本發(fā)明涉及一種采油設(shè)備組件，尤其涉及一種以碳纖維為承載體的定長碳纖維連續(xù)抽油桿接頭。

背景技術(shù)：

碳纖維連續(xù)抽油桿具備輕質(zhì)高強(qiáng)、耐疲勞強(qiáng)度高、防腐蝕、防偏磨、節(jié)能降耗等特點(diǎn)，主要用于油田注采輸系統(tǒng)中的機(jī)械采油工序，從根本上解決金屬抽油桿使用中的腐蝕、偏磨、能耗高等問題。在有桿泵采油領(lǐng)域具有廣闊市場前景。

碳纖維連續(xù)抽油桿系拉擠成型碳纖維復(fù)合材料，外覆耐蝕抗磨之熱塑性塑料。目前碳纖維連續(xù)抽油桿接頭是通過特定結(jié)構(gòu)(如倒刺，防滑紋、錐體夾塊、楔形夾緊塊)對碳纖維連續(xù)抽油桿進(jìn)行加緊。與其接頭相連的只是碳纖維抽油桿中填充復(fù)合材料，其填充復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度，承受載荷的能力較低，故致使大量碳纖維連續(xù)抽油桿在使用的過程中出現(xiàn)從接頭處脫斷。大大縮短了碳纖維連續(xù)抽油桿的壽命。目前為止，尚沒有一種抽油桿接頭能夠在保證接頭連接強(qiáng)度下適用于碳纖維連續(xù)抽油桿和金屬桿之間連接，對碳纖維連續(xù)抽油桿的推廣應(yīng)用造成了較大的阻礙。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種以碳纖維為承載體的定長碳纖維連續(xù)抽油桿接頭。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：

本發(fā)明包括耐蝕抗磨之熱塑性塑料、碳纖維絲、復(fù)合材料、碳纖維連續(xù)抽油桿、金屬套、金屬拉環(huán)和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換頭，所述碳纖維絲位于所述耐蝕抗磨之熱塑性塑料內(nèi)，所述復(fù)合材料填充于耐蝕抗磨之熱塑性塑料內(nèi)與碳纖維絲之間，所述碳纖維連續(xù)抽油桿由所述耐蝕抗磨之熱塑性塑料、碳纖維絲和復(fù)合材料拉擠一體成型，所述碳纖維連續(xù)抽油桿與所述金屬套連接，所述碳纖維絲穿過所述金屬套與所述金屬拉環(huán)連接，所述金屬拉環(huán)與金屬套連接，所述標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換頭與金屬套連接。

具體的，所述金屬套包括倒刺抽油桿掛槽、碳纖維絲連接槽、金屬拉環(huán)放置槽、內(nèi)螺紋轉(zhuǎn)換頭連接槽和金屬套殼體。所述標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換頭包括下連接螺紋、六角卡箍和上連接螺紋。所述復(fù)合材料由玻璃纖維、樹脂、固化劑、脫模劑以200:100:2:1.5的質(zhì)量比混合，攪拌均勻注入樹脂浸漬槽內(nèi)，溫度110-150度連續(xù)固化形成。所述樹脂為乙烯基脂樹脂；所述固化劑為甲基四氫苯酐；所述脫模劑為硬脂酸鋅。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明是一種以碳纖維為承載體的定長碳纖維連續(xù)抽油桿接頭，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明由碳纖維連續(xù)抽油桿和金屬接頭構(gòu)成一級連接，碳纖維絲與金屬拉環(huán)構(gòu)成二級連接，改變接頭處由復(fù)合材料作為受力承載體，兩級連接加固了碳纖維連續(xù)抽油桿與接頭的連接強(qiáng)度，而由拉伸強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度高，承受載荷的能力高的碳纖維作為受力承載體，延長接頭處的壽命。同時大大提高了碳纖維連續(xù)抽油桿的整體使用壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明未澆筑前的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明未澆筑前金屬套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明未澆筑前A-A剖面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明B-B剖面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明澆筑后的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明澆筑后A-A剖面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.耐蝕抗磨之熱塑性塑料、2.碳纖維絲、3.復(fù)合材料、4.碳纖維連續(xù)抽油桿、5.金屬套、5a.倒刺抽油桿掛槽、5b.碳纖維絲連接槽、5c.金屬拉環(huán)放置槽、5d.內(nèi)螺紋轉(zhuǎn)換頭連接槽、5e.金屬套殼體、6.金屬拉環(huán)、7.標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換頭、7a.下連接螺紋、7b.六角卡箍、7c.上連接螺紋。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

如圖1至圖7所示：本發(fā)明包括耐蝕抗磨之熱塑性塑料1、碳纖維絲2、復(fù)合材料3、碳纖維連續(xù)抽油桿4、金屬套5、金屬拉環(huán)6和標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換頭7，所述碳纖維絲位于所述耐蝕抗磨之熱塑性塑料內(nèi)，所述復(fù)合材料填充于耐蝕抗磨之熱塑性塑料內(nèi)與碳纖維絲之間，所述碳纖維連續(xù)抽油桿由所述耐蝕抗磨之熱塑性塑料、碳纖維絲和復(fù)合材料拉擠一體成型，所述碳纖維連續(xù)抽油桿與所述金屬套連接，所述碳纖維絲穿過所述金屬套與所述金屬拉環(huán)連接，所述金屬拉環(huán)與金屬套連接，所述標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換頭與金屬套連接。

具體的，所述金屬套包括倒刺抽油桿掛槽5a、碳纖維絲連接槽5b、金屬拉環(huán)放置槽5c、內(nèi)螺紋轉(zhuǎn)換頭連接槽5d和金屬套殼體5e。所述標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換頭包括下連接螺紋7a、六角卡箍7b和上連接螺紋7c。所述復(fù)合材料由玻璃纖維、樹脂、固化劑、脫模劑以200:100:2:1.5的質(zhì)量比混合，攪拌均勻注入樹脂浸漬槽內(nèi)，溫度110-150度連續(xù)固化形成。所述樹脂為乙烯基脂樹脂；所述固化劑為甲基四氫苯酐；所述脫模劑為硬脂酸鋅。

由碳纖維連續(xù)抽油桿和金屬接頭構(gòu)成一級連接，碳纖維絲與金屬拉環(huán)構(gòu)成二級連接，改變接頭處由復(fù)合材料作為受力承載體，兩級連接加固了碳纖維連續(xù)抽油桿與接頭的連接強(qiáng)度，而由拉伸強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度高，承受載荷的能力高的碳纖維作為受力承載體，延長接頭處的壽命。同時大大提高了碳纖維連續(xù)抽油桿的整體使用壽命。

本發(fā)明為適用于有桿泵機(jī)械采油的碳纖維抽油桿連接結(jié)構(gòu)，包括碳纖維連續(xù)抽油桿，金屬套，金屬拉環(huán)，標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換頭，其中碳纖維連續(xù)抽油桿包括了耐蝕抗磨之熱塑性塑料，碳纖維絲及復(fù)合材料；金屬套包括了倒刺抽油桿掛槽，碳纖維絲連接槽，金屬拉環(huán)放置槽、內(nèi)螺紋轉(zhuǎn)換頭連接槽及金屬套殼體；標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換頭包括了下連接螺紋，六角卡箍及上連接螺紋。在加工時，首先將每根碳纖維絲通過碳纖維絲連接槽，將每根碳纖維絲與金屬拉環(huán)連接，碳纖維絲可以通過焊接等方式與金屬拉環(huán)連接。然后把金屬拉環(huán)放置在金屬拉環(huán)放置槽中，實(shí)現(xiàn)碳纖維絲與金屬套連接，金屬套的兩端分別是倒刺抽油桿掛槽和內(nèi)螺紋轉(zhuǎn)換頭連接槽，通過倒刺抽油桿掛槽與碳纖維連續(xù)抽油桿二次連接，加固連接方式，內(nèi)螺紋轉(zhuǎn)換頭連接槽以螺紋連接的方式與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換頭連接。

該碳纖維抽油桿接頭與碳纖維抽油桿必須同時制造，碳纖維抽油桿兩端分別制上接頭，首先以碳纖維絲為連接，將碳纖維絲散落在碳纖維絲連接槽中，待碳纖維絲與金屬拉環(huán)連接后，在碳纖維絲連接槽中澆筑與金屬殼體同材質(zhì)的金屬，使金屬殼體與碳纖維絲變?yōu)楣潭ㄟB接，完成碳纖維連續(xù)抽油桿與端口接頭的一級連接；再制作碳纖維連續(xù)抽油桿，將碳纖維連續(xù)抽油桿卡掛在倒刺抽油桿掛槽上，這就完成了碳纖維連續(xù)抽油桿與端口接頭的二級連接；

本發(fā)明采用碳纖維與金屬接頭兩級連接，而碳纖維絲比碳纖維抽油桿中填充材料的拉伸強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度高，承受載荷的能力大。從而避免碳纖維連續(xù)抽油桿拉斷，能夠有效的延長碳纖維抽油桿的使用壽命。

本發(fā)明旨在提出一種以碳纖維絲為承載體的定長碳纖維連續(xù)抽油桿接頭。

本發(fā)明所述的一種定長碳纖維連續(xù)抽油桿接頭結(jié)構(gòu)，包括碳纖維連續(xù)抽油桿，金屬套，金屬拉環(huán)，標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換頭，其中碳纖維連續(xù)抽油桿包括了耐蝕抗磨之熱塑性塑料，碳纖維絲及復(fù)合材料；金屬套包括了倒刺抽油桿掛槽，碳纖維絲連接槽，金屬拉環(huán)放置槽、內(nèi)螺紋轉(zhuǎn)換頭連接槽及金屬套殼體；標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換頭包括了下連接螺紋，六角卡箍及上連接螺紋。

本發(fā)明所述的一種定長碳纖維連續(xù)抽油桿接頭，通過以碳纖維絲作為接頭的受力承載體，由碳纖維絲與金屬拉環(huán)相連，然后金屬拉環(huán)與金屬套可通過現(xiàn)有的多種連接方式相連，而金屬套另一端是標(biāo)準(zhǔn)的公扣或母扣，通過標(biāo)準(zhǔn)的公扣母扣與光桿和柱塞或者金屬抽油桿短接相連，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度、長壽命的碳纖維連續(xù)抽油桿和金屬桿連接頭。由于接頭的受力承載體是碳纖維，故接頭需與碳纖維抽油桿同時加工，這就需要把碳纖維連續(xù)抽油桿加工成一系列的定長的帶接頭碳纖維連續(xù)抽油桿。在有桿泵采油領(lǐng)域使用時，只需要根據(jù)下泵深度選擇略小于下泵深度的定長帶接頭的碳纖維連續(xù)抽油桿，然后加一段金屬抽油桿短接，來滿足現(xiàn)場需要。本發(fā)明能夠在解決碳纖維連續(xù)抽油桿接頭處易脫斷問題上，以承載能力強(qiáng)的碳纖維作為受力承載體實(shí)現(xiàn)碳纖維連續(xù)抽油桿的高強(qiáng)度、長壽命，從而能夠推動碳纖維連續(xù)抽油桿的應(yīng)用市場。由于碳纖維抽油桿輕質(zhì)高強(qiáng)，在相同工況下懸點(diǎn)載荷比金屬抽油桿小，從而實(shí)現(xiàn)了有桿泵采油系統(tǒng)的節(jié)能降耗，增加了經(jīng)濟(jì)效益。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。