[发明专利]具有自主修复功能的碳纤维复合材料抽油杆

权利要求书

1.一种具有自主修复功能的碳纤维复合材料抽油杆，其特征在于，由内到外依次包括碳纤维单向复合材料芯层、热塑性纤维热熔编织层和短切碳纤维增强热固性树脂耐腐蚀刚性层，其中：

所述碳纤维单向复合材料芯层采用圆棒结构，以连续单向碳纤维长丝增强热固性树脂基体构成；

所述热塑性纤维热熔编织层位于所述碳纤维单向复合材料芯层表面，采用热塑性有机纤维长丝编织制备；

所述短切碳纤维增强热固性树脂耐腐蚀刚性层采用特定长度的短切碳纤维混入热固性树脂基体中，在所述热塑性纤维热熔编织层表面注射涂覆最终热固化形成。

2.根据权利要求1所述的具有自主修复功能的碳纤维复合材料抽油杆，其特征在于，所述碳纤维单向复合材料芯层采用高强碳纤维的单向排布结构浸渍热固性树脂基体，该高强碳纤维采用T300、T700、T800、T1000中的一种，该热固性树脂基体采用环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂中的一种。

3.根据权利要求2所述的具有自主修复功能的碳纤维复合材料抽油杆，其特征在于，所述碳纤维单向复合材料芯层的热固性树脂基体的含量控制在30％-60％范围内，所述碳纤维单向复合材料芯层的直径控制在3-5mm之间。

4.根据权利要求1所述的具有自主修复功能的碳纤维复合材料抽油杆，其特征在于，所述热塑性纤维热熔编织层采用二维纤维的编织手法制备，该纤维采用热塑性低温热熔纤维长丝，所述热塑性低温热熔纤维长丝为聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰胺、聚酰亚胺长丝中的一种，采用平纹、斜纹、缎纹中的一种编织手段进行编织。

5.根据权利要求4所述的具有自主修复功能的碳纤维复合材料抽油杆，其特征在于，所述热塑性纤维热熔编织层的厚度控制在0.6-1mm之间。

6.根据权利要求1所述的具有自主修复功能的碳纤维复合材料抽油杆，其特征在于，所述短切碳纤维增强热固性树脂耐腐蚀刚性层的短切碳纤维采用高强型T300、T700、T800、T1000中的一种，热固性树脂基体采用环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂中的一种。

7.根据权利要求6所述的具有自主修复功能的碳纤维复合材料抽油杆，其特征在于，所述短切碳纤维增强热固性树脂耐腐蚀刚性层的短切碳纤维的短切长度控制在2-10mm范围内。

8.根据权利要求1-7任一所述的具有自主修复功能的碳纤维复合材料抽油杆，其特征在于，当抽油杆在服役过程中在所述碳纤维单向复合材料芯层或者短切碳纤维增强热固性树脂耐腐蚀刚性层产生微裂纹时，对整个抽油杆连续杆体的缺陷问题部位进行加热处理，所述热塑性纤维热熔编织层的纤维织物具备低温热熔特性和高流动性，能够有效填充服役过程的微裂纹缺陷，形成热塑性基体增韧热固性树脂基体的复合结构，有效修补缺陷，延长杆体的正常工作服役寿命。