專利名稱：一種柔性抽油繩的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柔性鋼繩的制造方法，尤其涉及一種石油行業(yè)提撈式抽油機上用的柔性抽油繩的制造方法。
背景技術(shù)：
抽油桿是抽油設(shè)備的重要部件，它將抽油機的運動和能量傳遞給井下抽油泵，抽油桿的疲勞強度和使用壽命決定和影響了整套抽油設(shè)備的最大下泵深度和排量。目前，抽油機使用的抽油桿主要是由多根低碳合金圓鋼抽油桿首尾相接而成，各根抽油桿之間通過接箍相連。由于抽油桿在抽油過程中往往受到多種載荷作用以及磨損和腐蝕，其接箍在長期承受交變、沖擊和振動載荷的條件下，往往容易發(fā)生脫扣、甚至斷裂，抽油桿本身也易產(chǎn)生彎曲疲勞折斷；此外，接箍的多級“活塞效應”會產(chǎn)生較大的摩擦阻力，它與油管的磨損也較嚴重，使它成為有桿抽油系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計，我國由于抽油桿失效引起的油井事故約占抽油井事故總數(shù)的60 70%，在一定程度上制約了這種采油方式的進一步發(fā)展和擴大應用。公開號為CN 101U6209A的中國專利公開了一種抽油桿用鋼絲繩生產(chǎn)工藝，采用不旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)作為鋼絲繩的主體結(jié)構(gòu)，在主體結(jié)構(gòu)鋼絲表面鍍鋅構(gòu)成鍍鋅鋼絲繩，鍍鋅鋼絲繩經(jīng)預張拉后在表面再涂覆一層高分子聚合物；其工藝主要包括以下步驟采用不旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)作為鋼絲繩的主體結(jié)構(gòu)；采用鋼絲鍍鋅的表面狀態(tài)；通過拉絲、捻股、合繩工藝，得到一條鋼絲繩；對鋼絲繩采用預張拉技術(shù)，取破斷拉力的50% 士5%作為預張拉的載荷，在靜態(tài)載荷下保持120分鐘士 10分鐘，然后緩慢、均勻地釋放載荷；在預張拉后的鋼絲繩外表面涂覆上一層高分子聚合物。采用該鋼絲繩作抽油桿，強度高、與油管的摩擦小，抗腐蝕能力強，但是經(jīng)過長時間的摩擦和惡劣的工況條件下，鋼絲繩外表面涂覆的保護層容易受損產(chǎn)生裂紋、脫皮等現(xiàn)象，并且，由于鋼絲繩采用單根鋼絲經(jīng)捻股、合繩制成，單根鋼絲之間、鋼絲股與鋼絲股之間存在縫隙，且縫隙間互相連通，這種內(nèi)部結(jié)構(gòu)的鋼絲繩在存在壓力的油井中使用時，井下液體會通過鋼絲繩內(nèi)部結(jié)構(gòu)件的縫隙滲透上升，甚至到達地面，給環(huán)境造成污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種柔性抽油繩的制造方法，采用該方法制造的抽油繩的單根鋼絲與鋼絲之間、鋼絲股與鋼絲股之間均形成密封的整體，即使抽油繩局部發(fā)生破損也不會造成整根抽油繩的滲漏，因此不會影響抽油繩的使用。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明一方面提供一種柔性抽油繩的制造方法，包括如下順序進行的步驟采用捻制設(shè)備將多根鋼絲股捻制成密封鋼繩；在密封鋼繩外表面編織捆綁鋼繩的絲網(wǎng)；在絲網(wǎng)外表面上涂覆外護密封層，將絲網(wǎng)及密封鋼繩封閉在其內(nèi)。捻制密封鋼繩包括如下進行的步驟(al)將多根鋼絲股捻制成鋼繩，同時，采用灌料機在鋼絲股捻制的結(jié)交點灌料，使得灌注的填充物充滿鋼絲股內(nèi)部縫隙空間，形成密封鋼繩；(a2)將密封鋼繩進行去應力處理，以便去除密封鋼繩的內(nèi)部加工應力。其中，步驟(al)中在結(jié)交點灌料的同時對結(jié)交點進行加熱，使得灌注的填充物達到粘溶狀態(tài)，以便充滿鋼絲股內(nèi)部縫隙空間。編織絲網(wǎng)包括如下進行的步驟(bl)采用編織機在所述密封鋼繩的外表面上編織絲網(wǎng)；( )采用可控加溫箱對編織有絲網(wǎng)的密封鋼繩加熱，使得密封鋼繩上的填充物軟化；(b!3)將帶有絲網(wǎng)的密封鋼繩進行縮徑處理，使得絲網(wǎng)將所述密封鋼繩包裹緊實。其中，鋼絲股和所述絲網(wǎng)的網(wǎng)絲股分別采用多根鋼絲捻制而成，在鋼絲捻制的結(jié)交點處灌料，使得灌注的填充物充滿鋼絲內(nèi)部縫隙空間。涂覆外護密封層包括如下進行的步驟(Cl)對裹有絲網(wǎng)的密封鋼繩進行預熱處理，使得密封鋼繩上的填充物達到粘溶狀態(tài)；(W)將塑化好的外護涂料涂覆在外表面上， 使得外護涂料與所述填充物融為一體，形成外護密封層。此外，還包括將涂覆有外護密封層的鋼繩依次進行如下處理(dl)將涂覆有外護密封層的鋼繩進行加熱，使得外護密封層達到塑化狀態(tài)；(業(yè))鋼繩整體通過定徑模進行壓光定徑處理，使所述鋼繩整體外表面光滑，直徑統(tǒng)一。其中，填充物與外護涂料為高分子或橡膠材料。本發(fā)明另一方面提供一種柔性抽油繩的制造方法，包括如下順序進行的步驟采用捻制設(shè)備將通信線纜股和圍繞通信線纜股布置的多根鋼絲股捻制成密封鋼繩，使得通信線纜股位于密封鋼繩的芯部；在密封鋼繩外表面編織捆綁鋼繩的絲網(wǎng)；在絲網(wǎng)外表面上涂覆外護密封層，將絲網(wǎng)及密封鋼繩封閉在其內(nèi)。捻制密封鋼繩包括如下進行的步驟(el)將多根鋼絲股以通信線纜股為中心捻制成鋼繩，同時，采用灌料機在捻制的結(jié)交點灌料，使得灌注的填充物充滿鋼絲股和通信線纜股內(nèi)部縫隙空間，形成密封鋼繩。(e2)將密封鋼繩進行去應力處理，以便去除密封鋼繩的內(nèi)部加工應力。其中，通信線纜股采用多股銅線導體外涂覆一層抗高溫外護絕緣層制成。本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下方面1、在鋼絲以及鋼絲股捻制的結(jié)交點灌注填充物，使得填充物充滿鋼絲股內(nèi)部縫隙空間，鋼繩內(nèi)部形成密封的整體，鋼繩整體受力均勻；2、充填滿鋼絲股內(nèi)部封閉空間的填充物構(gòu)成整體連接骨架，為繩表面與外護密封層的粘結(jié)提供了很好的粘結(jié)面；3、在密封鋼繩的外表面編織絲網(wǎng)，使得絲網(wǎng)捆綁鋼繩，更有效的防止了抽油繩在承重狀態(tài)下破股，提高了抽油繩的使用壽命；4、編織的絲網(wǎng)同時又是外護密封層的骨架，具有網(wǎng)狀骨架的外護密封層與抽油繩內(nèi)部整體填充物連接骨架溶為一體，加強了外護密封層與繩體外表面粘結(jié)強度，延長了外護密封層的使用壽命；5、配套的縮徑工藝解決了生產(chǎn)密封抽油繩過程中，由于內(nèi)部充填高分子或橡膠材料而造成直徑突變，導致延伸率增大的問題，延長了抽油繩的使用壽命；6、在密封鋼繩的外表面涂覆外護密封層，減小了抽油繩與油管的摩擦，并防止了外界環(huán)境對抽油繩的腐蝕。


圖l、la是本發(fā)明柔性抽油繩的制造方法中密封鋼繩的生產(chǎn)工藝流程圖；圖2是對密封鋼繩編織絲網(wǎng)的工藝流程圖；圖3a、北是對圖2中生產(chǎn)的帶有絲網(wǎng)的密封鋼繩外表面涂覆外護密封層的工藝流程圖；圖4是對由上述工藝制得的抽油繩進行壓光定徑處理的工藝流程圖；圖5、fe是采用本發(fā)明的方法制造的抽油繩的截面示意圖。附圖標記說明1-外護密封層；2-絲網(wǎng)、3、3a_密封鋼繩；4_鋼絲股；4a_結(jié)交點； 5-通信線纜股；6-填充物；7-鋼絲；8、8a-抽油繩；9-通信導線；11-放線機；12-通信導線； 13-捻制機；14-灌料機；15-溫控壓線模；15a-加熱體；1 -注料孔；16-去應力器；17-牽引機；19-收線機；21-放線機；22-編織機；23-可控加溫箱；24-滾輪式緊網(wǎng)器；25-牽引機；26-帶有絲網(wǎng)的密封鋼繩；27-收線機；31-放線機；32-擠出機；33-冷水槽；34-牽引機；35-涂有外護密封層的鋼繩； 36-收線機；37-硫化線；41-放線機；42-加熱箱；43-溫控定徑模；44-冷水槽；45-牽引機；47-收線機。
具體實施例方式本發(fā)明柔性抽油繩的制造方法主要包括按照以下順序進行的步驟實施例11、密封鋼繩的制造如圖1本發(fā)明的密封鋼繩的制造工藝流程圖所示。首先，采用捻制機13將多根鋼絲股4捻制成鋼繩，在捻制的結(jié)交點如處設(shè)有溫控壓線模15，溫控壓線模15上設(shè)有注料孔15b，其上方設(shè)有灌料機14，灌料機14與注料孔1 相連，以便灌料機14通過注料孔1 將填充物注入到捻制的結(jié)交點如處，同時，通過溫控壓線模15上的加熱體1 對結(jié)交點如加熱，使得灌注的填充物能夠達到粘溶狀態(tài)，以便填充物能夠充滿鋼絲股內(nèi)部的縫隙空間，從而形成密封鋼繩；然后，將制得的密封鋼繩通過去應力器16進行去應力處理，以便去除密封鋼繩內(nèi)部的加工應力，得到的密封鋼繩3儲存在收線機19上。捻制鋼繩時采用的鋼絲股4通過多根鋼絲7捻制而成，并且在捻制的結(jié)交點灌料和加熱，使得灌注的填充物6充滿鋼絲的內(nèi)部縫隙空間，從而使得鋼絲股也形成一個密封的整體。本發(fā)明中采用的填充物6為高分子或橡膠及具有同類性質(zhì)的材料。2、編織絲網(wǎng)如圖2對本發(fā)明密封鋼繩3編織絲網(wǎng)的工藝流程圖所示。首先，使步驟1中制得的密封鋼繩3經(jīng)過編織機22，編織機22在密封鋼繩3的外表面上編織絲網(wǎng)，形成帶有絲網(wǎng)的密封鋼繩；之后，使帶有絲網(wǎng)的密封鋼繩通過可控加溫箱23，可控加溫箱23對編織有絲網(wǎng)的密封鋼繩加熱，以便密封鋼繩上的填充物軟化；最后，使上述步驟制得的密封鋼繩通過滾輪式緊網(wǎng)器M進行縮徑處理，以便絲網(wǎng)將密封鋼繩包裹緊實，并且避免了內(nèi)部充填的填充物造成的鋼繩直徑突變。制得的帶有絲網(wǎng)的密封鋼繩沈儲存在收線機27上。編織的絲網(wǎng)網(wǎng)目為菱形狀，長軸對角尺寸在7_9mm之間，編織絲網(wǎng)的鋼絲直徑在 0.6mm-1.4mm范圍內(nèi)，編網(wǎng)層數(shù)為1_3層。為獲得良好的柔韌性和繩體包裹的緊實性，絲網(wǎng)的網(wǎng)絲股采用多根鋼絲捻制而成，編網(wǎng)時根據(jù)鋼繩主提重力及提撈頻次的不同，采用網(wǎng)絲股的根數(shù)也不相同，在8根根之間選擇。3、涂覆外護密封層本發(fā)明中的外護密封層可以采用高分子或者橡膠材料制造。采用高分子材料制造鋼繩的外護密封層時，其工藝流程圖如圖3a所示。首先，將步驟2制得的帶有絲網(wǎng)的密封鋼繩沈進行預熱處理(圖中未示出)，使得密封鋼繩上的填充物達到粘溶狀態(tài)，預熱溫度根據(jù)填充物的粘結(jié)性而定；然后，使預熱后的鋼繩經(jīng)過擠出機32，擠出機32將塑化好的外護涂料涂覆在絲網(wǎng)的外表面上，使得外護涂料與鋼繩上的填充物融為一體；之后，將上步得到的鋼繩通過冷水槽33冷卻，使得外護涂料和填充物冷卻，形成外護密封層，這樣便得到了涂有外護密封層的鋼繩35，儲存在收線機36上。采用橡膠材料制造鋼繩的外護密封層時，其工藝流程圖如圖北所示，預熱后的鋼繩經(jīng)過擠出機32，擠出機32將塑化好的外護涂料涂覆在絲網(wǎng)的外表面上后，將鋼繩整體經(jīng)過硫化線37進行硫化處理，其它工藝過程與采用高分子材料制造外護密封層的工藝過程相同。4、壓光定徑處理本發(fā)明制造方法中的壓光定徑處理工藝流程如圖4所示。首先，將步驟3中制得的涂有外護密封層的鋼繩35經(jīng)過加熱箱42進行加熱處理， 使得外護密封層達到塑化狀態(tài)光亮；然后，鋼繩整體經(jīng)過溫控定徑模43進行壓光定徑，之后再經(jīng)過冷水槽44冷卻，使得柔性抽油繩外表面光滑，直徑統(tǒng)一，達到其使用標準，這樣便得到了本發(fā)明方法制造的柔性抽油繩8，其結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。實施例21、通信導線的制備將多股銅線導體外涂覆一層抗高溫外護絕緣層，以制成通信導線。其中，通信導線要求電阻率低、外護層抗高溫，抗拉伸強度大，在拉伸過程中具有良好的抗斷裂即絕緣性， 具有可靠的工作穩(wěn)定性。2、密封鋼繩的制造如圖Ia所示，將步驟1制得的通信導線9捻制成通信線纜股5，將通信線纜股5通過捻制機13，使得通信線纜股5與多股鋼絲股4 一起捻制，其余工藝過程與實施例1相同， 以制備密封鋼繩3a，并使得通信線纜股5位于密封鋼繩3a的芯部。后續(xù)工藝過程與實施例1相同，這樣，便可得到本發(fā)明方法制造的具有通信功能的柔性抽油繩8a，其結(jié)構(gòu)圖如圖fe所示。
盡管上文對本發(fā)明作了詳細說明，但本發(fā)明不限于此，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進行修改，因此，凡按照本發(fā)明的原理進行的各種修改都應當理解為落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種柔性抽油繩的制造方法，包括如下順序進行的步驟 采用捻制設(shè)備將多根鋼絲股捻制成密封鋼繩；在密封鋼繩外表面編織捆綁鋼繩的絲網(wǎng)；在絲網(wǎng)外表面上涂覆外護密封層，將絲網(wǎng)及密封鋼繩封閉在其內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的柔性抽油繩制造方法，其特征在于，所述捻制密封鋼繩包括如下進行的步驟(al)將多根鋼絲股捻制成鋼繩，同時，采用灌料機在鋼絲股捻制的結(jié)交點灌料，使得灌注的填充物充滿鋼絲股內(nèi)部縫隙空間，形成密封鋼繩；(a2)將密封鋼繩進行去應力處理，以便去除密封鋼繩的內(nèi)部加工應力。
3.如權(quán)利要求2所述的柔性抽油繩制造方法，其特征在于，所述步驟(al)中在結(jié)交點灌料的同時對結(jié)交點進行加熱，使得灌注的填充物達到粘溶狀態(tài)，以便充滿鋼絲股內(nèi)部縫隙空間。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的柔性抽油繩制造方法，其特征在于，所述編織絲網(wǎng)包括如下進行的步驟(bl)采用編織機在所述密封鋼繩的外表面上編織絲網(wǎng)；(b2)采用可控加溫箱對編織有絲網(wǎng)的密封鋼繩加熱，使得密封鋼繩上的填充物軟化； (b3)將帶有絲網(wǎng)的密封鋼繩進行縮徑處理，使得絲網(wǎng)將所述密封鋼繩包裹緊實。
5.如權(quán)利要求4所述的柔性抽油繩制造方法，其特征在于，所述鋼絲股和所述絲網(wǎng)的網(wǎng)絲股分別采用多根鋼絲捻制而成，在鋼絲捻制的結(jié)交點處灌料，使得灌注的填充物充滿鋼絲內(nèi)部縫隙空間。
6.如權(quán)利要求5所述的柔性抽油繩制造方法，其特征在于，所述涂覆外護密封層包括如下進行的步驟(cl)對裹有絲網(wǎng)的密封鋼繩進行預熱處理，使得密封鋼繩上的填充物達到粘溶狀態(tài)； (c2)將塑化好的外護涂料涂覆在外表面上，使得外護涂料與所述填充物融為一體，形成外護密封層。
7.如權(quán)利要求6所述的柔性抽油繩制造方法，其特征在于，還包括將所述涂覆有外護密封層的鋼繩依次進行如下處理(dl)將所述涂覆有外護密封層的鋼繩進行加熱，使得外護密封層達到塑化狀態(tài)； (d2)鋼繩整體通過定徑模進行壓光定徑處理，使所述鋼繩整體外表面光滑，直徑統(tǒng)一。
8.如權(quán)利要求6所述的柔性抽油繩制造方法，其特征在于，所述填充物與所述外護涂料為高分子或橡膠材料。
9.一種柔性抽油繩的制造方法，包括如下順序進行的步驟采用捻制設(shè)備將通信線纜股和圍繞通信線纜股布置的多根鋼絲股捻制成密封鋼繩，使得通信線纜股位于密封鋼繩的芯部；在密封鋼繩外表面編織捆綁鋼繩的絲網(wǎng)；在絲網(wǎng)外表面上涂覆外護密封層，將絲網(wǎng)及密封鋼繩封閉在其內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述捻制密封鋼繩包括如下進行的步驟(el)將多根鋼絲股以通信線纜股為中心捻制成鋼繩，同時，采用灌料機在捻制的結(jié)交點灌料，使得灌注的填充物充滿鋼絲股和通信線纜股內(nèi)部縫隙空間，形成密封鋼繩； (e2)將密封鋼繩進行去應力處理，以便去除密封鋼繩的內(nèi)部加工應力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柔性抽油繩的制造方法，包括如下順序進行的步驟采用捻制設(shè)備將多根鋼絲股捻制成密封鋼繩；在密封鋼繩外表面編織捆綁鋼繩的絲網(wǎng)；在絲網(wǎng)外表面上涂覆外護密封層，將絲網(wǎng)及密封鋼繩封閉在其內(nèi)。采用該方法制造的抽油繩的單根鋼絲與鋼絲之間、鋼絲股與鋼絲股之間均形成密封的整體，即使抽油繩局部發(fā)生破損也不會造成整根抽油繩的滲漏，因此不會影響抽油繩的使用，提高了抽油繩的使用壽命。
文檔編號H01B11/00GK102234943SQ20101016439
公開日2011年11月9日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者鄂德剛 申請人:大慶北研石油設(shè)備制造有限公司