[发明专利]一种三维卷曲PVA纤维及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种PVA纤维，其特征在于，所述PVA纤维由聚合度为1000～2500，醇解度为94～99.9(mol)%的聚乙烯醇纺丝制得，所述PVA纤维在空间呈三维卷曲状，卷曲数≥3个/25mm。

2.如权利要求1所述的纤维，其特征在于：所述PVA纤维的形貌结构中，轴向为皮芯结构，皮层厚度1.0～10μm，皮层有破裂缺口≥5个。

3.如权利要求1或2所述的纤维，其特征在于：所述PVA纤维的轴向断面呈茧形、椭圆形、圆形或蚕豆形。

4.如权利要求1-3任一项所述纤维的制备方法，其特征在于：采用如下步骤：

（1）纺丝原液的制备：将聚合度为1000～2500，醇解度为90.0～99.9(mol)%的PVA边搅拌边溶于水中配成纺丝原液，PVA在原液中的质量浓度为10～20%，将原液升温至90～110℃，保持压力0.05～0.15 MPa，溶解3～20小时即进入纺丝工序；

（2）纺丝：将PVA原液用计量泵送至纺丝组件，让PVA原液通过喷丝板进行喷丝，丝条进入凝固浴中成型；所述凝固浴包括硫酸钠、硫酸锌、硫酸铵和硫酸，其中硫酸钠在凝固浴中的浓度为220～400g/l，硫酸锌在凝固浴中的浓度为5～30g/l，硫酸铵在凝固浴中的浓度为120～300g/l，硫酸加入后调节凝固浴液的PH=2.8～5.0，PVA经喷丝板喷丝后在凝固浴中停留8～25s，制得初生纤维；

（3）后处理：将初生纤维经中和、水洗、干热牵伸后，放入60～90℃的热水中进行卷曲，用于卷曲的热水中添加有硫酸钠、氯化钠、硝酸钠、氯化镁、硫酸镁、硝酸镁中的一种或多种化合物的组合物，制得三维卷曲PVA纤维。

5.如权利要求1-3任一项所述纤维在油田压裂中的用途。

6.包含权利要求1-3任一项所述纤维的油气田压裂液，其特征在于：所述PVA纤维在压裂液中添加的质量浓度为0.1～3.0%。

7.如权利要求6所述的油气田压裂液，其特征在于：所述压裂液包括稠化剂，交联剂，破胶剂；所述稠化剂为胍胶；所述交联剂为硼酸、硼砂、有机硼、有机锆、硫酸铝、硝酸铝、四氯化钛、硫酸钛、硫酸锌、有机钛中的一种或几种组合；所述破胶剂为过硫酸钾、过硫酸铵、重铬酸钾、高锰酸钾、淀粉酶或有机酸。

8.如权利要求1-3任一项所述纤维在油田压裂暂堵中的用途。

9.包含权利要求1-3任一项所述纤维的压裂暂堵液，其特征在于：所述PVA纤维在压裂暂堵液中添加的质量浓度为0.2～2.5%。

10.如权利要求1-3任一项所述纤维在油田固井中的用途。

11.包含权利要求1-3任一项所述纤维的油气田固井剂，其特征在于：所述PVA纤维在油田固井剂中添加的质量浓度0.2～3.0%。