维束再经过拉挤模具7固化成型，拉挤模具7的入口处设有模具冷却装置6，用于降低模具入口温度，避免模具温度传导至注射模具14 ;在拉挤模具7周围、模具冷却装置6的后面，分布有模具加热装置8，在3段加热，固化温度在155?230°C之间，呈梯度升温方式，拉挤速度在0.2?0.4米/分钟之间，拉挤出复合材料杆体；拉挤出的复合材料杆体进入后固化加热炉9进行热应力处理及后固化，后固化结束，通过牵引装置11，将其卷绕在直径为2.5m?3.5m的圆盘12上。
[0025]其中，步骤b中的缠绕层和编织层使用芳纶1414纤维，其厚度为l~2mm。
[0026]另外，编织机5在主轴驱动系统旋转过程中，纤维放置轴沿设定的编织机纤维轴运行轨迹槽运转，使纤维编织成为一层网状保护层。
[0027]综合来说，本发明是将碳纤维、高强玻璃纤维与芳纶1414纤维通过缠绕、编织、注射拉挤成型工艺与树脂基体复合，制备复合材料抽油杆杆体经过同时固化后，最终形成耐高温碳纤维增强复合材料耐磨连续抽油杆。
[0028]以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1.一种耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆，其特征是:由内到外依次是沿杆体轴向的增强纤维碳纤维(A)，纤维缠绕增强层芳纶1414纤维(B);沿杆体轴向的增强纤维高强玻璃纤维(C)，纤维编织增强层芳纶1414纤维(D)，在所述的增强纤维碳纤维(A)的外侧缠绕一层纤维缠绕增强层芳纶1414纤维(B)，再通过增强纤维高强玻璃纤维(C)包覆进行预固化，在外层使用编织机编织一层纤维编织增强层芳纶1414纤维(D);最后在最外层的纤维编织增强层芳纶1414纤维(D)外注入多官能团环氧树脂，四层结构同时固化成型，其Tg值达到210°C以上，制成的杆体的连续长度为300?5000m。2.一种如权利要求1所述的耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆的制备装置，其特征是:包括放丝架(I)、预热系统(2)、缠绕机(3)、预成型(4)、编织机(5)、模具冷却装置(6)、拉挤模具(7)、模具加热装置(8)、控制部分(9)、后固化加热炉(10)、牵引装置(11)、卷绕装置(12)、注射机(13)和注射模具(14)组成，所述的放丝架(I)内放置碳纤维，多束碳纤维，在牵引装置(11)的牵引下经过注射模具(14)，在注射模具(14)的前端依次设有预热系统(2)、缠绕机(3)、预成型(4)、编织机(5)，后端依次设有模具冷却装置(6)、拉挤模具(7)、模具加热装置(8)、后固化加热炉(10)和牵引装置(11)，在所述的增强纤维碳纤维(A)的外侧缠绕一层纤维缠绕增强层芳纶1414纤维(B)，再通过增强纤维高强玻璃纤维(C)包覆进行预固化，在外层使用编织机编织一层纤维编织增强层芳纶1414纤维(D);且所述的注射模具(14)的一侧设有注射机(13)，使用高压向注射模具(14)内部注入树脂基体胶液；经注射模具(14)内胶液浸渍的多束碳纤维再经过拉挤模具(7)固化成型，拉挤模具(7)的入口处设有模具冷却装置(6)，分布有模具加热装置(8)，再进行多段加热，呈梯度升温方式，拉挤出复合材料杆体；拉挤出的复合材料杆体进入后固化加热炉(9)进行热应力处理及后固化，后固化结束，通过牵引装置(11)，将其卷绕在圆盘(12)上。3.根据权利要求2所述的耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆的制备装置，其特征是:所述的增强纤维碳纤维(A)、纤维缠绕增强层芳纶1414纤维(B)、增强纤维高强玻璃纤维(C)、纤维编织增强层芳纶1414纤维(D)，上述四层结构同时固化成型。4.根据权利要求2所述的耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆的制备装置，其特征是:所述的注射模具(14)包括直线导轨(14a)、纤维走向(14b)、加热管(14c)、内芯模(14(0、滑动调节块(146)、注胶孔(14^、树脂流道(148)、外模(1411)，所述的外模(1411)的前端为内芯模(14d)，二者之间设有树脂流道(14g)，且外模(14h)的顶部设有注胶孔(14^，注胶孔(14^与树脂流道(148)连通，所述的内芯模(14(1)的内部设有加热管(14(3)，在内芯模(14d)和外模(14h)的下端设有直线导轨(14a)，直线导轨(14a)上布设有多个滑动调节块(14e)，可通过调整滑块(14e)在滑轨(14a)上的位置调整内模芯(14d)和外模(14h)之间的树脂流道(14g)的宽度及树脂注入量。5.根据权利要求2所述的耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆的制备装置，其特征是:所述的树脂流道(Hg)为螺旋状导流槽结构。6.根据权利要求2所述的耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆的制备装置，其特征是:所述的编织机(5)包括控制系统(5a)、伺服电机(5b)、减速机(5c)、主轴驱动系统(5d)、纤维轴驱动系统(5e)、张紧装置(5f)、纤维放置轴(5g)、编织机纤维轴运行轨迹槽(5h)，所述的伺服电机(5b )通过减速机(5c )连接主轴驱动系统(5d)，主轴驱动系统(5d)连接到纤维轴驱动系统(5e)，所述的纤维轴驱动系统(5e)通过张紧装置(5f)连接纤维放置轴(5g)，并按照编织机纤维轴运行轨迹槽(5h )运行。7.根据权利要求2所述的耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆的制备装置，其特征是:所述的多段加热是采用三段加热，且后续的固化温度在155?230°C之间，呈梯度升温方式，拉挤速度在0.2?0.4米/分钟之间。8.一种如权利要求1-7中任一项所述的耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆的制备方法，其特征是包括以下步骤: (a)从放丝架(I)引出多束碳纤维，在牵引装置(11)的牵引下经过注射模具(14)，注射模具(14)内充满注射机(13)注入的树脂基体胶液，树脂基体为多官能团环氧树脂； (b)在内层增强纤维碳纤维(A)的外侧，使用缠绕机(3)缠绕一层I?2mm厚度，交叉角度为55?85°的缠绕层；之后通过增强纤维高强玻璃纤维(C)将内两层均匀包覆；经过编织机(5)编织一层I?2mm厚度，交叉角度为55?75°的编织层；以上四层纤维同步进入注射模具(14); (c )经注射模具(14 )内胶液浸渍的纤维束再经过拉挤模具(7 )固化成型，拉挤模具(7 )的入口处设有模具冷却装置(6)，用于降低模具入口温度，避免模具温度传导至注射模具(14);在拉挤模具(7)周围、模具冷却装置(6)的后面，分布有模具加热装置(8)，在3段加热，固化温度在155?230°C之间，呈梯度升温方式，拉挤速度在0.2?0.4米/分钟之间，拉挤出复合材料杆体；拉挤出的复合材料杆体进入后固化加热炉(9)进行热应力处理及后固化，后固化结束，通过牵引装置(11)，将其卷绕在圆盘(12)上。9.根据权利要求5所述的耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆的制备方法，其特征是:所述的步骤(b)中的缠绕层和编织层使用芳纶1414纤维，其厚度为l~2mm。10.根据权利要求5所述的耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆的制备方法，其特征是:所述的编织机(5)在主轴驱动系统旋转过程中，纤维放置轴沿设定的编织机纤维轴运行轨迹槽运转，使纤维编织成为一层网状保护层。
【专利摘要】本发明涉及一种耐高温碳纤维增强复合材料连续抽油杆及制备装置和方法。其技术方案是由内到外依次是沿杆体轴向的增强纤维碳纤维（A），纤维缠绕增强层芳纶1414纤维（B）；沿杆体轴向的增强纤维高强玻璃纤维（C），纤维编织增强层芳纶1414纤维（D），在最外层的纤维编织增强层芳纶1414纤维（D）外注入多官能团环氧树脂，四层结构同时固化成型，其Tg值达到210℃以上，制成的杆体的连续长度为300～5000m。有益效果是：赋予了抽油杆优异的耐温性能和耐偏磨性能，优异的径向、轴向抗压性能，较小的收卷直径，一次成型的制品生产效率高，操作简便，性能稳定。
【IPC分类】B29C70/52, E21B17/20, B29C70/54
【公开号】CN105172169
【申请号】
【发明人】王瑞星, 李强, 刘波
【申请人】胜利油田新大管业科技发展有限责任公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月23日