Les tiges de pompage en fibre de carbone sont des matériaux composites constitués de fibre de carbone comme renfort et de résine comme matrice. Plus précisément, ils sont fabriqués à partir de filaments de fibre de carbone polyacrylonitrile à haute résistance comme renfort et de résine époxy ou de résine vinylester comme matériau de matrice, via un processus de moulage par pultrusion.
Les tiges de pompage en fibre de carbone sont légères, ont une résistance spécifique élevée et un module spécifique élevé. Leur densité est inférieure à 1/4 de celle de l'acier, leur résistance spécifique est d'environ 7 à 12 fois celle de l'acier et leur module spécifique est d'environ 3 à 5 fois celui de l'acier.
Les tiges de pompage en fibre de carbone présentent une résistance à la fatigue élevée, nettement supérieure à celle de l'acier, et une longue durée de vie, ce qui les rend particulièrement adaptées aux conditions de mouvement alternatif des tiges de pompage. Ils possèdent également une forte résistance à la corrosion, aux acides et aux alcalis, et ont une durée de vie beaucoup plus longue dans l’eau de mer que les composants en acier. Ils résistent efficacement aux environnements corrosifs à forte minéralisation et à forte teneur en soufre dans les puits. De plus, les tiges de pompage en fibre de carbone ont d'excellentes propriétés thermiques et résistent aux températures élevées (jusqu'à 180 ℃).
Structurellement, les tiges de pompage en fibre de carbone sont généralement construites à l'aide d'une structure à trois couches (fibre de carbone interne, couche intermédiaire et fibre de verre externe à haut module) enroulée puis durcie en un seul processus ; certains produits sont également disponibles sous forme de bandes flexibles ou de sections circulaires.
Les données de tests comparatifs avec les tiges de pompage en acier ordinaires montrent que le courant ascendant moyen des tiges de pompage en fibre de carbone est d'environ 33 % de celui des tiges d'acier, le courant descendant est d'environ 45 %, la charge maximale moyenne est d'environ 63,9 % et la charge minimale moyenne est d'environ 59,6 %.
Les tiges de pompage en fibre de carbone sont principalement utilisées dans les systèmes de production de pompes à tiges pour champs pétrolifères en tant que tiges de pompage pour champs pétrolifères et tiges de pompage pour puits de pétrole, et sont particulièrement adaptées aux conditions de travail difficiles avec une difficulté d'extraction élevée, telles que les puits profonds, les puits ultra-profonds, les puits corrodés et les puits inégalement moulus. Ces tiges de pompage résistantes à la corrosion et légères offrent des avantages clés : économie d'énergie et réduction de la consommation (jusqu'à 18 % à 50 % d'économies d'énergie), permettant une extraction plus profonde en fond de trou, excellente résistance à la corrosion pour une durée de vie considérablement prolongée (cycle d'inspection moyen de la pompe des puits corrodés prolongé de 1,5 fois), rendement d'huile plus élevé et installation facile - aucune épissure requise, avec des longueurs de tige simples allant jusqu'à 3 000 à 5 000 mètres.
