一种取心海绵衬筒和疏水吸油海绵制备方法技术

本发明专利技术提出了一种取心海绵衬筒和吸油海绵的制作方法，包括吸油海绵，所述吸油海绵设置成筒状；筒状的疏水冲孔网管，所述疏水冲孔网管设置在所述吸油海绵的内侧；筒状的疏水网布，所述疏水网布连接在所述吸油海绵的外侧；以及筒状的金属筒，所述金属筒设置在所述疏水网布外侧；其中，所述吸油海绵为基于植物多酚构筑表面微纳米结构制备的疏水吸油海绵。本发明专利技术采用不同的超疏水材料组合成衬筒，岩心紧贴疏水亲油冲孔网，使岩心中的油品快速通过冲孔网管并被吸收到冲孔网管保护的吸油海绵，吸油率高，吸油能力强。吸油能力强。吸油能力强。

【技术实现步骤摘要】
一种取心海绵衬筒和疏水吸油海绵制备方法


[0001]本专利技术涉及一种取心海绵衬筒，尤其是一种使用多重超疏水吸油材料及铝合金筒组成的取心海绵衬筒，属于石油天然气钻井取心工具领域。本专利技术还涉及一种疏水吸油海绵制备方法。

技术介绍

[0002]钻井取心是获取岩心、分析地层信息的有效方式，主要有常规取心、随钻取心、保压取心、井壁取心等技术。使用海绵衬筒收集、保持岩心液体，同时保护岩心完整，对准确获取岩心测量数据至关重要。此外，为提高地层分析的准确性和可靠性，需要获取大尺寸、高质量、多数量的岩心，这对海绵衬筒的结构设计和组成提出了更高要求。
[0003]在现有技术中所用吸油海绵的结构比较复杂，包含吸油层和持油层结构，海绵制作难度较大；此外，吸油层内壁有尼龙强化网格层，起到保护、支撑海绵内壁的作用，但会影响吸油过程；吸油层外壁有骨架，该外骨架由两瓣组成，复合海绵层卷成成品后，由两瓣海绵外骨架夹裹并粘合固定，该骨架的疏水性以及其对吸油、保持油的影响未可知。因此，仍需进一步优化海绵衬筒的结构和组成，以提高吸油速率和吸油能力。
[0004]此外，现有的吸油海绵所用的材料往往是三聚氰胺和聚氨酯海绵，其具有大孔结构，有利于快速吸油和储油，同时廉价易得、机械性能优良，因此常用来作为基材进行疏水改性、获得高吸油海绵。现有的海绵改性方法中，通过多巴胺(DA)在碱性条件下氧化自聚形成聚多巴胺(PDA)，表面粘附力强，是一种简单、绿色环保的构筑超疏水材料的方法。然而，现有方法中DA在水介质中反应，不易形成微纳米结构，不利于表面构筑微纳米粗糙结构。只有在DA浓度很高的情况下才可在海绵表面形成微纳米结构。此外，DA的反应易受空气中O2影响，制备大尺寸海绵样品时，浸涂法所需DA溶液量大，不同DA溶液深度O2含量有差异，会带来海绵改性不均匀、改性效果重复性差等问题。再者，DA价格较贵，生产成本高。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中所存在的上述技术问题，本专利技术提出了一种取心海绵衬筒及其制备方法，通过地面发出的取样指令，采用不同的超疏水材料组合成衬筒，岩心紧贴疏水亲油冲孔网，使岩心中的油品快速通过冲孔网管并被吸收到冲孔网管保护的吸油海绵，吸油率高，吸油能力强。
[0006]本专利技术的一个方面，提出了一种取心海绵衬筒，包括：
[0007]吸油海绵，所述吸油海绵设置成筒状；
[0008]筒状的疏水冲孔网管，所述疏水冲孔网管设置在所述吸油海绵的内侧；
[0009]筒状的疏水网布，所述疏水网布连接在所述吸油海绵的外侧；以及
[0010]筒状的金属筒，所述金属筒设置在所述疏水网布外侧；
[0011]其中，所述吸油海绵为基于植物多酚构筑表面微纳米结构制备的疏水吸油海绵。
[0012]本专利技术的进一步改进在于，所述取心海绵衬筒还包括设置在端部的环形的固定
座，所述固定座通过若干连接螺丝分别连接所述金属筒和所述疏水冲孔网管。
[0013]本专利技术的进一步改进在于，所述金属筒的端部设置有台阶结构，所述台阶结构与所述固定座的外侧边缘配合。
[0014]本专利技术的进一步改进在于，所述疏水冲孔网管的端部设置有冲孔网管口，所述冲孔网管口覆盖所述吸油海绵的端部，并与所述固定环相连。
[0015]本专利技术的进一步改进在于，所述金属筒的端部设置有螺孔，所述冲孔网管口上也设置有若干螺孔；所述固定座上设置有若干组固定环，所述固定环分别与所述金属筒端部的螺孔或冲孔网管口上的螺孔相对设置，并通过所述连接螺钉相连。
[0016]本专利技术的进一步改进在于，所述疏水网布的外侧设置有卡扣，在安装所述疏水网布和所述吸油海绵时，将所述吸油海绵和所述疏水网布包覆在所述疏水冲孔网管上，并通过所述卡扣固定。
[0017]本专利技术的进一步改进在于，所述疏水网布为疏水不锈钢丝网或疏水尼龙网布；所述金属筒为铝筒或铝合金筒。
[0018]本专利技术的进一步改进在于，所述疏水冲孔网管，由不锈钢冲孔网或铝合金冲孔网焊接加工成管状。
[0019]本专利技术的进一步改进在于，所述冲孔网表面水接触角为145
°
～160
°
；冲孔网孔径为5～8mm，孔与板边缘间距2
‑
3mm，承受使用压力60MPa。
[0020]本专利技术的另一个方面还提出了一种吸油海绵的制作方法，
[0021]将多酚溶于水溶剂或有机溶剂中，配置成多酚溶液，在多酚溶液中依次加入多乙烯基多胺溶液和氧化剂溶液，形成改性溶液；
[0022]将海绵浸泡在改性溶液中一段时间，取出置于空气中放置一段时间，得到多酚改性海绵；
[0023]将长链烷基胺或硫醇溶于乙醇，配制成溶液；将多酚改性海绵放入所述溶液中，浸泡一段时间，取出并晾干或烘干，得到基于植物多酚构筑表面微纳米结构制备的疏水吸油海绵。
[0024]本专利技术的进一步改进在于，所用多酚为单宁酸、邻苯二酚或黄芩素，浓度为2
‑
12mg/ml；所述水溶剂为三羟甲基氨基甲烷水溶液
‑
Tris缓冲溶液或氨水；所述有机溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇。
[0025]本专利技术的进一步改进在于，所述多乙烯基多胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或聚乙烯亚胺，多乙烯基多胺与多酚的摩尔比为1/1
‑
4/1。
[0026]本专利技术的进一步改进在于，所述氧化剂为高碘酸钠、过硫酸铵、硫酸铜和过氧化氢以及三氯化铁和过氧化氢，所述氧化剂与所述多酚的摩尔比为1/1
‑
1/4。
[0027]本专利技术的进一步改进在于，所述长链烷基胺或硫醇为十八烷基胺、十二烷基硫醇和十八烷基硫醇，浓度为2
‑
12mmol/L。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0029]本专利技术所述的一种取心海绵衬筒，其采用不同的超疏水材料组合成衬筒，岩心紧贴疏水亲油冲孔网，使岩心中的油品快速通过冲孔网管并被吸收到冲孔网管保护的吸油海绵中，而未改性亲水或疏水性低的海绵保护网或层则会阻碍油的通过，影响海绵吸油。同时，疏水网布的疏水亲油丝网吸油、有利于油品在海绵层中渗透、吸纳。
[0030]本专利技术所述的吸油海绵的制作方法，其利用单宁酸等植物多酚在海绵表面构筑不同微纳米结构、制备疏水吸油材料，方法简单、成本低，可调控海绵表面的微纳米结构，可制备疏水性均匀、稳定的大尺寸海绵样品并将其用于钻井海绵取心工具的衬筒中。
附图说明
[0031]下面将结合附图来对本专利技术的优选实施例进行详细地描述，在图中：
[0032]图1所示为本专利技术的一个实施例的取心海绵衬筒的结构示意图；
[0033]图2所示为本专利技术的一个实施例的固定座结构示意图；
[0034]图3所示为本专利技术的一个实施例的卡扣的结构示意图；
[0035]图4所示为本专利技术的一个实施例的不同改性条件所得吸油海绵表面的微结构和接触角；
[0036]图5所示为本专利技术的一个实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种取心海绵衬筒，其特征在于，包括：吸油海绵(1)，所述吸油海绵(1)设置成筒状；筒状的疏水冲孔网管(2)，所述疏水冲孔网管(2)设置在所述吸油海绵(1)的内侧；筒状的疏水网布(3)，所述疏水网布(3)连接在所述吸油海绵(1)的外侧；以及筒状的金属筒(4)，所述金属筒(4)设置在所述疏水网布(3)外侧；其中，所述吸油海绵(1)为基于植物多酚构筑表面微纳米结构制备的疏水吸油海绵(1)。2.根据权利要求1所述的取心海绵衬筒，其特征在于，所述取心海绵衬筒还包括设置在端部的环形的固定座(5)，所述固定座(5)通过若干连接螺丝分别连接所述金属筒(4)和所述疏水冲孔网管(2)。3.根据权利要求2所述的取心海绵衬筒，其特征在于，所述金属筒(4)的端部设置有台阶结构，所述台阶结构与所述固定座(5)的外侧边缘配合。4.根据权利要求3所述的取心海绵衬筒，其特征在于，所述疏水冲孔网管(2)的端部设置有冲孔网管口，所述冲孔网管口覆盖所述吸油海绵(1)的端部，并与所述固定环(6)相连。5.根据权利要求4所述的取心海绵衬筒，其特征在于，所述金属筒(4)的端部设置有螺孔，所述冲孔网管口上也设置有若干螺孔；所述固定座(5)上设置有若干组固定环(6)，所述固定环(6)分别与所述金属筒(4)端部的螺孔或冲孔网管口上的螺孔相对设置，并通过所述连接螺钉(7)相连。6.根据权利要求1至5中任一项所述的取心海绵衬筒，其特征在于，所述疏水网布(3)的外侧设置有卡扣(8)，在安装所述疏水网布(3)和所述吸油海绵(1)时，将所述吸油海绵(1)和所述疏水网布(3)包覆在所述疏水冲孔网管(2)上，并通过所述卡扣(8)固定。7.根据权利要求6所述的取心海绵衬筒，其特征在于，所述疏水网布(3)为疏水不锈钢丝网或疏水尼龙网布；所述金属筒(4)为铝筒或铝合金筒。8.根据权利要求7所述的取心海绵衬...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴学良，司英晖，王延文，陈忠帅，刘志和，谭凯，刘峰，张辉，陈锐，刘晗，王贵亭，王军，杜伟，张林贤，王中秋，
申请(专利权)人：中石化胜利石油工程有限公司中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，
类型：发明
国别省市：