本发明专利技术涉及采油工程技术领域，具体涉及一种用于井下定时移除工具的铝基可溶合金及其制备方法。本发明专利技术按质量百分比计：Ga：0.80‑2.20wt.%；Ti：0.08‑0.25wt.%；Cu：0.80‑2.85wt.%；Mg：1.80‑4.28wt.%：余量为Al；其制备方法，包括如下步骤:（1）按照铝基可溶合金各个组分的质量份数配比称取Ga：Ti：Cu：Mg：Al，其中Cu、Ti以中间合金方式加入，称取AlCu50、AlTi10中间合金，进行熔炼，熔炼成合金液，搅拌后浇铸于低碳钢模具中，温度降低时进行脱模，成铸态合金棒料。（2）将铸态合金棒料放入热处理炉内保温后小时Q油淬火处理，用无水酒精清洁得到铝基可溶合金棒料，将铝基可溶合金棒料放入时效炉加热，采用空气自然冷却。本发明专利技术具有配方简单、强度高、工艺可靠等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种用于井下定时移除工具的铝基可溶合金及其制备方法
本专利技术涉及采油工程
，具体涉及一种用于井下定时移除工具的铝基可溶合金及其制备方法。
技术介绍
我国非常规油气资源的有效开发必须依靠大规模压裂等储层改造技术，其中速钻桥塞、可溶桥塞、连续油管压裂是主流技术。分段压裂中，层段间需设置桥塞或球座等封堵类工具，待施工完成后需将此类封堵工具从井筒钻除掉或降解、溶解后返排出，实现套管全通径油、气的采出。目前，常规桥塞、球座等工具大多使用钢材、复合材料等制造，存在钻除耗时长、污染地层等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于井下定时移除工具的铝基可溶合金及其制备方法，解决常规桥塞、球座等井下封堵类工具需要钻铣移除的问题，采用该铝基可溶合金加工制造桥塞、球座等井下封堵工具，可实现施工后免钻铣，定时移除无残留易返排，缩短投产周期，降低施工成本，提高作业效率。实现本专利技术目的的技术解决方案是：本专利技术提供了一种用于井下定时移除工具的铝基可溶合金，所述的铝基可溶合金按质量百分比：Ga：0.80-2.20wt.%；Ti：0.08-0.25wt.%；Cu：0.80-2.85wt.%；Mg：1.80-4.28wt.%：余量为Al；一种用于井下定时移除工具的铝基可溶合金的制备方法，包括如下步骤:（1）按照铝基可溶合金各个组分的质量份数配比称取Ga：Ti：Cu：Mg：Al，其中Cu、Ti以中间合金方式加入，称取AlCu50、AlTi10中间合金，在保护气体环境条件下进行熔炼，熔炼成合金液，合金液搅拌后，浇铸于低碳钢模具中预热，待温度降低到400℃以下时进行脱模，在空气中冷却成铸态合金棒料；（2）将铸态合金棒料放入热处理炉内加热至550℃下进行保温，再进行小时Q油淬火处理，处理后使用无水酒精清洁得到铝基可溶合金棒料，将铝基可溶合金棒料放入时效炉均匀加热，时效后采用空气自然冷却。所述的步骤（1）中的Al、Ga、Mg金属的纯度在99.9%以上。所述的步骤（1）中的保护气体为氩气。所述的步骤（1）中的合金液在685±5℃下搅拌30-40分钟。所述的步骤（1）中低碳钢模具预热温度在360-400℃。所述的步骤（2）中的时效温度控制在155-180℃，时效时间24-28小时。所述的步骤（2）中的保温时长控制在3-3.5小时。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点:1）本专利技术提供的这种用于制造井下定时移除工具的铝基可溶合金，具有强度高、硬度高、密度低等优点，在低温50℃条件下，矿化度3000ppm的水溶液中可快速溶解。2）采用该铝基可溶合金加工制造桥塞、球座等井下封堵工具，可实现施工后免钻铣，定时移除无残留易返排，缩短投产周期，降低施工成本，提高作业效率。附图说明：图1是本专利技术铝基可溶合金材料中Al、Cu、Ti元素的面扫描能谱分析照片。具体实施方式：以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详述。本专利技术提供了一种用于井下定时移除工具的铝基可溶合金，所述的铝基可溶合金按质量百分比：Ga：0.80-2.20wt.%；Ti：0.08-0.25wt.%；Cu：0.80-2.85wt.%；Mg：1.80-4.28wt.%：余量为Al；一种用于井下定时移除工具的铝基可溶合金的制备方法，包括如下步骤:（1）按照铝基可溶合金各个组分的质量份数配比称取Ga：Ti：Cu：Mg：Al，其中Cu、Ti以中间合金方式加入，称取AlCu50、AlTi10中间合金，在保护气体环境条件下进行熔炼，熔炼成合金液，合金液搅拌后，浇铸于低碳钢模具中预热，待温度降低到400℃以下时进行脱模，在空气中冷却成铸态合金棒料。（2）将铸态合金棒料放入热处理炉内加热至550℃下进行保温，再进行小时Q油淬火处理，处理后使用无水酒精清洁得到铝基可溶合金棒料，将铝基可溶合金棒料放入时效炉均匀加热，时效后采用空气自然冷却。所述的步骤（1）中的Al、Ga、Mg金属的纯度在99.9%以上。所述的步骤（1）中的保护气体为氩气。所述的步骤（1）中的合金液在685±5℃下搅拌30-40分钟。所述的步骤（1）中低碳钢模具预热温度在360-400℃。所述的步骤（2）中的时效温度控制在155-180℃，时效时间24-28小时。所述的步骤（2）中的保温时长控制在3-3.5小时。实施例1本实施例提供一种用于井下定时移除工具的铝基可溶合金，它包括以下质量份数的组分：Ga：0.8wt.%；Ti：0.08wt.%；Cu：0.8wt.%;Mg：1.8wt.%；余量为Al。该铝基可溶合金的制备方法，包括如下步骤：（1）按一次熔炼100kg铝基可溶合金计算，称取质量81.32kg的Al、0.8kg的Ga、1.8kg的Mg，以上金属纯度99.9%，称取质量16kg的AlCu50、8kg的AlTi10中间合金。在氩气保护环境下进行熔炼，合金液在680℃搅拌30分钟后浇铸于预热至360℃的低碳钢模具中，待温度降低至400℃以下后脱模，在空气中冷却成铸态合金棒料。（2）将步骤（1）得到的铸态合金棒料放入热处理炉内加热至550℃并保温3小时后进行HQ油淬火处理，处理后使用无水酒精清洁得到铝基可溶合金棒料，将铝基可溶合金棒料放入时效炉均匀加热，时效温度155℃，时效时间24小时，时效后采用空气自然冷却，所得棒料经超声波探伤后用于井下定时移除工具的加工制造。实施例2本实施例提供一种用于井下定时移除工具的铝基可溶合金，它包括以下质量份数的组分：Ga：1.5wt.%；Ti：0.15wt.%；Cu：1.5wt.%；Mg：2.5wt.%；余量为Al。该铝基可溶合金的制备方法，包括如下步骤:（1）按一次熔炼100kg铝基可溶合金计算，称取质量78kg的Al、1.5kg的Ga、2.5kg的Mg，以上金属纯度99.9%，称取质量30kg的AlCu50、1.5kg的AlTi10中间合金。在氩气保护环境下进行熔炼，合金液在685℃搅拌35分钟后浇铸于预热至380℃的低碳钢模具中，待温度降低至400℃以下后脱模，在空气中冷却成铸态合金棒料。（2）将步骤（1）得到的铸态合金棒料放入热处理炉内加热至550℃并保温3.5小时后进行HQ油淬火处理，处理后使用无水酒精清洁得到铝基可溶合金棒料，将铝基可溶合金棒料放入时效炉均匀加热，时效温度170℃，时效时间26小时，时效后采用空气自然冷却，所得棒料经超声波探伤后用于井下定时移除工具的加工制造。实施例3本实施例提供一种用于井下定时移除工具的铝基可溶合金，它包括以下质量份数的组分：Ga：1.8wt.%;Ti：0.2wt.%；Cu：2wt.%；Mg：3wt.%；余量为Al。该铝基可溶合金的制备方法，包括如下步骤:（1）按一次熔炼100kg铝基可溶合金计算，称取质量71.2kg的Al、1.8kg的Ga、3kg的Mg，以上金属纯度99.9%，称取质量40kg的AlCu50、2kg的AlTi10中间合本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于井下定时移除工具的铝基可溶合金，其特征在于:所述的铝基可溶合金按质量百分比：Ga：0.80-2.20wt.%；Ti：0.08-0.25wt.%；Cu：0.80-2.85wt.%；Mg：1.80-4.28wt.%：余量为Al；一种用于井下定时移除工具的铝基可溶合金的制备方法，包括如下步骤：/n（1）按照铝基可溶合金各个组分的质量份数配比称取Ga：Ti：Cu：/nMg：Al，其中Cu、Ti以中间合金方式加入，称取AlCu50、AlTi10中间合金，在保护气体环境条件下进行熔炼，熔炼成合金液，合金液搅拌后，浇铸于低碳钢模具中预热，待温度降低到400℃以下时进行脱模，在空气中冷却成铸态合金棒料。/n（2）将铸态合金棒料放入热处理炉内加热至550℃下进行保温，再进行小时Q油淬火处理，处理后使用无水酒精清洁得到铝基可溶合金棒料，将铝基可溶合金棒料放入时效炉均匀加热，时效后采用空气自然冷却。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于井下定时移除工具的铝基可溶合金，其特征在于:所述的铝基可溶合金按质量百分比：Ga：0.80-2.20wt.%；Ti：0.08-0.25wt.%；Cu：0.80-2.85wt.%；Mg：1.80-4.28wt.%：余量为Al；一种用于井下定时移除工具的铝基可溶合金的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照铝基可溶合金各个组分的质量份数配比称取Ga：Ti：Cu：
Mg：Al，其中Cu、Ti以中间合金方式加入，称取AlCu50、AlTi10中间合金，在保护气体环境条件下进行熔炼，熔炼成合金液，合金液搅拌后，浇铸于低碳钢模具中预热，待温度降低到400℃以下时进行脱模，在空气中冷却成铸态合金棒料。
（2）将铸态合金棒料放入热处理炉内加热至550℃下进行保温，再进行小时Q油淬火处理，处理后使用无水酒精清洁得到铝基可溶合金棒料，将铝基可溶合金棒料放入时效炉均匀加热，时效后采用空气自然冷却。
2.根据权利要求1所述的一种用于井下定时移除工具的铝基可溶合金的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡萌，宋兴良，林忠超，李清忠，马强，孙江，姚飞，王鹏程，刘钰川，高飞，张平安，郑冰，黄明，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，大庆油田有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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