[发明专利]一种混杂纤维多维结构功能性杆体及其制备方法

权利要求书

1.一种混杂纤维多维结构功能性杆体，其特征是，为棒状结构，由内而外依次由中心刚性多维编织芯、中间毡状针刺层、表面耐冲击混杂编织层组成；

所述中心刚性多维编织芯为芯棒结构，所述芯棒结构以零度纱线为中心骨架，在中心骨架外部采用混杂纤维编织成多维立体编织结构，所述零度纱线为碳纤维与其他纤维1混合而成，所述混杂纤维为碳纤维与其他纤维2混合而成；

所述中间毡状针刺层为以碳纤维为主体，配合其他纤维3，采用短切形式制备的层状毡状增强体；

所述表面耐冲击混杂编织层以碳纤维为主体，配合其他纤维4，采用二维混杂纤维编织缠绕方式制成的表面层状结构；

所述中心刚性多维编织芯、中间毡状针刺层、表面耐冲击混杂编织层三层之间采用针刺方式进行层间结合，并采用树脂灌注成型；

所述中间毡状针刺层中设有引线装置；利用短切碳纤维的搭接导通原理配合引线通电，给杆体整体提供电加热功能；

其他纤维是指除碳纤维之外的其他纤维，包括芳纶纤维、玄武岩纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、UHMWPE纤维。

2.如权利要求1所述的混杂纤维多维结构功能性杆体，其特征是，所述零度纱线中碳纤维与其他纤维1的质量比为2~10:1；所述混杂纤维中碳纤维与其他纤维2的质量比为2~10:1；所述中间毡状针刺层中碳纤维与其他纤维3的质量比为2~10:1；所述表面耐冲击混杂编织层中碳纤维与其他纤维4的质量比为2~10:1。

3.如权利要求1所述的混杂纤维多维结构功能性杆体，其特征是，所述中间毡状针刺层中碳纤维与其他纤维3的纤维长度为1~3cm。

4.如权利要求1所述的混杂纤维多维结构功能性杆体，其特征是，所述中间毡状针刺层的密度为0.1~0.5g/cm³。

5.如权利要求1所述的混杂纤维多维结构功能性杆体，其特征是，所述表面耐冲击混杂编织层的碳纤维与光纤维进行混合编织。

6.如权利要求1所述的混杂纤维多维结构功能性杆体，其特征是，所述树脂的质量为混杂纤维多维结构功能性杆体总质量的30~50%。

7.一种权利要求1~6任一所述的混杂纤维多维结构功能性杆体的制备方法，其特征是，

（1）以零度纤维为骨架，在骨架表面采用多维编织形成多维立体编织结构，从而制备获得中心刚性多维编织芯；

（2）采用针刺成型的方式在中心刚性多维编织芯表面制备中间毡状针刺层；

（3）采用针刺的方式将中心刚性多维编织芯与中间毡状针刺层形成整体；

（4）采用二维缠绕成型在步骤（3）获得的结构表面制备表面耐冲击混杂编织层；

（5）采用针刺的方式将表面耐冲击混杂编织层结合在中间毡状针刺层外侧，从而形成预制件；

（6）采用真空灌注成型的方法将树脂灌注至预制件的内部，形成混杂纤维多维结构功能性杆体。

8.一种权利要求1~6任一所述的混杂纤维多维结构功能性杆体在石油开采中的应用。

9.一种抽油装置，其特征是，采用的抽油杆为权利要求1~6任一所述的混杂纤维多维结构功能性杆体。