一种井下可溶工具及其制备方法技术

本发明专利技术提供了井下可溶工具及其制备方法。所述井下可溶工具表面设置相对工具表面凹陷的凹结构和/或相对工具表面凸起的凸结构，其中，所述凹结构和/或凸结构在同一部件表面重复单元不小于20个。本发明专利技术通过在可溶工具部件表面设置凹凸结构，可以改变可溶部件表面与外界液体的接触面积，从而改变可溶部件的溶解速率。

A downhole soluble tool and its preparation method

The invention provides a downhole soluble tool and a preparation method thereof. The surface of the downhole tool is provided with a concave structure relative to a tool surface and / or a convex structure raised on the surface of the relative tool, in which the concave structure and / or the convex structure are not less than 20 units on the same component surface. By setting a concave and convex structure on the surface of a soluble tool component, the invention can change the contact area of the soluble component surface to the external liquid, and thus change the dissolution rate of the soluble component.

【技术实现步骤摘要】
一种井下可溶工具及其制备方法
本专利技术涉及油井开采领域，具体的说，本专利技术涉及一种井下可溶工具及其制备方法。
技术介绍
在油气田开发中，井下可溶工具使用日益增多，如可溶桥塞、可溶球座等，该类可溶工具在作业施工完成后，自行溶解，无需人工干预或钻铣。在压裂施工结束后要求该类工具尽可能快速溶解，从而留下全通径的井筒，为返排液和油气流提供畅通的井筒。该类工具各部件通常是由机械加工而成，表面较为光滑，起始阶段溶解很慢，导致在井下存在时间较长。尤其是壁厚较厚的部件，完全溶解需要更长的时间。为了提高和有效控制该类工具的起始溶解速率，参考某些动植物非光滑特性，在工件表面加工非光滑的结构，不断可以增加工件表面与外界液体的接触面积，还可以人为制造带有尖角的应力集中区域，从而加速工件的起始溶解速率，促使工具尽快完全溶解，达到尽快投产目的。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种井下可溶工具；本专利技术的另一目的在于提供一种井下可溶工具的制备方法。为达上述目的，一方面，本专利技术提供了一种井下可溶工具，其中，所述井下可溶工具表面设置相对工具表面凹陷的凹结构和/或相对工具表面凸起的凸结构，其中，所述凹结构和/或凸结构在同一部件表面重复单元不小于20个。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述凹结构的深度或者凸结构的高度为30μm-2mm。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，单个单元最大投影面积为100μm2-20mm2。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述凹结构和凸结构的形状包括圆形、椭圆形、三角形、矩形、菱形、不规则的圆形、不规则多边形和凹槽中的一种或多种。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述井下可溶工具表面还经过化学腐蚀处理。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述化学腐蚀的方法包括：将设置了凹结构和/或凸结构的井下可溶工具在化学腐蚀液中浸泡。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述化学腐蚀的方法包括：将设置了凹结构和/或凸结构的井下可溶工具在化学腐蚀液中浸泡10s-20min。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述化学腐蚀液为包括如下重量百分比的水溶液：盐酸3-10％、醋酸1-3％、以及氯化钾1-4％(所述百分比是以化学腐蚀液总重量为100％计)。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述井下可溶工具的材质为可溶镁铝合金。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述井下可溶工具为可溶桥塞、可溶球及球座、或封隔器可溶控制部件。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，井下可溶工具表面设置相对工具表面凹陷的凹结构和/或相对工具表面凸起的凸结构，其中，凹结构和/或凸结构在同一部件表面重复单元不小于20个，凹结构的深度或者凸结构的高度为30μm-2mm，每个单元最大投影面积为100μm2-20mm2，凹结构和凸结构的形状包括圆形、椭圆形、三角形、矩形、菱形、不规则的圆形、不规则多边形和凹槽中的一种或多种。另一方面，本专利技术提供了所述的井下可溶工具的制备方法，其中，所述方法对井下可溶工具进行表面加工的步骤：包括采用机械加工、压痕、化学刻蚀、激光或离子刻蚀的方法在井下可溶工具表面加工出所述凹结构和/或凸结构。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述方法还包括在表面加工的步骤中，将设置了凹结构和/或凸结构的井下可溶工具采用化学腐蚀的方法进行表面处理。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述化学腐蚀的方法包括：将设置了凹结构和/或凸结构的井下可溶工具在化学腐蚀液中浸泡。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述化学腐蚀的方法包括：将设置了凹结构和/或凸结构的井下可溶工具在化学腐蚀液中浸泡10s-20min。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述化学腐蚀液为包括如下重量百分比的水溶液：盐酸3-10％、醋酸1-3％、以及氯化钾1-4％。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述方法还包括在表面加工步骤结束后，对井下可溶工具进行清洗和干燥的步骤。根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述方法还包括在表面加工步骤结束后，对井下可溶工具采用去离子水、丙酮和无水乙醇的一种或多种的混合进行清洗和干燥的步骤。综上所述，本专利技术提供了一种井下可溶工具及其制备方法。本专利技术的工具具有如下优点：(1)通过在可溶工具部件表面设置凹凸结构，可以改变可溶部件表面与外界液体的接触面积，从而改变可溶部件的溶解速率；(2)对具有凹结构和/或凸结构的井下可溶工具表面进行化学腐蚀处理，进一步增加表面粗糙度，可以改变可溶工具部件的起始溶解速率；(3)本专利技术制备工艺简便、易加工、陈本低，效果显著。附图说明图1为本专利技术实施例1凹槽结构示意图；图2为本专利技术实施例2凹坑结构示意图；图3为本专利技术实施例1化学腐蚀处理后表面显微结构示意图。具体实施方式以下通过具体实施例详细说明本专利技术的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本专利技术的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。实施例1(1)在可溶工具部件表面机加工条纹沟槽结构，截面类似V型，深度0.5mm，沟槽开口宽度0.5mm，单个沟槽最大投影面积为5mm2，沟槽间距为1mm，如图1所示，其中图1的(a)为沟槽俯视图；图1的(b)为沟槽结构的截面示意图；(2)配置盐酸5％、醋酸2％，氯化钾2％溶液，在40℃下，浸泡腐蚀5min，得到如图3所示的微纳米级凸起结构；(3)先后在去离子水超声清洗10分钟；(4)无水乙醇超声清洗10分钟，干燥；在1％的氯化钾溶解中，25℃下浸泡溶解，开始10小时，该部件的溶解速率比未加工条纹沟槽部件溶解速率提高2.1倍以上。实施例2(1)在可溶工具部件表面采用激光刻蚀法刻蚀圆形凹坑结构，截面类似圆型，深度50μm，单个圆形凹坑最大投影面积为8000μm2，凹坑中心间隔200μm，如图2所示，其中图2的(a)为凹坑俯视图；图2的(b)为凹坑结构的截面示意图；(2)配置盐酸8％、醋酸2％，氯化钾3％溶液，在50℃下，浸泡腐蚀3min；(3)先后在去离子水超声清洗10分钟；(4)无水乙醇超声清洗10分钟，干燥；在2％的氯化钾溶解中，40℃下浸泡溶解，开始溶解8小时，该部件的溶解速率比未加工圆形凹坑结构的部件溶解速率提高1.8倍以上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下可溶工具，其中，所述井下可溶工具表面设置相对工具表面凹陷的凹结构和/或相对工具表面凸起的凸结构，其中，所述凹结构和/或凸结构在同一部件表面重复单元不小于20个。

【技术特征摘要】
1.一种井下可溶工具，其中，所述井下可溶工具表面设置相对工具表面凹陷的凹结构和/或相对工具表面凸起的凸结构，其中，所述凹结构和/或凸结构在同一部件表面重复单元不小于20个。2.根据权利要求1所述的井下可溶工具，其中，所述凹结构的深度或者凸结构的高度为30μm-2mm。3.根据权利要求1所述的井下可溶工具，其中，单个单元最大投影面积为100μm2-20mm2。4.根据权利要求1所述的井下可溶工具，其中，所述凹结构和凸结构的形状包括圆形、椭圆形、三角形、矩形、菱形、不规则的圆形、不规则多边形和凹槽中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的井下可溶工具，其中，所述井下可溶工具表面还经过化学腐蚀处理；更优选所述化学腐蚀的方法包括：将设置了凹结构和/或凸结构的井下可溶工具在化学腐蚀液中浸泡；其中优选浸泡10s-20min；还优选所述化学腐蚀液为包括如下重量百分比的水溶液：盐酸3-10％、醋酸1-3％、以及氯化钾1-4％。6.根据权利要求1～5任意一项所述的井下可溶工具，其中，所述井下可...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏松波，魏然，陈琳，刘合，裴晓含，付涛，童征，石白茹，王新忠，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11