[发明专利]一种碳纤维复合材料增强超高压活动弯头

说明书

本发明提供了一种碳纤维复合材料超高压活动弯头。所述活动弯头在AD弯头的端部装有密封圈，AD弯头与AB弯头相连接，连接处的上钢珠槽和内珠道中装有钢珠，AD弯头与AB弯头的连接处装有盘根，BC直头的端部装有挡圈和翼形螺母，BC直头与AB弯头相连接，连接处的下钢珠槽10和内珠道中装有钢珠，AD弯头、AB弯头、BC直头的外部均覆盖有碳纤维复合材料。本发明中AD弯头、AB弯头和BC直头外表面覆盖有碳纤维材料，碳纤维材料具有超高的抗拉强度，有效提高弯头和直接头本体的强度，组成的活动弯头可以承受140MPa及以上超高压力流体。

技术领域

本发明涉及到石油、天然气钻采机械设备领域，特别涉及到一种碳纤维复合材料增强超高压活动弯头。

背景技术

大排量分段压裂作业是非常规页岩油气开发中常用的工艺技术，压裂作业中需要使用大量的活动弯头将压裂车与高压管汇和井口连接起来，用于输送高压力的压裂液，由于非常规页岩油气压裂具有压力高、排量大、震动剧烈、连续作业时间长、工况恶劣的特点，普通活动弯头在使用过程中长期承受超高压夹砂、含盐酸流动介质冲刷作用，其内壁容易冲蚀，造成壁厚减薄，降低了弯头使用寿命，特别是存在由于高压作用和内壁减薄引起弯头爆裂的安全隐患。另外，普通活动弯头整体壁厚较大，重量较大，造成安装和移运不方便。为解决以上问题，采用新型碳纤维复合材料覆层弯头，直接头等部件，组合而成活动弯头。碳纤维复合材料已广泛应用于航空航天、风力发电、船舶推进、汽车零部件等各个领域。具有质量轻，抗拉强度高，比强度比钢大16倍，热膨胀系数小，耐疲劳，耐腐蚀好等优点，碳纤维复合材料覆层弯头，能够减轻弯头重量；有效提高活动弯头的本体强度，能够延长弯头使用寿命；由于外层纤维的束缚作用，也消除了弯头爆裂碎片飞出的安全隐患。

为便于表达，采用石油行业内通用叫法，将活动弯头的关键部件称为AD弯头、AB弯头和BC直头，其中：A表示外球道，B表示内球道，C表示公由壬（球面端），D表示母由壬（外梯形螺纹端），例：AD弯头表示由外球道和母由壬组成的弯头。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳纤维复合材料增强超高压活动弯头。

本发明的设计思想是提出一种碳纤维复合材料覆层处理过的弯头、直接头等部件，组合而成活动弯头，经特殊处理的碳纤维覆层能有效提高弯头和直接头的本体强度，该活动弯头内部能够承受140MPa及以上的超高压流体。解决了弯头笨重，安装和移运不方便，弯头使用寿命不长，弯头爆裂碎片飞出造成安全隐患等问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种碳纤维复合材料超高压活动弯头，包括：密封圈、AD弯头、钢珠、盘根、AB弯头、BC直头、挡圈、翼形螺母和碳纤维复合材料，所述活动弯头在AD弯头的端部装有密封圈，AD弯头的另一端与AB弯头相连接，连接处的上钢珠槽和内珠道中装有钢珠 ，AD弯头与AB弯头的连接处装有盘根，BC直头的端部装有挡圈和翼形螺母，BC直头的另一端与AB弯头相连接，连接处的下钢珠槽10和内珠道中装有钢珠。

所述的弯头中的AD弯头、AB弯头、BC直头的外部均覆盖有碳纤维复合材料。

所述的AD弯头其上一端开有上钢珠槽。

所述的AB弯头其一端内开有内珠道，另一端开有下钢珠槽。

所述的BC直头其一端内开有内珠道，另一端有挡块。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明中AD弯头、AB弯头和BC直头之间采用活动节连接，活动节可以旋转，在安装使用时，具有良好的可操作性；

2、本发明中AD弯头、AB弯头和BC直头外表面覆盖有碳纤维材料，碳纤维材料具有超高的抗拉强度，有效提高弯头和直接头本体的强度，组成的活动弯头可以承受140MPa及以上超高压力流体；