[发明专利]一种纤维复合材料芯绞合金属丝抽油杆及制备方法和应用

权利要求书

1.一种纤维复合材料芯绞合金属丝抽油杆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1、杆体制备：

(1)刚性层制备：将纤维丝分纱和展纱后浸润树脂，得到混合纤维丝束；

(2)保护层制备：用高强度纤维进行缠绕包覆所述混合纤维丝束，完成后进行第一次固化成型,然后进行第二次固化，即得杆体，备用；

2、在杆体上制备金属丝结构层：金属丝绞合在步骤(2)制备的杆体表面，得到杆体/金属丝复合层；

3、抽油杆制备：采用挤出包覆的方式在步骤2制备的杆体/金属丝复合层

表面包覆熔融的工程塑料，然后进行冷却定型，即完成抗冲击防腐热塑性层的制备，得纤维复合材料芯绞合金属丝抽油杆。

2.如权利要求1所述的一种纤维复合材料芯绞合金属丝抽油杆的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述第一次固化成型分为三个阶段，固化温度分别为140-160℃，160-180℃，180-220℃，固化时间在0.3-1min之间。

3.如权利要求1所述的一种纤维复合材料芯绞合金属丝抽油杆的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述第二次固化温度在180-220℃之间，固化时间5-10min，经初始固化后的再次固化能够进一步提高固化程度，保证复合材料抽油杆的抗拉性能。

4.如权利要求1所述的一种纤维复合材料芯绞合金属丝抽油杆的制备方法，其特征在于，步骤(2)制备的油杆树脂含量为18-25％。

5.如权利要求1所述的一种纤维复合材料芯绞合金属丝抽油杆的制备方法，其特征在于，步骤(2)中制备的油杆直径为6-13mm，长度为1-5000m。

6.如权利要求1所述的一种纤维复合材料芯绞合金属丝抽油杆的制备方法，其特征在于，步骤2中，绞合初始速度采取低速启动，控制在10mm/min，工艺稳定后提升绞合速度。

7.如权利要求1所述的一种纤维复合材料芯绞合金属丝抽油杆的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述挤出温度为180-260℃，挤出速度在500-2000mm/min之间。

8.权利要求1-7任一项所述的制备方法制备得到的纤维复合材料芯绞合金属丝抽油杆，其特征在于，结构包括：杆体,其包括刚性层以及缠绕在该刚性层表面的保护层；所述刚性层由纤维丝复合热固性树脂而成，所述保护层材质为高强度纤维；金属丝结构层,其由金属丝绞合在保护层表面形成；抗冲击防腐热塑性层；其包覆在金属丝结构层表面。

9.如权利要求8所述的纤维复合材料芯绞合金属丝抽油杆，其特征在于，所述刚性层中，纤维丝为高模量碳纤维，或者高模量碳纤维混杂玻璃纤维和/或无机陶瓷纤维。

10.如权利要求9所述的纤维复合材料芯绞合金属丝抽油杆，其特征在于，所述高模量碳纤维包括：T300、T700、T800、T1000、M40、M46、M50、M55中的任意一种或多种。

11.如权利要求9所述的纤维复合材料芯绞合金属丝抽油杆，其特征在于，所述无机陶瓷纤维包括：氧化铝纤维、碳化硅纤维、碳化硼纤维、玄武岩纤维、石英纤维中的任意一种。

12.如权利要求9所述的纤维复合材料芯绞合金属丝抽油杆，其特征在于，所述刚性层中，热固性树脂包括：环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、脲醛树脂、热固性聚氨酯树脂、有机硅树脂、呋喃树脂中的任意一种。

13.如权利要求8所述的纤维复合材料芯绞合金属丝抽油杆，其特征在于，所述保护层的材质包括高强度玻璃纤维、无机陶瓷纤维。

14.如权利要求13所述的纤维复合材料芯绞合金属丝抽油杆，其特征在于，所述无机陶瓷纤维包括氧化铝纤维、碳化硅纤维、碳化硼纤维、玄武岩纤维、石英纤维中的任意一种。