一種多層復合防偏磨連續抽油桿的制備裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種多層復合防偏磨連續抽油桿的制備裝置。其技術方案是：在注射模具的底部裝有注膠嘴，注射機通過底部的注膠嘴向注射模具內部注入樹脂基體膠液；在內層縱向纖維與外層縱向纖維之間使用編織機或纏繞機編織一層增強的纏繞層或編織層，注射拉擠成型設備的牽引裝置和卷繞裝置之間設置有一臺熱固性樹脂噴涂設備和固化裝置。本發明專利技術采用的注射噴涂設備所噴涂的樹脂經計量泵精確計量，保證噴涂厚度的一致性；靜態混料器的應用可以保證樹脂的充分混合，對制品性能的一致性起到關鍵作用；恒溫裝置保證噴涂樹脂的性狀保持一致；噴嘴經特殊設計，可以保證桿體周圍涂層的厚度一致；兩端過濾裝置既能保證過濾掉多余樹脂，又可保證噴涂涂層的厚度。

Device for preparing multilayer composite anti deviation grinding continuous sucker rod

The invention relates to a preparation device of a multilayer composite anti deviation grinding continuous sucker rod. The technical proposal is: plastic injection nozzle is provided with injection mold bottom, injection molding machine injection resin glue to the injection mold through the glue injection at the bottom of the mouth; the use of knitting machine knitting or a layer of reinforced layer winding or woven layer winding machine in between the inner and outer longitudinal fiber longitudinal fibers, there is a thermosetting resin coating equipment and curing device is arranged between the traction device and the winding device of injection molding equipment. Resin injection spraying equipment provided by the invention, the sprayed through the metering pump to ensure consistency of accurate measurement, the thickness of the coating; application of static mixer can ensure adequate mixing of resin, consistency of product performance plays a key role; thermostatic device to ensure that the resin properties consistent with spraying; nozzle through the special design, can guarantee the thickness of the same bar around the body of the coating; both ends of filter device can ensure to filter out excess resin, it can ensure the spray coating thickness.

【技術實現步驟摘要】
一種多層復合防偏磨連續抽油桿的制備裝置
本專利技術涉及一種防偏磨連續抽油桿及其制備裝置，特別涉及一種多層復合防偏磨連續抽油桿的制備裝置。
技術介紹
由于開發的油藏類型越來越復雜，同時井深的不斷增加和井礦環境的不斷惡化，腐蝕和偏磨問題成為油田采油工藝亟待解決的問題。因為具備輕質高強耐腐蝕的特點，所以復合材料抽油桿已開始逐步取代傳統的金屬抽油桿。目前采用的復合材料抽油桿主要包括玻璃鋼抽油桿和碳纖維增強復合材料連續抽油桿兩大類。玻璃鋼抽油桿采用玻璃纖維增強熱固性樹脂的拉擠工藝一次成型制備，已廣泛應用，但隨著現代采油的可靠性要求不斷提高，玻璃鋼抽油桿已不能滿足要求，主要存在以下問題，1、抽油桿耐偏磨性不好；2、疲勞強度不夠；3、玻璃鋼抽油桿均定長，兩端各有一個金屬接頭，根與根之間采用金屬抽油桿應用的金屬接箍進行連接，由于結構復雜，加工難度大，價格昂貴。每一根玻璃鋼抽油桿用兩個金屬接頭，這兩個金屬接頭的成本遠高于一根玻璃鋼桿體的成本；另外與傳統金屬抽油桿相比較，除了桿體部分更換了材質，整個抽油桿柱的其他部分并無改變，傳統金屬抽油桿柱接頭多，斷脫幾率高，活塞效應明顯，接箍與油管偏磨嚴重的問題并未得到解決。中國專利CN1417449公開了一種防磨抽油桿的制備方法，該方法是在已成型的抽油桿本體上二次注塑成型尼龍等材質的防磨塊，減少使用的包覆材料，降低連續包覆成本和工藝復雜性，但其注塑防磨塊尺寸較小，相對獨立的分布于桿體，經常發生防磨塊與桿體脫離，出現“糖葫蘆”現象。另外，其桿體定長，不能解決傳統金屬抽油桿接頭多，斷脫事故率大，活塞效應大等缺陷；而且尺寸較小的桿體上加裝防偏磨塊是不能解決金屬接頭和接箍與油管之間的偏磨問題的，而這才是抽油桿、管偏磨需要解決的重點。CN101396874公開了一種防偏磨復合材料抽油桿的制備方法及裝置，其制備方法是在已成型的復合材料抽油桿桿體上，利用浸漬過樹脂膠液的芳綸、高分子量聚乙烯等耐磨纖維連續纏繞成型螺旋筋狀的防偏磨層，以達到防偏磨效果。其螺旋筋狀的防偏磨層，由于是以耐磨纖維增強熱固性樹脂，因此雖然纖維是具有耐磨特性的，但與熱固性樹脂形成復合材料后，其耐磨性能下降很多，壽命并不能延長多少。除了其具備螺旋筋狀的防偏磨層之外，其缺點與普通的玻璃鋼抽油桿一樣。中國專利CN1461870公開了一種碳纖維增強復合材料連續抽油桿及制備方法，采用碳纖維為增強材料，并由橫向排列的芳綸或超高分子量聚乙烯纖維束和縱向的玻璃纖維組成整體包覆復合，主要解決增強抽油桿橫向層間剪切強度，從而避免抽油桿在油井中發生縱向劈裂的問題，同時也提高了桿體的耐偏磨性和強度。但是該抽油桿采用拉擠、包覆的一次整體加工方法（包括放絲-浸樹脂膠-包覆層包覆-預成型-固化-盤繞工序），包覆層為纖維織物增強熱固性樹脂，不僅加大了材料成本，而且纖維織物包覆層的耐偏磨性不夠理想。另外，由于該碳纖維增強復合材料連續抽油桿截面形狀為矩形或橢圓形，且其厚度只有3～5mm，在應用專用設備起下井作業時，夾持部分的材料幾乎無法選擇，而且只能采用兩片式夾持，左右方向無法限位，很容易發生桿體偏出夾持部分的現象。因此其專用下井作業設備夾持部分結構及材料開發難度較大，成為碳纖維增強復合材料連續抽油桿應用中的技術瓶頸，限制了該產品大規模推廣應用。專利技術專利CN200910272324.X公開了一種連續抽油桿，使用單向增強纖維拉擠、包覆熱塑性耐磨層的方法，其結構存在徑向壓縮性能較差，熱塑性耐磨層硬度不高，耐磨性能較差等缺陷，無法滿足長期使用及作業要求。中國專利文獻號為103075112A，專利名稱為《一種纖維增強復合材料防偏磨連續抽油桿及其制備裝置和方法》，為本公司于2012年11月30日申報的一項專利技術專利，其技術方案是在纖維增強樹脂基體復合材料桿體的外表面的一段或幾段覆有一層熱塑性塑料耐磨層，桿體采用的纖維為玻璃纖維、碳纖維或玄武巖纖維的一種制成，樹脂基體為環氧樹脂、聚氨酯樹脂或乙烯基酯樹脂的一種。通過在牽引裝置和卷繞裝置之間設置有一臺塑料擠出機和冷卻裝置，利用塑料擠出機在成型抽油桿體的一段或幾段的表面附著一層熱塑性塑料耐磨層，然后經過冷卻裝置冷卻處理，形成纖維增強復合材料防偏磨連續抽油桿。有益效果是：賦予了抽油桿優異的耐腐蝕和耐偏磨性能，又極大的減少了接頭數量，降低了斷脫幾率和活塞效應，另外，其生產效率高，操作簡便。其存在的問題是，由于采用的熱塑性塑料耐磨層，其彎曲性能和徑向、軸向抗壓性能稍遜一些；另外，耐溫性、抗磨性也比熱固性耐磨層的性能差一些。
技術實現思路
本專利技術的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種多層復合防偏磨連續抽油桿的制備裝置，是在纖維增強樹脂基體復合材料桿體的外表面的一段或幾段覆有一層熱固性耐磨層，使用纏繞+拉擠工藝，或編織+拉擠工藝，不僅賦予了抽油桿優異的耐腐蝕和耐偏磨性能，而且具有極好的彎曲性能和徑向、軸向抗壓性能，且抗磨性提高30%，耐溫性最高達190℃。一種多層復合防偏磨連續抽油桿，在纖維增強樹脂基體復合材料桿體的外表面的一段或幾段覆有一層熱固性耐磨層（D），所述的熱固性耐磨層（D）為聚氨酯、氟碳涂層、改性環氧樹脂、乙烯基脂樹脂、不飽和聚酯、酚醛樹脂中的一種制成，熱固性耐磨層（D）的厚度為0.5～10mm，所述的纖維增強樹脂基體復合材料桿體采用的纖維為玻璃纖維、碳纖維或玄武巖纖維的一種或多種制成，采用多層復合纏繞與拉擠或者編織與拉擠的制造工藝，由內到外依次是內層縱向纖維（A），纏繞層或編織層（B），外層縱向纖維（C），所有纏繞層、編織層和縱向纖維均為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維中的一種，采用的樹脂基體為環氧樹脂、聚氨酯樹脂或乙烯基酯樹脂的一種，制成的桿體的連續長度為0～5000m。本專利技術提到的一種多層復合防偏磨連續抽油桿的制備裝置，包括放絲架（1）、預熱系統（2）、纏繞機或編織機（3）、注射機（5）、注射模具（4）、模具冷卻裝置（6）、拉擠模具（7）、模具加熱裝置（8）、控制部分（9）、后固化加熱爐（10）、牽引裝置（11）、卷繞裝置（14）組成注射拉擠成型設備，在注射模具（4）的底部裝有一或兩個注膠嘴（4.1），頂部裝有一或兩個真空嘴（4.2），真空嘴（4.2）外接真空管，真空管與真空罐連接；所述的注射機（5）通過底部的注膠嘴（4.1）向注射模具內部注入樹脂基體膠液（4.3）；在內層縱向纖維（A）與外層縱向纖維（C）之間使用編織機或纏繞機（2）編織一層增強的纏繞層或編織層（B），注射拉擠成型設備的牽引裝置（11）和卷繞裝置（14）之間設置有一臺熱固性樹脂噴涂設備（12）和固化裝置（13），利用熱固性樹脂噴涂設備（12）在成型抽油桿體的一段或幾段的表面附著一層熱固性耐磨層，然后經過固化裝置（13）固化，形成纖維增強復合材料防偏磨連續抽油桿；所述的熱固性樹脂噴涂設備（12）包括樹脂泵（12a）、靜態混料器（12b）、過濾板（12c）、樹脂腔（12d）、過濾器（12e）、噴嘴（12f）、加熱器（12g），樹脂泵（12a）的輸出端連接到靜態混料器（12b），靜態混料器（12b）的下端通過過濾板（12c）與樹脂腔（12d）連通，靜態混料器（12b）的外部設有加熱器（12g），過濾板（12c）的下端設有噴嘴（12f），所述的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多層復合防偏磨連續抽油桿的制備裝置，其特征是包括放絲架（1）、預熱系統（2）、纏繞機或編織機（3）、注射機（5）、注射模具（4）、模具冷卻裝置（6）、拉擠模具（7）、模具加熱裝置（8）、控制部分（9）、后固化加熱爐（10）、牽引裝置（11）、卷繞裝置（14）組成注射拉擠成型設備，在注射模具（4）的底部裝有一或兩個注膠嘴（4.1），頂部裝有一或兩個真空嘴（4.2），真空嘴（4.2）外接真空管，真空管與真空罐連接；所述的注射機（5）通過底部的注膠嘴（4.1）向注射模具內部注入樹脂基體膠液（4.3）；其特征是：在內層縱向纖維（A）與外層縱向纖維（C）之間使用纏繞機或編織機（3）編織一層增強的纏繞層或編織層（B），注射拉擠成型設備的牽引裝置（11）和卷繞裝置（14）之間設置有一臺熱固性樹脂噴涂設備（12）和固化裝置（13），利用熱固性樹脂噴涂設備（12）在成型抽油桿體的一段或幾段的表面附著一層熱固性耐磨層，然后經過固化裝置（13）固化，形成纖維增強復合材料防偏磨連續抽油桿；所述的熱固性樹脂噴涂設備（12）包括樹脂泵（12a）、靜態混料器（12b）、過濾板（12c）、樹脂腔（12d）、過濾器（12e）、噴嘴（12f）、加熱器（12g），樹脂泵（12a）的輸出端連接到靜態混料器（12b），靜態混料器（12b）的下端通過過濾板（12c）與樹脂腔（12d）連通，靜態混料器（12b）的外部設有加熱器（12g），過濾板（12c）的下端設有噴嘴（12f），所述的樹脂腔（12d）的兩側設有過濾器（12e）；所述的噴嘴（12f）由樹脂流道（12h）和噴射孔板（12i）組成，所述的樹脂流道（12h）采用360度螺旋結構，噴射孔板（12i）采用錐度星形噴孔結構；所述的纏繞機包括控制系統（3a），伺服電機（3b），減速機（3c），雙軸換向系統（3d），纏繞纖維放置盤（3e），張緊裝置（3f），纖維放置軸（3g），伺服電機（3b）通過減速機（3c）連接雙軸換向系統（3d），雙軸換向系統（3d）的兩端分別連接纏繞纖維放置盤（3e），纏繞纖維放置盤（3e）的外側通過張緊裝置（3f）連接纖維放置軸（3g）。...

【技術特征摘要】
1.一種多層復合防偏磨連續抽油桿的制備裝置，其特征是包括放絲架（1）、預熱系統（2）、纏繞機或編織機（3）、注射機（5）、注射模具（4）、模具冷卻裝置（6）、拉擠模具（7）、模具加熱裝置（8）、控制部分（9）、后固化加熱爐（10）、牽引裝置（11）、卷繞裝置（14）組成注射拉擠成型設備，在注射模具（4）的底部裝有一或兩個注膠嘴（4.1），頂部裝有一或兩個真空嘴（4.2），真空嘴（4.2）外接真空管，真空管與真空罐連接；所述的注射機（5）通過底部的注膠嘴（4.1）向注射模具內部注入樹脂基體膠液（4.3）；其特征是：在內層縱向纖維（A）與外層縱向纖維（C）之間使用纏繞機或編織機（3）編織一層增強的纏繞層或編織層（B），注射拉擠成型設備的牽引裝置（11）和卷繞裝置（14）之間設置有一臺熱固性樹脂噴涂設備（12）和固化裝置（13），利用熱固性樹脂噴涂設備（12）在成型抽油桿體的一段或幾段的表面附著一層熱固性耐磨層，然后經過固化裝置（13）固化，形成纖維增強復合材料防偏磨連續抽油桿；所述的熱固性樹脂噴涂設備（12）包括樹脂泵（12a）、靜態混料器（12b）、過濾板（12c）、樹脂腔（12d）、過濾器（12e）、噴嘴（12f）、加熱器（12g），樹脂泵（12a）的輸出端連接到靜態混料器（12b），靜態混料...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王瑞星，劉洋，吳永太，李強，
申請(專利權)人：勝利油田新大管業科技發展有限責任公司，
類型：發明
國別省市：山東,37