一种碳纤维复合材料抽油杆微波连续热解装置及方法与流程

本发明属于抽油杆回收利用，具体涉及一种碳纤维复合材料抽油杆微波连续热解装置及方法。

背景技术：

1、碳纤维连续抽油杆是一种芯部采用碳纤维丝、树脂等原材料按照一定配比制成的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的、长度在1000米以上，可缠绕在滚筒上的一类新型抽油杆。碳纤维杆具有质量轻、强度高和耐腐蚀等特点，适用于深井、超深井和腐蚀性油井。随着碳纤维材料应用的普及与制造成本的降低，近年来碳纤维抽油杆在国内各油田得到了规模性应用。碳纤维抽油杆材料密度低，可以显著减小悬点载荷，有利于实现油井深抽，使原来钢质杆抽油系统无法开采的深层低渗透油藏得到高效开发，此外碳纤维抽油杆强度高、耐腐蚀等优点，可以延长检泵周期，实现抽油机井高效、低成本运行。

2、随着石油开采量的逐年增大，每年将产生大量废旧的碳纤维增强基复合材料抽油杆，作为固体废弃物，燃烧处理会产生大量有毒有害气体，填埋处理不仅降解时间长，而且浪费土地资源。碳纤维增强基复合材料抽油杆若能得到有效回收利用，不仅会节约资源开采，热解回收还会产生巨大的经济效益，碳纤维增强基复合材料的回收利用市场潜力巨大。

3、因此，研发一种碳纤维复合材料抽油杆的有效回收装置及方法是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种碳纤维复合材料抽油杆微波连续热解装置及方法，解决了碳纤维增强基复合材料抽油杆的回收利用问题。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明的第一个方面，提供了一种碳纤维复合材料抽油杆微波连续热解装置，所述装置包括：剥离炉和热解炉，所述剥离炉和所述热解炉之间通过第一连通器连接。

4、本发明的进一步改进在于：

5、所述剥离炉包括剥离炉炉壳，所述剥离炉炉壳的一端设有进料口，另一端设有出料口，所述剥离炉炉壳内由进料口向出料口依次设有第一轧辊和剥离器，所述剥离器下方设有收集仓；

6、所述进料口的前端设有进料台；

7、所述出料口与所述第一连通器连接。

8、本发明的进一步改进在于：

9、所述第一轧辊共设有三组，每组均设有上下两个第一压辊，三组第一轧辊的辊压面处在同一水平面上，且第一压辊的中心轴线与进料到出料的方向垂直；

10、所述第一压辊包括金属外壳空心管，所述金属外壳空心管的内壁套装有碳化硅管；

11、所述金属外壳空心管的外表面设有10-50个第一凹槽，所述进料台上设有10-50个凹槽，所述进料台上的凹槽的数量、位置和尺寸与所述金属外壳空心管外表面的第一凹槽的数量、位置和尺寸相适应。

12、本发明的进一步改进在于：

13、所述第一压辊的两端均伸出所述剥离炉炉壳外，且均通过轴承固定在所述剥离炉炉壳上，其中所述第一压辊的一端连接有第一齿轮，另一端开口；

14、每组第一轧辊中上下两个第一压辊上连接的第一齿轮的直径相同；从进料口到出料口，三组第一轧辊上连接的第一齿轮直径分别为a、b、c，其中a>b>c。

15、本发明的进一步改进在于：

16、所述剥离炉炉壳上固定有微波发射器，所述微波发射器的微波溃口正对着所述第一压辊开口的一端，为第一压辊提供热源；

17、所述剥离炉炉壳上设置的微波发射器与所述第一压辊一一对应。

18、本发明的进一步改进在于：

19、所述剥离炉炉壳的顶部安装有三个红外测温仪，三个所述红外测温仪分别正对着三组第一轧辊。

20、本发明的进一步改进在于：

21、所述剥离器为t型结构，一端为10-50个管状异形刀具，每个刀具包括4个四分之一圆状刀头，相对的两个刀头为一组，两组刀头前后错位分布，所述刀头的刃面为圆形弧线。

22、本发明的进一步改进在于：

23、所述热解炉包括热解炉炉壳，所述热解炉炉壳的一端设有热解炉进料口，另一端设有热解炉出料口，所述热解炉进料口与所述第一连通器连接，所述热解炉出料口连通有第二连通器，所述第二连通器的后端设置有出料台；

24、所述热解炉炉壳内设有第二轧辊，所述第二轧辊的下方设置有集液仓。

25、本发明的进一步改进在于：

26、所述第二轧辊共设置三组，每组第二轧辊的中心点与第一轧辊的中心点在同一条直线上，每组均设有上下两个第二压辊；

27、所述第二压辊为双层结构，其中内层为金属材料空心管，金属材料空心管外套接有氮化硅管；

28、所述第二压辊中氮化硅管的外表面上设有10-50个第二凹槽，所述出料台上也设有10-50个凹槽；

29、所述第二凹槽和所述出料台上凹槽的数量、位置和尺寸与所述金属外壳空心管表面的第一凹槽的数量、位置和尺寸相适应。

30、本发明的进一步改进在于：

31、所述第二压辊的两端均通过轴承固定在所述热解炉炉壳上，所述第二压辊的其中一端伸出所述热解炉炉壳外且连接有第二齿轮；

32、三组第二轧辊中第二压辊上连接的第二齿轮的直径均相同。

33、本发明的进一步改进在于：

34、所述热解炉炉壳的顶部均匀设有多个微波发射器；

35、所述热解炉炉壳顶部倾斜安装有多个红外线测温仪，多个所述红外线测温仪均匀分布且分别对着所述第二压辊表面的第二凹槽。

36、本发明的进一步改进在于：

37、所述第一连通器和所述第二连通器的结构相同，包括连通器本体，所述连通器本体中相对的两个侧壁之间设有矩形贯穿通道，所述连通器本体内设有圆柱形腔体，所述圆柱形腔体内旋转连接有圆柱连通件，所述圆柱连通件与所述矩形贯穿通道同轴线设置；

38、所述圆柱连通件沿轴线方向设有一矩形贯穿开口，所述圆柱连通件的一端设有旋转轴，所述旋转轴伸出所述连通器本体外且连接有齿轮，在齿轮的带动下，圆柱连通件在腔体内旋转，实现连通器的开和/或关。

39、本发明的第二个方面，还提供了一种碳纤维复合材料抽油杆连续微波热解方法，采用上述碳纤维复合材料抽油杆连续微波热解装置对碳纤维复合材料抽油杆进行热解回收。

40、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

41、本发明装置通过设置剥离炉，并在剥离炉内设置i型轧辊和剥离器，实现了碳纤维复合材料抽油杆的全自动流水式分解回收，有效回收玻璃纤维；通过设置热解炉，并通过微波加热实现碳纤维基体快速升温，加速树脂材料的热解，有效回收碳纤维；

42、本发明装置可以实现较长尺寸的碳纤维复合材料抽油杆完整热解，使回收的碳纤维可以重塑较大复合材料。

技术特征：

1.一种碳纤维复合材料抽油杆微波连续热解装置，其特征在于，所述装置包括：剥离炉和热解炉，所述剥离炉和所述热解炉之间通过第一连通器连接。

2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料抽油杆微波连续热解装置，其特征在于，所述剥离炉包括剥离炉炉壳，所述剥离炉炉壳的一端设有进料口，另一端设有出料口，所述剥离炉炉壳内由进料口向出料口依次设有第一轧辊和剥离器，所述剥离器下方设有收集仓；

3.根据权利要求2所述的碳纤维复合材料抽油杆微波连续热解装置，其特征在于，所述第一轧辊共设有三组，每组均设有上下两个第一压辊，三组第一轧辊的辊压面处在同一水平面上，且第一压辊的中心轴线与进料到出料的方向垂直；

4.根据权利要求3所述的碳纤维复合材料抽油杆微波连续热解装置，其特征在于，所述第一压辊的两端均伸出所述剥离炉炉壳外，且均通过轴承固定在所述剥离炉炉壳上，其中所述第一压辊的一端连接有第一齿轮，另一端开口；

5.根据权利要求4所述的碳纤维复合材料抽油杆微波连续热解装置，其特征在于，所述剥离炉炉壳上固定有微波发射器，所述微波发射器的微波溃口正对着所述第一压辊开口的一端，为第一轧辊提供热源；

6.根据权利要求5所述的碳纤维复合材料抽油杆微波连续热解装置，其特征在于，所述剥离炉炉壳的顶部安装有三个红外测温仪，三个所述红外测温仪分别正对着三组第一轧辊。

7.根据权利要求6所述的碳纤维复合材料抽油杆微波连续热解装置，其特征在于，所述剥离器为t型结构，一端为10-50个管状异形刀具，每个刀具包括4个四分之一圆状刀头，相对的两个刀头为一组，两组刀头前后错位分布，所述刀头的刃面为圆形弧线。

8.根据权利要求7所述的碳纤维复合材料抽油杆微波连续热解装置，其特征在于，所述热解炉包括热解炉炉壳，所述热解炉炉壳的一端设有热解炉进料口，另一端设有热解炉出料口，所述热解炉进料口与所述第一连通器连接，所述热解炉出料口连通有第二连通器，所述第二连通器的后端设置有出料台；

9.根据权利要求8所述的碳纤维复合材料抽油杆微波连续热解装置，其特征在于，所述第二轧辊共设置三组，每组均设有上下两个第二压辊，每组第二轧辊的中心点与第一轧辊的中心点在同一条直线上；

10.根据权利要求9所述的碳纤维复合材料抽油杆微波连续热解装置，其特征在于，所述第二压辊的两端均通过轴承固定在所述热解炉炉壳上，所述第二压辊的其中一端伸出所述热解炉炉壳外且连接有第二齿轮；

11.根据权利要求10所述的碳纤维复合材料抽油杆微波连续热解装置，其特征在于，所述热解炉炉壳的顶部均匀设有多个微波发射器；

12.根据权利要求11所述的碳纤维复合材料抽油杆微波连续热解装置，其特征在于，所述第一连通器和所述第二连通器的结构相同，包括连通器本体，所述连通器本体中相对的两个侧壁之间设有矩形贯穿通道，所述连通器本体内设有圆柱形腔体，所述圆柱形腔体内旋转连接有圆柱连通件，所述圆柱连通件与所述矩形贯穿通道同轴线设置；

13.一种碳纤维复合材料抽油杆连续微波热解方法，其特征在于，采用权利要求1-12任一项所述的碳纤维复合材料抽油杆连续微波热解装置对碳纤维复合材料抽油杆进行热解回收。

技术总结本发明提供了一种碳纤维复合材料抽油杆微波连续热解装置及方法，属于抽油杆回收利用技术领域。所述装置包括：包括剥离炉和热解炉，所述剥离炉和所述热解炉之间通过第一连通器连接。本发明装置通过设置剥离炉，并在剥离炉内设置第一轧辊和剥离器，实现了碳纤维复合材料抽油杆的全自动流水式分解回收，有效回收玻璃纤维；通过设置热解炉，并通过微波加热实现碳纤维基体快速升温，加速树脂材料的热解，有效回收碳纤维；本发明可以实现较长尺寸的碳纤维复合材料抽油杆完整热解，使回收的碳纤维可以重塑较大复合材料。技术研发人员：沈志刚,许磊,李磊,李航,刘建华,郭胜惠受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15