[发明专利]抽油杆扶正器、制备抽油杆扶正器的材料及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采油设备，特别是涉及一种抽油杆扶正器。

背景技术

抽油机井一直以来都是国内外油田的主要采油方式，通过抽油杆向抽油泵传递动力来抽取原油，由于油井较深以及斜井等原因导致抽油杆会与油管内壁接触和摩擦，一段时间后会导致抽油杆偏磨和断脱的产生，从而导致油井不能正常运行。为了解决以上抽油杆偏磨问题，油田广泛采用扶正器的办法，即通过在两根相邻抽油杆之间或在抽油杆上加装扶正器来避免或减少抽油杆的偏磨。由于扶正器的外径比抽油杆和抽油杆接箍都要大，因此它会优先与油管内壁接触而避免了抽油杆与油管内壁的接触，从而对抽油杆形成保护。

但随着油井深度的加大，使用环境温度的提高，油井中腐蚀介质的增加，较大弯曲和倾斜井的出现，原有扶正器的局限越来越多，主要存在以下几种问题。

(1)结构复杂。

如CN200510044526专利所提出的双滚动轴承式抽油杆扶正器，通过滚动轴承的滚动摩擦方式取代一般扶正器与油管的滑动摩擦方式，降低摩擦阻力，但是扶正器本身结构复杂，零部件众多，在油井内的恶劣工作条件下，很容易损坏，造成零部件脱落，掉入井中，造成卡泵等事故。

另外，如CN201310377810专利所提出的自扶正式防磨空心抽油杆，理论上讲，已经不算扶正器，而是一种抽油杆短接了，它并不是直接安装在抽油杆上，而是像一根抽油杆一样，串接到抽油杆管柱中，这样，它的安装、拆卸比较麻烦，如果本体出问题断裂，就会导致抽油杆管柱断裂而发生事故。

再如CN201410216275专利所提出的耐磨扶正器结构，其设计结构本身就很复杂，同时也导致成本增加，不利于推广。

(2)耐磨性有限

目前，油田上使用的大部分普通扶正器，都是尼龙扶正器，这种扶正器价格便宜，加工简单。但是由于所用材料是普通尼龙材料，所以扶正器的耐磨性低，使用寿命短，在井下抽油杆偏磨段尼龙扶正器和油管内壁的金属材料相摩擦，很容易被磨损，造成扶正失效。

在这种情况下，有些专利技术采用耐磨金属材料代替尼龙材料，如CN200510044526专利提出的陶瓷材料，还有其他一些扶正器产品用的耐磨合金材料。但是，这些材料在与油管摩擦过程中，很容易将油管磨损，导致停产作业，更换油管，更换油管会造成更大的损失。

(3)耐腐蚀性有限。

目前，油井中的H₂S、CO₂、Cl^-等腐蚀问题越来越严重。扶正器在起到抽油杆扶正，降低与油管摩擦磨损的情况下，如果能提高耐腐蚀性也是现在越来越重要的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、耐磨性好、耐腐蚀性好的抽油杆扶正器、制备抽油杆扶正器的材料及其制作方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种制备抽油杆扶正器的材料，按照质量百分比包括以下组分：

碳碳复合材料30～40％，

环氧树脂E1210～25％，

其余为超高分子量聚乙烯，

其中，碳碳复合材料采用以下步骤制备：

(1)采用AR中间相沥青、萘为原料，在催化剂HF下反应，反应温度为230～250℃，得到中间产物，其中AR中间相沥青与萘的质量比为(4-6):1，催化剂HF的质量为原料的3-5％；

(2)在惰性气体保护下，采用熔融混合法将多壁碳纳米管与上述中间产物混合，多壁碳纳米管与中间产物的质量比为1:(40～50)，加热温度为200～220℃，得到混合物；

(3)将上述混合物加热至880～920℃，并保温50-70分钟，进行石墨化处理，制得碳碳复合材料。

本发明制备抽油杆扶正器的材料，进一步的，所述步骤(1)中，反应时间为30-40分钟。

本发明制备抽油杆扶正器的材料，进一步的，所述步骤(2)中，加热至200～220℃后恒温保持30-40分钟。

本发明制备抽油杆扶正器的材料，优选的，按照质量百分比包括以下组分：

碳碳复合材料35～40％，

环氧树脂E1220～25％，

其余为超高分子量聚乙烯。

本发明制备抽油杆扶正器的材料，优选的，所述步骤(3)中，保温时间为60-65分钟。

本发明还提供了上述材料的制备方法，将碳碳复合材料、环氧树脂E12、超高分子量聚乙烯通过高能球磨法进行混合制成。