卡瓦的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種油氣井井下工具封隔器的卡瓦?？ㄍ甙ㄓ砂宀闹瞥傻目ㄍ咧黧w，所述板材包括若干復(fù)合材料層。復(fù)合材料層為單向玻璃纖維布及耐高溫環(huán)氧樹(shù)脂層，且任一復(fù)合材料層設(shè)置為其中的玻璃纖維走向與相鄰的復(fù)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(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料層，使得厚度為20mm以上。
【專利說(shuō)明】卡瓦
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)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(shù)】
[0002]封隔器是油田開(kāi)發(fā)中實(shí)施機(jī)械采油、分層注水、分層壓裂或酸化、機(jī)械卡堵水等注采工藝作業(yè)的主要井下工具之一。隨著非常規(guī)油氣藏及高溫高壓油氣藏動(dòng)用程度的加大，國(guó)內(nèi)外完井封隔器繼續(xù)朝著高性能、低成本、易操作、易鉆銑等方向發(fā)展。特別是近年來(lái)，由于非金屬材料在強(qiáng)度、耐壓、耐溫及耐腐蝕性等方面優(yōu)于金屬材料，因此利用非金屬材料制造封隔器的技術(shù)取得了較大發(fā)展。
[0003]卡瓦是卡瓦封隔器的重要零件，是常見(jiàn)的起錨定作用的機(jī)構(gòu)，其質(zhì)量好壞將直接影響到封隔器的工作效果。采油生產(chǎn)中如果發(fā)生卡瓦失效，封隔器將無(wú)法正常坐封，還可能造成采油事故。雖然自70年代以來(lái)，遼河、勝利和江漢等油田進(jìn)行了許多研究和應(yīng)用，但目前的國(guó)內(nèi)外易鉆除封隔器卡瓦仍然主要采用鑄鐵、黃銅等相對(duì)易鉆的金屬材料。雖然其承壓能力及耐溫性能好，但強(qiáng)度及密度仍然較高，且具有鉆除速度慢、不易于返排及容易被腐蝕性介質(zhì)腐蝕等缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型提供用于油氣井井下工具封隔器的卡瓦，包括由板材制成的卡瓦主體，其中板材包括若干復(fù)合材料層。
[0005]優(yōu)選地，復(fù)合材料層為玻璃纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹(shù)脂層。
[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，任一復(fù)合材料層設(shè)置為其中的玻璃纖維走向與相鄰的復(fù)合材料層中的玻璃纖維走向相互間呈一定角度。
[0007]優(yōu)選地，夾角為90°。
[0008]優(yōu)選地，板材包括至少100層復(fù)合材料層。
[0009]優(yōu)選地，復(fù)合材料鋪層形成的復(fù)合材料板材的厚度為20mm以上。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，利用了玻璃纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料層具有力學(xué)性能優(yōu)異，隔熱、隔聲，耐腐蝕的特點(diǎn)，加工生產(chǎn)出的封隔器卡瓦相對(duì)于金屬卡瓦具有強(qiáng)度高、耐腐蝕、并易于鉆除及銑出等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)坐封時(shí)在高溫高壓高含腐蝕性氣體中封得住，生產(chǎn)時(shí)可以快速?gòu)木足@除或解封。從而滿足現(xiàn)代油田開(kāi)發(fā)復(fù)雜惡劣工作環(huán)境及工藝技術(shù)需求，滿足現(xiàn)代油田開(kāi)發(fā)中高溫、高壓、高強(qiáng)度及高速度快速開(kāi)發(fā)的要求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)化，效率化。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]下面將結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)地描述。在圖中:
[0012]圖1顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的卡瓦的立體圖；
[0013]圖2顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的卡瓦板材結(jié)構(gòu)圖。[0014]在附圖中，并未按照實(shí)際的比例繪制。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將介紹根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)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(shè)置有鍵槽I和卡齒孔2。這些結(jié)構(gòu)均為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的，因此詳細(xì)的描述在此略去。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型，卡瓦10包括由板材制成的卡瓦主體5，其板材包括若干復(fù)合材料層7，如圖2所示。復(fù)合材料層7為玻璃纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹(shù)脂層，優(yōu)選地，復(fù)合材料層7為單向玻璃纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹(shù)脂層。首先，將單向玻璃纖維布預(yù)浸環(huán)氧樹(shù)脂制成預(yù)浸料。接著，對(duì)復(fù)合材料預(yù)浸料進(jìn)行鋪層，且任一個(gè)復(fù)合材料層7中的玻璃纖維6走向與其相鄰的復(fù)合材料層7中的玻璃纖維6走向呈一定夾角，優(yōu)選夾角為90°，如圖2所示，條形形狀和圓點(diǎn)形狀表不相鄰復(fù)合材料層7中的玻璃纖維6的走向相互垂直。然后,對(duì)鋪設(shè)的復(fù)合材料層7進(jìn)行固化以形成板材?？赏ㄟ^(guò)熱壓機(jī)固化，這樣能克服預(yù)浸料固化時(shí)產(chǎn)生的爆聚現(xiàn)象。優(yōu)化固化工藝參數(shù)中環(huán)氧樹(shù)脂含量為25%?35%，固化溫度160°C?200°C、固化時(shí)間1.5h?
2.5h、固化壓力12kg/cm2?20kg/cm2。還可以通過(guò)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，提高復(fù)合材料板材的抗剪切強(qiáng)度。這樣由單向玻璃纖維布及耐高溫環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料層7制得的復(fù)合材料板材致密、均勻性較好，力學(xué)強(qiáng)度高。
[0018]優(yōu)選地，單向玻璃纖維布及耐高溫環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)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(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料板材厚度達(dá)到20mm以上。發(fā)明人通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合材料板具有良好的力學(xué)性能和機(jī)械加工性能，在機(jī)械加工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生制作分層和啃刀現(xiàn)象。加工出來(lái)的卡瓦10力學(xué)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(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但本實(shí)用新型保護(hù)范圍并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型公開(kāi)的技術(shù)范圍內(nèi)，可容易地進(jìn)行改變或變化，而這種改變或變化都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于油氣井井下工具封隔器的卡瓦，包括由板材制成的卡瓦主體，其特征在于，所述板材包括若干復(fù)合材料層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡瓦，其特征在于，所述復(fù)合材料層為玻璃纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹(shù)脂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卡瓦，其特征在于，任一復(fù)合材料層設(shè)置為其中的玻璃纖維走向與相鄰的復(fù)合材料層中的玻璃纖維走向相互間呈一定角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的卡瓦，其特征在于，所述角度為90°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的卡瓦，其特征在于，所述板材包括至少100層復(fù)合材料層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的卡瓦，其特征在于，所述板材的厚度為20mm以上。
【文檔編號(hào)】E21B19/10GK203594380SQ201320623556
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】何祖清, 段友智, 侯倩, 連經(jīng)社, 崔曉杰, 彭漢修, 朱明 , 孔博, 黃勇 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院