碳纤维连续抽油杆注入头用夹持块及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及采油工程机械的技术领域，特别涉及一种碳纤维连续抽油杆的注入头使用的夹持块，及其相应的制造方法。
【背景技术】
[0002]碳纤维连续抽油杆是一种外形呈带状、截面为矩形、长度1000米以上，可缠绕在滚筒上的一类新型抽油杆。碳纤维连续抽油杆的心部以高性能碳纤维为增强体，表层覆盖玻璃纤维布，采用拉挤成形工艺制成。碳纤维复合材料抽油杆具有轻质、高强度、耐高温、耐腐蚀及结构功能一体化等特点，特别适用于深井、超深井、腐蚀性油井采油，能够提高采油效率，减少事故发生率，大大降低采油成本。
[0003]碳纤维连续抽油杆作业机是将碳纤维连续抽油杆应用于石油油井采油作业的一种装置，碳纤维连续抽油杆注入头是作业机的主要组成部分，它的主要功能是注入和抽取碳纤维连续抽油杆进行作业。碳纤维连续抽油杆注入头的夹持块主要起着夹紧碳纤维连续抽油杆，防止碳纤维连续抽油杆与夹持块之间产生相对滑动及损伤，并可将碳纤维连续抽油杆从油井中连续注入或抽取。
[0004]目前，碳纤维连续抽油杆仍处在应用试验阶段，关于碳纤维连续抽油杆注入头的夹持块的材料及结构研究也涉及不多。通过对前期碳纤维连续抽油杆一代、二代作业机的应用调查和了解可知，由于碳纤维连续抽油杆材料的特殊性，前期的碳纤维连续抽油杆夹持块都在尝试采用非金属材料作为夹持块的表面材料，但由于其材料和结构设计原因而导致夹持块的夹持性能不够或咬杆断杆问题时常发生，难以将碳纤维连续抽油杆进行成熟的现场应用。
【发明内容】
[0005]为解决的技术问题，本发明提出一种碳纤维连续抽油杆注入头用夹持块及其制造方法，能稳定可靠地夹持碳纤维连续抽油杆。
[0006]本发明提出一种碳纤维连续抽油杆注入头用夹持块，包括两个相对设置的本体，两个所述本体之间形成夹持碳纤维连续抽油杆的空间，所述本体由结构钢制成，两个所述本体的相对面为夹持面，在各所述夹持面上分别设置网格状条纹结构；
[0007]所述网格状条纹结构包括均贯通到所述夹持面边缘的多个条状的第一斜凹槽和多个条状的第二斜凹槽，各所述第一斜凹槽相互平行，各所述第二斜凹槽相互平行，多个所述第一斜凹槽与多个所述第二斜凹槽交叉布置将所述夹持面分割成多个凸齿。
[0008]进一步地，所述夹持面呈方形，所述第一斜凹槽的长度方向垂直于所述第二斜凹槽的长度方向。
[0009]进一步地，各所述凸齿的表面面积之和与所述夹持面的四周边缘围成的面积的比值为40%?70 %。
[0010]更进一步地，相邻的所述第一斜凹槽之间的间距相等，相邻的所述第二斜凹槽之间的间距相等，各所述凸齿均呈正方形。
[0011]进一步地，所述本体由低碳钢制成。
[0012]进一步地，各所述本体呈长方体状，各所述本体上均具有分别与所述夹持面垂直的上端面和下端面，所述上端面与所述下端面相互平行且均垂直于所述碳纤维连续抽油杆;所述上端面与所述夹持面通过上过渡结构连接，所述下端面与所述夹持面通过下过渡结构连接；
[0013]所述上过渡结构包括上斜坡面和上圆弧面;所述上斜坡面的一端从所述夹持面的上边缘处向上且朝远离所述夹持面的方向延伸，其另一端连接到所述上圆弧面的一端，所述上圆弧面的另一端位于所述上端面朝向所述夹持面的内侧边缘，所述上圆弧面与所述上端面相切；
[0014]所述下过渡结构包括下斜坡面和下圆弧面;所述下斜坡面的一端从所述夹持面的下边缘处向下且朝远离所述夹持面的方向延伸，其另一端连接到所述下圆弧面的一端，所述下圆弧面的另一端位于所述下端面朝向所述夹持面的内侧边缘，所述下圆弧面与所述下端面相切。
[0015]更进一步地，所述上圆弧面的半径和所述下圆弧面的半径分别为2毫米，所述上斜坡面在所述夹持面上投影的长度为2毫米，所述下斜坡面在所述夹持面上投影的长度为2毫米。
[0016]作为一种可实施的方式，所述上过渡结构的表面和所述下过渡结构的表面分别覆盖一包角软合金涂层，所述包角软合金涂层表面的布氏硬度值大于或等于25，且小于或等于70。
[0017]本发明还提出一种碳纤维连续抽油杆注入头用夹持块的制造方法，用于制造所述的碳纤维连续抽油杆注入头用夹持块，包括如下步骤:
[0018]步骤S10，两个本体分别由结构钢制成，各所述本体分别具有一夹持面；
[0019]步骤S20，对所述夹持面进行表面清洗，用20目?40目的棕刚玉砂粒对所述夹持面进行喷砂；
[0020]步骤S30，在所述夹持面上开设均贯通到所述夹持面边缘的多个第一斜凹槽和多个第二斜凹槽，使各所述第一斜凹槽相互平行，各所述第二斜凹槽相互平行，多个所述第一斜凹槽与多个所述第二斜凹槽交叉布置形成网格状条纹结构，所述网格状条纹结构将所述夹持面分隔成多个凸齿；
[0021]步骤S40，使两个所述本体相对设置，在两个所述本体之间形成夹持碳纤维连续抽油杆的空间。
[0022]进一步地，在所述步骤SlO和所述步骤S20之间还包括步骤S15，所述步骤S15包括在各长方体状的所述本体上均具有与所述夹持面垂直的上端面和下端面，所述上端面与所述下端面相互平行且均垂直于所述碳纤维连续抽油杆；
[0023]将上过渡结构连接在所述上端面和所述夹持面之间，所述上过渡结构包括上斜坡面和上圆弧面;所述上斜坡面的一端从所述夹持面的上边缘处向上且朝远离所述夹持面的方向延伸，其另一端连接到所述上圆弧面的一端，所述上圆弧面的另一端位于所述上端面朝向所述夹持面的内侧边缘，使所述上圆弧面与所述上端面相切；
[0024]将下过渡结构连接在所述下端面和所述夹持面之间，所述下过渡结构包括下斜坡面和下圆弧面;所述下斜坡面的一端从所述夹持面的下边缘处向下且朝远离所述夹持面的方向延伸，其另一端连接到所述下圆弧面的一端，所述下圆弧面的另一端位于所述下端面朝向所述夹持面的内侧边缘，使所述下圆弧面与所述下端面相切。
[0025]更进一步地，在所述步骤S30之后所述步骤S40之前，所述制造方法还包括步骤S35，所述步骤S35包括先遮挡所述凹槽，电弧喷涂机以巴氏合金为喷涂丝材，将所述巴氏合金喷涂在所述上过渡结构的表面和所述下过渡结构的表面，分别形成包角软合金涂层。
[0026]本发明相比于现有技术的有益效果在于:本发明的碳纤维连续抽油杆注入头用夹持块采用结构钢制成的本体，夹持面上设置了网格状条纹结构，多个第一斜凹槽和多个第二斜凹槽交叉设置将夹持面分割成多个凸齿，使夹持面与碳纤维连续抽油杆的接触良好，提高了摩擦系数，夹持块能稳定可靠地夹持碳纤维连续抽油杆，尤其是有效提高了在碳纤维连续抽油杆表面有介质状态下的夹持性能，而且合理设计的网格状条纹结构能有效避免夹持面对碳纤维连续抽油杆表面造成夹持损伤。
[0027]在上端面与夹持面之间设置上过渡结构，在下端面与夹持面之间设置下过渡结构，避免本体上存在尖角会剪切碳纤维连续抽油杆，避免在切入角位置咬杆伤杆。在上过渡结构的表面和下过渡结构的表面分别设置包角软合金涂层，进一步避免了剪切损伤碳纤维连续抽油杆。
[0028]本发明的碳纤维连续抽油杆注入头用夹持块的制造方法，选择金属作为本体材料，利用了金属的抗压抗变形能力，而且在夹持面上设置多个第一斜凹槽和多个第二斜凹槽形成的网格状条纹结构，提高了摩擦系数，保证了足够高的夹持性能。
【附图说明】
[0029]图1为本发明的碳纤维连续抽油杆注入头用夹持块实施例一的主视剖面示意图；
[0030]图2为本发明的碳纤维连续抽油杆注入头用夹持块实施例一的本体的主视示意图；
[0031]图3为本发明的碳纤维连续抽油杆注入头用夹持块实施例一的本体的立体示意图；
[0032]图4为本发明的碳纤维连续抽油杆注入头用夹持块实施例一的本体的右视剖面示意图；
[0033]图5为图4的B处的局部放大不意图；
[0034]图6为图4的A-A截面的示意图；
[0035]图7为本发明的碳纤维连续抽油杆注入头用夹持块实施例一的本体的后视示意图；
[0036]图8为本发明的碳纤维连续抽油杆注入头用夹持块实施例二的本体的右视剖面示意图；
[0037]图9为图8的C处的局部放大不意图；
[0038]图10为本发明的碳纤维连续抽油杆注入头用夹持块实施例二的主视剖面示意图。
[0039]附图标记:
[0040]I O-本体;11-夹持面;112-凸齿;12-第一侧面