[發明專利]一種油氣勘探特種纖維纜繩的編織方法

在審

• 申請號: 201410205870.2
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN105088520A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 李明玨;代汝軍;馬俊杰
• 申請（專利權）人: 四川鑫達企業集團有限公司
• 主分類號: D04C1/04
• 分類號: D04C1/04;D04C1/12;B29C70/40;C08L63/00;C08J5/06
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技術領域：

本發明涉及一種編織法制備油氣勘探特種纖維纜繩的工藝，主要應用于油氣勘探領域。

背景技術：

隨著石油和天然氣在易開發陸地及淺海資源的急劇減少，石油氣田勘探逐漸向超深采油發展，對相關繩索要求越來越高，由于碳纖維復合材料具有彎曲剛性高、極限強度大、耐腐蝕性強、易于修補、抗沖擊性強、熱膨脹系數和導熱性低、質量低又無浮力等諸多優點，能極大克服傳統鋼絲繩索密度大、難扭結、易生銹和傳統化學纖維繩索強力低、延伸大易老化等弱點。碳纖維復合繩索被成功應用于石油開采業。

對于纖維復合繩索，增強纖維是復合材料的承載者，高的纖維含量對獲得復合材料是有利的。樹脂系統是基體材料，它能使增強纖維交結在一起并傳遞載荷，這就存在一個樹脂基體材料與纖維增強材料的最佳比例，而這個比例主要取決于增強纖維的橫截面積，通常增強纖維含量超過70%時，增強纖維相互接觸會導致性能下降。纖維含量在60%左右能達到最佳配合。常規的做法是按增強纖維于樹脂基體的體積比為50:50制備預浸料，固化成型過程中有約5~10%的樹脂基體流掉，固化成型后的復合材料可達到適當的樹脂基體與增強纖維的比例。本發明在最佳配比的前提下，將碳纖維預處理，增大碳纖維與樹脂的接觸面積，提高復合材料的相容性，經纖維張力器進行張力，多束纖維加捻合股，將加捻后的多股纖維根據繩索規格要求進行多股均勻張力并股。以并好股的單股束再經均勻張力，用編織機編織12股繩索。編制的12股繩索為了提高繩索耐磨性和延長使用壽命，再經表面樹脂涂層，烘干定型，成為高強度纖維繩索，一步增強復合材料力學性能。但現有的碳纖維纜繩的生產方法，有的在每個生產工藝環節中未采用張力工藝，導致高強纖維的強力利用率不高，強力損傷嚴重；有的采用小股浸樹脂，使樹脂含量增多，導致繩索拉力下降；有的設備投資較大，溶劑回收較難不利于環保。并且，現有方法生產的碳纖維纜繩價格也較高。

發明內容：

利用編織法制備油氣勘探特種纖維纜繩，碳纖維直徑為7μm，經丙酮超聲和粗化兩項預處理。合小股、浸樹脂、合大股、編織纜繩，經過Lago45乳液處理。

本發明的制備方法包括以下步驟：

1、按比例樹脂基體的制備：環氧樹脂（30~40%）、甲基四氫苯酐（5~10%）、增韌劑（0.1~0.3%）。將配制好的樹脂基體倒入熱熔膠膜機膠槽內，調整工藝參數。

2、碳纖維預處理，先經丙酮超聲，再進行粗化預處理。

3、將預處理過的碳纖維大絲束預浸料，浸料溫度（65~85℃），浸壓力（0~0.4MPa），預浸運行速率（1.0~3.0m/min），經12股編織機編織中股成纜繩。

4、將上述碳纖維束經Lago45乳液進行涂敷處理，最后合股成纜繩。

具體實施例：

下面結合具體實施例對本發明進一步詳細說明，但本發明并不局限于以下實施個例：

實施例一

首先，將碳纖維預處理，經丙酮超聲5min，再進行粗化處理。然后，將碳纖維通過裝有制備的樹脂基體的熱熔膠膜機膠槽內，環氧樹脂30份，甲基四氫苯酐10份，增韌劑0.3份。將樹脂均勻地轉移到脫模紙上，使所制的膠膜連續、均勻、平整，面密度為37±3g/m。然

后，用膠膜把60份的碳纖維展平、浸透，制成面密度為210±10g/m的預浸料（面密度中含纖維質量為160g/m），預浸料溫度為75℃、預浸料壓力為0.3MPa、預浸料運行速率為1.0m/min，將浸料過的碳纖維絲束經加捻機加捻，加捻速度15n/m，采用12股編織機編織中股成纜繩，經Lago45乳液涂敷處理。

實施例二

首先，將碳纖維預處理，經丙酮超聲5min，再進行粗化處理。然后，將碳纖維通過裝有制備的樹脂基體的熱熔膠膜機膠槽內，環氧樹脂35份，甲基四氫苯酐10份，增韌劑0.3份。將樹脂均勻地轉移到脫模紙上，使所制的膠膜連續、均勻、平整，面密度為37±3g/m。然后，用膠膜把55份的碳纖維展平、浸透，制成面密度為210±10g/m的預浸料（面密度中含纖維質量為160g/m），預浸料溫度為75℃、預浸料壓力為0.3MPa、預浸料運行速率為1.0m/min，將浸料過的碳纖維絲束經加捻機加捻，加捻速度15n/m，采用12股編織機編織中股成纜繩，經Lago45乳液涂敷處理。

實施例三

首先，將碳纖維預處理，經丙酮超聲5min，再進行粗化處理。然后，將碳纖維通過裝有制備的樹脂基體的熱熔膠膜機膠槽內，環氧樹脂