CN116220572B - 一种高分子材料包覆的抽油杆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种高分子材料包覆的抽油杆及其制备方法。所述的抽油杆包括彼此连接的抽油杆杆体和抽油杆杆头，所述的抽油杆杆体外部挤塑包覆有第一包覆层，所述的第一包覆层为改性的或未改性的高分子材料；所述的抽油杆杆头外部注塑包覆有第二包覆层，所述的第二包覆层为改性的或未改性的工程塑料。本发明利用杆头外套遮蔽杆头部分以及利用悬空注塑方法完成稳定高效的第二包覆层的包覆。利用本发明，能够使制备得到的抽油杆在应用于油田采油生产时，从根本上解决抽油杆的腐蚀和偏磨、耐温问题，增加抽油杆使用寿命，降低抽油杆作业频次，从而防止生产过程中的断杆现象，降低采油成本，提高生产效率和经济效益。

Description

一种高分子材料包覆的抽油杆及其制备方法
技术领域
本发明属于油田采油工程技术领域，涉及一种高分子材料包覆的抽油杆及其制备方法。
背景技术
油田采油工程技术中，抽油杆是抽油井顶部光杆以及抽油井下部抽油泵之间的连接组件，负责将地面动力装置的力传递至地下抽油泵，通过抽油杆的上下往复运动，将抽油井底部地层的油水气混合液输送至地面。抽油杆通常8米一支，通过抽油杆接箍连接成长度几百至几千米不等的组件。随着油井泵深不断增大，抽油杆与油管之间必然存在着摩擦，也就不可避免的出现了抽油杆及油管的磨损、抽油杆老化、斜井偏磨、腐蚀等问题日益严重。抽油杆材质一般为碳钢，在作业过程中，会整体浸没于井液中，并且会同井壁发生摩擦，因此，井液中的腐蚀性物质对杆体的腐蚀以及同井壁之间的磨损是抽油杆破坏的主要原因，腐蚀和偏磨均会造成抽油杆的使用寿命降低，甚至出现突然断杆等作业事故。抽油杆的腐蚀形式包括：
(1)溶解二氧化碳腐蚀：二氧化碳主要是局部腐蚀，在含有二氧化碳的环境中，钢铁表面与地层物质反应生成的腐蚀产物膜FeCO3、CaCO3等的不均一性以及破损，造成局部的二氧化碳腐蚀，甚至导致严重穿孔。
(2)氧腐蚀：氧腐蚀是由于阴极上氧去极化反应的进行，促使作为阳极的金属不断被腐蚀。溶解氧对金属的腐蚀，主要是靠氧通过溶液向金属表面的传递来实现的，腐蚀产物是铁的氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4，及其氧化物的水化物Fe(OH)3等。
(3)硫化氢腐蚀：油气中含有的硫化氢和抽油杆的铁能够反应生成硫化铁，硫化铁在抽油杆表面积垢后作为阴极，抽油杆作为阳极，形成微电池，使抽油杆表面出现蚀斑。硫化氢与抽油杆基材发生作用，释放出氢原子，渗入钢的结晶边界，形成氢分子或与碳化合产生气泡，使抽油杆出现氢脆。
杆体的磨损形式是机械磨损，而腐蚀的存在，由于增加了杆体表面的粗糙度，也降低了杆体表面的硬度及致密程度，会明显加速磨损破坏的程度。
抽油杆的防腐防偏磨治理一直是困扰采油过程的技术难题，目前，防腐措施主要有以下手段，但效果都不理想。
(1)牺牲阳极防腐装置：根据电化学腐蚀原理，在抽油井腐蚀井段安装适当量的牺牲阳极金属以充当电化学腐蚀中的阳极来接受腐蚀，以保护管杆。具体防腐装置有牺牲阳极防腐油管短节和牺牲阳极防腐抽油杆接箍式扶正器，其内安装了锌铝合金块。该方法虽然能起到一定的防腐作用，但是对杆体的保护范围有限，且不具备防偏磨效果。
(2)井口加缓蚀剂技术：通过在井口加入缓蚀剂从而在管、杆表面形成致密的吸附膜或沉淀膜，一方面可以把金属本体与腐蚀介质隔离开来以防治腐蚀，另一方面可以起到润滑的作用以减少磨损。该方法存在的问题是，只能延缓腐蚀偏磨的进度，不能从根本上消除，并且由于井液的成分复杂，在缓蚀剂的选择上也存在很大的不确定性。
(3)在杆体涂覆防腐涂料：该方法对杆体的防腐具有良好的效果，但是存在的缺点是：大多数涂层不耐磨，下井以后，涂层会快速磨损，导致破损处暴露在井液中，局部腐蚀反而会更加严重。
(4)镀渗钨合金：该工艺虽对抽油杆的防腐防偏磨效果良好，存在的问题是，对杆体的光洁程度要求严格，易产生沙眼，局部腐蚀严重，成本高，投入大，环保存在问题。
(5)采用扶正块：其是在抽油杆体上固定部分支撑块，使杆体同油井之间不能直接接触，防止二者直接摩擦，该方法能有效防止杆管之间的摩擦，但是起不到防腐作用，只能部分解决问题。
为此，已有多项专利技术涉及解决该技术难题，但也均未达到良好效果。如：
CN210564384U公开了一种改进型全包覆抽油杆基体、卡箍及抽油杆，该技术存在的问题是，卡箍需要外喷涂，成本高；卡箍同杆体之间的塑胶层的注入实现困难；卡箍通过塑胶层同杆体接触，导致卡箍的在承受扳手的作用力的时候有变形风险；杆头需要为此进行另外加工，增加成本以及破坏杆体的结构和强度；卡箍内沿在杆体下井时不易承受杆体重量，会发生变形、脱落。
CN203476224U公开了一种高分子抗磨防腐抽油杆，该产品存在的问题是，杆体的外包覆树脂层是将塑料套管纵向剖开后套在杆体上，同杆体的结合强度低，再同油井壁摩擦时会变形脱落，且井液会沿套管剖开处进入，腐蚀杆体，起不到防腐作用。
CN105968795A公开了一种抽油杆杆头的改性尼龙包覆防腐配方，该产品是将改性尼龙注塑到杆头上，达到防腐目的，但是由于尼龙的材质问题，导致在井液中会开裂，并且户外放置时，在低温环境下会变脆。
CN108590545A公开了一种防磨防腐防蜡防垢型抽油杆及方法，该产品存在的问题是，杆头采用镍合金喷焊工艺，成本高、易造成环境污染；杆体的树脂包覆层在同井壁摩擦时，会出现松动现象，甚至起折、卡井。
并且，上述现有技术中均未提及高温环境对抽油杆应用情况的影响，实际采油过程中，根据油田工况不同，现有的树脂包覆技术均未提供高温应用环境的方案。
发明内容
本发明的首要目的是提供一种高分子材料包覆的抽油杆，以能够在应用于油田采油生产时，从根本上解决抽油杆的腐蚀和偏磨、耐温问题，增加抽油杆使用寿命，降低抽油杆作业频次，从而防止生产过程中的断杆现象，降低采油成本，提高生产效率和经济效益。
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种高分子材料包覆的抽油杆，所述的抽油杆包括彼此连接的抽油杆杆体和抽油杆杆头，所述的抽油杆杆体外部挤塑包覆有第一包覆层，所述的第一包覆层为改性的或未改性的高分子材料；所述的抽油杆杆头外部注塑包覆有第二包覆层，所述的第二包覆层为改性的或未改性的工程塑料。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种高分子材料包覆的抽油杆，其中所述的第一包覆层的高分子材料选自聚乙烯(包括超高分子量聚乙烯)或工程塑料。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种高分子材料包覆的抽油杆，其中所述的第一包覆层的聚乙烯包含超高分子量聚乙烯，所述的第一包覆层和/或第二包覆层的工程塑料各自独立地选自聚醚醚酮(PEEK)、聚酮(POK)、聚砜(PSF)中的一种或多种。
当采用超高分子量聚乙烯作为第一包覆层时，井下温度环境一般不高于95℃；当采用工程塑料PEEK作为第一包覆层时，井下温度环境一般不高于190℃；当采用工程塑料POK作为第一包覆层时，井下温度环境一般不高于115℃；当采用工程塑料PSF作为第一包覆层时，井下温度环境一般不高于150℃。此为比较经济实用的方案。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种高分子材料包覆的抽油杆，其中所述的第一包覆层的厚度为0.5-6.0mm(优选1.0-5.0mm，更优选2.0-3.0mm)，所述的第二包覆层的厚度为0.5-4.0mm(优选1.0-4.0mm，更优选2.0-3.0mm)。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种高分子材料包覆的抽油杆，其中所述的第一包覆层与所述的第二包覆层存在搭接部分，且在搭接部分，所述的第二包覆层位于所述的第一包覆层的外侧。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种高分子材料包覆的抽油杆，其中杆杆头部分3杆杆体部分2所述的搭接部分的长度为5-100mm(优选10-80mm，更优选30-50mm)。
本发明的第二个目的是提供一种如上所述的抽油杆的制备方法，以能够更好地制备如上所述的高分子材料包覆的抽油杆，制得抽油杆在应用于油田采油生产时，能够从根本上解决抽油杆的腐蚀和偏磨、耐温问题，增加抽油杆使用寿命，降低抽油杆作业频次，从而防止生产过程中的断杆现象，降低采油成本，提高生产效率和经济效益。
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种如上所述的抽油杆的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)将所述的抽油杆整体穿过挤塑机，将高分子材料熔融挤出后包覆在所述的抽油杆的整体表面；
(2)将所述的抽油杆杆头部位包覆的高分子材料剥离；
(3)将所述的抽油杆杆头部位通过注塑机，将工程塑料注塑到所述的抽油杆杆头上，完成所述的抽油杆杆头的包覆。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种如上所述的抽油杆的制备方法，其中步骤(1)中，将所述的抽油杆整体穿过挤塑机前，还对所述的抽油杆整体进行除油除锈处理，使抽油杆整体表面达到包覆要求。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种如上所述的抽油杆的制备方法，其中：
步骤(1)中，当所述的第一包覆层的高分子材料为聚乙烯时，挤出机的温度设置范围为95-260℃；当所述的第一包覆层的高分子材料为工程塑料时，挤出机的温度设置范围为125-390℃；
步骤(3)中，注塑机中的温度设置范围为100-390℃。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种如上所述的抽油杆的制备方法，其中步骤(3)中，将所述的抽油杆杆头部位通过注塑机前，将包覆所述的抽油杆杆头的工程塑料加入干燥机中经过干燥处理。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种如上所述的抽油杆的制备方法，其中步骤(3)中，干燥机的干燥温度为100-150℃。
在一个实施例中，本发明还提供另一种如上所述的抽油杆的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)制备杆头外套，用于将杆头部分进行紧固封闭；
(2)将杆头被杆头外套紧固封闭的所述的抽油杆整体穿过挤塑机，将高分子材料熔融挤出后包覆在杆头被杆头外套紧固封闭的所述的抽油杆的整体表面，形成第一包覆层；
(3)打开杆头外套，将抽油杆头部分通过注塑方法实现杆头的高分子材料包覆，形成第二包覆层；其中，
所述抽油杆包括杆体部分、杆头部分，所述杆头部分具有扳手方部位，以及所述扳手方部位末端朝远离所述杆体部分且平行于杆体部分的轴向而延伸出的螺纹连接部；
所述杆头外套包括两端敞开的套筒和与所述套筒可拆卸连接并密封所述套筒内部空间的两个柔性封塞，其中一个所述柔性封塞中心具有与杆体部分直径过盈配合的第一通孔，另一个所述柔性封塞中心具有与所述抽油杆的扳手方部位末端部位直径相过盈配合的第二通孔。
优选地，所述套筒内壁至少一部分设有与杆头部分的表面过盈配合的柔性层。
更优选地，所述套筒外具有多个关于套筒轴心中心对称的螺丝孔，以供平头螺钉配合而相对固定住杆头。
优选地，所述平头螺钉的平头端具有第一柔性垫。
可选地，所述套筒的长度以覆盖主整个抽油杆长度，或能够露出至少一部分所述的螺纹连接部。
可以理解的是，通过杆头外套将杆头部分像密封而整体进行第一包覆层包覆，只要打开杆头外套即可单独对未包覆任何高分子材料的杆头进行第二包覆层包覆，无需进行繁琐的剥离步骤。而多次使用过后的杆头外套的第一包覆层只需要车床切削加工就能恢复其直径，实现重复使用。
可选地，所述注塑方法中使用的模具为卧式模具，所述卧式模具包括，两个铰接的半模，分布在两个半模上的注道，以及分别用于支撑已经包覆了第一包覆层的杆体部分和所述扳手方部位外延的螺纹连接部的支撑件。
优选地，至少一个所述半模上分布有沿着半模轴向的冷却道，并在半模的两端径向延伸穿出，所述冷却道最靠近半模轴线的母线与半模内壁之间的距离为3-15mm，注道具有在挤塑阶段中长螺钉固定部位、所述扳手方部位、长螺钉固定部位和所述扳手方部位之间中心部位所对应的半模上设置的三组，每一组具有2个分注道分布在模具相应部位的横截面上，三组注道中的每一个组内注道深度一致，且分注道深度根据所处部位的半模外壁与对应部位第一包覆层或与杆头部分的表面之间距离而确定。
优选地，半模的模芯长度以使得第二包覆层与第一包覆层之间存在搭接部分，组内的所述分注道的轴线夹角为30-180°。
由于本发明考虑的上述优选注塑方法无需预热，并考虑到抽油杆的悬空与模芯之间保持的间隙能够使得注入高分子材料依靠重力先沉底。如果角度过小，而有多数注入分注道的材料先落在杆头上而降温，使得注入材料温度不均匀，不利于均匀包覆。而角度过大则需要克服重力喷出分注道，耗能高，因此需要选择合适的分注道轴线夹角来兼顾两者。
优选地，所述支撑件设有卡箍，用于固定已经包覆了第一包覆层的杆体部分和所述螺纹连接部。
更优选地，所述卡箍内壁具有第二柔性垫。
可选地，所述两个柔性封塞、柔性层、第一柔性垫、第二柔性垫，均由耐高温橡胶或耐高温硅胶制成。
可以理解的是，利用卧式带有支撑件卡箍固定的杆头，能够将杆头悬空在半模中形成杆头四周包覆层厚度的间隙，以供注塑组合物注入成型，形成第二包覆层。因此套筒的遮蔽和杆头的悬空注塑前后连贯配合，省略了玻璃杆头塑料的步骤，而避免剥离过程中产生的废物碎屑以及剥离不当造成的杆头划伤，以及面对负载表面的第一包覆层，杆头剥离到底选用车床机械切削还是人工又成为额外的问题。前者需要设计走刀程序，要求精度高。而后者容易产生划伤杆头的失误，效率也低下。甚至在一些情况下容易产生剥离不彻底，将第一包覆层的高分子材料残留形成杂质存在于第二包覆层下表面，从而引起与杆头表面材质匹配效果下降，乃至导致脱层。本发明通过杆头外套的套筒，封塞，以及平头螺钉和套筒内壁柔性垫的多重过盈配合或径向固定，实现了杆头部位的在第一包覆层包覆的高温挤塑过程中的稳定遮蔽，具有拆装不复杂，第二包覆层稳定，纯度高，可重复利用的优点。
优选地，本发明提供一种如上所述的抽油杆的制备方法，其中步骤(1)中，将杆头被杆头外套紧固封闭的所述的抽油杆整体穿过挤塑机前，还对所述的抽油杆杆体部分进行除油除锈处理，使抽油杆杆体表面达到包覆要求。
优选地，本发明提供一种如上所述的抽油杆的制备方法，其中：
步骤(1)中，当所述的第一包覆层的高分子材料为聚乙烯时，挤出机的温度设置范围为95-260℃；当所述的第一包覆层的高分子材料为工程塑料时，挤出机的温度设置范围为125-390℃；
步骤(3)中，注塑的温度设置范围为100-390℃。
优选地，本发明提供一种如上所述的抽油杆的制备方法，其中步骤(3)中，将所述的抽油杆杆头部位使用前述的注塑方法包覆第二包覆层之前，将包覆所述的抽油杆杆头的工程塑料加入干燥机中经过干燥处理。
优选地，本发明提供一种如上所述的抽油杆的制备方法，其中步骤(3)中，干燥机的干燥温度为100-150℃。
优选地，本发明提供一种高分子材料包覆的抽油杆，其中所述的第一包覆层与所述的第二包覆层存在搭接部分，且在搭接部分，所述的第二包覆层位于所述的第一包覆层的外侧。
优选地，本发明提供一种高分子材料包覆的抽油杆，其中，所述的搭接部分的长度为5-100mm，优选10-80mm，更优选30-50mm。
本发明的有益效果在于，利用本发明的高分子材料包覆的抽油杆及其制备方法，能够使制备得到的抽油杆在应用于油田采油生产时，从根本上解决抽油杆的腐蚀和偏磨、耐温问题，增加抽油杆使用寿命，降低抽油杆作业频次，从而防止生产过程中的断杆现象，降低采油成本，提高生产效率和经济效益。
本发明的抽油杆分别采用高分子材料或工程塑料包覆抽油杆杆体和工程塑料包覆杆头的防腐工艺制备，彻底解决了抽油杆整体的防腐问题，特别是抽油杆头部分的腐蚀、磨损的问题；同时改变了包覆层的包覆方式和包覆材料，提高了包覆层的硬度、韧性和与杆体结合力，将金属抽油杆同井液完全隔离。优选的杆体包覆改性超高分子量聚乙烯材料赋予了抽油杆杆体优良的防腐及防偏磨性能；工程塑料的防腐性能完好的保护了杆头井液的腐蚀；同时工程塑料的优异的强度、韧性、硬度保证了在吊卡、扳手等作用时抽油杆不变形、不破坏，保证了抽油杆下井作业的顺利进行；同时，超高分子量聚乙烯优异的耐磨性和自润滑性能，保证了抽油杆在同井壁的对磨过程中不至于被破坏、磨穿，可以长时间保证包覆层的完整性，从而保证了对杆体的长时期保护。此外，本发明避免了作业施工上、卸扣、打吊卡载荷对抽油杆包覆层的破坏，与现有抽油杆杆头防腐工艺相比大大的降低了成本、能耗，提高了抽油杆的使用寿命。
本发明优选通过杆头外套进行遮蔽，将杆体和杆头的两种不同材质分别包覆，从而使得杆头的第二包覆层更加包覆方便，纯度高，稳定而不易剥离。
附图说明
图1为示例性的本发明的高分子材料包覆的抽油杆的结构图。
图2本发明实施例10的杆头外套结构示意图。
图3本发明实施例10的将抽油杆的杆头部分遮蔽的安装流程(a-d)即第一包覆层包覆完毕时的抽油杆(e)示意图。
图4行车吊索对通过支撑件卡箍定位的已经完成第一包覆层包覆的抽油杆进行卧式膜的封模并进行悬空的状态示意图。
图5左图为图4中扳手部位截面示意图，其中圈出部分进行放大，显示了模型和扳手部位之间的间隙t，右图为左图箭头方向的卧式膜剖视示意图。
图6为砂浆磨损试验机的结构及原理图。
其中附图标记，1抽油杆，2杆体部分，3杆头部分，4肩部部位,5扳手方部位,5-1螺纹连接部，6套筒,7-1,7-2耐高温橡胶封塞,8耐高温橡胶层,9螺丝孔，10平头螺钉，11卧式模，11-1,11-2支撑件，11-3模芯，12-1,12-2卡箍，13-1,13-2卡箍，13-3模芯,14分注道，15冷却道，t扳手方部位第二包覆层厚度，d1挤塑阶段中长螺钉固定部位的分注道深度，d2所述扳手方部位的分注道深度，d3长螺钉固定部位和所述扳手方部位中心部位的分注道深度。
具体实施方式
示例性的本发明的高分子材料包覆的抽油杆的结构如图1所示，包括抽油杆1，包覆了高分子材料的抽油杆杆体部分2，包覆了工程塑料的抽油杆杆头部分3，抽油杆杆体部分2和抽油杆杆头部分3过渡的肩部部位4，注塑后抽油杆杆头部分3的扳手方部位5，以及所述扳手方部位5末端朝远离所述杆体部分2且平行于杆体部分的轴向而延伸出的螺纹连接部5-1。
抽油杆1本体为由抽油杆杆体部分2和抽油杆杆头部分3组成的一体金属杆，材质一般为碳钢，也可为其他符合强度要求的金属，长度一般为8米。抽油杆杆体部分2外部包覆一层高分子材料(选自超高分子量聚乙烯或工程塑料)，抽油杆杆头部分3外部包覆一层工程塑料。
制备时，首先将抽油杆1本体穿过挤塑机，将高分子材料熔融挤出后包覆在抽油杆1的杆体表面，厚度为0.5-6.0mm，较好为1.0-5.0mm，最佳为厚度2.0-3.0mm。厚度太薄起不到防腐、耐磨作用；太厚则成本高，重量大，不经济。
然后将抽油杆杆头部分3部位包覆的高分子材料剥离，再将抽油杆杆头部分3部位通过注塑机，将工程塑料注塑到抽油杆杆头部分3上，完成抽油杆杆头部分3的包覆。抽油杆杆头部分3包覆表面厚度为0.5-4.0mm，较好为1.0-4.0mm，最佳为厚度2.0-3.0mm。厚度太薄起不到防腐、耐磨、耐拉拔和耐扭转力的作用；太厚则成本高，重量大，不经济。
抽油杆杆头部分3注塑部分要同抽油杆杆体部分2包覆部分存在搭接，且注塑部位于外侧。搭接长度为5-100mm，较好为10-80mm，最佳为30-50mm。搭接长度太短容易使抽油杆杆头部分3包覆材料和抽油杆杆体部分2包覆材料结合不紧密，使油井液渗入，起不到防腐、耐磨作用；搭接长度太长则成本高，重量大，不经济。如图1所示，抽油杆杆头部分3和抽油杆杆体部分2具有连接过渡的肩部部位4，抽油杆杆头部分3的一端注塑后还具有扳手方部位5，注塑后的抽油杆杆体部分2向扳手方部位5过渡的肩部部位4能承受吊卡施加的大于五吨的重量的情况下，不变形、不破裂。注塑后抽油杆杆头部分3的扳手方部位5能承受连接接箍同杆体(杆头)时扳手施加的力，不变形、不破损。
挤出包覆抽油杆杆体部分2的高分子材料应具有良好的耐磨、耐油、耐酸碱、耐温、刚韧平衡的综合力学性能，彻底隔绝井液同金属杆体的接触，起到防腐防偏磨的作用。高分子材料可选自聚乙烯(包括超高分子量聚乙烯)、工程塑料，当井下工况环境为不高于95℃时，较好为超高分子量聚乙烯，最佳为改性超高分子量聚乙烯；当井下工况环境高于95℃时，较好为工程塑料。本发明采用改性超高分子量聚乙烯时，选用黏均分子量100-250范围内的超高分子量聚乙烯，添加加工润滑剂、抗氧剂等，其基本性能满足下面要求：
改性超高分子量聚乙烯具有优异的防腐蚀、耐磨、耐结蜡性能，使抽油杆杆体部分2具有了防腐、防蜡、防垢作用。
包覆抽油杆杆体部分2的高分子材料为工程塑料时典型性能为：
包覆抽油杆杆头部分3的工程塑料除具备耐酸碱、耐油等基本性能以外，为使注塑后的抽油杆杆体部分2向扳手方部位5过渡的肩部部位4能承受吊卡施加的大于五吨的重量的情况下，不变形、不破裂，该材料还应具备更高的硬度、更高的强度、更高的韧性和耐高温的特点。本发明通过潜心研究和试验，开发了工程塑料(聚醚醚酮(PEEK)、聚酮(POK)、聚砜(PSF)等材料)包覆的抽油杆杆头部分3，其基本性能满足下列要求：
上述示例性的本发明的高分子材料包覆的抽油杆的制备方法如下：
首先，对抽油杆1金属本体进行除油除锈处理，使抽油杆1本体表面达到包覆要求。其次，对抽油杆杆体部分2进行包覆处理，将配制好的高分子材料加入挤出机中，挤出机的温度设置范围为95-260℃(包覆抽油杆杆体部分2的高分子材料为聚乙烯特别是超高分子量聚乙烯时)或125-390℃(包覆抽油杆杆体部分2的高分子材料为工程塑料时)；将经处理过的抽油杆1插入挤出机中，随抽油杆1移动，熔融的高分子材料包覆在抽油杆1上。挤出包覆的抽油杆1后，将抽油杆杆头部分3处的高分子材料剥离，露出抽油杆杆头部分3，冷却后，进行下一步包覆抽油杆杆头部分3工序。将包覆抽油杆杆头部分3的工程塑料加入干燥机中，100-150℃干燥，将抽油杆杆头部分3放入注塑机的模具中，包覆抽油杆杆头部分3的工程塑料经过干燥处理后，加入到注塑机料筒中，启动注塑机将工程塑料注入到模腔中，在抽油杆杆头部分3表面形成包覆层，且注塑部位于外侧。注塑机温度设置范围为：100-390℃。
实施例1：
本实施例通过挤塑机将改性超高分子量聚乙烯热包覆于抽油杆杆体部分2表面，然后将聚酮组合物注塑于抽油杆杆头部分3表面，抽油杆杆体部分2和抽油杆杆头部分3包覆壁厚均为2.0mm。
抽油杆杆体部分2包覆改性超高分子量聚乙烯配方：超高分子量聚乙烯(分子量170万)65重量份，HDPE(MFR(砝码：21.6kg，温度190℃)：2.0g/10min，密度0.955g/cm3)35重量份，抗氧剂2250.4重量份，聚乙烯蜡2重量份，聚丙烯(均聚PP，MFR(砝码：2.16kg，温度230℃)：6.0g/10min)5重量份，硅烷偶联剂(KH570)1重量份。
改性超高分子量聚乙烯制备工艺：
按以上配方配比，采用高速搅拌机搅拌，升温至100℃，低速搅拌冷却至室温，挤出机造粒，造粒温度110-260℃。
改性超高分子量聚乙烯性能为：
抽油杆杆头部分3包覆工程塑料配方：聚酮100重量份，纳米二氧化硅15重量份，偶联剂KH5702重量份，聚四氟乙烯蜡2重量份，抗氧剂225 0.2重量份。
制备工艺：
按以上配方，高速搅拌机混合升温至100℃以上，双螺杆挤出机造粒，造粒温度150-300℃。
改性聚酮性能为：
抽油杆包覆制备工艺：
首先，对抽油杆1金属本体进行除油除锈处理，使抽油杆1本体表面达到包覆要求。其次，对抽油杆杆体部分2进行包覆处理，将配制好的改性超高分子量聚乙烯加入挤出机中，挤出机的温度设置范围为95-260℃；将经处理过的抽油杆1插入挤出机中，随抽油杆1移动，熔融的高分子材料包覆在抽油杆1上。挤出包覆的抽油杆1后，将抽油杆杆头部分3处的高分子材料剥离，露出抽油杆杆头部分3，冷却后，进行下一步包覆抽油杆杆头部分3工序。将包覆抽油杆杆头部分3的改性聚酮加入干燥机中，105℃条件下连续烘干3h；将抽油杆杆头部分3放入注塑机的模具中，包覆抽油杆杆头部分3的改性聚酮经过干燥处理后，加入到注塑机料筒中，启动注塑机将工程塑料注入到模腔中，在抽油杆杆头部分3表面形成包覆层，且注塑部位于外侧。注塑机温度设置范围为：125-300℃。
抽油杆杆头部分3注塑部要同抽油杆杆体部分2包覆部存在搭接，搭接长度30mm，且注塑部位于外侧。
注塑油抽油杆杆头部分3后制成的抽油杆1，抽油杆1整体性能：抽油杆杆体部分2向扳手方过渡的肩部能承受吊卡施加的大于五吨的重量的情况下，不变形、不破裂，注塑后的扳手方部位能承受连接接箍同杆体(杆头)时扳手施加的力，不变形、不破损。
实施例2：
通过挤塑机将改性超高分子量聚乙烯热包覆于抽油杆杆体部分2表面，改性PSF组合物注塑于抽油杆杆头部分3表面，抽油杆杆体部分2和抽油杆杆头部分3包覆壁厚均为3.0mm。
抽油杆杆体部分2包覆改性超高分子量聚乙烯配方：超高分子量聚乙烯(分子量150万)70重量份，HDPE(MFR：4.0，密度0.950)30重量份，抗氧剂2250.3重量份，聚乙烯蜡2重量份，聚丙烯(均聚PP，MFR(砝码：2.16kg，温度230℃)：6.0g/10min)3重量份，硅烷偶联剂(KH570)1重量份，纳米二氧化硅10重量份。
制备工艺：
按以上配方配比，采用高速搅拌机搅拌，升温至100℃，低速搅拌冷却至室温，挤出机造粒，造粒温度110-260℃。
改性超高分子量聚乙烯性能：
通过注塑机将改性PSF注塑于抽油杆杆头部分3。
抽油杆杆头部分3包覆工程塑料配方：聚砜100重量份，偶联剂(硅烷偶联剂KH570)1重量份，纳米二氧化硅8重量份，聚四氟乙烯蜡2重量份。
制备工艺：
按以上配方，高速搅拌机混合升温至100℃以上，双螺杆挤出机造粒，造粒温度150-300℃。
改性PSF性能为：
抽油杆包覆制备工艺同实施例1，仅烘干工艺条件变为：125℃条件下连续烘干3h。
注塑机温度设置范围：125-300℃。
抽油杆杆头部分3注塑部要同抽油杆杆体部分2包覆部存在搭接，搭接长度50mm，且注塑部位于外侧。
注塑抽油杆杆头部分3后制成的抽油杆，抽油杆杆体部分2向扳手方过渡的肩部能承受吊卡施加的大于五吨的重量的情况下，不变形、不破裂，注塑后的扳手方部位能承受连接接箍同杆体(杆头)时扳手施加的力，不变形、不破损。
实施例3：
本实施例通过挤塑机将改性超高分子量聚乙烯热包覆于抽油杆杆体部分2表面，改性PSF组合物注塑于抽油杆杆头部分3表面，抽油杆杆体部分2和抽油杆杆头部分3包覆壁厚均为2.5mm。
抽油杆杆体部分2包覆配方及工艺同实施例1。
抽油杆杆头部分3包覆工程塑料配方：聚砜100重量份，偶联剂(硅烷偶联剂KH570)1重量份，纳米二氧化硅10重量份，聚四氟乙烯蜡2重量份。
制备工艺：
按以上配方，高速搅拌机混合升温至100℃以上，双螺杆挤出机造粒，造粒温度150-300℃。
改性聚砜性能：
抽油杆包覆制备工艺同实施例1，仅烘干工艺条件变为：120℃条件下连续烘干4h。
注塑机温度设置范围：125-300℃。
抽油杆杆头部分3注塑部要同抽油杆杆体部分2包覆部存在搭接，搭接长度35mm，且注塑部位于外侧。
注塑抽油杆杆头部分3后制成的抽油杆，抽油杆杆体部分2向扳手方过渡的肩部能承受吊卡施加的大于五吨的重量的情况下，不变形、不破裂，注塑后的扳手方部位能承受连接接箍同杆体(杆头)时扳手施加的力，不变形、不破损。
特殊性能：维卡温度228℃，适用于高温环境。
效果：井深4000米以内使用效果良好。
实施例4：
本实施例通过挤塑机将改性超高分子量聚乙烯热包覆于抽油杆杆体部分2表面，改性PSF组合物注塑于抽油杆杆头部分3表面，抽油杆杆体部分2和抽油杆杆头部分3包覆壁厚均为3.0mm。
抽油杆杆体部分2包覆配方及工艺同实施例1。
抽油杆杆头部分3包覆工程塑料配方：聚砜100重量份，偶联剂(KH560)1重量份，短玻纤维20重量份，聚四氟乙烯蜡2重量份。
制备工艺：
按以上配方，高速搅拌机混合升温至100℃以上，挤出机造粒。
改性聚砜性能：
抽油杆包覆制备工艺同实施例1，仅烘干工艺条件变为：120℃条件下连续烘干4h。
注塑机温度设置范围：125-300℃。
抽油杆杆头部分3注塑部要同抽油杆杆体部分2包覆部存在搭接，搭接长度60mm，且注塑部位于外侧。
注塑抽油杆杆头部分3后制成的抽油杆，抽油杆杆体部分2向扳手方过渡的肩部能承受吊卡施加的大于五吨的重量的情况下，不变形、不破裂，注塑后的扳手方部位能承受连接接箍同杆体(杆头)时扳手施加的力，不变形、不破损。
特殊性能：高硬度。
效果：在抽油杆组实际重量较重时，比如杆组总重5吨时，应用状况良好。
实施例5：
本实施例通过挤塑机将改性超高分子量聚乙烯热包覆于抽油杆杆体部分2表面，改性聚酮组合物注塑于抽油杆杆头部分3表面，抽油杆杆体部分2和抽油杆杆头部分3包覆壁厚均为3.0mm。
抽油杆杆体部分2包覆配方及工艺同实施例2。
抽油杆杆头部分3包覆工程塑料配方：聚酮100重量份，纳米二氧化硅20重量份，偶联剂(A151)2重量份，抗氧剂2250.4重量份，聚四氟乙烯蜡1重量份。
制备工艺：
按以上配方，高速搅拌机混合升温至100℃以上，挤出机造粒。
改性聚酮性能：
抽油杆包覆制备工艺同实施例1，仅烘干工艺条件变为：100℃条件下连续烘干3h。
注塑机温度设置范围：100-250℃。
抽油杆杆头部分3注塑部要同抽油杆杆体部分2包覆部存在搭接，搭接长度50mm，且注塑部位于外侧。
注塑抽油杆杆头部分3后制成的抽油杆，抽油杆杆体部分2向扳手方过渡的肩部能承受吊卡施加的大于五吨的重量的情况下，不变形、不破裂，注塑后的扳手方部位能承受连接接箍同杆体(杆头)时扳手施加的力，不变形、不破损。
特殊性能：耐磨性优异。
效果：在抽油杆组接箍不做耐磨处理的环境下使用效果良好。
实施例6：
本实施例通过挤塑机将改性超高分子量聚乙烯热包覆于抽油杆杆体部分2表面，改性聚酮组合物注塑于抽油杆杆头部分3表面，抽油杆杆体部分2和抽油杆杆头部分3包覆壁厚均为3.0mm。
抽油杆杆体部分2包覆配方及工艺同实施例2。
抽油杆杆头部分3包覆工程塑料配方：聚酮100重量份，偶联剂(A171)1重量份，短玻纤维20重量份，抗氧剂2250.1重量份，聚四氟乙烯蜡1.5重量份。
制备工艺：
按以上配方，高速搅拌机混合升温至100℃以上，双螺杆挤出机造粒，造粒温度150-300℃。
改性聚酮性能：
抽油杆包覆制备工艺同实施例1，仅烘干工艺条件变为：100℃条件下连续烘干3h。
注塑机温度设置范围：100-250℃。
抽油杆杆头部分3注塑部要同抽油杆杆体部分2包覆部存在搭接，搭接长度60mm，且注塑部位于外侧。
注塑抽油杆杆头部分3后制成的抽油杆，抽油杆杆体部分2向扳手方过渡的肩部能承受吊卡施加的大于五吨的重量的情况下，不变形、不破裂，注塑后的扳手方部位能承受连接接箍同杆体(杆头)时扳手施加的力，不变形、不破损。
特殊性能：硬度高。
效果：在抽油杆组总重超过5吨时使用效果良好。
实施例7：
本实施例通过挤塑机将改性超高分子量聚乙烯热包覆于抽油杆杆体部分2表面，改性PSF组合物注塑于抽油杆杆头部分3表面，抽油杆杆体部分2和抽油杆杆头部分3包覆壁厚均为2.0mm。
抽油杆杆体部分2包覆配方及工艺同实施例1。
抽油杆杆头部分3包覆工程塑料配方：PSF 100重量份，二氧化硅10重量份，短玻纤维10重量份，偶联剂(KH560)1重量份，聚四氟乙烯蜡2重量份。
制备工艺：
按以上配方，高速搅拌机混合升温至100℃以上，双螺杆挤出机造粒，造粒温度150-300℃。
改性PSF性能：
抽油杆包覆制备工艺同实施例1，仅烘干工艺条件变为：120℃条件下连续烘干4h。
注塑机温度设置范围：125-300℃。
抽油杆杆头部分3注塑部要同抽油杆杆体部分2包覆部存在搭接，搭接长度50mm，且注塑部位于外侧。
注塑抽油杆杆头部分3后制成的抽油杆，抽油杆杆体部分2向扳手方过渡的肩部能承受吊卡施加的大于五吨的重量的情况下，不变形、不破裂，注塑后的扳手方部位能承受连接接箍同杆体(杆头)时扳手施加的力，不变形、不破损。
特殊性能：良好的耐温性及硬度。
效果：适应范围宽，井温150℃条件下，长期使用。
实施例8：
本实施例通过挤塑机将改性PSF组合物热包覆于抽油杆杆体部分2表面，改性PSF组合物注塑于抽油杆杆头部分3表面，抽油杆杆体部分2和抽油杆杆头部分3包覆壁厚均为3.0mm。
抽油杆杆体部分2和抽油杆杆头部分3包覆配方均为：PSF 100重量份，偶联剂(硅烷偶联剂KH570)1重量份，纳米二氧化硅10重量份，聚四氟乙烯蜡2重量份。
改性PSF制备工艺：
将硅烷偶联剂用工业乙醇按体积比1:3比例稀释，将稀释后的混合液和二氧化硅充分混合浸润后，升温至110℃，脱水；按以上配方配比加入PSF，高速搅拌机混合升温至100℃以上，双螺杆挤出机造粒，造粒温度190-320℃。
改性PSF性能：
抽油杆包覆制备工艺同实施例1，仅烘干工艺条件变为：125℃条件下连续烘干3h。
注塑机温度设置范围：125-300℃。
抽油杆杆头部分3注塑部要同抽油杆杆体部分2包覆部存在搭接，搭接长度50mm，且注塑部位于外侧。
注塑抽油杆杆头部分3后制成的抽油杆，抽油杆杆体部分2向扳手方过渡的肩部能承受吊卡施加的大于五吨的重量的情况下，不变形、不破裂，注塑后的扳手方部位能承受连接接箍同杆体(杆头)时扳手施加的力，不变形、不破损。
特殊性能：优异的耐温性能。
效果：可在井深2000-4000米，井温150℃条件下长期使用。
实施例9：
本实施例通过挤塑机将改性PEEK组合物热包覆于抽油杆杆体部分2表面，改性PEEK组合物注塑于抽油杆杆头部分3表面，抽油杆杆体部分2和抽油杆杆头部分3包覆壁厚均为2.0mm。
抽油杆杆体部分2和抽油杆杆头部分3包覆配方均为：PEEK 100重量份，偶联剂(硅烷偶联剂KH570)2重量份，纳米二氧化硅15重量份，聚四氟乙烯蜡2重量份。
改性PEEK制备工艺：
将硅烷偶联剂用工业乙醇按体积比1:3比例稀释，将稀释后的混合液和纳米二氧化硅充分混合浸润后，升温至140℃，脱水；按以上配方配比加入PEEK，高速搅拌机混合升温至100℃以上，双螺杆挤出机造粒，造粒温度300-390℃。
改性PEEK性能：
抽油杆包覆制备工艺同实施例1，仅烘干工艺条件变为：150℃条件下连续烘干4h。
包覆抽油杆时挤出机的温度设置范围为280-390℃，注塑机温度设置范围：260-380℃。
抽油杆杆头部分3注塑部要同抽油杆杆体部分2包覆部存在搭接，搭接长度40mm，且注塑部位于外侧。
注塑抽油杆杆头部分3后制成的抽油杆，抽油杆杆体部分2向扳手方过渡的肩部能承受吊卡施加的大于五吨的重量的情况下，不变形、不破裂，注塑后的扳手方部位能承受连接接箍同杆体(杆头)时扳手施加的力，不变形、不破损。
特殊性能：极优异的耐温性能。
效果：可在井深4000米以上，井温180℃条件下，长期使用。
实施例10
一种如图1所述的抽油杆的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)制备杆头外套，用于将杆头部分进行紧固封闭，并对杆头被杆头外套紧固封闭的所述的抽油杆杆体部分进行除油除锈处理，使抽油杆杆体表面达到包覆要求；
(2)将杆头被杆头外套紧固封闭的所述的抽油杆整体穿过挤塑机，将高分子材料熔融挤出后包覆在杆头被杆头外套紧固封闭的所述的抽油杆的整体表面，形成第一包覆层聚乙烯，挤出机的温度设置为170℃；
(3)打开杆头外套，将包覆所述的抽油杆杆头的工程塑料加入干燥机中经过干燥处理，将抽油杆头部分通过注塑方法实现杆头的工程塑料包覆，形成第二包覆层，干燥机的干燥温度为120℃，注塑的温度设置为150℃；其中，
如图2所示，所述杆头外套包括两端敞开的套筒6和与所述套筒可拆卸连接并密封所述套筒6内部空间的两个耐高温橡胶封塞7-1和7-2，其中一个所述耐高温橡胶封塞7-1中心具有与杆体部分2直径过盈配合的第一通孔，另一个耐高温橡胶封塞7-2中心具有与所述抽油杆的扳手方部位5末端部位直径相过盈配合的第二通孔。
所述套筒6内壁对应于在肩部部位4和杆头部分3上与杆体部分2连接的一端的连接粗头之间的直杆部分设有与所述直杆部分的表面过盈配合的耐高温橡胶层8。
所示套筒6外具有多个关于套筒6轴心中心对称的四个螺丝孔9，以供平头螺钉配合而相对固定住杆头部分2。如2中显示了连接粗头部位对应的套筒6的横截面图，其中对螺丝孔9进行了放大示意。还示例性地给出了连接粗头的一个相应的横截面在如图3所示的遮蔽过程完成后所处的位置。所述套筒6的长度能够露出所述的螺纹连接部5-1。
图3显示了杆头外套遮蔽杆头部分3的过程，其中图3a以箭头方向和罗马数字分别指示了图2中的套筒6和两个耐高温橡胶封塞7-1和7-2遮蔽杆头部分3的安装方向和顺序。图3b为套筒6套上杆头部分3之后再分别即将杆体部分2和螺纹连接部5-1穿过两个耐高温橡胶封塞7-1和7-2中间的第一通孔和第二通孔，而密封掉套筒的两个敞开口。图3c是采用四颗平头端具有第一柔性垫(图未示出)平头螺钉10分别穿入四个螺丝孔9的过程，到图3d时旋紧从而第一柔性垫与连接粗头抵接四面夹紧，配合耐高温橡胶层8将直杆部分过盈配合，使得抽油杆整体固定住。图3e为经过步骤(2)在杆体部分2表面形成第一包覆层之后按照图3的逆顺序打开杆头外套之后得到的杆体部分2包覆有第一包覆层的抽油杆体。
如图4和图5所示，步骤(3)中的所述注塑方法中使用的模具为卧式模具11，所述卧式模11具包括，两个铰接(图中未示出)的半模11-1和11-2，分布在两个半模上的注道14(图5)，以及分别用于支撑已经包覆了第一包覆层的杆体部分2和所述扳手方部位5外延的螺纹连接部5-1的支撑件12-1.和12-2。所述支撑件设有卡箍13-1和13-2，用于固定已经包覆了第一包覆层的杆体部分2和所述螺纹连接部5-1。卡箍13-1和13-2的内壁具有耐高温硅胶垫(图未示出)。
如图5左图箭头方向视图(右)，一个所述半模11-1上分布有沿着半模轴向的冷却道15，并在半模11-1的两端径向延伸穿出，所述冷却道最靠近半模轴线的母线与半模内壁之间的距离为5mm，注道具有在挤塑阶段中长螺钉固定部位(图3d所示)、所述扳手方部位5、长螺钉固定部位和所述扳手方部位5之间中心部位对应的半模11-1和11-2(如图5左图)上设置的三组，每一组具有2个分注道分布在模具相应部位的横截面上，三组注道中的每一个组内注道深度一致。如图5右图，d1-d3分别为半模11-1上三组分注道的深度，三者根据所处部位的半模11-1外壁与对应部位第一包覆层或与杆头部分3的表面之间距离而确定。
图5左图所示，半模11的模芯11-3长度以使得第二包覆层与第一包覆层之间存在40mm的搭接部分，组内的所述分注道的轴线夹角为90°，且所述的第二包覆层位于所述的第一包覆层的外侧。图3b-d中可见连接粗头全部穿过第一通孔，且少有穿入余量，即使得杆体部分2也通过第一通孔过盈配合而穿过40mm，以满足上述搭接部分的40mm。
具体包覆第二包覆层时，采用如图4所示的行车吊索将卧式膜11吊起，移动到支撑件11-1和11-2支撑的已经包覆第一包覆层的抽油杆上方开模并合模，将抽油杆悬空于模芯中，并调整模芯与抽油杆整体之间的间隙，使得间隙厚度t均匀(如图5左图所示)，再启动注塑，将预设量的熔融工程塑料通过各分注道注入所述间隙中，并启动冷却液在冷却道中循环冷却，形成杆头部分表面的第二包覆层，最后开模取出抽油杆，完成第二包覆层的包覆。
按照上述的制备方法形成得到抽油杆，其同样通过实施例1-9的试验。各项指标大致相仿，其浮动范围为±1.2％。
对比例1：
本对比例通过挤塑机将改性超高分子量聚乙烯热包覆于抽油杆杆体部分2表面，改性尼龙组合物注塑于抽油杆杆头部分3表面，抽油杆杆体部分2和抽油杆杆头部分3包覆壁厚均为3.0mm。
抽油杆杆体部分2包覆配方及工艺同实施例1。
抽油杆杆头部分3包覆配方：尼龙66，100重量份，马来酸酐接枝聚乙烯15重量份，短玻纤维15重量份，抗氧剂225 0.3重量份，抗水解剂聚碳酰亚胺5重量份。
改性尼龙制备工艺：
以上配方高速共混，挤出机造粒。
改性尼龙性能：
抽油杆包覆制备工艺同实施例1，仅烘干工艺条件变为：100℃条件下连续烘干3h。
注塑机温度设置范围：130-280℃。
抽油杆杆头部分3注塑部要同抽油杆杆体部分2包覆部存在搭接，搭接长度50mm，且注塑部位于外侧。
性能：硬度值低。
效果：使用过程中，下井安装时，抽油杆头肩部易被挤压破裂。
对比例2：
本对比例通过挤塑机将改性超高分子量聚乙烯热包覆于抽油杆杆体部分2表面，改性尼龙组合物注塑于抽油杆杆头部分3表面，抽油杆杆体部分2和抽油杆杆头部分3包覆壁厚均为3.0mm。
抽油杆杆体部分2包覆配方及工艺同实施例1。
抽油杆杆头部分3包覆配方：尼龙6，100重量份，马来酸酐接枝聚乙烯增韧剂20重量份，短玻纤维10重量份，抗氧剂168，0.3重量份，抗水解剂聚碳酰亚胺5重量份。
改性尼龙制备工艺：
按以上配方高速共混，挤出机造粒。
改性尼龙性能：
抽油杆包覆制备工艺同实施例1，仅烘干工艺条件变为：100℃条件下连续烘干3h。
注塑机温度设置范围：130-280℃。
抽油杆杆头部分3注塑部要同抽油杆杆体部分2包覆部存在搭接，搭接长度50mm，且注塑部位于外侧。
性能：耐热水性差。
效果：在井液中长期浸泡，粉碎性破损。
本发明的抽油杆分别采用高分子材料或工程塑料包覆抽油杆杆体和工程塑料包覆抽油杆杆头的防腐工艺，彻底解决了抽油杆整体的防腐问题，特别是抽油杆杆头部分的腐蚀、磨损的问题，同时改变了包覆层的包覆方式和包覆材料，提高了包覆层的硬度、韧性和与杆体结合力，将金属抽油杆同井液完全隔离。优选的抽油杆杆体包覆改性超高分子量聚乙烯材料赋予了产品优良的防腐及防偏磨性能，工程塑料的防腐性能完好的保护了抽油杆杆头井液的腐蚀；同时工程塑料的优异的强度、韧性、硬度，保证了在吊卡、扳手等作用时不变形、不破坏，保证了下井作业的顺利进行；同时，超高分子量聚乙烯优异的耐磨性和自润滑性能，保证了在抽油杆同井壁的对磨过程中不至于被破坏、磨穿，可以长时间保证包覆层的完整性，从而保证了对抽油杆杆体的长时期保护，避免了作业施工上、卸扣、打吊卡载荷对包覆层的破坏。本发明与现有抽油杆杆头防腐工艺相比，大大的降低了成本、能耗，提高了抽油杆的使用寿命。
附录：砂浆磨损量试验方法
1试验装置
砂浆磨损试验机(结构及原理见图6，包括砂浆A、试样B、温控装置C)、油浴锅、温度计、干燥器。
2试验条件
2.1试验介质
砂浆。试验用砂为标准30号棕刚玉，沙:水＝3:1(质量比)，试验温度252C、95±2C。
2.2转速
转速为900r/min。
3磨损试验周期
24h。
4试验步骤
4.1样品老化浸泡
4.1.1油浴锅内加入0#柴油，打开油浴锅并用温度计校准温度至95℃±0.5℃。
4.1.2切取包覆层400mm，整体浸泡于油浴锅内，水平放置，除底部外其余位置不与油浴锅壁接触，底部接触位置做好区分标记。
4.1.3试样浸泡时间6d。
4.2试样
切取老化后试样，尺寸为38mm×10mm×样品厚度，试样数量为4片。
4.3磨损试验
4.3.1试验前，清水清洗试片，放入干燥器内干燥，恒量后称量磨前试片质量，精确至0.1mg。
4.3.2装夹试片，测量露出夹具长度，应为22mm±0.2mm。
4.3.3在试验容器中，放入按配好的沙浆，试件埋入沙浆深度50mm，给试验容器升温(老化后沙浆磨损量测试温度25℃±2℃)，待温度稳定后启动驱动装置，如图所示，并记录试验时间。
4.3.4磨擦24h后停止转动，取下试样再次用清水清洗干净，干燥至恒量，称量、记录磨后试片质量，精确至0.1mg。
4.3.5计算砂浆磨损量，如下式所示。
式中：
g——磨损量，单位为毫米(mm)；
G1——磨前试片质量，单位为克(g)；
G2——磨后试片质量，单位为克(g)；
ρ——试片密度，单位为克每立方厘米(g/cm3)；
S——试片露出面积，单位为平方毫米(mm2)。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种高分子材料包覆的抽油杆，所述的抽油杆包括彼此连接的抽油杆杆体部分和抽油杆杆头部分，其特征在于：所述的抽油杆杆体部分外部挤塑包覆有第一包覆层，所述的第一包覆层为改性的或未改性的高分子材料；所述的抽油杆杆头部分外部注塑包覆有第二包覆层；
抽油杆杆头部分包括扳手方部位、向扳手方部位过渡的肩部部位，以及所述扳手方部位末端朝远离所述杆体部分且平行于杆体部分的轴向而延伸出的螺纹连接部，其中所述的抽油杆由如下步骤制备而成：
（1）制备杆头外套，用于将杆头部分进行紧固封闭；
（2）将杆头被杆头外套紧固封闭的所述的抽油杆整体穿过挤塑机，将高分子材料熔融挤出后包覆在杆头被杆头外套紧固封闭的所述的抽油杆的整体表面，形成第一包覆层；
（3）打开杆头外套，将抽油杆头部分通过注塑方法实现杆头的高分子材料包覆，形成第二包覆层；其中，
所述杆头外套包括两端敞开的套筒和与所述套筒可拆卸连接并密封所述套筒内部空间的两个柔性封塞，其中一个所述柔性封塞的中心具有与杆体部分直径过盈配合的第一通孔，另一个所述柔性封塞的中心具有与所述抽油杆的扳手方部位末端部位直径相过盈配合的第二通孔。
2.根据权利要求1所述的抽油杆，其特征在于：所述套筒内壁至少一部分设有与杆头部分的表面过盈配合的柔性层，或者所述套筒内壁对应于在肩部部位和杆头部分上与杆体部分连接的一端的连接粗头之间的直杆部分设有与所述直杆部分的表面过盈配合的柔性层。
3.根据权利要求1或2所述的抽油杆，其特征在于：所述套筒外具有多个关于套筒轴心中心对称的螺丝孔，以供平头螺钉配合而相对固定住杆头。
4.根据权利要求3所述的抽油杆，其特征在于：所述平头螺钉的平头端具有第一柔性垫。
5.根据权利要求4所述的抽油杆，其特征在于：所述套筒的长度以覆盖住整个抽油杆长度，或能够露出至少一部分所述的螺纹连接部。
6.根据权利要求1所述的抽油杆，其特征在于：所述的第一包覆层与所述的第二包覆层存在搭接部分，且在搭接部分，所述的第二包覆层位于所述的第一包覆层的外侧。
7.根据权利要求6所述的抽油杆，其特征在于：所述的搭接部分的长度为5-100 mm，或10-80 mm，或 30-50 mm。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的抽油杆的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：
（1）制备杆头外套，用于将杆头部分进行紧固封闭；
（2）将杆头被杆头外套紧固封闭的所述的抽油杆整体穿过挤塑机，将高分子材料熔融挤出后包覆在杆头被杆头外套紧固封闭的所述的抽油杆的整体表面，形成第一包覆层；
（3）打开杆头外套，将抽油杆头部分通过注塑方法实现杆头的高分子材料包覆，形成第二包覆层；其中，
所述杆头外套包括两端敞开的套筒和与所述套筒可拆卸连接并密封所述套筒内部空间的两个柔性封塞，其中一个所述柔性封塞中心具有与杆体部分直径过盈配合的第一通孔，另一个所述柔性封塞中心具有与所述抽油杆的扳手方部位末端部位直径相过盈配合的第二通孔。
9.一种高分子材料包覆的抽油杆的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：
（1）将所述的抽油杆整体穿过挤塑机，将高分子材料熔融挤出后包覆在所述的抽油杆的整体表面；
（2）将所述的抽油杆杆头部位包覆的高分子材料剥离；
（3）将所述的抽油杆杆头部位通过注塑机，将工程塑料注塑到所述的抽油杆杆头上，完成所述的抽油杆杆头的包覆。
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