一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法

《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》涉及一種防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置，特別涉及一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法。

由于開發(fā)的油藏類型越來越復(fù)雜，同時井深的不斷增加和井礦環(huán)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(zhì)高強耐腐蝕的特點，所以復(fù)合材料抽油桿已開始逐步取代傳統(tǒng)的金屬抽油桿。2014年前采用的復(fù)合材料抽油桿主要包括玻璃鋼抽油桿和碳纖維增強復(fù)合材料連續(xù)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(yīng)用，但隨著現(xiàn)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(yīng)用的金屬接箍進(jìn)行連接，由于結(jié)構(gòu)復(fù)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(yuǎn)高于一根玻璃鋼桿體的成本；另外與傳統(tǒng)金屬抽油桿相比較，除了桿體部分更換了材質(zhì)，整個抽油桿柱的其他部分并無改變，傳統(tǒng)金屬抽油桿柱接頭多，斷脫幾率高，活塞效應(yīng)明顯，接箍與油管偏磨嚴(yán)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(zhì)的防磨塊，減少使用的包覆材料，降低連續(xù)包覆成本和工藝復(fù)雜性，但其注塑防磨塊尺寸較小，相對獨立的分布于桿體，經(jīng)常發(fā)生防磨塊與桿體脫離，出現(xiàn)“糖葫蘆”現(xiàn)象。另外，其桿體定長，不能解決傳統(tǒng)金屬抽油桿接頭多，斷脫事故率大，活塞效應(yīng)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(fù)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(fù)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(xù)纏繞成型螺旋筋狀的防偏磨層，以達(dá)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(fù)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(fù)合材料連續(xù)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(fù)合，主要解決增強抽油桿橫向?qū)娱g剪切強度，從而避免抽油桿在油井中發(fā)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(yù)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(fù)合材料連續(xù)抽油桿截面形狀為矩形或橢圓形，且其厚度只有3～5毫米，在應(yīng)用專用設(shè)備起下井作業(yè)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(fā)生桿體偏出夾持部分的現(xiàn)象。因此其專用下井作業(yè)設(shè)備夾持部分結(jié)構(gòu)及材料開發(fā)難度較大，成為碳纖維增強復(fù)合材料連續(xù)抽油桿應(yīng)用中的技術(shù)瓶頸，限制了該產(chǎn)品大規(guī)模推廣應(yīng)用。發(fā)明專利CN200910272324.X公開了一種連續(xù)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(jié)構(gòu)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(yè)要求。

中國專利文獻(xiàn)號為103075112A，專利名稱為《一種纖維增強復(fù)合材料防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》，為該公司于2012年11月30日申報的一項發(fā)明專利，其技術(shù)方案是在纖維增強樹脂基體復(fù)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(huán)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(shè)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(jīng)過冷卻裝置冷卻處理，形成纖維增強復(fù)合材料防偏磨連續(xù)抽油桿。有益效果是：賦予了抽油桿優(yōu)異的耐腐蝕和耐偏磨性能，又極大的減少了接頭數(shù)量，降低了斷脫幾率和活塞效應(yīng)，另外，其生產(chǎn)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。

附圖1是《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的連續(xù)抽油桿的截面結(jié)構(gòu)圖；

附圖2是《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的制備裝置的流程示意圖；

附圖3是《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的注射拉擠工藝中注射模具的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖4是《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的纏繞拉擠工藝中纏繞機的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖5是《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的編織拉擠工藝中編織機的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖6是《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的熱塑性樹脂噴涂工藝中噴涂設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖7是《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的噴涂設(shè)備的噴嘴部分的剖視圖；

附圖8是《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的噴涂設(shè)備的噴嘴部分的M-M結(jié)構(gòu)圖；

上圖中：放絲架1、預(yù)處理加熱爐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、熱固性樹脂噴涂設(shè)備12、冷卻裝置13、卷繞裝置14；內(nèi)層縱向纖維A，纏繞層或編織層B，外層縱向纖維C，熱固性耐磨層D；控制系統(tǒng)3a，伺服電機3b，減速機3c，雙軸換向系統(tǒng)3d，纏繞纖維放置盤3e，張緊裝置3f，纖維放置軸3g，纏繞分軸驅(qū)動系統(tǒng)3h，纏繞軸換向系統(tǒng)3i；注膠嘴4.1、真空嘴4.2、樹脂基體膠液4.3；樹脂泵12a、靜態(tài)混料器12b、過濾板12c、樹脂腔12d、過濾器12e，噴嘴12f，加熱器12g、樹脂流道12h、噴射孔板12i、抽油桿桿體12j。

2020年7月14日，《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》獲得第二十一屆中國專利獎優(yōu)秀獎。

一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法操作內(nèi)容

參照附圖1，《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》提到的一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿，在纖維增強樹脂基體復(fù)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(huán)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0.5～10毫米，所述的纖維增強樹脂基體復(fù)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(fù)合纏繞與拉擠或者編織與拉擠的制造工藝，由內(nèi)到外依次是內(nèi)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(huán)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(xù)長度為0～5000米。

參照附圖2，《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》提到的一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿的制備裝置，包括放絲架1、預(yù)熱系統(tǒng)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(shè)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3通過底部的注膠嘴4.1向注射模具內(nèi)部注入樹脂基體膠液4.3；在內(nèi)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(shè)備的牽引裝置11和卷繞裝置14之間設(shè)置有一臺熱固性樹脂噴涂設(shè)備12和固化裝置13，利用熱固性樹脂噴涂設(shè)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(jīng)過固化裝置13固化，形成纖維增強復(fù)合材料防偏磨連續(xù)抽油桿；所述的熱固性樹脂噴涂設(shè)備12包括樹脂泵12a、靜態(tài)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(tài)混料器12b，靜態(tài)混料器12b的下端通過過濾板12c與樹脂腔12d連通，靜態(tài)混料器12b的外部設(shè)有加熱器12g，過濾板12c的下端設(shè)有噴嘴12f，通過噴嘴12f對抽油桿桿體12j進(jìn)行噴涂，所述的樹脂腔12d的兩側(cè)設(shè)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(jié)構(gòu)，噴射孔板12i采用錐度星形噴孔結(jié)構(gòu)，具體參照附圖7和8。

參照附圖5，上述的纏繞機包括控制系統(tǒng)3a，伺服電機3b，減速機3c，雙軸換向系統(tǒng)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(tǒng)3d，雙軸換向系統(tǒng)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(cè)通過張緊裝置3f連接纖維放置軸3g。

參照附圖6，編織機包括控制系統(tǒng)3a、伺服電機3b、減速機3c、張緊裝置3f、纖維放置軸3g、纏繞分軸驅(qū)動系統(tǒng)3h、纏繞軸換向系統(tǒng)3i，伺服電機3b通過減速機3c連接纏繞分軸驅(qū)動系統(tǒng)3h，纏繞分軸驅(qū)動系統(tǒng)3h與纏繞軸換向系統(tǒng)3i連接，纏繞軸換向系統(tǒng)3i外側(cè)通過張緊裝置3f連接纖維放置軸3g。

《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》提到的一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿的制作方法，包括以下步驟制成：

a從放絲架1引出多束纖維，在牽引裝置11的牽引下經(jīng)過注射模具5，注射模具5內(nèi)充滿注射機4注入的樹脂基體膠液4.3，樹脂基體為環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂或聚氨酯樹脂；

b在內(nèi)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，其中，通過纏繞機3纏繞一層或多層0.1～2毫米厚度，纏繞角度為15～85°的纏繞層；或者使用編織機3在內(nèi)層縱向纖維A與外層縱向纖維C之間，纏繞一層或多層厚度為0.1～2毫米，交叉角度為15～85°的編織層；

b經(jīng)注射模具4內(nèi)膠液浸漬的纖維束再經(jīng)過拉擠模具7固化成型，拉擠模具7的入口處設(shè)有模具冷卻裝置6，用于降低模具入口溫度，避免模具溫度傳導(dǎo)至注射模具5；在拉擠模具7周圍、模具冷卻裝置6的后面，分布有模具加熱裝置8，在2～4段加熱，固化溫度在95～180℃之間，呈梯度升溫方式，拉擠速度在0.08～1.5米/分鐘之間，拉擠出復(fù)合材料桿體；拉擠出的復(fù)合材料桿體進(jìn)入后固化加熱爐9進(jìn)行熱應(yīng)力處理及后固化，后固化結(jié)束，通過牽引裝置11；

c在注射拉擠設(shè)備的牽引裝置11和卷繞裝置14之間，設(shè)置一臺套熱固性樹脂噴涂設(shè)備裝置12和固化裝置13，利用塑料擠出裝置12在成型抽油桿體上的一段或幾段的表面附著一層熱固性耐磨層，然后經(jīng)過固化裝置13；經(jīng)充分固化后，利用卷繞裝置11將其卷繞在直徑為1.5米～3.5米的圓盤上。

一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法實施案例

實施例1：

多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿的制備方法，其內(nèi)層縱向纖維A為碳纖維，外層縱向纖維C為高強度玻璃纖維，內(nèi)外層中間纏繞層B為高強玻璃纖維，其制備方法包括如下步驟：

將內(nèi)層多束碳纖維絲經(jīng)過放絲架的排絲孔進(jìn)入到表面處理爐，爐溫在80～150℃之間，牽引速度在0.08～1.5米/分鐘之間，通過時間為1.0～12.5分鐘，熱處理后的碳纖維，在纏繞層玻璃纖維包覆后，與纏繞層、外層高強玻璃纖維同時進(jìn)入注射模具，注射模具內(nèi)充滿注射機注入的樹脂膠液，樹脂膠液配比為多元醇:異氰酸酯=100:121；浸膠后的碳纖維進(jìn)入拉擠模具，拉擠模具入口處利用循環(huán)水冷方式降至室溫，但水冷后面，利用模具加熱裝置，將模具三段加熱，溫度為110℃、165℃、155℃；成型后的復(fù)合材料桿繼續(xù)以0.08～1.5米/分鐘的速度前進(jìn)，通過長度為2米，溫度為150℃的后固化加熱爐后固化處理，充分被空氣冷卻后，桿體經(jīng)過牽引機，作為芯線進(jìn)入熱固性樹脂噴涂設(shè)備，熱固性樹脂噴涂設(shè)備擠噴涂厚度為0.5毫米的聚氨酯層，加熱固化后，粘接在抽油桿桿體外表面，帶有一段具有耐磨層的纖維增強復(fù)合材料防偏磨連續(xù)抽油桿被卷繞至圓盤上完成。

實施例2：

纖維增強復(fù)合材料防偏磨連續(xù)抽油桿的制備方法，內(nèi)層縱向纖維A和外層縱向纖維C為高強玻璃纖維，中間纏繞層B使用高強玻璃纖維，其制備方法包括如下步驟：

牽引速度為0.2米/分鐘，改變注射樹脂為環(huán)氧樹脂，其中環(huán)氧樹脂E-51:甲基四氫苯酐:DMP-30:硬脂酸鋅的重量份數(shù)為100:85:2.0:1，拉擠模具兩段加熱，溫度為120℃、160℃；模具長度1000毫米，成型后的抽油桿通過溫度為160℃，長度為3米的后固化處理爐處理；冷卻后利用熱固性樹脂噴涂設(shè)備連續(xù)噴涂厚度為2毫米的氟碳涂層作為耐磨層，經(jīng)過充分固化后，帶有耐磨層的纖維增強復(fù)合材料連續(xù)抽油桿被卷繞至圓盤上完成。

實施例3：

優(yōu)選的纖維增強復(fù)合材料防偏磨連續(xù)抽油桿的制備方法，內(nèi)層縱向纖維A和外層縱向纖維C為玄武巖纖維，中間纏繞層B也是玄武巖纖維，其制備方法包括如下步驟：

纖維熱處理的爐溫為120℃，牽引速度為0.38米/分鐘，改變注射樹脂為乙烯基酯樹脂，其中Atlac 430:MEKP:BPO:硬脂酸鋅的重量份數(shù)為100:1.5:1.5:1，模具三段加熱，溫度為95℃、115℃、145℃；成型后的抽油桿通過溫度為140℃，長度為3米的后固化處理爐處理；冷卻后利用熱固性樹脂噴涂設(shè)備連續(xù)擠出厚度為10毫米的改性環(huán)氧樹脂作為耐磨層，經(jīng)過充分冷卻后，帶有耐磨層的纖維增強復(fù)合材料連續(xù)抽油桿被卷繞至直徑為3.5米的圓盤上。

實施例4：

優(yōu)選的纖維增強復(fù)合材料防偏磨連續(xù)抽油桿的制備方法，內(nèi)層縱向纖維A和外層縱向纖維C為芳綸纖維，中間纏繞層B也是芳綸纖維，其制備方法包括如下步驟：

纖維熱處理的爐溫為120℃，牽引速度為0.38米/分鐘，改變注射樹脂為乙烯基酯樹脂，其中Atlac 430:MEKP:BPO:硬脂酸鋅的重量份數(shù)為100:1.5:1.5:1，模具三段加熱，溫度為95℃、115℃、145℃；成型后的抽油桿通過溫度為140℃，長度為3米的后固化處理爐處理；冷卻后利用熱固性樹脂噴涂設(shè)備連續(xù)擠出厚度為10毫米的乙烯基脂樹脂作為耐磨層，經(jīng)過充分冷卻后，帶有耐磨層的纖維增強復(fù)合材料連續(xù)抽油桿被卷繞至直徑為3.5米的圓盤上。

纏繞層可更換為編織層，其厚度為0.1~2毫米；所述的熱固性耐磨層為聚氨酯、氟碳涂層、改性環(huán)氧樹脂、乙烯基脂樹脂、不飽和聚酯、酚醛樹脂中的一種。

一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法專利目的

《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的目的提供一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法，是在纖維增強樹脂基體復(fù)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(yōu)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(dá)190℃。

一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法技術(shù)方案

一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿，在纖維增強樹脂基體復(fù)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(huán)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0.5～10毫米，所述的纖維增強樹脂基體復(fù)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(fù)合纏繞與拉擠或者編織與拉擠的制造工藝，由內(nèi)到外依次是內(nèi)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(huán)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(xù)長度為0～5000米。

《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》提到的一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿的制備裝置，包括放絲架（1）、預(yù)熱系統(tǒng)（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(shè)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（3）通過底部的注膠嘴（4.1）向注射模具內(nèi)部注入樹脂基體膠液（4.3）；在內(nèi)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(shè)備的牽引裝置（11）和卷繞裝置（14）之間設(shè)置有一臺熱固性樹脂噴涂設(shè)備（12）和固化裝置（13），利用熱固性樹脂噴涂設(shè)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(jīng)過固化裝置（13）固化，形成纖維增強復(fù)合材料防偏磨連續(xù)抽油桿；所述的熱固性樹脂噴涂設(shè)備（12）包括樹脂泵（12a）、靜態(tài)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(tài)混料器（12b），靜態(tài)混料器（12b）的下端通過過濾板（12c）與樹脂腔（12d）連通，靜態(tài)混料器（12b）的外部設(shè)有加熱器（12g），過濾板（12c）的下端設(shè)有噴嘴（12f），所述的樹脂腔（12d）的兩側(cè)設(shè)有過濾器（12e）。

上述的噴嘴（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(jié)構(gòu)，噴射孔板（12i）采用錐度星形噴孔結(jié)構(gòu)。

上述的纏繞機包括控制系統(tǒng)（3a），伺服電機（3b），減速機（3c），雙軸換向系統(tǒng)（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(tǒng)（3d），雙軸換向系統(tǒng)（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(cè)通過張緊裝置（3f）連接纖維放置軸（3g）。

上述的編織機包括控制系統(tǒng)（3a）、伺服電機（3b）、減速機（3c）、張緊裝置（3f）、纖維放置軸（3g）、纏繞分軸驅(qū)動系統(tǒng)（3h）、纏繞軸換向系統(tǒng)（3i），伺服電機（3b）通過減速機（3c）連接纏繞分軸驅(qū)動系統(tǒng)（3h），纏繞分軸驅(qū)動系統(tǒng)（3h）與纏繞軸換向系統(tǒng)（3i）連接，纏繞軸換向系統(tǒng)（3i）外側(cè)通過張緊裝置（3f）連接纖維放置軸（3g）。

《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》提到的一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿的制作方法，包括以下步驟制成：

（a）從放絲架（1）引出多束纖維，在牽引裝置（11）的牽引下經(jīng)過注射模具（5），注射模具（5）內(nèi)充滿注射機（4）注入的樹脂基體膠液（4.3），樹脂基體為環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂或聚氨酯樹脂；

（b）在內(nèi)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），其中，通過纏繞機（3）纏繞一層或多層0.1～2毫米厚度，纏繞角度為15～85°的纏繞層；或者使用編織機（3）在內(nèi)層縱向纖維（A）與外層縱向纖維（C）之間，纏繞一層或多層厚度為0.1～2毫米，交叉角度為15～85°的編織層；

（b）經(jīng)注射模具（4）內(nèi)膠液浸漬的纖維束再經(jīng)過拉擠模具（7）固化成型，拉擠模具（7）的入口處設(shè)有模具冷卻裝置（6），用于降低模具入口溫度，避免模具溫度傳導(dǎo)至注射模具（5）；在拉擠模具（7）周圍、模具冷卻裝置（6）的后面，分布有模具加熱裝置（8），在2～4段加熱，固化溫度在95～180℃之間，呈梯度升溫方式，拉擠速度在0.08～1.5米/分鐘之間，拉擠出復(fù)合材料桿體；拉擠出的復(fù)合材料桿體進(jìn)入后固化加熱爐（9）進(jìn)行熱應(yīng)力處理及后固化，后固化結(jié)束，通過牽引裝置（11）；

（c）在注射拉擠設(shè)備的牽引裝置（11）和卷繞裝置（14）之間，設(shè)置一臺套熱固性樹脂噴涂設(shè)備裝置（12）和固化裝置（13），利用塑料擠出裝置（12）在成型抽油桿體上的一段或幾段的表面附著一層熱固性耐磨層，然后經(jīng)過固化裝置（13）；經(jīng)充分固化后，利用卷繞裝置（11）將其卷繞在直徑為1.5米～3.5米的圓盤上。

一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法有益效果

《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》的有益效果是：該發(fā)明的抽油桿，在纖維增強復(fù)合材料連續(xù)抽油桿拉擠工藝基礎(chǔ)上增加了纏繞層或者編織層，增加了徑向強度和軸向抗壓強度，提高了彎曲性能，降低了彎曲直徑；表面噴涂的連續(xù)一段或斷續(xù)幾段熱固性耐磨層，賦予了抽油桿優(yōu)異的耐腐蝕和耐偏磨性能，與2014年之前的熱塑耐磨層相比提高30%，而且耐溫性更好，最高能達(dá)到190℃；

另外，采用專用的噴涂設(shè)備，不同于普通的噴涂設(shè)備，這種注射噴涂設(shè)備所噴涂的樹脂經(jīng)計量泵精確計量，保證噴涂厚度的一致性；靜態(tài)混料器的應(yīng)用可以保證樹脂的充分混合，對制品性能的一致性起到關(guān)鍵作用；恒溫裝置保證噴涂樹脂的性狀保持一致；噴嘴經(jīng)特殊設(shè)計，可以保證桿體周圍涂層的厚度一致；兩端過濾裝置的設(shè)計既能保證過濾掉多余樹脂，又可保證噴涂涂層的厚度；

還有《一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿及其制備裝置和方法》提供的制備方法，采用纏繞拉擠、編織拉擠、注射拉擠和熱固性樹脂噴涂固化組合成型工藝，可以大幅提高纖維增強復(fù)合材料連續(xù)抽油桿桿體生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定性，配合專用的噴涂裝置，保證了熱固性樹脂耐磨層在抽油桿桿體表面的位置分布滿足設(shè)計需求，耐磨層與桿體的結(jié)合在線完成，生產(chǎn)效率高，結(jié)合強度大，避免了分層、脫落現(xiàn)象的發(fā)生。

1.一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿，其特征是：在纖維增強樹脂基體復(fù)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(huán)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0.5～10毫米，所述的纖維增強樹脂基體復(fù)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(fù)合纏繞與拉擠或者編織與拉擠的制造工藝，由內(nèi)到外依次是內(nèi)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(huán)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(xù)長度為0～5000米。

2.一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿的制備裝置，包括放絲架（1）、預(yù)熱系統(tǒng)（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(shè)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（3）通過底部的注膠嘴（4.1）向注射模具內(nèi)部注入樹脂基體膠液（4.3）；其特征是：在內(nèi)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(shè)備的牽引裝置（11）和卷繞裝置（14）之間設(shè)置有一臺熱固性樹脂噴涂設(shè)備（12）和固化裝置（13），利用熱固性樹脂噴涂設(shè)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(jīng)過固化裝置（13）固化，形成纖維增強復(fù)合材料防偏磨連續(xù)抽油桿；所述的熱固性樹脂噴涂設(shè)備（12）包括樹脂泵（12a）、靜態(tài)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(tài)混料器（12b），靜態(tài)混料器（12b）的下端通過過濾板（12c）與樹脂腔（12d）連通，靜態(tài)混料器（12b）的外部設(shè)有加熱器（12g），過濾板（12c）的下端設(shè)有噴嘴（12f），所述的樹脂腔（12d）的兩側(cè)設(shè)有過濾器（12e）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿的制備裝置，其特征是：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(jié)構(gòu)，噴射孔板（12i）采用錐度星形噴孔結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿的制備裝置，其特征是：所述的纏繞機包括控制系統(tǒng)（3a），伺服電機（3b），減速機（3c），雙軸換向系統(tǒng)（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(tǒng)（3d），雙軸換向系統(tǒng)（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(cè)通過張緊裝置（3f）連接纖維放置軸（3g）。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿的制備裝置，其特征是：所述的編織機包括控制系統(tǒng)（3a）、伺服電機（3b）、減速機（3c）、張緊裝置（3f）、纖維放置軸（3g）、纏繞分軸驅(qū)動系統(tǒng)（3h）、纏繞軸換向系統(tǒng)（3i），伺服電機（3b）通過減速機（3c）連接纏繞分軸驅(qū)動系統(tǒng)（3h），纏繞分軸驅(qū)動系統(tǒng)（3h）與纏繞軸換向系統(tǒng)（3i）連接，纏繞軸換向系統(tǒng)（3i）外側(cè)通過張緊裝置（3f）連接纖維放置軸（3g）。

6.一種多層復(fù)合防偏磨連續(xù)抽油桿的制作方法，其特征是包括以下步驟制成：

（a）從放絲架（1）引出多束纖維，在牽引裝置（11）的牽引下經(jīng)過注射模具（5），注射模具（5）內(nèi)充滿注射機（4）注入的樹脂基體膠液（4.3），樹脂基體為環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂或聚氨酯樹脂；

（b）在內(nèi)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），其中，通過纏繞機（3）纏繞一層或多層0.1～2毫米厚度，纏繞角度為15～85°的纏繞層；或者使用編織機（3）在內(nèi)層縱向纖維（A）與外層縱向纖維（C）之間，纏繞一層或多層厚度為0.1～2毫米，交叉角度為15～85°的編織層；

（b）經(jīng)注射模具（4）內(nèi)膠液浸漬的纖維束再經(jīng)過拉擠模具（7）固化成型，拉擠模具（7）的入口處設(shè)有模具冷卻裝置（6），用于降低模具入口溫度，避免模具溫度傳導(dǎo)至注射模具（5）；在拉擠模具（7）周圍、模具冷卻裝置（6）的后面，分布有模具加熱裝置（8），在2～4段加熱，固化溫度在95～180℃之間，呈梯度升溫方式，拉擠速度在0.08～1.5米/分鐘之間，拉擠出復(fù)合材料桿體；拉擠出的復(fù)合材料桿體進(jìn)入后固化加熱爐（9）進(jìn)行熱應(yīng)力處理及后固化，后固化結(jié)束，通過牽引裝置（11）；

（c）在注射拉擠設(shè)備的牽引裝置（11）和卷繞裝置（14）之間，設(shè)置一臺套熱固性樹脂噴涂設(shè)備裝置（12）和固化裝置（13），利用塑料擠出裝置（12）在成型抽油桿體上的一段或幾段的表面附著一層熱固性耐磨層，然后經(jīng)過固化裝置（13）；經(jīng)充分固化后，利用卷繞裝置（11）將其卷繞在直徑為1.5米～3.5米的圓盤上。

1、國內(nèi)外防偏磨措施

管桿腐蝕和偏磨的危害性極大，因此尋找有效的解決方法刻不容緩。目前，國內(nèi)外在防偏磨措施的研究大致有桿管結(jié)構(gòu)材質(zhì)研究、桿管防磨涂層、管桿旋轉(zhuǎn)及各種扶正器，另外還有使用無油管、空心抽油桿、防偏抽油泵等新技術(shù)、新工藝的。

2、 桿管結(jié)構(gòu)材質(zhì)及防磨涂層

HDPE(高密度聚乙烯)塑料內(nèi)襯油管是通過改變油管結(jié)構(gòu)提高油管防偏磨性能。其結(jié)構(gòu)是在普通油管內(nèi)嵌入一根 HDPE 管，與金屬管相比， HDPE 管具有質(zhì)輕、耐腐、耐磨、不生銹、導(dǎo)熱系數(shù)低、摩擦因數(shù)低等優(yōu)點。但是加裝內(nèi)襯管后，導(dǎo)致內(nèi)徑減小,需采取適當(dāng)措施以保證井下工具的正常使用；HDPE的耐溫有限，對下入深度有要求；其價格昂貴，約是普通油管的1.7倍。所以使用有一定的局限性。

3、管桿旋轉(zhuǎn)

在油井生產(chǎn)過程中，運用各種旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)管桿，使管桿磨損從

原來的幾度、十幾度擴大到360°，從而達(dá)到管桿均勻磨損的目的，減緩管桿局部磨損程度，延長管桿使用壽命。

4、空心抽油桿技術(shù)

空心桿抽油是用空心桿代替油管和實心抽油桿 ,將泵筒直接懸掛在套管上，用空心桿帶動柱塞完成抽油過程。該技術(shù)泵效高，可降低成本，減少勞動強度，能直接解決由實心桿和油管組成的管柱所無法避免的管桿偏磨問題。

另外，在保持產(chǎn)液量不變的情況下，合理調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，由短沖程、高沖次，改成長沖程、低沖次，增加偏磨面積，減少偏磨次數(shù)，以達(dá)到延長油管和抽油桿使用壽命的目的。 2100433B

本發(fā)明屬于沉香制劑技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種沉香制劑及其制備方法和應(yīng)用。該制劑是通過選用沉香提取物為主要原料成分，通過合理的配伍方式將增溶劑、助溶劑以及調(diào)氣劑進(jìn)行添加，進(jìn)一步促進(jìn)了沉香內(nèi)有效成分的析出及更充分的相互融合，而且調(diào)氣劑能夠促進(jìn)使用者呼吸順暢。甜味劑和賦香劑為該制劑增添了清香性。該沉香制劑的制備方法流程簡單，原料的使用來源廣泛且豐富，制備產(chǎn)品具有安全性，穩(wěn)定性，無任何毒副作用，適用于大量生產(chǎn)。該沉香制劑成品能夠在噴劑、香薰丸、熏香產(chǎn)品中進(jìn)行大量的應(yīng)用。

防偏磨工藝技術(shù)井眼軌跡影響

隨著油田開發(fā)深入，定向大斜度井越來越多。由于井斜導(dǎo)致油管在井筒內(nèi)發(fā)生偏移，而油管內(nèi)的抽油桿在重力作用下趨于垂直，致使管桿接觸磨損。

防偏磨工藝技術(shù)油品物性影響

隨著原油粘度的增加，桿柱承受的最大載荷增加、最小載荷降低，交變載荷變大，桿柱中性點明顯上移，受力復(fù)雜程度加劇，桿管偏磨加劇。

防偏磨工藝技術(shù)工作制度影響（泵深、泵徑、沖程沖次）

隨著油井泵掛深度加深、泵徑增大、沖次變快等變化均導(dǎo)致油井桿管柱的受力狀況發(fā)生改變，尤其是頻繁的改變油井的工作制度，桿柱的受力會隨即發(fā)生變化，從而導(dǎo)致頻繁的桿斷脫。

（1）泵掛深度影響

隨著泵掛深度的加深，桿柱所承受的最大及交變載荷急劇加大，加大了桿管之間的側(cè)向壓力，加劇了桿管偏磨程度。加之油稠、結(jié)蠟、腐蝕結(jié)垢等多重因素影響，油井生產(chǎn)工況惡劣，加劇了桿管偏磨斷脫。隨著油井泵掛深度的增加，桿柱承受的最大、最小、交變載荷均增大，桿柱受力復(fù)雜，桿管偏磨加劇。

（2）泵徑影響

隨著含水的增加，油井面臨提液生產(chǎn)，泵徑及工作制度的加大，油井桿管柱出現(xiàn)失穩(wěn)、液擊力增加等問題，從而加劇了桿柱的失穩(wěn)，導(dǎo)致桿管偏磨。泵徑越大，桿管偏磨率越高。

（3）沖程沖次影響

隨著沖程、沖次的增大，桿柱承受的交變載荷增加，桿柱中性點上移，桿柱受力復(fù)雜，桿管偏磨加劇。沖次越高，桿柱所受慣性載荷越大，懸點載荷差也隨之增大，桿柱失穩(wěn)越嚴(yán)重；沖次越低，懸點載荷差越小，桿柱運動相對平穩(wěn)。

（4）出砂影響

油井舉升過程中如果出砂，管道內(nèi)表面除了受流動介質(zhì)產(chǎn)生的切應(yīng)力外，高速條件下還受到砂粒的沖刷，導(dǎo)致管道內(nèi)表面的表面膜破壞，使管道內(nèi)表面受損。研究表明，低合金鋼在流動氯化物體系中，其流體腐蝕速度與含砂量成正比，含砂量越高，流體腐蝕速度越大。

由于油井出砂，砂礫連續(xù)的沖刷使得涂有防腐和潤滑層的井下管桿失去了防腐和潤滑作用。此外，非連續(xù)偏磨下，硬質(zhì)砂粒極易進(jìn)入偏磨表面，這樣就會加速偏磨速度，使偏磨處優(yōu)先被腐蝕。由于偏磨處表面被活化，成為電化學(xué)腐蝕的陽極，從而形成了大陰極小陽極的電化學(xué)腐蝕，而產(chǎn)出液是強電解質(zhì)，具有強腐蝕性，對電化學(xué)腐蝕起到一個催化作用，更加劇了腐蝕。由于腐蝕，使管、桿偏磨表面更粗糙，從而磨損更嚴(yán)重。