专利名称：复合材料纤维空心抽油杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种石油开采用的复合材料纤维空心抽油杆。
背景技术：
抽油杆是石油开采中必不可少的易耗品，钢质抽油杆质量重，增大抽油机载荷，易对油管磨损，易腐蚀，易断脱。复合材料纤维混合拉挤的抽油杆比传统抽油杆具有强度高、密度小、耐腐蚀、耐疲劳等优异性能，可成为石油开采中普通钢质抽油杆的更新换代产品。
发明内容
本发明的目的是从抽油杆结构方面提供一种用碳纤维、玻璃纤维、芳纶复合材料与基体树脂复合材料纤维空心抽油杆。总体提高抽油杆的抗拉强度、抗疲劳强度、界面结合力、耐腐蚀强度，整体减轻抽油杆质量、节省电力。
本发明的技术方案是通过以下方式实现的本发明由抽油杆杆体、金属接头、楔形机构组成，其特征在于抽油杆杆体是由多束碳纤维、玻璃纤维、芳纶与基体树脂复合拉挤成型的一横截面为圆环形抽油杆杆体。在圆环形抽油杆杆体的两端设有金属接头，金属接头通过粘结剂与抽油杆杆体牢固地粘接在一起，或通过楔型机构连接在一起。
抽油杆杆体的两端金属接头也可通过一楔形机构将抽油杆杆体夹紧，楔形机构包括金属接头、楔形接箍和楔形夹套，金属接头上端部设公螺纹，公螺纹下部设搬手棱，搬手棱下部设公螺纹，此公螺纹下部设为变径的锥形体，锥形体上设有马牙扣，楔形接箍上端部设有母螺纹，楔形夹套镶嵌在楔形接箍内，空心抽油杆上端的环式凸台压在楔形夹套的上端部。
本发明的拉挤成型方法是将碳纤维丝、超高强度玻璃纤维、芳纶等用其一种或者二种及以上抽油杆成分配制。二种及以上配方碳纤维+玻璃纤维及其它纤维+基体树脂＝100∶60-75∶25～40，基体树脂∶固化剂∶脱模剂＝100∶0.5～10∶0.5～10的比例配制，玻璃纤维与碳纤维按比例排布在放丝架上，两纤维按比例通过集丝板进入浸胶槽，从浸胶槽出来进入加热固化模具，从加热固化模具出来进入后固化炉，用牵引机拉出，经锯床为813～11328毫米长的抽油杆杆体，两端装配上金属接头即成碳纤维与玻璃纤维混合拉挤的抽油杆.
加热固化模具采用三段或四段加热，各段温度保持在80℃～160℃之间，后固化炉采用二段或四段加热，每段温度保持在80℃～160℃之间。
拉挤成型速度为0.2-2m/min。
本发明与已有技术相比具有以下优点1、抗拉强度高、抗疲劳强度高、界面结合力好、耐腐蚀。
2、重量轻、降低抽油机负荷、节约电能。
3、减轻了对油管的摩擦和对油流的阻力。
四
图1-碳纤维与玻璃纤维混合拉挤成型的空心抽油杆的结构示意图；图2-碳纤维与玻璃纤维混合拉挤成型的空心抽油杆与金属接头粘结示意图；图3-碳纤维与玻璃纤维混合拉挤成型的空心抽油杆的生产工艺流程图。
图1、图中2中1-金属接头2-碳纤维与玻璃纤维混合拉挤成型的空心抽油杆杆体3-楔形夹套4-楔形接箍图3中1′-放丝架2′-集丝板3′-浸胶槽4′-加热固化模具5′-后固化炉6′-牵引机7′-锯床五、实施例为进一步公开本发明的技术方案，下面结合说明书附图，通过实施例作详细描述如图1所示，本发明由抽油杆杆体2、金属接头1、楔形夹套3和楔形接箍4组成，其特征在于抽油杆杆体是由单向排列的多束碳纤维和超高强度玻璃纤维与基体树脂复合而成横截面为圆环形抽油杆杆体，在圆形抽油杆杆体的两端设有金属接头，金属接头通过一楔形机构将抽油杆杆体夹紧，将抽油杆杆体与金属接头牢固地连接在一起，或如图2所示将空心抽油杆与金属接头粘接在一起，形成碳纤维与玻璃纤维混合拉挤的抽油杆。
如图2所示，本发明的拉挤成型方法是将碳纤维丝、超高强度玻璃纤维、芳纶等用其一种或者二种及以上抽油杆成分配制。二种及以上配方碳纤维+玻璃纤维及其它纤维+基体树脂＝100∶60-75∶25～40，基体树脂∶固化剂∶脱模剂＝100∶0.5～10∶0.5～10的比例配制，如图2所示，碳纤维与玻璃纤维按比例排布在放丝架1′上，两纤维通过集丝板2′进入浸胶槽3′，从浸胶槽出来进入加热固化模具4′，从加热固化模具出来进入后固化炉5′用牵引机6′拉出，经锯床7′锯为813～11328毫米的抽油杆杆体，两端装配上金属接头即成碳纤维与玻璃纤维混合拉挤成型的空心抽油杆；加热回化模具采用三段或四段加热，各段温度保持在80℃～160℃之间，后固化炉采用二段或四段加热每段温度保持在80℃～160℃之间，拉挤成型速度为0.2-2m/min。
权利要求
1.一种复合材料纤维空心抽油杆，由抽油杆杆体、金属接头、楔形机构组成，其特征在于抽油杆杆体为横截面是圆环形的复合材料纤维杆体，在圆环形的复合材料纤维杆体的两端设有金属接头，金属接头与圆环形的复合材料纤维杆体之间用楔形机构连接或粘结。
2.根据权利要求1所述的复合材料纤维空心抽油杆，其特征在于楔形机构包括金属接头、楔形接箍和楔形夹套，金属接头上端部设公螺纹，公螺纹下部设搬手棱，搬手棱下部设公螺纹，此公螺纹下部设为变径的锥形体，锥形体上设有马牙扣，楔形接箍上端部设有母螺纹，楔形夹套镶嵌在楔形接箍内，空心抽油杆上端的环式凸台压在楔形夹套上端部，金属接头与楔形接箍母螺纹连接，其锥形体将空心抽油杆挤压在楔形夹套与锥形体之间，牢固将空心抽油杆与金属接头连接在一起。
全文摘要
一种复合材料纤维空心抽油杆，由抽油杆杆体、金属接头组成，抽油杆杆体是由多束碳纤维、超高强度玻璃纤维、芳纶复合材料，与基体树脂复合而成的一横截面为圆环形抽油杆杆体，在圆环形抽油杆杆体的两端设有金属接头，金属接头通过粘接结剂与抽油杆杆体牢固地粘接在一起，或者采用一种楔形机构将抽油杆杆体夹紧。
文档编号E21B17/02GK1796723SQ20041003589
公开日2006年7月5日 申请日期2004年12月27日 优先权日2004年12月27日
发明者吴永春, 常德友 申请人:吴永春