CN204627441U - 一种碳纤维缠绕式抽油杆接箍 - Google Patents

一种碳纤维缠绕式抽油杆接箍 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种碳纤维缠绕式抽油杆接箍。该碳纤维缠绕式抽油杆接箍包括接箍本体(2)、复合层(1);所述复合层(1)包括粘着剂层(4)、碳纤维布层(3);所述复合层(1)以粘着剂层(4)靠近所述接箍本体(2)缠绕设置于接箍本体(2)外侧。在本实用新型的碳纤维缠绕式抽油杆接箍中,由于碳纤维布的耐磨性远远高于抽油杆接箍的接箍本体,所以缠绕碳纤维布的抽油杆接箍具有极高的耐磨性,从而可以降低碳纤维缠绕式抽油杆接箍的磨损速率,延长检泵周期。

Description

一种碳纤维缠绕式抽油杆接箍
技术领域
本实用新型涉及一种碳纤维缠绕式抽油杆接箍,属于采油工程技术领域。
背景技术
目前,抽油杆接箍以3-12冲次/分钟的频率在油管内孔中进行上下往复运动,由于油田稠油、稀油、高凝油开发生产中的井液高含水、高矿化度等物理化学特性可造成油井杆管偏磨及腐蚀严重,并且井身结构的不合理亦可造成油井杆管偏磨。上述两种情况将导致抽油杆接箍因偏磨及腐蚀严重而引起抽油杆柱断裂,造成检泵作业,致使油井产量降低甚至无法开采并易引发安全及环保事故。
因此,亟需研制一种具有较高耐磨性的抽油杆接箍。
实用新型内容
为解决上述技术问题,本实用新型的目的在于提供一种碳纤维缠绕式抽油杆接箍。
为达到上述目的,本实用新型提供了一种碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其包括接箍本体2、复合层1;所述复合层1包括粘着剂层4、碳纤维布层3;
所述复合层1以粘着剂层4靠近所述接箍本体2缠绕设置于接箍本体2外侧。
根据本实用新型所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,该碳纤维缠绕式抽油杆接箍包括一层或多层复合层1。
根据本实用新型所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,当复合层1为多层时,所述复合层1以粘着剂层4靠近所述接箍本体2不间断缠绕设置于接箍本体2外侧。
根据本实用新型所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,所述复合层1从距离接箍本体2两端面5 1-3mm处覆盖于所述接箍本体2的外表面。
根据本实用新型所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,所述复合层1从距离接箍本体2两端面5 2mm处覆盖于所述接箍本体2的外表面。
本实用新型所述端面为本领域习惯用语,本领域技术人员通常知晓所述端面的位置,即接箍长度方向的两个端面,如图1所示。
根据本实用新型所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,所述粘着剂层4为有机硅改性环氧树脂粘着剂层4。
根据本实用新型所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,所述粘合剂为有机硅改性环氧树脂;该有机硅改性环氧树脂为本领域的常规物质,其可以形成三维网络结构,进而生成类似无机硅酸盐结构的Si-O键,其键能为2726KJ/mol,比C-C键的键能(2488KJ/mol)大得多,从而可以提高有机硅改性环氧树脂的耐热性。
根据本实用新型所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,所述碳纤维布的厚度为0.111-0.167mm。
根据本实用新型所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述碳纤维布层3为抗拉强度≥3400Mpa、抗拉弹模≥240Gpa、伸长率≥1.7%、单位质量为200-300g/m2的碳纤维布层3;上述碳纤维布为本领域的常规碳纤维布,凡厚度为0.111-0.167mm、抗拉强度≥3400Mpa、抗拉弹模≥240Gpa、伸长率≥1.7%、单位质量为200-300g/m2的碳纤维布均可以实现本实用新型的目的。
本实用新型还提供了上述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍的制造方法,其包括以下步骤:
将碳纤维布浸润有机硅改性环氧树脂粘合剂后缠绕于接箍本体的外表面;形成复合层;静置,得到碳纤维缠绕式抽油杆接箍。
根据本实用新型所述的制造方法,将碳纤维布整体浸润粘合剂后,即将碳纤维布的两面均浸润粘合剂后,再将其缠绕于接箍本体的外表面。
根据本实用新型所述的制造方法,将碳纤维布浸润粘合剂后在45-60℃将其缠绕于所述接箍本体的外表面。
根据本实用新型所述的制造方法,所述缠绕的力度为0.1-0.15kg。
根据本实用新型所述的制造方法,所述静置的温度为20-30℃,静置时间为3天以上。
根据本实用新型所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍制造方法,可以通过在接箍本体的外表面缠绕多层碳纤维以获得不同外径尺寸的碳纤维缠绕式抽油杆接箍。
在本实用新型所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍中,其外径的尺寸可根据现场作业需要采用不同接箍本体,进而可以根据油管尺寸控制本实用新型的碳纤维缠绕式抽油杆接箍外径的尺寸。例如在27/8英寸的油管内,其外径不大于58毫米,在31/2英寸的油管内,碳纤维缠绕式抽油杆接箍的外径不大于72毫米。
本实用新型的碳纤维缠绕式抽油杆接箍在应用过程中可将碳纤维缠绕式抽油杆接箍的两侧螺纹分别与抽油杆相连,下入井内;这样当抽油杆柱上下往复运动时,碳纤维缠绕式抽油杆接箍的碳纤维布层代替接箍本体与油管内表面相接触,由于碳纤维布的耐磨性远远高于抽油杆接箍的接箍本体,所以缠绕碳纤维布的抽油杆接箍具有极高的耐磨性,从而可以降低碳纤维缠绕式抽油杆接箍的磨损速率,检泵周期可延长60-90天。当抽油杆柱的接箍和油管内表面因接触而导致磨断,这时就必须关停抽油机而进行作业,该作业是指使用相关的设备对磨损的抽油杆柱进行更换。上述检泵周期是指从这次作业结束后重新启动抽油机工作,直到下一次因抽油杆柱的接箍被再次磨断而进行作业的周期。
附图说明
图1为本实用新型的碳纤维缠绕式抽油杆接箍的结构示意图;
图2为本实用新型的碳纤维缠绕式抽油杆接箍的复合层的结构示意图。
主要附图标号说明
1复合层  2接箍本体  3碳纤维布层  4粘着剂层  5端面。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现参照说明书附图对本实用新型的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本实用新型的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种碳纤维缠绕式抽油杆接箍的制造方法,其包括以下步骤:
将厚度为0.140mm、抗拉强度≥3500Mpa、抗拉弹模≥245Gpa、伸长率≥1.8%、单位质量为250g/m2的碳纤维布浸润有机硅改性环氧树脂粘合剂后,在53℃将其缠绕于接箍本体2的外表面;形成复合层1;上述缠绕的力度为0.13kg;在25℃静置5天,得到碳纤维缠绕式抽油杆接箍。
实施例2
本实施例提供了由实施例1的碳纤维缠绕式抽油杆接箍的制造方法制造得到的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其包括接箍本体2、复合层1;所述复合层1包括粘着剂层4和碳纤维布层3;
所述粘着剂层4位于靠近所述接箍本体2的一侧;上述碳纤维缠绕式抽油杆接箍的结构示意图如图1所示,其复合层1的结构示意图如图2所示。
上述复合层1从距离接箍本体2两端面5 2mm处,开始覆盖于所述接箍本体2的外表面;
上述粘合剂层4为有机硅改性环氧树脂粘合剂层4。
实施例3
本实施提供了实施例2的碳纤维缠绕式抽油杆接箍在采油中的应用,其包括以下步骤:
将实施例2的碳纤维缠绕式抽油杆接箍的两侧螺纹分别与抽油杆相连后,下入井内;抽油杆接箍在油管内孔中进行上下往复运动,开始进行采油工作。在同一口油井中,在相同的抽油机工况下,应用本实用新型的碳纤维缠绕式抽油杆接箍的抽油杆柱的检泵周期较应用常规抽油杆接箍的抽油杆柱的检泵周期延长了75天。当抽油杆柱的接箍和油管内表面因接触而导致磨断,这时就必须关停抽油机而进行作业,该作业是指使用相关的设备对磨损的抽油杆柱进行更换。上述检泵周期是指从这次作业结束后重新启动抽油机工作,直到下一次因抽油杆柱的接箍被再次磨断而进行作业的周期。
实施例4
本实施例提供了一种碳纤维缠绕式抽油杆接箍的制造方法,其包括以下步骤:
将厚度为0.111mm、抗拉强度≥3400Mpa、抗拉弹模≥240Gpa、伸长率≥1.7%、单位质量为200g/m2的碳纤维布浸润有机硅改性环氧树脂粘合剂后,在45℃将其缠绕于接箍本体2的外表面;形成复合层1;上述缠绕的力度为0.1kg;在20℃静置3天,得到碳纤维缠绕式抽油杆接箍。
实施例5
本实施例提供了由实施例4的碳纤维缠绕式抽油杆接箍的制造方法制造得到的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其包括接箍本体2、复合层1;所述复合层1包括粘着剂层4和碳纤维布层3;
所述粘着剂层4位于靠近所述接箍本体2的一侧;上述碳纤维缠绕式抽油杆接箍的结构示意图如图1所示,其复合层1的结构示意图如图2所示。
上述复合层1从距离接箍本体2两端面5 1mm处,开始覆盖于所述接箍本体2的外表面;
上述粘合剂层4为有机硅改性环氧树脂粘合剂层4。
实施例6
本实施提供了实施例5的碳纤维缠绕式抽油杆接箍在采油中的应用,其包括以下步骤:
将实施例5的碳纤维缠绕式抽油杆接箍的两侧螺纹分别与抽油杆相连后,下入井内;抽油杆接箍在油管内孔中进行上下往复运动,开始进行采油工作。在同一口油井中,在相同的抽油机工况下,应用本实用新型的碳纤维缠绕式抽油杆接箍的抽油杆柱的检泵周期较应用常规抽油杆接箍的抽油杆柱的检泵周期延长了60天。当抽油杆柱的接箍和油管内表面因接触而导致磨断,这时就必须关停抽油机而进行作业,该作业是指使用相关的设备对磨损的抽油杆柱进行更换。上述检泵周期是指从这次作业结束后重新启动抽油机工作,直到下一次因抽油杆柱的接箍被再次磨断而进行作业的周期。
实施例7
本实施例提供了一种碳纤维缠绕式抽油杆接箍的制造方法,其包括以下步骤:
将厚度为0.167mm、抗拉强度≥3600Mpa、抗拉弹模≥250Gpa、伸长率≥1.85%、单位质量为300g/m2的碳纤维布浸润有机硅改性环氧树脂粘合剂后,在60℃将其缠绕于接箍本体2的外表面;形成复合层1;上述缠绕的力度为0.15kg;在30℃静置3天,得到碳纤维缠绕式抽油杆接箍。
实施例8
本实施例提供了由实施例7的碳纤维缠绕式抽油杆接箍的制造方法制造得到的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其包括接箍本体2、复合层1;所述复合层1包括粘着剂层4和碳纤维布层3;
所述粘着剂层4位于靠近所述接箍本体2的一侧;上述碳纤维缠绕式抽油杆接箍的结构示意图如图1所示,其复合层1的结构示意图如图2所示。
上述复合层1从距离接箍本体2两端面5 3mm处,开始覆盖于所述接箍本体2的外表面;上述粘合剂层4为有机硅改性环氧树脂粘合剂层4。
实施例9
本实施提供了实施例8的碳纤维缠绕式抽油杆接箍在采油中的应用,其包括以下步骤:
将实施例8的碳纤维缠绕式抽油杆接箍的两侧螺纹分别与抽油杆相连后,下入井内;抽油杆接箍在油管内孔中进行上下往复运动,开始进行采油工作。在同一口油井中,在相同的抽油机工况下,应用本实用新型的碳纤维缠绕式抽油杆接箍的抽油杆柱的检泵周期较应用常规抽油杆接箍的抽油杆柱的检泵周期延长了90天。当抽油杆柱的接箍和油管内表面因接触而导致磨断,这时就必须关停抽油机而进行作业,该作业是指使用相关的设备对磨损的抽油杆柱进行更换。上述检泵周期是指从这次作业结束后重新启动抽油机工作,直到下一次因抽油杆柱的接箍被再次磨断而进行作业的周期。

Claims (21)

1.一种碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述碳纤维缠绕式抽油杆接箍包括接箍本体(2)、复合层(1);所述复合层(1)包括粘着剂层(4)、碳纤维布层(3);
所述复合层(1)以粘着剂层(4)靠近所述接箍本体(2)缠绕设置于接箍本体(2)外侧。
2.根据权利要求1所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,该碳纤维缠绕式抽油杆接箍包括一层或多层复合层(1)。
3.根据权利要求2所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,当复合层(1)为多层时,所述复合层(1)以粘着剂层(4)靠近所述接箍本体(2)不间断缠绕设置于接箍本体(2)外侧。
4.根据权利要求1-3任一项所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述复合层(1)从距离接箍本体(2)两端面(5)1-3mm处覆盖于所述接箍本体(2)的外表面。
5.根据权利要求4所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述复合层(1)从距离接箍本体(2)两端面(5)2mm处覆盖于所述接箍本体(2)的外表面。
6.根据权利要求1-3任一项所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述粘着剂层(4)为有机硅改性环氧树脂粘着剂层(4)。
7.根据权利要求4所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述粘着剂层(4)为有机硅改性环氧树脂粘着剂层(4)。
8.根据权利要求5所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述粘着剂层(4)为有机硅改性环氧树脂粘着剂层(4)。
9.根据权利要求1-3任一项所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述碳纤维布的厚度为0.111-0.167mm。
10.根据权利要求4所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述碳纤维布的厚度为0.111-0.167mm。
11.根据权利要求5所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述碳纤维布的厚度为0.111-0.167mm。
12.根据权利要求6所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述碳纤维布的厚度为0.111-0.167mm。
13.根据权利要求7或8所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述碳纤维布的厚度为0.111-0.167mm。
14.根据权利要求1-3任一项所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述碳纤维布层(3)为抗拉强度≥3400Mpa、抗拉弹模≥240Gpa、伸长率≥1.7%、单位质量为200-300g/m2的碳纤维布层(3)。
15.根据权利要求4所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述碳纤维布层(3)为抗拉强度≥3400Mpa、抗拉弹模≥240Gpa、伸长率≥1.7%、单位质量为200-300g/m2的碳纤维布层(3)。
16.根据权利要求5所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述碳纤维布层(3)为抗拉强度≥3400Mpa、抗拉弹模≥240Gpa、伸长率≥1.7%、单位质量为200-300g/m2的碳纤维布层(3)。
17.根据权利要求6所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述碳纤维布层(3)为抗拉强度≥3400Mpa、抗拉弹模≥240Gpa、伸长率≥1.7%、单位质量为200-300g/m2的碳纤维布层(3)。
18.根据权利要求7或8所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述碳纤维布层(3)为抗拉强度≥3400Mpa、抗拉弹模≥240Gpa、伸长率≥1.7%、单位质量为200-300g/m2的碳纤维布层(3)。
19.根据权利要求9所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述碳纤维布层(3)为抗拉强度≥3400Mpa、抗拉弹模≥240Gpa、伸长率≥1.7%、单位质量为200-300g/m2的碳纤维布层(3)。
20.根据权利要求10-12任一项所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述碳纤维布层(3)为抗拉强度≥3400Mpa、抗拉弹模≥240Gpa、伸长率≥1.7%、单位质量为200-300g/m2的碳纤维布层(3)。
21.根据权利要求13所述的碳纤维缠绕式抽油杆接箍,其特征在于,所述碳纤维布层(3)为抗拉强度≥3400Mpa、抗拉弹模≥240Gpa、伸长率≥1.7%、单位质量为200-300g/m2的碳纤维布层(3)。
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