卡瓦的製作方法
2023-04-28 03:03:51 1
卡瓦的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種油氣井井下工具封隔器的卡瓦。卡瓦包括由板材製成的卡瓦主體，所述板材包括若干複合材料層。複合材料層為單向玻璃纖維布及耐高溫環氧樹脂層，且任一複合材料層設置為其中的玻璃纖維走向與相鄰的複合材料層中玻璃纖維走向呈一定夾角。板材包括至少100層的玻璃纖維增強樹脂複合材料層，使得厚度為20mm以上。
【專利說明】卡瓦
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種油氣井井下工具，尤其是封隔器的卡瓦。
【背景技術】
[0002]封隔器是油田開發中實施機械採油、分層注水、分層壓裂或酸化、機械卡堵水等注採工藝作業的主要井下工具之一。隨著非常規油氣藏及高溫高壓油氣藏動用程度的加大，國內外完井封隔器繼續朝著高性能、低成本、易操作、易鑽銑等方向發展。特別是近年來，由於非金屬材料在強度、耐壓、耐溫及耐腐蝕性等方面優於金屬材料，因此利用非金屬材料製造封隔器的技術取得了較大發展。
[0003]卡瓦是卡瓦封隔器的重要零件，是常見的起錨定作用的機構，其質量好壞將直接影響到封隔器的工作效果。採油生產中如果發生卡瓦失效，封隔器將無法正常坐封，還可能造成採油事故。雖然自70年代以來，遼河、勝利和江漢等油田進行了許多研究和應用，但目前的國內外易鑽除封隔器卡瓦仍然主要採用鑄鐵、黃銅等相對易鑽的金屬材料。雖然其承壓能力及耐溫性能好，但強度及密度仍然較高，且具有鑽除速度慢、不易於返排及容易被腐蝕性介質腐蝕等缺點。
實用新型內容
[0004]本實用新型提供用於油氣井井下工具封隔器的卡瓦，包括由板材製成的卡瓦主體，其中板材包括若干複合材料層。
[0005]優選地，複合材料層為玻璃纖維增強的環氧樹脂層。
[0006]在一個實施例中，任一複合材料層設置為其中的玻璃纖維走向與相鄰的複合材料層中的玻璃纖維走向相互間呈一定角度。
[0007]優選地，夾角為90°。
[0008]優選地，板材包括至少100層複合材料層。
[0009]優選地，複合材料鋪層形成的複合材料板材的厚度為20mm以上。
[0010]與現有技術相比，本實用新型的優點在於，利用了玻璃纖維增強的環氧樹脂複合材料層具有力學性能優異，隔熱、隔聲，耐腐蝕的特點，加工生產出的封隔器卡瓦相對於金屬卡瓦具有強度高、耐腐蝕、並易於鑽除及銑出等優點。實現坐封時在高溫高壓高含腐蝕性氣體中封得住，生產時可以快速從井底鑽除或解封。從而滿足現代油田開發複雜惡劣工作環境及工藝技術需求，滿足現代油田開發中高溫、高壓、高強度及高速度快速開發的要求，實現生產經濟化，效率化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]下面將結合附圖來對本實用新型的優選實施例進行詳細地描述。在圖中:
[0012]圖1顯示了根據本實用新型的卡瓦的立體圖；
[0013]圖2顯示了根據本實用新型的卡瓦板材結構圖。[0014]在附圖中，並未按照實際的比例繪製。
【具體實施方式】
[0015]下面將介紹根據本實用新型的優選實施例。
[0016]如圖1所示，卡瓦10包括曲體面3、錐體面4，其中曲體面3上設置有鍵槽I和卡齒孔2。這些結構均為本領域的技術人員所熟知的，因此詳細的描述在此略去。
[0017]根據本實用新型，卡瓦10包括由板材製成的卡瓦主體5，其板材包括若干複合材料層7，如圖2所示。複合材料層7為玻璃纖維增強的環氧樹脂層，優選地，複合材料層7為單向玻璃纖維增強的環氧樹脂層。首先，將單向玻璃纖維布預浸環氧樹脂製成預浸料。接著，對複合材料預浸料進行鋪層，且任一個複合材料層7中的玻璃纖維6走向與其相鄰的複合材料層7中的玻璃纖維6走向呈一定夾角，優選夾角為90°，如圖2所示，條形形狀和圓點形狀表不相鄰複合材料層7中的玻璃纖維6的走向相互垂直。然後,對鋪設的複合材料層7進行固化以形成板材。可通過熱壓機固化，這樣能克服預浸料固化時產生的爆聚現象。優化固化工藝參數中環氧樹脂含量為25%?35%，固化溫度160°C?200°C、固化時間1.5h?
2.5h、固化壓力12kg/cm2?20kg/cm2。還可以通過添加5%?15%的聚醚醚酮粉末或其它工程塑料顆粒作為增韌劑，提高複合材料板材的抗剪切強度。這樣由單向玻璃纖維布及耐高溫環氧樹脂複合材料層7製得的複合材料板材緻密、均勻性較好，力學強度高。
[0018]優選地，單向玻璃纖維布及耐高溫環氧樹脂複合材料層7鋪層至少100層，使得單向玻璃纖維布及耐高溫環氧樹脂複合材料板材厚度達到20mm以上。發明人通過試驗發現，該複合材料板具有良好的力學性能和機械加工性能，在機械加工過程中不會產生製作分層和啃刀現象。加工出來的卡瓦10力學性能好，耐高溫，耐腐蝕，更能滿足目前超深井及大型壓裂井的高溫高壓要求。
[0019]以上所述僅為本實用新型的優選實施方式，但本實用新型保護範圍並不局限於此，任何本領域的技術人員在本實用新型公開的技術範圍內，可容易地進行改變或變化，而這種改變或變化都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應以權利要求書的保護範圍為準。
【權利要求】
1.一種用於油氣井井下工具封隔器的卡瓦，包括由板材製成的卡瓦主體，其特徵在於，所述板材包括若干複合材料層。
2.根據權利要求1所述的卡瓦，其特徵在於，所述複合材料層為玻璃纖維增強的環氧樹脂層。
3.根據權利要求2所述的卡瓦，其特徵在於，任一複合材料層設置為其中的玻璃纖維走向與相鄰的複合材料層中的玻璃纖維走向相互間呈一定角度。
4.根據權利要求3所述的卡瓦，其特徵在於，所述角度為90°。
5.根據權利要求1到4中任一項所述的卡瓦，其特徵在於，所述板材包括至少100層複合材料層。
6.根據權利要求1到4中任一項所述的卡瓦，其特徵在於，所述板材的厚度為20mm以上。
【文檔編號】E21B19/10GK203594380SQ201320623556
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月10日 優先權日:2013年10月10日
【發明者】何祖清, 段友智, 侯倩, 連經社, 崔曉傑, 彭漢修, 朱明 , 孔博, 黃勇 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院