各向异性过滤介质及其制备方法技术

制备各向异性过滤介质的方法包括使介质起泡，使所述介质在选定的方向上应变和在所述选定方向上释放所述介质的应变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2010年9月30日提交的美国申请12/894957号的权益，通过引用将其全部内容并入本文。背景具有各向异性流动和过滤性质的过滤介质通常在流体流动方向上改变这些特性。例如，由典型的各向异性过滤介质滤出的粒子的大小在流体流经介质的方向上减小。然而，一些应用可能受益于在不同于流体流动方向的方向上不同的各向异性过滤介质。因此，新型各向异性过滤介质和制备所述介质的方法将在本领域中广泛接受。专利技术简述本文公开了制备各向异性过滤介质的方法。所述方法包括使介质起泡，使所述介质在选定的方向上应变和在所述选定方向上释放所述介质的应变。本文进一步公开了各向异性过滤介质。所述各向异性过滤介质包括具有泡沫结构的本体；和分隔限定所述泡沫结构的多个空腔的多个孔壁，且与较远离平行于选定方向而定向的所述多个孔壁中的许多个相比，较接近平行于所述选定方向而定向的所述多个孔壁中的许多个具有更大百分数的通过使所述本体应变而在其中断裂的开口。附图简述不应该将以下描述视为以任何方式进行限制。参考附图，相同的元件以相同方式编号:附图说明图1描绘本文公开的各向异性过滤介质的局部横截面图；图2描绘在图1的各向异性过滤介质的制备中使用的各向同性介质的局部横截面图；且图3描绘由图1的各向异性过滤介质构造的管形筛。专利技术详述在本文中参考附图通过举例而非限制来呈现所公开装置和方法的一个或多个实施方案的详细描述。参考图1，在本文中公开的各向异性过滤介质在10处说明。各向异性过滤介质10包括具有由多个空腔18限定的泡沫结构的本体14，空腔18具有围绕各空腔18的孔壁22。一些孔壁22具有开口 26，经该开口 26流体连接邻近于具有开口 26的孔壁22的空腔18。开口 26并非均匀地分布在本体14上，而是分布得使得:与在较远离平行于的第一方向而定向的孔壁22上相比，它们中的更多个位于较接近于平行于所述第一方向(由箭头34所指示)而定向的孔壁22上。开口 26在介质10中的该不对称分布引起介质10各向异性。介质10的各向异性在与箭头34平行的方向上产生更大的流体流动限制，且在与箭头34正交的方向上产生更小的流体流动限制。参考图2，介质10的各向异性结构由如在此说明的在发泡条件下为各相同性结构的本体48产生。本体48的大部分或可能所有的孔壁22都没有任何开口 26(仅在图1中)。开口 26响应本体48经受机械应变而在孔壁22中形成。将在孔壁中产生撕裂的一种应变是压缩应变或如下所述引起弯曲的压紧。另ー种是剪切应变(其相当于沿与剪切方向±45°定向的相互正交的轴的重叠的张力和压缩)。这在孔壁22中也引起弯曲。也可使用张カ通过简单撕裂优先打开孔壁22。在所说明的实施方案中，所述压紧是在箭头34的方向上。该压紧引起更平行于箭头34对准的孔壁22弯曲，由此压迫孔壁22的材料产生撕裂且经其产生开ロ 26。在孔壁22中的虚线52突出显示充分接近于与箭头34平行对准的孔壁22以便在此处发生撕裂。正是这些孔壁22，如在图1中所示，在其中具有开ロ 26。相比之下，没有虚线52的孔壁22刚好对准在较远离平行于箭头34的定向上且因而在该压紧下不弯曲且因此不撕裂形成开ロ 26。任选地，使用结构(未示出)来支撑本体48，由此防止其在发生压紧的同时在与箭头34正交的方向上膨胀。所述支撑可最小化或防止本体48本身的弯曲，由此防止在一些孔壁22中的不想要的局部撕裂。在除去机械压紧之后，本体14在尺寸上返回到本体48的尺寸。然而，不需要尺寸精确地恢复到原始的压紧前尺寸。例如，可恢复至小于、大于或大致等于原始尺寸的尺寸。例如，如果泡沫尺寸已经被空腔18内的比环境压カ低的压カ减小，则恢复的尺寸可能大于初始尺寸。再次參考图1，因为大多数开ロ 26在较接近平行于箭头34对准的孔壁22中，所以可以观察到，与在箭头34的方向上相比，流经本体14的流体在与箭头34正交的方向上将具有更小的限制。箭头54显示对于通常在箭头44的方向上流动的流体来讲流经空腔18和开ロ 26的可能的流体流动路径。对流动的限制部分地由开ロ 26的大小決定。开ロ 26的大小还决定着全部介质10的过滤特性。虽然开ロ 26的数目和大小有点无规则，但它们取决于泡沫本体48的參数，所述參数例如包括材料、固体％、空腔18的大小、所使用的压紧百分数和在发生压紧时的温度。例如，在室温下的压紧可产生更大或更小尺寸的开ロ 26，且在高温下的压紧可产生更多或更少的开ロ 26。因此，操作者通过控制至少上述參数可控制经由各向异性过滤介质10的过滤特性。參考图3,说明由各向异性过滤介质10构造的筛56的一个实施方案。筛56具有管形形状且已经在沿箭头60的纵向上压紧。成品筛56因此具有各向异性流动和过滤特性。例如，经由筛56的流动在沿箭头64的径向上比其在沿箭头60的纵向上受到的限制小。类似地，过滤特性在这两个方向上也不同。这样的各向异性特性对于某些应用可能合乎需要。例如，筛56可用于涉及烃回收或碳封存的土层钻孔应用中。筛56可围绕穿孔管(未示出)附装并安装在井眼中以过滤在任一径向上流经其的流体。在烃回收应用中，可使用筛56来滤出砂和砾石粒子以减少对下游组件的磨耗并帮助保持地层的结构。所述筛也可构造成在安置在钻孔内之后径向膨胀以提供对地层更大程度的支撑。另外，对流经筛56的流体的纵向限制可帮助分离沿钻孔纵向迁移的来自地层的一部分的流体与来自地层的另一部分的流体，例如在强透性部分与弱透性部分之间的流动。筛56的径向膨胀可由介质的材料选择(S卩，膨胀性材料)产生或由在装入钻孔之前筛56的径向压紧产生或者由两者的组合产生。可使用的材料例如包括弾性体/聚合物、金属、玻璃和上述的组合。虽然已经參考ー个或多个例示性实施方案描述了本专利技术，但本领域的技术人员应当理解可在不偏离本专利技术的范围的情况下进行多种改变且可用等效物替代其要素。另外，可在不脱离本专利技术的必要范围的情况下进行许多修改以适应本专利技术的教导的特定情形或材料。因此，并非想要将本专利技术限制于公开为预期用于实施本专利技术的最佳方式的特定实施方案，而是本专利技术将包括属于附加权利要求书范围内的所有实施方案。并且，在附图和说明书中，已经公开了例示性实施方案，并且虽然已经使用了专有名词，但除非另有说明，否则它们仅是以一般且描述性的意义使用而不是为了限制，因此本专利技术的范围不受此限制。此夕卜，使用术语第一、第二等并不表示任何顺序或重要性，而是术语第一、第二等用以区分一个要素与另一要素。另外，使用术语“一个/ 一种”不表示数量的限制，而是表示存在所提及项目中的至少一个/一种。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.30 US 12/894,9571.备各向异性过滤介质的方法，其包括: 使介质发泡； 使所述介质在选定的方向上应变；和 在所述选定方向上释放所述介质的应变。2.权利要求1的制备各向异性过滤介质的方法，其进ー步包括在所述应变期间在与所述选定方向正交的方向上支撑所述各向异性过滤介质。3.权利要求1的制备各向异性过滤介质的方法，其中所述应变在室温下进行。4.权利要求1的制备各向异性过滤介质的方法，其中所述应变在非室温下进行。5.权利要求1的制备各向异性过滤介质的方法，其中所述介质具有管形形状且所述应变为对其纵向进行的压紧。6.权利要求1的制备各向异性过滤介质的方法，其进ー步包括，与较远离平行于所述选定方向的所述介质的孔壁相比，在较接近平行于所述选定方向的所述介质的孔壁中，形成更高百分数的开ロ。7.权利要求6的制备各向异性过滤介质的...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·卡瑞约，M·H·约翰逊，R·V·盖斯特，
申请(专利权)人：贝克休斯公司，
类型：
国别省市：