[实用新型]一种截面为椭圆形的碳纤维抽油杆

说明书

技术领域

本实用新型属于抽油杆技术领域，尤其涉及一种截面为椭圆形的碳纤维抽油杆。

背景技术

随着油田开发的深入，`由于耐腐蚀性差、自身密度大等缺陷，普通的钢制抽油杆已经无法满足腐蚀井、深井或超深井的工况要求。而碳纤维抽油杆的产生解决了上述问题。但现有的碳纤维连续抽油杆由于结构原因存在受力易劈裂、外层树脂不耐磨损等问题。因此，需对碳纤维连续抽油杆的结构进行重新设计，以解决杆体受力劈裂和不耐磨的问题。另外，现有的碳纤维连续抽油杆因循传统的钢制抽油杆的圆杆结构，这种结构虽然在生产工艺方面具有工艺难度小的优点，但圆杆状抽油杆在卷盘上缠绕时，缠绕半径较大，导致卷盘的体积也比较庞大，存放和运输时非常不便。

实用新型内容

本实用新型提供一种截面为椭圆形的碳纤维抽油杆，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本实用新型提供了一种截面为椭圆形的碳纤维抽油杆，包括碳纤维层和环氧树脂层，所述的碳纤维层的横截面为椭圆形，碳纤维层的中央设置有钢丝芯体，钢丝芯体由粗细不同的两种钢丝通过环氧树脂粘接而成，粗钢丝共有一根，位于钢丝芯体的中央，细钢丝至少有三根，并行排布在粗钢丝的周围，所述的碳纤维层的外侧依次设置有玻璃纤维层、环氧树脂层和耐磨层，玻璃纤维层、环氧树脂层和耐磨层的截面的轮廓均为椭圆形。

所述的玻璃纤维层又分为两层，分别为轴向玻璃纤维层和缠绕玻璃纤维层，轴向玻璃纤维层中的玻璃纤维沿抽油杆的轴向分布，缠绕玻璃纤维层螺旋缠绕在轴向玻璃纤维层的外侧。所述的耐磨层为聚乙烯层或者为石墨烯层。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型在现有的碳纤维抽油杆的层次结构基础上，增加了耐磨层，有效改善了抽油杆外层的耐磨强度。

2、本实用新型采用了椭圆形杆状结构，打破了抽油杆均为圆杆结构的技术偏见，与圆杆结构相比，大大减小了缠绕半径，从而减小了卷盘的体积，也减小了对运输设备和作业机械的性能要求。

3、本实用新型在现有技术的基础上设置了钢丝芯体，钢丝芯体在结构中起骨架作用，增加了碳纤维的聚合强度，实现了防止劈裂的目的；同时，玻璃纤维层的设置，尤其是缠绕玻璃纤维层的设置，进一步改善了抽油杆的抗劈裂性能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1-耐磨层，2-环氧树脂层，3-缠绕玻璃纤维层，4-轴向玻璃纤维层，5-粗钢丝，6-环氧树脂，7-细钢丝，8-碳纤维层。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步描述：

本实施例包括碳纤维层8和环氧树脂层2，所述的碳纤维层8的横截面为椭圆形，采用了椭圆形杆状结构，打破了抽油杆均为圆杆结构的技术偏见，与圆杆结构相比，大大减小了缠绕半径，从而减小了卷盘的体积，也减小了对运输设备和作业机械的性能要求。

碳纤维层8的中央设置有钢丝芯体，钢丝芯体在结构中起骨架作用，增加了碳纤维的聚合强度，实现了防止劈裂的目的。

钢丝芯体由粗细不同的两种钢丝通过环氧树脂6粘接而成，粗钢丝5共有一根，位于钢丝芯体的中央，细钢丝7至少有三根，并行排布在粗钢丝5的周围。采用多股钢丝制成芯体，与采用一根更粗的钢条相比，钢丝芯体的柔性更好，可进一步减小缠绕半径。

所述的碳纤维层8的外侧依次设置有玻璃纤维层、环氧树脂层2和耐磨层1，玻璃纤维层、环氧树脂层2和耐磨层1的截面的轮廓均为椭圆形。在现有的碳纤维抽油杆的层次结构基础上，增加了耐磨层1，有效改善了抽油杆外层的耐磨强度。

所述的玻璃纤维层又分为两层，分别为轴向玻璃纤维层4和缠绕玻璃纤维层3，轴向玻璃纤维层4中的玻璃纤维沿抽油杆的轴向分布，缠绕玻璃纤维层3螺旋缠绕在轴向玻璃纤维层4的外侧。玻璃纤维层的设置，尤其是缠绕玻璃纤维层3的设置，进一步改善了抽油杆的抗劈裂性能。轴向玻璃纤维层4的设置，可有效改善抽油杆的抗剪切性能。

所述的耐磨层1为聚乙烯层，聚乙烯与环氧树脂为两相材料，聚乙烯层磨损后，可以将所有的聚乙烯材料剥下，然后在磨损的抽油杆上重新加工新的聚乙烯层，从而使得抽油杆具有良好的可修复性能。

所述的耐磨层1为石墨烯层，石墨烯是一种新型材料，具有超强的耐磨性，单就耐磨性能而言，石墨烯是最理想的材料。