一种钻孔工具用的橡胶构件，以及钻孔工具，以及油气资源的回收方法技术

本发明专利技术公开了一种钻孔工具用橡胶构件，其在温度150℃的水中浸泡24小时后的50％应变压缩应力下降率为5％以上、特别优选为50％以上，含有具有官能基的聚酯型聚氨酯橡胶，该官能基具有水解性，该构件优选为密封构件、封堵球、球座、或者保护构件；以及还公开了具备该橡胶构件的钻孔工具、以及使用该钻孔工具的油气资源的回收方法。

A rubber component for a drilling tool, as well as a drilling tool, and a recovery method for oil and gas resources

The invention discloses a drilling tool with a rubber component, the temperature of 150 DEG C water for 50% hours after the 24 strain compression stress decrease rate is more than 5%, preferably above 50%, containing polyester polyurethane rubber with functional groups, the functional groups with hydrolysis, the component is preferably a sealing member plugging, ball, ball, or the protection of members; and also disclosed with the rubber component drilling tools, and use of the drilling tools of oil and gas resources recycling method.

【技术实现步骤摘要】
一种钻孔工具用的橡胶构件，以及钻孔工具，以及油气资源的回收方法本申请是申请日为2014年6月24日、申请号为201480024909.9、专利技术名称为：“一种钻孔工具用的橡胶构件，以及钻孔工具，以及油气资源的回收方法”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种用于生产石油或者天然气等油气资源、回收油气资源的钻孔工具用的橡胶构件，以及钻孔工具，以及油气资源的回收方法。
技术介绍
石油或者天然气等的油气资源是通过具有多孔性及渗透性的地下层的井，来进行挖掘和生产。上述井为油井或者天然气井。有时统称为“坑井”。伴随着能源消耗的增大，坑井也不断高深度化，目前世界上已经有深度超过9000m的挖掘纪录，在日本也有超过6000m的高深度坑井。在可继续采掘的坑井当中，为了能够继续从伴随着时间流逝而渗透性降低的地下层，以及原本渗透性就不充分的地下层当中有效地采掘油气资源，专利文献1公开了对生产层进行刺激(stimulate)的技术，作为刺激方法已知有酸处理以及水力压裂法。酸处理是将盐酸和氟酸等酸注入到生产层，令岩盘的反应成分即碳酸盐、粘土矿物、硅酸盐等溶解，从而增加生产层的渗透性的方法，不过存在使用强酸而产生的诸多问题，此外存在包括各种对策在内的成本增加的问题。为此，利用流体压在生产层上形成细孔的穿孔(perforation)、形成裂缝(fracture)的水力压裂法，也称为“压裂(fracturing)”受到了关注。水力压裂法是利用水压等流体压，以下简单称为“水压”，来令生产层出现穿孔和裂缝的方法，通常为挖掘出一个垂直的孔，接下来令垂直的孔弯曲，在地下数千m的地层内挖掘出水平的孔之后，将压裂液等流体以高压输送到这些坑井孔，即为了形成坑井而设置的孔中，该孔也称为“钻孔”，利用水压令高深度地下的生产层，即生产石油或者天然气等的油气资源的层发生裂缝(fracture)等，通过该裂缝等刺激采集、回收油气资源的生产层的方法。水力压裂法在对于所谓的页岩油(页岩中成熟的油)、页岩气等非常规资源的开发方面也很有效，为此受到了关注。利用水压等流体压形成的裂缝(fracture)等，在没有水压的情况下立刻会因为地层压力而封闭。为了防止裂缝(fracture)的封闭，在高压输送的压裂液，也就是用于压裂的坑井处理流体中包含支撑剂(proppant)，然后输送至坑井孔内，向裂缝(fracture)配置支撑剂。作为压裂液中含有的支撑剂，使用有无机或者有机材料，不过因为能够尽可能长时间，于高温高压的高深度地下环境中防止裂缝的封闭，因此以往使用硅石、矾土或其他无机物粒子，通常使用砂粒，例如20/40目的砂等。作为压裂液等利用高压输送的坑井处理流体，可使用各种类型的水基、油基以及乳浊液。坑井处理流体需要具有可将支撑剂搬运到坑井孔内产生裂缝的地方的功能，因此通常要求具有规定的粘度，支撑剂的分散性良好，并且还要求事后处理简便，环境负荷小等。此外，压裂液中有时候还含有沟槽(channelant)，其目的在于在支撑剂之间形成能够流通页岩油、页岩气等的流路。由此，在坑井处理流体当中，除了支撑剂之外，还使用了沟槽、胶凝剂、阻垢剂、用于溶解岩石等的酸、摩阻减低剂等各种添加剂。为了使用高压输送的流体，在高深度地下的生产层，即生产页岩油等石油或者页岩气等天然气等油气资源的层，利用水压产生裂缝和穿孔，通常采用以下的方法。也就是说，对于在地下数千m的地层内挖掘的坑井孔即钻孔，从坑井孔的前端部一边依次进行封堵，一边对规定区域进行部分封闭，利用高压将流体送入该封闭的区域内，从而令生产层产生裂缝和穿孔。接下来，封闭下一个规定区域，通常比之前的区域更靠近外侧，即靠近地上一侧的区域，令其产生裂缝和穿孔。以下反复实施该工序，直到所需要的封堵和裂缝以及穿孔形成为止。不光是新坑井的挖掘，对于已经形成的坑井孔的期望区域，也可以再度进行生产层的刺激。这个时候，一样重复坑井孔的封闭和压裂等操作。此外，为了进行坑井的最后加工，封闭坑井孔以切断来自下部的流体，对上部进行最后加工之后，解除封闭。作为进行坑井孔的封闭以及压裂等的方法，已知有各种方法，而在专利文献2至专利文献4中公布了能够进行坑井孔的封闭和固定的堵塞器，也称为“炮栓”、“桥塞”、“封隔器”等。例如，在专利文献2中，公布了一种坑井挖掘用的钻孔堵塞器，以下简单称为“堵塞器”，具体而言，该堵塞器具备：在轴向上具有中空部的心轴即主体，在与心轴的轴向正交的外周面上沿着轴向具备环或者环状构件(annularmember)、第一圆锥状构件(conicalmember)、由卡瓦(slip)、以及由弹性体或者橡胶等形成的可锻元件(malleableelement)、第二圆锥状构件以及卡瓦、以及防旋转装置(anti-rotationfeature)。利用该坑井挖掘用的钻孔堵塞器进行的坑井孔封闭如下所示。也就是说，通过将心轴在其轴向上移动，令环或者环状构件与防旋转装置之间间隙缩小，同时令卡瓦同圆锥状构件的倾斜面抵接，且通过沿着圆锥状构件前进，而朝向外侧放射状扩大并同坑井孔的内壁抵接，从而固定在坑井孔上，以及可锻元件直径扩大变形并同坑井孔的内壁抵接，从而封闭坑井孔。在心轴上存在轴向的中空部，通过在其上面设置球体等，能够封闭坑井孔。此外，在专利文献5中，公布了一种套筒系统，有时候也称为“flacksleeve”，其在套筒(c)内，在套筒轴向上以规定数量可移动的依次排列在中心部贯通通道(passageway)而设置的裂缝套筒活塞(fracturesleevepiston)，有时候也称为“活塞”或者“柱塞孔塞”，从而令期望的活塞通道选择性地封闭，从而隔离活塞的上下空间，在坑井孔内形成封闭的隔离区域(isolationzone)，利用空气和流体对该隔离区域进行加压，从而破坏在套筒上预先构成的较脆弱的地方，令坑井孔内壁产生穿孔或者裂缝。具体而言，通道的封闭是利用另外提供的封堵球(ballsealer)，有时候也简单称为“球”来进行的，为了切实地进行封闭，在设置在活塞上的通道中，封堵球抵接的位置具备球阀座(ballvalveseat)。球阀座(ballvalveseat)，通常称为“球座”或者简单称为“座”，可与活塞主体形成为同一个构件，也可以形成为与之不同的构件。坑井挖掘用的钻孔堵塞器在坑井完成之前被依次配置在坑井内，而在开始生产页岩油等石油或者页岩气等天然气的阶段，需要将它们去除，至于天然气，以下有时候会统称为“石油和天然气”或者“石油或天然气”。通常，堵塞器不会被设计成可在使用后解除封闭并回收的构造，因此要使用压裂(mill)、钻穿(drillout)等其他方法进行破坏或碎片化，从而进行去除，而压裂和钻穿需要较多的经费和时间。此外，也有特殊设计的、在使用后可收回的堵塞器(retrievableplug)，不过由于堵塞器设置在高深度地下，因此要将其全部回收，要耗费大量经费和时间。如专利文献2中所述，作为形成堵塞器的材料，可以广泛地例示出金属材料，如铝、铁、不锈钢等，以及纤维、木材、复合材料以及塑料等，而优选为含有碳纤维等强化材料的复合材料，特别是环氧树脂、酚醛树脂等聚合体复合材料，且心轴由铝或者复合材料形成。另一方面，球等除了前面中说明的材料外，还可以使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻孔工具用橡胶构件，其特征在于，于温度150℃的水中浸泡24小时后的50％应变压缩应力，相对于浸泡前的50％应变压缩应力的降低率为5％以上，含有具有官能基的聚酯型聚氨酯橡胶，该官能基具有水解性。

【技术特征摘要】
2013.06.28 JP 2013-137134;2013.12.19 JP 2013-262501.一种钻孔工具用橡胶构件，其特征在于，于温度150℃的水中浸泡24小时后的50％应变压缩应力，相对于浸泡前的50％应变压缩应力的降低率为5％以上，含有具有官能基的聚酯型聚氨酯橡胶，该官能基具有水解性。2.根据权利要求1所述的钻孔工具用橡胶构件，其特征在于，于温度150℃的水中浸泡24小时后的50％应变压缩应力，相对于浸泡前的50％应变压缩应力的降低率为20％以上。3.根据权利要求1所述的钻孔工具用橡胶构件，其特征在于，于温度150℃的水中浸泡24小时后的50％应变压缩应力，相对于浸泡前的50％应变压缩应力的降低率为50％以上。4.根据权利要求1至3任一项所述的钻孔工具用橡胶构件，其特征在于，于温度150℃的水中浸泡6小时后的体积，相对于浸泡前的体积的增加率不足20％。5.根据权利要求1至3任一项所述的钻孔工具用橡胶构件，其特征在于，于温度150℃的水中浸泡6小时后的体积，相对于浸泡前的体积而减少。6.根据权利要求1至3任一项所述的钻孔工具用橡胶构件，其特征在于，于温度150℃的水中浸泡72小时后的质量，相对于浸泡前的质量的减少率为5％至100％。7.一种钻孔工具用橡胶构件，其特征在于，于温度150℃的水中浸泡72小时后的质量，相对于浸泡前的质量的减少率为5％至100％，含有具有官能基的聚酯型聚氨酯橡胶，该官能基具有水解性。8.根据权利要求1或者7所述的钻孔工具用橡胶构件，其特征在于，于温度66℃的拉伸断裂应变为50％以上，70％的应变压缩应力为10MPa以上并且压缩断裂应变为50％以上。9.根据权利要求8所述的钻孔工具用橡胶构件，其特征在于，表面硬度在A6...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥健夫，大仓正之，
申请(专利权)人：株式会社吴羽，
类型：发明
国别省市：日本,JP