一種多層耐磨擦碳纖維抽油桿接箍，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。本專利技術所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：本專利技術提供了一種多層耐磨擦碳纖維抽油桿接箍，接箍兩端的結構相同，接箍的兩端的內側均設置有用于連接抽油桿的抽油桿螺紋,接箍的最內層為一個鋼制的芯體，所述的抽油桿螺紋設置在芯體的兩端，芯體的中部設置有扳手夾持區段，扳手夾持區段整體為圓柱狀結構，圓柱的側面設置有一組相互平行的平面，扳手夾持區段的外側包覆有鎳合金涂層；扳手夾持區段將接箍分隔出兩個耐磨區段，在耐磨區段處，由內向外依次設置有環氧樹脂層，碳纖維層和聚乙烯層，環氧樹脂層、碳纖維層和聚乙烯層均延伸至接箍的端面上，碳纖維層由5根/12K---10根/12K的碳纖維在芯體上螺旋纏繞而成，碳纖維通過環氧樹脂粘結在芯體上，聚乙烯層通過熱成型的方式包覆在碳纖維層的外側；所述的耐磨區段的兩端分別設置有倒角A和倒角B，兩個倒角的斜邊與接箍的圓柱面的夾角均為20-25°。所述的碳纖維層的厚度為1-1.5mm。所述的碳纖維層又分為碳纖維層A和碳纖維層B，碳纖維層A和碳纖維層B均由碳纖維在芯體上螺旋纏繞而成，但兩層碳纖維的螺旋纏繞方向相反。碳纖維纏繞的螺旋角為3-5°。所述的扳手夾持區段的直徑小于耐磨區段的直徑。本專利技術的有益效果為：1、本專利技術碳纖維層和聚乙烯層賦予抽油桿更優秀的耐磨性能，可有效防止抽油桿接箍磨損失效。2、聚乙烯為軟性耐磨材料，可有效減緩油管的磨損。3、熱固性的聚乙烯層與環氧樹脂層為兩相結構，當熱固性聚乙烯材料磨損失效后，可以通過相應工藝對受損部分進行剝離并重新修復，從而延長了接箍的使用壽命。實際使用時，發現聚乙烯層磨損后便要停止使用并修復，以防止碳纖維層被磨損。碳纖維層的存在可保證接箍在井下連續長時間工作而不會徹底磨損失效。4、扳手夾持區段的設置，使得管鉗更容易卡緊在接箍上，防止管鉗松脫；扳手夾持區段外側設置了鎳合金涂層，主要起耐腐蝕作用，防止芯體被腐蝕。5、扳手夾持區段的外側并無碳纖維和聚乙烯，而只在接箍的兩端的耐磨區段包覆和碳纖維和聚乙烯，在保證耐磨性能的同時，減少了碳纖維和聚乙烯材料的損耗，降低了物料成本。6、本專利技術設置了倒角A和倒角B，其作用是在耐磨區段的兩端形成收緊包覆的效果，使得芯體外側各層附著的更牢固，防止各耐磨層脫落，同時，倒角A可避免各耐磨層的邊緣受到碰撞損壞，同樣起到保護各耐磨層的作用。附圖說明圖1是本專利技術中的結構示意圖；圖2是圖1的左視圖；圖3是圖1中A處的結構示意圖。圖中：1-芯體，2-環氧樹脂層，3-碳纖維層，4-聚乙烯層，5-倒角A，6-扳手夾持區段，7-耐磨區段，8-倒角B，9-鎳合金涂層。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術做進一步描述：本專利技術提供了一種多層耐磨擦碳纖維抽油桿接箍，接箍兩端的結構相同，接箍的兩端的內側均設置有用于連接抽油桿的抽油桿螺紋,接箍的最內層為一個鋼制的芯體1，所述的抽油桿螺紋設置在芯體1的兩端。芯體1是連接兩根抽油桿并承受拉力載荷的主要受力結構。芯體1的中部單獨設置了扳手夾持區段6，連接抽油桿時，用管鉗卡住扳手夾持區段6而不是耐磨區段7，可避免管鉗施力時對耐磨層(聚乙烯層4和碳纖維層3)的損傷，影響耐磨效果。扳手夾持區段6整體為圓柱狀結構，圓柱的側面設置有一組相互平行的平面，該組平面的設置，使得管鉗的夾持更牢固，不易打滑，從而保證了抽油桿連接的效率和操作的安全性。扳手夾持區段6外側設置了鎳合金涂層9，主要起耐腐蝕作用，防止芯體1被腐蝕。同時，鎳合金具有較高的硬度，可有效防止扳手夾持區段6的外表面被管鉗損壞，從而延長接箍的使用壽命。扳手夾持區段6將接箍分隔出兩個相同的耐磨區段7，實際生產時，耐磨區段7的直徑要大于扳手夾持區段6的直徑，以保證耐磨區段7承受摩擦并盡量減少扳手夾持區段6上的鎳合金涂層9的磨損。在耐磨區段7處，由內向外依次設置有環氧樹脂層2，碳纖維層3和聚乙烯層4。本專利技術設置的碳纖維層3和聚乙烯層4賦予抽油桿更優秀的耐磨性能，可有效防止抽油桿接箍磨損失效。在兩種耐磨材料中，聚乙烯為軟性耐磨材料，與鋼與鋼之間的摩擦相比，軟性的聚乙烯與油管進行摩擦，可有效降低油管的磨損速度，從而延長油管的使用壽命。另外，熱固性的聚乙烯層4與碳纖維層3為兩相結構，當熱固性聚乙烯材料磨損失效后，可以將聚乙烯層4的受損部分進行剝離并重新修復，使接箍的耐磨性能得到恢復，從而延長了接箍的使用壽命。實際使用時，發現聚乙烯層4磨損后最好立即停止使用并修復聚乙烯層4，以防止碳纖維層3發生不可修復的磨損。碳纖維具有超強的耐磨性能，因此碳纖維層3的存在可保證接箍在井下連續長時間工作而不會徹底磨損失效。扳手夾持區段6的外側并無碳纖維和聚乙烯，而只在接箍的兩端的耐磨區段7包覆了碳纖維和聚乙烯，這樣的設計可在保證接箍耐磨性能的同時，減少碳纖維和聚乙烯材料的損耗，降低了接箍生產時的物料成本。芯體1上各附著層的邊緣是各層的結構強度短板，承受撞擊后容易與相鄰的內層結構剝離損壞，為了避免上述情況的發生，特將碳纖維層3和聚乙烯層4延伸至接箍的端面上，使得抽油桿上下移動時芯體1上的各附著層的邊緣不會承受撞擊。所述的耐磨區段7的兩端分別設置有倒角A5和倒角B8，兩個倒角的作用是在耐磨區段7的兩端形成收緊包覆的效果，使得芯體1外側各層附著的更牢固，防止各耐磨層脫落，同時，兩個倒角的設置使得碳纖維層3和聚乙烯層4受到的沖擊力可以平緩的卸除，從而降低碳纖維層3和聚乙烯層4損壞的風險，進一步起到保護耐磨層的作用。碳纖維層3由5根/12K---10根/12K的碳纖維在芯體1上螺旋纏繞而成。在本專利技術中，碳纖維的主要作用是耐磨，而無需承受較大的拉力載荷，因此，本專利技術采用了經濟性較好的單絲數量為12K的碳纖維來優先保證耐磨性。采用5-10根碳纖維進行螺旋纏繞，并將碳纖維纏繞的螺旋角設定為為3-5°，可使纏繞后的每一層碳纖維完全覆蓋耐磨區段7的環形面，不留間隙，從而保證碳纖維層3的耐磨性能充分發揮，避免耐磨盲區的出現。碳纖維的根數越多纏繞的效率越高，但碳纖維的根數越多纏繞時的工藝難度越大，因此，對碳纖維的根數進行限定可實現生產效率和生產難度之間取得平衡，進而實現效益的最大化。所述的碳纖維層3的厚度為1-1.5mm，是根據常規生產時的極限耐磨需求而確定的參數，碳纖維層3的厚度大于此范圍則屬于材料的浪費。碳纖維通過環氧樹脂粘結在芯體1上，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多層耐磨擦碳纖維抽油桿接箍，接箍兩端的結構相同，接箍的兩端的內側均設置有用于連接抽油桿的抽油桿螺紋,接箍的最內層為一個鋼制的芯體(1)，所述的抽油桿螺紋設置在芯體(1)的兩端，芯體(1)的中部設置有扳手夾持區段(6)，扳手夾持區段(6)整體為圓柱狀結構，圓柱的側面設置有一組相互平行的平面，扳手夾持區段(6)的外側包覆有鎳合金涂層(9)；扳手夾持區段(6)將接箍分隔出兩個耐磨區段(7)，在耐磨區段(7)處，由內向外依次設置有環氧樹脂層(2)，碳纖維層(3)和聚乙烯層(4)，環氧樹脂層(2)、碳纖維層(3)和聚乙烯層(4)均延伸至接箍的端面上，碳纖維層(3)由5根/12K???10根/12K的碳纖維在芯體(1)上螺旋纏繞而成，碳纖維通過環氧樹脂粘結在芯體(1)上，聚乙烯層(4)通過熱成型的方式包覆在碳纖維層(3)的外側；所述的耐磨區段(7)的兩端分別設置有倒角A(5)和倒角B(8)，兩個倒角的斜邊與接箍的圓柱面的夾角均為20?25°。

【技術特征摘要】
1.一種多層耐磨擦碳纖維抽油桿接箍，接箍兩端的結構相同，接箍的兩端的內側均設置有用于連接抽油桿的抽油桿螺紋,接箍的最內層為一個鋼制的芯體(1)，所述的抽油桿螺紋設置在芯體(1)的兩端，芯體(1)的中部設置有扳手夾持區段(6)，扳手夾持區段(6)整體為圓柱狀結構，圓柱的側面設置有一組相互平行的平面，扳手夾持區段(6)的外側包覆有鎳合金涂層(9)；扳手夾持區段(6)將接箍分隔出兩個耐磨區段(7)，在耐磨區段(7)處，由內向外依次設置有環氧樹脂層(2)，碳纖維層(3)和聚乙烯層(4)，環氧樹脂層(2)、碳纖維層(3)和聚乙烯層(4)均延伸至接箍的端面上，碳纖維層(3)由5根/12K---10根/12K的碳纖維在芯體(1)上螺旋纏繞而成，碳纖維通過環氧樹脂粘結在芯體(1)上，聚乙烯層(4)通過...

【專利技術屬性】
技術研發人員：席小平，
申請(專利權)人：大慶市華禹石油機械制造有限公司，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23