连续抽油杆及抽油机的制作方法

本实用新型涉及石油开采技术领域，尤其是涉及一种连续抽油杆及抽油机。

背景技术：

由于开发的油藏类型越来越复杂，同时井深的不断增加和井矿环境的不断恶化，腐蚀和偏磨问题成为油田采油工艺亟待解决的问题。因为具备轻质高强耐腐蚀的特点，所以复合材料抽油杆已开始逐步取代传统的金属抽油杆。

目前采用的复合材料抽油杆主要包括玻璃钢抽油杆和碳纤维增强复合材料连续抽油杆两大类。玻璃钢抽油杆采用玻璃纤维增强热固性树脂的拉挤工艺一次成型制备，已广泛应用，但随着现代采油的可靠性要求不断提高，玻璃钢抽油杆已不能满足要求，主要存在以下问题，1、抽油杆耐偏磨性不好；2、疲劳强度不够；3、玻璃钢抽油杆均定长，两端各有一个金属接头，根与根之间采用金属抽油杆应用的金属接箍进行连接，由于结构复杂，加工难度大，价格昂贵。

每一根玻璃钢抽油杆用两个金属接头，这两个金属接头的成本远高于一根玻璃钢杆体的成本；另外与传统金属抽油杆相比较，除了杆体部分更换了材质，整个抽油杆柱的其他部分并无改变，传统金属抽油杆柱接头多，断脱几率高，活塞效应明显，接箍与油管偏磨严重的问题并未得到解决。

中国专利CN1417449公开了一种防磨抽油杆的制备方法，该方法是在已成型的抽油杆本体上二次注塑成型尼龙等材质的防磨块，减少使用的包覆材料，降低连续包覆成本和工艺复杂性，但其注塑防磨块尺寸较小，相对独立的分布于杆体，经常发生防磨块与杆体脱离，出现“糖葫芦”现象。另外，其杆体定长，不能解决传统金属抽油杆接头多，断脱事故率大，活塞效应大等缺陷；而且尺寸较小的杆体上加装防偏磨块是不能解决金属接头和接箍与油管之间的偏磨问题的，而这才是抽油杆、管偏磨需要解决的重点。

CN101396874公开了一种防偏磨复合材料抽油杆的制备方法及装置，其制备方法是在已成型的复合材料抽油杆杆体上，利用浸渍过树脂胶液的芳纶、高分子量聚乙烯等耐磨纤维连续缠绕成型螺旋筋状的防偏磨层，以达到防偏磨效果。其螺旋筋状的防偏磨层，由于是以耐磨纤维增强热固性树脂，因此虽然纤维是具有耐磨特性的，但与热固性树脂形成复合材料后，其耐磨性能下降很多，寿命并不能延长多少。除了其具备螺旋筋状的防偏磨层之外，其缺点与普通的玻璃钢抽油杆一样。

中国专利CN1461870公开了一种碳纤维增强复合材料连续抽油杆及制备方法，采用碳纤维为增强材料，并由横向排列的芳纶或超高分子量聚乙烯纤维束和纵向的玻璃纤维组成整体包覆复合，主要解决增强抽油杆横向层间剪切强度，从而避免抽油杆在油井中发生纵向劈裂的问题，同时也提高了杆体的耐偏磨性和强度。但是该抽油杆采用拉挤、包覆的一次整体加工方法(包括放丝－浸树脂胶－包覆层包覆－预成型－固化－盘绕工序)，包覆层为纤维织物增强热固性树脂，不仅加大了材料成本，而且纤维织物包覆层的耐偏磨性不够理想。

实用新型专利CN200910272324.X公开了一种连续抽油杆，使用单向增强纤维拉挤、包覆热塑性耐磨层的方法，其结构存在径向压缩性能较差，热塑性耐磨层硬度不高，耐磨性能较差等缺陷，无法满足长期使用及作业要求。中国专利205291631U耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆为多层同心圆结构，此类结构在使用过程中存在界面分层脱落现象。

因而，现有技术中存在的抽油杆耐磨性能较差，弯曲直径较大的问题成为人们亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供连续抽油杆及抽油机，以缓解抽油杆耐磨性差的技术问题。

本实用新型提供的一种连续抽油杆，包括抽油杆主体；在所述抽油杆主体外包裹有复合材料层；且在所述复合材料层外包裹有耐磨层。

进一步地，所述抽油杆主体为碳纤维制成的抽油杆主体。

进一步地，所述碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维。

进一步地，所述耐磨层包括至少一层玻璃纤维布或芳纶纤维布。

进一步地，所述玻璃纤维布为双轴向布或多轴向布。

进一步地，所述芳纶纤维布为双轴向布或多轴向布。

进一步地，所述抽油杆主体的横截面积占所述连续抽油杆的横截面积的30％-50％。

进一步地，所述连续抽油杆的横截面积为200mm²-800mm²。

进一步地，所述连续抽油杆的横截面为长圆形，且长圆形的半径R为4mm－19mm，宽度L为20mm～40mm。

本实用新型还提供一种抽油机，包括上述所述连续抽油杆。

本实用新型提供的连续抽油杆及抽油机的连续抽油杆提高了产品整体使用寿命，同时增加了径向和轴向抗压强度，并且，降低了弯曲直径，以及提高了杆体的整体耐磨性能，还至少具有一下优点：

1、可有效降低收卷直径，将碳纤维连续抽油杆的最小收卷直径降低至500mm以内，提高现有作业设备的装载量，提高运输效率；

2、圆弧面与油管内壁弧面贴合，双面接触，增大接触面积，相同情况下，降低单位面积压强，在使用过程中，可有效降低磨损率40％以上，提高使用寿命；

3、玻璃纤维层的加入可有效提高产品的抗冲击性能和轴向抗压性能，轴向压缩强度可达到800MPa以上。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的连续抽油杆的结构示意图；

图2为图1所示连续抽油杆在油管内的示意图。

图标：100－抽油杆主体；200－复合材料层；300－耐磨层；400－油管。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的连续抽油杆的结构示意图；图2为图1所示连续抽油杆在油管内的示意图。

如图1－图2所示，本实用新型提供的一种连续抽油杆，包括抽油杆主体100；在所述抽油杆主体100外包裹有复合材料层200；且在所述复合材料层200外包裹有耐磨层300。

在一些实施例中，抽油杆主体100外有一层复合材料层200；在复合材料层200外还包裹有耐磨层300；连续抽油杆的耐磨层300与油管400接触，从而增加连续抽油杆的耐磨性，增加抽油杆的使用寿命。

复合材料层200为玻璃纤维复合材料层200。玻璃纤维复合材料层200的加入可有效提高产品的抗冲击性能和轴向抗压性能，轴向压缩强度可达到800MPa以上。

在上述实施例基础之上，进一步地，所述抽油杆主体100为碳纤维制成的抽油杆主体100。

在一些实施例中，采用碳纤维支撑的抽油杆主体100，碳纤维同钛、钢、铝等金属材料相比，碳纤维在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点。

在上述实施例基础之上，进一步地，所述碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维。

在一些实施例中，抽油杆主体100采用聚丙烯腈基碳纤维制成；聚丙烯腈基碳纤维是以聚丙烯腈纤维为原料制成的碳纤维，主要做复合材料的增强体。

碳纤维连续抽油杆看上去，就如同电缆一样一圈圈缠绕在圈筒上，拉直后，长度可达5000余米。

用它下井开采石油，可以直接根据每口井的实际深度进行截取，非常方便省事，无须像使用普通的不连续抽油杆那样一根一根地进行拼接。

碳纤维抽油杆不仅能省电，还有极佳的抗腐蚀性能，能经得住油井中硫的腐蚀，使用时间比金属杆更长。

国内油田普遍存在含水率高、腐蚀重、深层低渗透油藏举升难度大的问题，而这正是碳纤维连续抽油杆的用武之地

在上述实施例基础之上，进一步地，所述耐磨层300包括至少一层玻璃纤维布或芳纶纤维布。

在一些实施例中，抽油杆主体100外有复合材料层200，在复合材料层200外包裹一层或者多层的玻璃纤维布或者是芳纶纤维布形成耐磨层300。

在使用连续抽油杆的时候，耐磨层300与油管400内壁反复的进行接触摩擦；这样损耗的是耐磨层300；且由于耐磨层300有玻璃纤维布或者芳纶纤维布包裹形成；为了增加耐磨层300的使用寿命，可以增加玻璃纤维布或者芳纶纤维布包裹的层数；在耐磨层300磨损厉害的时候，也可以通过更新包裹在复合材料层200的玻璃纤维布或者芳纶纤维布来实现耐磨层300的寿命增长。

在上述实施例基础之上，进一步地，所述玻璃纤维布为双轴向布或多轴向布。

在一些实施例中，复合材料层200外包裹玻璃纤维布；玻璃纤维布采用双轴向布或者多轴向布；或者采用双周向布与多轴向布混合使用的方法将复合材料层200包裹；在复合材料层200外可以包裹一层或者多层的玻璃纤维布。

玻璃纤维布是将玻璃拉制成极细的玻璃丝，此时的玻璃丝就具有了很好的柔软性。将玻璃丝纺成纱，再通过织布机就可以织成玻璃纤维布。玻璃纤维布用于低温－196℃，高温300℃之间，具有耐气候性；非粘着性，不易粘附任何物质；耐化学腐蚀，能耐强酸、强碱、王水及各种有机溶剂的腐蚀；摩擦系数低，是无油自润滑的最佳选择；具有高绝缘性能、防紫外线、防静电；强度高。具有良好的机械特性。

在上述实施例基础之上，进一步地，所述芳纶纤维布为双轴向布或多轴向布。

在一些实施例中，复合材料层200外包裹芳纶纤维布；芳纶纤维布采用双轴向布或者多轴向布；或者采用双周向布与多轴向布混合使用的方法将复合材料层200包裹；在复合材料层200外可以包裹一层或者多层的芳纶纤维布来形成耐磨层300。

芳纶纤维无捻粗纱织物，主要用芳纶1414长丝，无捻粗纱是由平行原丝或平行单丝集束而成的。生产粗纱所用芳纶纤维的单丝直径从5～15μm不等。

无捻粗纱的号数从100号到8000号(tex)。无捻粗纱可直接用于某些复合材料工艺成型方法中，如特种纺织、片材预浸、管道缠绕、型材拉挤等工艺，无捻度的纱线因其张力均匀，可织成无捻粗纱布和特种芳纶织物。

在本实施例中，采用的芳纶纤维布主要用芳纶1414长丝。

在上述实施例基础之上，进一步地，所述抽油杆主体100的横截面积占所述连续抽油杆的横截面积的30％-50％。

在一些实施例中，抽油杆主体100的横截面积占连续抽油杆的横截面积的30％-50％；复合材料层200和耐磨层300占连续抽油杆的横截面积的50％-70％。

在上述实施例基础之上，进一步地，所述连续抽油杆的横截面积为200mm²-800mm²。

在一些实施例中，一般连续抽油杆的横截面积200mm²-800mm²的时候，就能够满足现在生产使用的需求。

如图1所示，在上述实施例基础之上，进一步地，所述连续抽油杆的横截面为长圆形，且长圆形的半径R为4mm－19mm，宽度L为20mm～40mm。

在一些实施例中，连续抽油杆的横截面的形状为长圆形；长圆形两端的圆的半径R一般设置在4mm-19mm之间，长圆形的连续抽油杆的最宽的位置的长度在20mm-40mm之间。

这样连续抽油杆的圆弧面能够与油管400内壁的弧面贴合，双面接触，增大接触面积，相同情况下，降低单位面积压强，在使用过程中，可有效降低磨损率40％以上，提高使用寿命。

连续抽油杆的横截面为长圆形，能够有效降低收卷直径，从而提高现在作业设备的装载量，提高运输效。

本实用新型还提供一种抽油机，包括上述所述连续抽油杆。

抽油机是开采石油的一种机器设备，俗称“磕头机”。抽油机是有杆抽油系统中最主要举升设备。根据是否有游梁，可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。

采用上述的连续抽油杆的抽油机能够提高连续工作的时间，减少抽油杆的更换频率，同时也减少由于抽油杆问题带来的维修停产的问题和次数。

本实用新型提供的连续抽油杆及抽油机的连续抽油杆提高了产品整体使用寿命，同时增加了径向和轴向抗压强度，并且，降低了弯曲直径，以及提高了杆体的整体耐磨性能，还至少具有一下优点：

1、可有效降低收卷直径，将碳纤维连续抽油杆的最小收卷直径降低至500mm以内，提高现有作业设备的装载量，提高运输效率；

2、圆弧面与油管400内壁弧面贴合，双面接触，增大接触面积，相同情况下，降低单位面积压强，在使用过程中，可有效降低磨损率40％以上，提高使用寿命；

3、玻璃纤维层的加入可有效提高产品的抗冲击性能和轴向抗压性能，轴向压缩强度可达到800MPa以上。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。