[發(fā)明專利]用于浮箍浮鞋的樹脂材料類的配方以及高性能浮箍浮鞋

有效

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• 申請日: 2019-07-04
• 公開（公告）號: CN110499002B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐興海;徐峰
• 申請（專利權(quán)）人: 四川達燦石油設(shè)備有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L23/06;C08K13/02;C08K3/34;C08K5/54;C08K5/3437;E21B33/13
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本發(fā)明公開了一種用于浮箍浮鞋的樹脂材料類的配方，樹脂材料用于制作浮箍浮鞋的基座，外殼和本體一次成型做成基座；樹脂材料包括環(huán)氧樹脂1500份~3000份；樹脂固化劑800份~1200份；高效分散劑30份~60份；熱穩(wěn)定劑50份~150份；消泡劑10份~30份；納米填充劑150份~300份。本發(fā)明采用環(huán)氧樹脂作為基材制備浮箍浮鞋，將環(huán)氧樹脂材料的特性運用到浮箍浮鞋中，使得浮箍浮鞋基座具有可鉆性強、強度高、制備時間段，養(yǎng)護時間短等優(yōu)點；同時基座的制備通過模具一次性成型，整體塑造，消除現(xiàn)有技術(shù)中本體和外殼的界限，外殼和本體一體化制作，無現(xiàn)有技術(shù)中外殼和本體之間的脫落風(fēng)險和膠結(jié)質(zhì)量問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固井施工用具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種用于浮箍浮鞋的樹脂材料類的配方以及高性能浮箍浮鞋。

背景技術(shù)

浮箍浮鞋是一種應(yīng)用十分廣泛的固井工具。浮箍浮鞋的主要作用是引導(dǎo)套管順利入井，調(diào)整下套管時套管柱所受的浮力，固井時可以防止水泥倒流回套管內(nèi)及承座膠塞，浮箍浮鞋的質(zhì)量直接影響固井質(zhì)量。一旦浮箍浮鞋出現(xiàn)質(zhì)量問題，水泥漿返高達不到要求，水泥漿倒罐導(dǎo)致套管內(nèi)留塞過長，無法碰壓不能顯示頂替到位等情況。

從結(jié)構(gòu)上來看，現(xiàn)有技術(shù)中的浮箍浮鞋大多主要包括三個結(jié)構(gòu)：外殼、填充材料構(gòu)成的本體、單向閥；外殼為金屬材料，填充材料有多種，單向閥通過填充材料或者其他方式固定在外殼內(nèi)部；一般將本體和單向閥統(tǒng)稱為芯體。

在固井作業(yè)完畢后，出于鉆井后續(xù)作業(yè)需要，多數(shù)情況下都要對其內(nèi)部芯體進行鉆除，因此可鉆性是衡量浮箍浮鞋性能的一個重要指標(biāo)。芯體包括單向閥以及填充在單向閥與浮箍浮鞋外殼之間的填充材料，即芯體包括單向閥和本體。填充材料可以起到增加殼體承壓、和閥體結(jié)合達到反向密封、提供膠塞碰壓球座的作用。

在對浮箍浮鞋內(nèi)部芯體進行鉆除施工過程中，主要是對填充材料進行鉆破，鉆磨成粉末或碎屑后，隨井內(nèi)流體排出井外。在鉆破過程中，也需要對密封結(jié)構(gòu)例如回壓閥的殼體進行鉆破，但是主要集中于對本體的鉆破。因此浮箍浮鞋的可鉆性的好壞主要取決于內(nèi)部的填充材料是否容易被鉆破。

目前浮箍浮鞋的填充材料主要有鑄鋁、玻璃鋼和混凝土三種。這三種材料的性能各異，具有各自的優(yōu)缺點，需要根據(jù)實際使用需求和施工環(huán)境進行選擇。

例如在文獻：韓振強、田炳周以及曹雪洪.華北I型浮箍浮鞋結(jié)構(gòu)特點及其使用[J].石油鉆采工藝，1986；中公開了一種浮箍浮鞋，該浮箍浮鞋主要由本體和回壓閥組成，本體與回壓閥之間用水泥棍凝土膠結(jié)。本體材料為 35CrMo，回壓閥殼體為鑄鋁，浮球為膠木，能保證在200℃下正常工作。回壓閥殼體和浮球用普通牙輪鉆頭很易鉆除，水泥混凝土中加有膨脹劑，凝固時體積不收縮，提高了密封性。

例如在已經(jīng)公開的專利文獻CN201410152135X中公開了一種浮箍浮鞋用混凝土，包括如下組分：水泥15-25wt％、細(xì)骨料25-35wt％、粗骨料30-40wt％、早強劑0.5-2wt％、硅灰2-5wt％、粉煤灰3-5wt％、減水劑0.2-0.5％、膨脹劑3-5wt％以及水5-15wt％。膨脹劑可以是本領(lǐng)域已知的任何膨脹劑，例如明礬石膨脹劑、硫鋁酸鈣膨脹劑、氧化鈣膨脹劑、鐵屑膨脹劑、氧化鈣-硫鋁酸鈣復(fù)合膨脹劑、 U型混凝土膨脹劑或AEA混凝土膨脹劑等。減水劑可以是本領(lǐng)域已知的任何減水劑，包括普通減水劑和高效減水劑。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道在混凝土坍落度基本相同的條件下能大幅度減少拌合水量的外加劑稱為高效減水劑。

上述專利的填充材料能夠具有如下效果：混凝土抗壓強度高，抗?jié)B性能好，水化時間短，制作工藝簡單，脫模快，特別適用于易鉆式浮箍浮鞋等固井工具，但是與浮箍浮鞋外殼本體內(nèi)壁或者其他附件的膠結(jié)質(zhì)量較差，易脫落。

經(jīng)過本發(fā)明人的實驗得知，三種不同的填充材料均具有各自的不足；例如：

1、鑄鋁浮箍浮鞋存在以下問題：

①鑄鋁為金屬材料，可鉆除時間，施工時間長；