CN113914785A - 一种复合材料连续抽油杆及制备装置和制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合材料连续抽油杆及制备装置和制备方法，包括碳纤维层以及包裹在碳纤维层外部的玻璃纤维层；还包括光纤层，所述光纤层同样被所述玻璃纤维层包裹住。进一步地，所述光纤层紧密结合在玻璃纤维层的中心位置。本发明工艺简单，生产布局合理，碳纤维性能充分发挥，光纤层可有效传到信号，本发明的可传导信号的复合材料连续抽油杆，具有重量轻、拉伸强度高、抗扭转、传递信号强等优点。

Description

一种复合材料连续抽油杆及制备装置和制备方法

技术领域

本发明涉及石油工业采油设备技术领域，具体地说是一种复合材料连续抽油杆及制备装置和制备方法。

背景技术

由于开发的油藏类型越来越复杂，同时井深的不断增加和井矿环境的不断恶化，腐蚀和偏磨问题成为油田采油工艺亟待解决的问题。因为具备轻质高强耐腐蚀的特点，所以碳纤维连续抽油杆已开始逐步取代传统的金属抽油杆。在发挥碳纤维连续抽油杆深抽、防腐、节能举升等技术优势的同时，为更好的实现油井的生产数据、油藏动态等在线连续监测，研究形成一种具有信号传输功能的复合材料连续抽油杆及制备装置和制备方法。CN106761444A公开了一种恒温伴热碳纤维连续抽油杆及制备装置和制备方法，CN110778280A公开了一种碳纤维空心加热杆柱，现有的碳纤维连续抽油杆技术功能单一，并没有一种具有信号传输功能的复合材料连续抽油杆。

公开(公告)号：CN106761444A，公开(公告)日：2017-05-31涉及一种恒温伴热碳纤维连续抽油杆及制备装置和制备方法，包括碳纤维芯体、包覆在碳纤维芯体外侧的玻璃纤维层和包覆在玻璃纤维层外侧的环氧树脂层，所述的碳纤维芯体的中央设置有电热带A，碳纤维芯体由通过树脂粘结的碳纤维束构成，所述的玻璃纤维层由缠绕玻璃纤维层和纵向玻璃纤维层组成，缠绕玻璃纤维层螺旋缠绕在碳纤维芯体的外侧，构成纵向玻璃纤维层的玻璃纤维与碳纤维平行设置。工艺简单，布局合理，通过本发明可生产出一种多层耐摩擦连续抽油杆，不但具有恒温加热功能，防止结蜡，而且具有重量轻，耐磨损，抗扭强度、抗剪强度、抗拉强度高等诸多优点。

公开(公告)号：CN110778280A，公开(公告)日：2020-02-11公开了一种碳纤维空心加热杆柱，包括多根碳纤维空心抽油杆和金属空心双头接头，所述碳纤维空心抽油杆包括金属接头、胶粘剂、密封圈和碳纤维空心管，所述金属接头的一端通过胶粘剂粘结在碳纤维空心管一端的外侧，所述金属接头的另一端设有内螺纹，金属空心双头接头的两端外侧均设有与金属接头的内螺纹适配的外螺纹，金属空心双头接头的两端分别与两个碳纤维空心管一端的金属接头螺纹连接，金属接头与碳纤维空心管管壁粘结的一端设有密封圈。有益效果：将多根碳纤维空心抽油杆通过金属空心双头接头连接相通，解决在碳纤维抽油杆使用中油井中原油结蜡或粘稠直接影响碳纤维抽油杆的使用效果的问题，提高抽油的效率，减少更换和维护的成本。

公开(公告)号：CN107443773A，公开(公告)日：2017-12-08涉及涉及一种连续抽油杆、制备连续抽油杆的设备及方法，以缓解现有技术中存在的抽油杆的耐磨性能、耐压性能较差的问题。连续抽油杆，包括芯体和包覆于芯体的耐磨层，芯体包括多个碳纤维和多个玻璃纤维，耐磨层包括多个芳纶纤维。碳纤维和玻璃纤维围绕抽油杆的轴心线方向均匀布置，碳纤维和玻璃纤维由树脂基固化成型，碳纤维形成分散相，碳纤维和树脂基形成连续相。提高了产品整体使用寿命，同时增加了径向和轴向抗压强度，并且，降低了弯曲直径，以及提高了杆体的整体耐磨性能。

公开(公告)号：CN1252370C，公开(公告)日：2006-04-19一种纤维增强复合材料连续抽油杆极其制备方法。该抽油杆采用包覆复合结构，且包覆层结构以横向排列的芳纶或超高分子量聚乙烯纤维束为纬线，纵向是由玻璃纤维间隔开的芳纶或超高分子量聚乙烯纤维带状结构，不但有效的提高了抽油杆抗横向劈裂强度、表面的局部耐磨性，而且增强了包覆层与碳纤维层间的结合力。该抽油杆的制备方法包括：包括放丝-在线表面处理-浸树脂胶—包覆层包覆——预成型—固化———-后固化—盘绕工序。其中，碳纤维首先经过一个在线表面处理炉进行表面处理，使碳纤维表面沟槽化，增加了表面活性官能团，显著改善了碳纤维对树脂的浸润性，增强了层间结合力。

公开(公告)号：CN106891549B，公开(公告)日：2019-01-08涉及一种多层复合防偏磨连续抽油杆的制备装置。其技术方案是：在注射模具的底部装有注胶嘴，注射机通过底部的注胶嘴向注射模具内部注入树脂基体胶液；在内层纵向纤维与外层纵向纤维之间使用编织机或缠绕机编织一层增强的缠绕层或编织层，注射拉挤成型设备的牵引装置和卷绕装置之间设置有一台热固性树脂喷涂设备和固化装置。采用的注射喷涂设备所喷涂的树脂经计量泵精确计量，保证喷涂厚度的一致性；静态混料器的应用可以保证树脂的充分混合，对制品性能的一致性起到关键作用；恒温装置保证喷涂树脂的性状保持一致；喷嘴经特殊设计，可以保证杆体周围涂层的厚度一致；两端过滤装置既能保证过滤掉多余树脂，又可保证喷涂涂层的厚度。

公开(公告)号：CN105235241A，公开(公告)日：2016-01-13一种热固性复合材料与热塑性材料抽油杆制备方法及装置，其特征是所述的方法包括以下步骤：首先，利用牵引机将热固性复合材料纤维从纱架中引出，进入树脂浸渍槽中；其次，使经过树脂浸渍的热固性复合材料纤维进入预成型模中；第三，在预成型后的纵向复合芯材表面利用正反转缠绕机进行正反向斜向缠绕；第四，再在表面带有缠绕层的纵向复合芯材包覆一层纵向纤维层；第五，将半成品芯材送入热固化模具中进行固化；第六，将经过固化的半成品芯材送入热塑螺杆机或热塑注塑机中在其表面进行注塑包覆，得到热固性与热塑性材料复合的抽油杆；最后，将得到的抽油杆冷却后送入收卷机收卷包装。方法简单，制品性能优于钢质产品。

公开(公告)号：CN205112425U，公开(公告)日：2016-03-30一种热固性复合材料与热塑性材料复合的抽油杆制备装置，其特征是它依次由放置热固性复合材料的纤维纱架(1)、树脂浸渍槽(2)、预成型槽(4)、单头正反转缠绕机(5)、包覆器(6)、热固化模具(7)、热塑性材料包覆机、冷却装置(11)、牵引机(12)、收卷机(13)和电控系统(14)通过抽油杆连成一体。结构简单，制品性能优于钢质产品。

公开(公告)号：CN106761447A，公开(公告)日：2017-05-31涉及一种具备通信功能的连续抽油杆及制备装置和制备方法，包括碳纤维芯体、包覆在碳纤维芯体外侧的玻璃纤维层和包覆在玻璃纤维层外侧的环氧树脂层，所述的碳纤维芯体的中央设置有电热带，碳纤维芯体由通过树脂粘结的碳纤维束构成，所述的玻璃纤维层由缠绕玻璃纤维层和纵向玻璃纤维层组成，缠绕玻璃纤维层螺旋缠绕在碳纤维芯体的外侧，构成纵向玻璃纤维层的玻璃纤维与碳纤维平行设置。工艺简单，布局合理，不但具有恒温加热功能，防止结蜡，而且具有重量轻，耐磨损，抗扭强度、抗剪强度、抗拉强度高等诸多优点。

以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本发明不相同，或者技术领域或者应用场合不同，针对本发明更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷而提供一种复合材料连续抽油杆及制备装置和制备方法，工艺简单，生产布局合理，碳纤维性能充分发挥，光纤层可有效传到信号，本发明的可传导信号的复合材料连续抽油杆，具有重量轻、拉伸强度高、抗扭转、传递信号强等优点。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种复合材料连续抽油杆，包括碳纤维层以及包裹在碳纤维层外部的玻璃纤维层；

还包括光纤层，所述光纤层同样被所述玻璃纤维层包裹住。

进一步地，所述光纤层紧密结合在玻璃纤维层的中心位置。

进一步地，所述碳纤维层包括至少一束碳纤维，沿轴向方向的碳纤维采用纵向拉伸强度4500MPa、纵向拉伸模量220GPa以上的聚丙烯腈基碳纤维，形成碳纤维层；玻璃纤维层的沿轴向方向高模量玻璃纤维采用纵向拉伸强度2500MPa、纵向拉伸模量85GPa以上的玻璃纤维无捻粗纱，形成玻璃纤维层；光纤层采用耐温的玻璃纤维光纤，产品玻璃化转变温度在120-240℃之间。

进一步地，所述抽油杆截面形状为圆形，直径为8-30mm；所述沿轴向方向的一束碳纤维截面为圆形，截面直径为4-8mm。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种复合材料连续抽油杆的制备装置，包括碳纤维纱架、碳纤维树脂浸润槽、碳纤维集束装置、碳纤维预成型、碳纤维拉挤模具、前加热装置、玻璃纤维纱架、树脂浸润槽、组合预成型、后总拉挤模具、后加热装置、牵引装置；

还包括光纤架、三材集束装置，所述三材集束装置置于树脂浸润槽与组合预成型之间的位置，所述三材集束装置中心开设光纤集束中心孔，该光纤集束中心孔引入光纤架牵出的光纤，同时三材集束装置还开设碳纤集束孔、玻纤集束孔，所述碳纤集束孔位于三材集束装置的光纤集束中心孔的外围，碳纤集束孔用于引入来自碳纤维纱架的且经过树脂浸润槽后的碳纤维，所述玻纤集束孔的圆心至三材集束装置的光纤集束中心孔的圆心的距离大于等于碳纤集束孔的圆心至三材集束装置的光纤集束中心孔的圆心的距离，玻纤集束孔用于引入来自玻璃纤维纱架的且经过树脂浸润槽后的玻璃纤维。

进一步地，所述牵引装置后方还设置收卷装置。

进一步地，所述碳纤维拉挤模具位于碳纤维预成型与前加热装置之间的位置，所述后总拉挤模具位于组合预成型与后加热装置之间的位置，所述碳纤维集束装置位于碳纤维树脂浸润槽与碳纤维预成型之间的位置。

进一步地，所述碳纤维集束装置中，均匀分布4向、两圈或三圈圈过纱孔，过纱孔直径为3-5mm，碳纤维预成型均匀分布4个过纱孔，过纱孔直径为6-8mm，碳纤维集束装置和碳纤维预成型的过纱孔均有2mm-4mm的圆弧过渡；所述三材集束装置中间为光纤集束中心孔直径1-2mm，外侧3圈直径3-4mm的圆孔为玻纤集束孔，均匀分布的4向直径为6-8mm的圆孔为碳纤集束孔；所述组合预成型中间为26-30mm的圆孔。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种复合材料连续抽油杆的制备方法，包括以下步骤：

(a)从碳纤维纱架A引出碳纤维，在牵引装置O牵引下经过碳纤维树脂浸润槽B，槽内的树脂基体为多功能团环氧树脂；

(b)在经过碳纤维预成型D，碳纤维形成4组纱线；

(c)纱线进入碳纤维拉挤模具E固化成型；在碳纤维拉挤模具E周围分布前加热装置F，分为3段加热，固化温度为110～200℃之间；

(d)拉挤出的碳纤维棒与两侧玻璃纤维纱架G和玻璃纤维纱架H的玻璃纤维一起进入树脂浸润槽I，浸润完成后与光纤架K上的光纤一起进入三材集束装置J，再通过预成型L实现纤维均匀排布；

(e)所有纱线进入后总拉挤模具M，由后加热装置N加热固化成型，固化温度为130～220℃之间，固化成型的连续抽油杆在牵引装置O的牵引下，牵引速度在20-25cm/min之间；

(f)最后通过收卷装置P收卷到卷盘上，卷盘直径在2.4m～3.4m之间。。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明工艺简单，生产布局合理，碳纤维性能充分发挥，光纤层可有效传到信号，本发明可传导信号的复合材料连续抽油杆，具有重量轻、拉伸强度高、抗扭转、传递信号强等优点。

具有信号传输功能的复合材料连续抽油杆，通过将光导纤维与复合材料连续抽油杆一体化结构，可更好将井底温度、压力等数据传输至地面，从而实现油井的生产数据、油藏动态等在线连续监测。

具有信号传输功能的复合材料连续抽油杆制备装置通过多级纱架机构中的碳纤纱架、玻璃纤维纱架、光纤纱架与集束装置以及多级预成型机构中的碳纤维预成型和组合预成型机构设计，实现了光纤与碳纤维、玻璃纤维的轴向分布，实现了光导纤维与复合材料连续抽油杆一体化结构。

具有信号传输功能的复合材料连续抽油杆的制备方法：通过具有信号传输功能的复合材料连续抽油杆制备装置的多级纱架机构中的碳纤纱架、玻璃纤维纱架、光纤纱架与集束装置以及多级预成型机构中的碳纤维预成型和组合预成型机构设计，实现了光纤与碳纤维、玻璃纤维的轴向分布,实现了光导纤维与复合材料连续抽油杆一体化结构。

附图说明

图1为本发明一种复合材料连续抽油杆的结构示意图；

图2为本发明一种复合材料连续抽油杆的制备装置的结构示意图；

图3为碳纤维集束装置的结构示意图；

图4为碳纤维预成型的结构示意图；

图5为集束装置的结构示意图；

图6为组合预成型的结构示意图。

图中：碳纤维层1、玻璃纤维层2和光纤层3；

碳纤维纱架A、碳纤维树脂浸润槽B、碳纤维集束装置C、碳纤维预成型D、碳纤维拉挤模具E、加热装置F、两侧玻璃纤维纱架G和玻璃纤维纱架H、树脂浸润槽I、集束装置J、光纤架K、组合预成型L、模具M、加热装置N、牵引装置O、收卷装置P；

碳纤集束孔J-1、光纤集束孔J-2、玻纤集束孔J-3。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：

一种复合材料连续抽油杆，包括碳纤维层1以及包裹在碳纤维层外部的玻璃纤维层2；

还包括光纤层3，所述光纤层同样被所述玻璃纤维层包裹住。

进一步地，所述光纤层紧密结合在玻璃纤维层的中心位置。

进一步地，所述碳纤维层包括至少一束碳纤维，沿轴向方向的碳纤维采用纵向拉伸强度4500MPa、纵向拉伸模量220GPa以上的聚丙烯腈基碳纤维，形成碳纤维层；玻璃纤维层的沿轴向方向高模量玻璃纤维采用纵向拉伸强度2500MPa、纵向拉伸模量85GPa以上的玻璃纤维无捻粗纱，形成玻璃纤维层；光纤层采用耐温的玻璃纤维光纤，产品玻璃化转变温度在120-240℃之间。

进一步地，所述抽油杆截面形状为圆形，直径为8-30mm；所述沿轴向方向的一束碳纤维截面为圆形，截面直径为4-8mm。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：

一种复合材料连续抽油杆的制备装置，包括碳纤维纱架A、碳纤维树脂浸润槽B、碳纤维集束装置C、碳纤维预成型D、碳纤维拉挤模具E、前加热装置F、玻璃纤维纱架G、H、树脂浸润槽I、组合预成型L、后总拉挤模具M、后加热装置N、牵引装置O；以上部件以及连接关系或位置关系所构成的技术方案属于本领域常规技术，直接应用即可，不再赘述。

还包括光纤架K、三材集束装置J，所述三材集束装置置于树脂浸润槽与组合预成型之间的位置，所述三材集束装置中心开设光纤集束中心孔，该光纤集束中心孔引入光纤架牵出的光纤，同时三材集束装置还开设碳纤集束孔、玻纤集束孔，所述碳纤集束孔位于三材集束装置的光纤集束中心孔的外围，碳纤集束孔用于引入来自碳纤维纱架的且经过树脂浸润槽后的碳纤维，所述玻纤集束孔的圆心至三材集束装置的光纤集束中心孔的圆心的距离大于等于碳纤集束孔的圆心至三材集束装置的光纤集束中心孔的圆心的距离，玻纤集束孔用于引入来自玻璃纤维纱架的且经过树脂浸润槽后的玻璃纤维。

进一步地，所述牵引装置后方还设置收卷装置P。

进一步地，所述碳纤维拉挤模具位于碳纤维预成型与前加热装置之间的位置，所述后总拉挤模具位于组合预成型与后加热装置之间的位置，所述碳纤维集束装置位于碳纤维树脂浸润槽与碳纤维预成型之间的位置。

进一步地，所述碳纤维集束装置中，均匀分布4向、两圈或三圈圈过纱孔，过纱孔直径为3-5mm，碳纤维预成型均匀分布4个过纱孔，过纱孔直径为6-8mm，碳纤维集束装置和碳纤维预成型的过纱孔均有2mm-4mm的圆弧过渡；所述三材集束装置中间为光纤集束中心孔直径1-2mm，外侧3圈直径3-4mm的圆孔为玻纤集束孔，均匀分布的4向直径为6-8mm的圆孔为碳纤集束孔；所述组合预成型中间为26-30mm的圆孔。

具有信号传输功能的复合材料连续抽油杆：

内层的沿轴向方向的碳纤维采用纵向拉伸强度4500MPa、纵向拉伸模量220GPa以上的聚丙烯腈基碳纤维，形成碳纤维层1，沿轴向方向高模量玻璃纤维采用纵向拉伸强度2500MPa、纵向拉伸模量85GPa以上的玻璃纤维无捻粗纱，形成玻璃纤维层2，光纤层3采用耐温的玻璃纤维光纤，树脂为多官能团环氧树脂，产品玻璃化转变温度在120-240℃之间，杆体连续生产长度为500-5000米。

所述抽油杆截面形状为圆形，直径为8-30mm。

所述的多层结构复合材料连续抽油杆，其特征是：所述沿轴向方向的碳纤维层1为4组，截面为圆形，截面直径为4-8mm。

所述的多层结构复合材料连续抽油杆，其特征是光纤层3位于杆体中间，与基体树脂结合紧密。

具有信号传输功能的复合材料连续抽油杆制备装置：

所述碳纤维纱架A上的碳纤维采用外抽方式，每根纤维张力可以调节；碳纤维纱架A的一侧有碳纤维树脂浸润槽B，碳纤维经过树脂浸润槽浸润后经过碳纤维集束装置C约束后，经过碳纤维预成型D进入碳纤维拉挤模具E进行固化；固化完成的碳纤维棒材与两侧玻璃纤维纱架G和玻璃纤维纱架H的玻璃纤维一起进入树脂浸润槽I，浸润完成后与光纤架K上的光纤一起进入集束装置J，再通过组合预成型L实现纤维均匀排布，最后进入模具M由加热装置N加热固化成型，固化成型的连续抽油杆在牵引装置O的牵引下，在收卷装置P上进行收卷。

具有信号传输功能的复合材料连续抽油杆的制备方法，包括以下步骤：

(a)从纱架A引出碳纤维，在牵引装置O牵引下经过碳纤维树脂浸润槽B，树脂基体为多功能团环氧树脂；

(b)在经过碳纤维预成型D，碳纤维形成4组纱线；

(c)纱线进入碳纤维拉挤模具E固化成型；在碳纤维拉挤模具E周围分布加热装置F，分为3段加热，固化温度为110～200℃之间；

(d)拉挤出的碳纤维棒与两侧玻璃纤维纱架G和玻璃纤维纱架H的玻璃纤维一起进入树脂浸润槽I，浸润完成后与光纤架K上的光纤一起进入集束装置J，再通过预成型L实现纤维均匀排布；

(e)所有纱线进入模具M，由加热装置N加热固化成型，固化温度为130～220℃之间，固化成型的连续抽油杆在牵引装置O的牵引下，牵引速度在20-25cm/min之间；

(f)最后通过收卷装置P收卷到卷盘上，卷盘直径在2.4m～3.4m之间。

所述的碳纤维集束装置C中，均匀分布4向、两圈或三圈圈过纱孔，过纱孔直径为3-5mm，碳纤维预成型D均匀分布4个过纱孔，过纱孔直径为6-8mm，碳纤维集束装置C和碳纤维预成型D的过纱孔均有2mm-4mm的圆弧过渡；集束装置J中间为光纤孔直径1-2mm，外侧3圈直径3-4mm的圆孔为玻璃纤维孔，均匀分布的4向直径为6-8mm的圆孔为碳纤维孔，预成型L中间为26-30mm的圆孔。

实施例2：

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：

一种复合材料连续抽油杆，包括碳纤维层1以及包裹在碳纤维层外部的玻璃纤维层2；

还包括光纤层3，所述光纤层同样被所述玻璃纤维层包裹住。

进一步地，所述光纤层紧密结合在玻璃纤维层的中心位置。

进一步地，所述碳纤维层包括至少一束碳纤维，沿轴向方向的碳纤维采用纵向拉伸强度4500MPa、纵向拉伸模量220GPa以上的聚丙烯腈基碳纤维，形成碳纤维层；玻璃纤维层的沿轴向方向高模量玻璃纤维采用纵向拉伸强度2500MPa、纵向拉伸模量85GPa以上的玻璃纤维无捻粗纱，形成玻璃纤维层；光纤层采用耐温的玻璃纤维光纤，产品玻璃化转变温度在120-240℃之间。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：

一种复合材料连续抽油杆的制备装置，包括碳纤维纱架A、碳纤维树脂浸润槽B、碳纤维集束装置C、碳纤维预成型D、碳纤维拉挤模具E、前加热装置F、玻璃纤维纱架G、H、树脂浸润槽I、组合预成型L、后总拉挤模具M、后加热装置N、牵引装置O；

还包括光纤架K、三材集束装置J，所述三材集束装置置于树脂浸润槽与组合预成型之间的位置，所述三材集束装置中心开设光纤集束中心孔，该光纤集束中心孔引入光纤架牵出的光纤，同时三材集束装置还开设碳纤集束孔、玻纤集束孔，所述碳纤集束孔位于三材集束装置的光纤集束中心孔的外围，碳纤集束孔用于引入来自碳纤维纱架的且经过树脂浸润槽后的碳纤维，所述玻纤集束孔的圆心至三材集束装置的光纤集束中心孔的圆心的距离大于等于碳纤集束孔的圆心至三材集束装置的光纤集束中心孔的圆心的距离，玻纤集束孔用于引入来自玻璃纤维纱架的且经过树脂浸润槽后的玻璃纤维。

进一步地，所述牵引装置后方还设置收卷装置P。

进一步地，所述碳纤维拉挤模具位于碳纤维预成型与前加热装置之间的位置，所述后总拉挤模具位于组合预成型与后加热装置之间的位置，所述碳纤维集束装置位于碳纤维树脂浸润槽与碳纤维预成型之间的位置。

实施例3：

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：

一种复合材料连续抽油杆，包括碳纤维层1以及包裹在碳纤维层外部的玻璃纤维层2；

还包括光纤层3，所述光纤层同样被所述玻璃纤维层包裹住。

进一步地，所述光纤层紧密结合在玻璃纤维层的中心位置。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：

一种复合材料连续抽油杆的制备装置，包括碳纤维纱架A、碳纤维树脂浸润槽B、碳纤维集束装置C、碳纤维预成型D、碳纤维拉挤模具E、前加热装置F、玻璃纤维纱架G、H、树脂浸润槽I、组合预成型L、后总拉挤模具M、后加热装置N、牵引装置O；

还包括光纤架K、三材集束装置J，所述三材集束装置置于树脂浸润槽与组合预成型之间的位置，所述三材集束装置中心开设光纤集束中心孔，该光纤集束中心孔引入光纤架牵出的光纤，同时三材集束装置还开设碳纤集束孔、玻纤集束孔，所述碳纤集束孔位于三材集束装置的光纤集束中心孔的外围，碳纤集束孔用于引入来自碳纤维纱架的且经过树脂浸润槽后的碳纤维，所述玻纤集束孔的圆心至三材集束装置的光纤集束中心孔的圆心的距离大于等于碳纤集束孔的圆心至三材集束装置的光纤集束中心孔的圆心的距离，玻纤集束孔用于引入来自玻璃纤维纱架的且经过树脂浸润槽后的玻璃纤维。

虽然以上所有的实施例均使用图1，但作为本领域的技术人员可以很清楚的知道，不用给出单独的图纸来表示，只要实施例中缺少的零部件或者结构特征在图纸中拿掉即可。这对于本领域技术人员来说是清楚的。当然部件越多的实施例，只是最优实施例，部件越少的实施例为基本实施例，但是也能实现基本的发明目的，所以所有这些都在本发明的保护范围内。

本申请中凡是没有展开论述的零部件本身、本申请中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术，不再赘述。比如焊接、丝扣式连接等。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种复合材料连续抽油杆，包括碳纤维层以及包裹在碳纤维层外部的玻璃纤维层；

其特征在于，还包括光纤层，所述光纤层同样被所述玻璃纤维层包裹住。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料连续抽油杆，其特征在于，所述光纤层紧密结合在玻璃纤维层的中心位置。

3.根据权利要求2所述的一种复合材料连续抽油杆，其特征在于，所述碳纤维层包括至少一束碳纤维，沿轴向方向的碳纤维采用纵向拉伸强度4500MPa、纵向拉伸模量220GPa以上的聚丙烯腈基碳纤维，形成碳纤维层；玻璃纤维层的沿轴向方向高模量玻璃纤维采用纵向拉伸强度2500MPa、纵向拉伸模量85GPa以上的玻璃纤维无捻粗纱，形成玻璃纤维层；光纤层采用耐温的玻璃纤维光纤，产品玻璃化转变温度在120-240℃之间。

4.根据权利要求3所述的一种复合材料连续抽油杆，其特征在于，所述抽油杆截面形状为圆形，直径为8-30mm；所述沿轴向方向的一束碳纤维截面为圆形，截面直径为4-8mm。

5.一种复合材料连续抽油杆的制备装置，包括碳纤维纱架、碳纤维树脂浸润槽、碳纤维集束装置、碳纤维预成型、碳纤维拉挤模具、前加热装置、玻璃纤维纱架、树脂浸润槽、组合预成型、后总拉挤模具、后加热装置、牵引装置；

其特征在于，还包括光纤架、三材集束装置，所述三材集束装置置于树脂浸润槽与组合预成型之间的位置，所述三材集束装置中心开设光纤集束中心孔，该光纤集束中心孔引入光纤架牵出的光纤，同时三材集束装置还开设碳纤集束孔、玻纤集束孔，所述碳纤集束孔位于三材集束装置的光纤集束中心孔的外围，碳纤集束孔用于引入来自碳纤维纱架的且经过树脂浸润槽后的碳纤维，所述玻纤集束孔的圆心至三材集束装置的光纤集束中心孔的圆心的距离大于等于碳纤集束孔的圆心至三材集束装置的光纤集束中心孔的圆心的距离，玻纤集束孔用于引入来自玻璃纤维纱架的且经过树脂浸润槽后的玻璃纤维。

6.根据权利要求5所述的一种复合材料连续抽油杆的制备装置，其特征在于，所述牵引装置后方还设置收卷装置。

7.根据权利要求5所述的一种复合材料连续抽油杆的制备装置，其特征在于，所述碳纤维拉挤模具位于碳纤维预成型与前加热装置之间的位置，所述后总拉挤模具位于组合预成型与后加热装置之间的位置，所述碳纤维集束装置位于碳纤维树脂浸润槽与碳纤维预成型之间的位置。

8.根据权利要求5所述的一种复合材料连续抽油杆的制备装置，其特征在于，所述碳纤维集束装置中，均匀分布4向、两圈或三圈圈过纱孔，过纱孔直径为3-5mm，碳纤维预成型均匀分布4个过纱孔，过纱孔直径为6-8mm，碳纤维集束装置和碳纤维预成型的过纱孔均有2mm-4mm的圆弧过渡；所述三材集束装置中间为光纤集束中心孔直径1-2mm，外侧3圈直径3-4mm的圆孔为玻纤集束孔，均匀分布的4向直径为6-8mm的圆孔为碳纤集束孔；所述组合预成型中间为26-30mm的圆孔。

9.一种复合材料连续抽油杆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)从碳纤维纱架A引出碳纤维，在牵引装置O牵引下经过碳纤维树脂浸润槽B，槽内的树脂基体为多功能团环氧树脂；

(b)在经过碳纤维预成型D，碳纤维形成4组纱线；

(c)纱线进入碳纤维拉挤模具E固化成型；在碳纤维拉挤模具E周围分布前加热装置F，分为3段加热，固化温度为110～200℃之间；

(d)拉挤出的碳纤维棒与两侧玻璃纤维纱架G和玻璃纤维纱架H的玻璃纤维一起进入树脂浸润槽I，浸润完成后与光纤架K上的光纤一起进入三材集束装置J，再通过预成型L实现纤维均匀排布；

(e)所有纱线进入后总拉挤模具M，由后加热装置N加热固化成型，固化温度为130～220℃之间，固化成型的连续抽油杆在牵引装置O的牵引下，牵引速度在20-25cm/min之间；

(f)最后通过收卷装置P收卷到卷盘上，卷盘直径在2.4m～3.4m之间。

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