PL236865B1 - Ulegający rozpadowi człon w kształcie ściętego stożka, wyrób zawierający ulegający rozpadowi człon w kształcie ściętego stożka, sposób stosowania ulegającego rozpadowi członu w kształcie ściętego stożka - Google Patents
Ulegający rozpadowi człon w kształcie ściętego stożka, wyrób zawierający ulegający rozpadowi człon w kształcie ściętego stożka, sposób stosowania ulegającego rozpadowi członu w kształcie ściętego stożka Download PDFInfo
- Publication number
- PL236865B1 PL236865B1 PL410366A PL41036613A PL236865B1 PL 236865 B1 PL236865 B1 PL 236865B1 PL 410366 A PL410366 A PL 410366A PL 41036613 A PL41036613 A PL 41036613A PL 236865 B1 PL236865 B1 PL 236865B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- frustoconical
- truncated
- metal
- seal
- shaped member
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 38
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 113
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 113
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 108
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 claims description 79
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 53
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims description 48
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 42
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 34
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 31
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims description 26
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 claims description 26
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 24
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 19
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 17
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 17
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims description 16
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 16
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 13
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 10
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 10
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 9
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 9
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 9
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011195 cermet Substances 0.000 claims description 7
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 6
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000007799 cork Substances 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 122
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 58
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 45
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 22
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 20
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 13
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 12
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 10
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 10
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 10
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 8
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 7
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 7
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- -1 cobalt nitride Chemical class 0.000 description 6
- 239000007771 core particle Substances 0.000 description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 4
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 4
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 4
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 4
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 4
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 3
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 3
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 3
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 3
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 3
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- 238000005551 mechanical alloying Methods 0.000 description 3
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VNDYJBBGRKZCSX-UHFFFAOYSA-L zinc bromide Chemical compound Br[Zn]Br VNDYJBBGRKZCSX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N Methanesulfonic acid Chemical compound CS(O)(=O)=O AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910026551 ZrC Inorganic materials 0.000 description 2
- OTCHGXYCWNXDOA-UHFFFAOYSA-N [C].[Zr] Chemical compound [C].[Zr] OTCHGXYCWNXDOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- YZXBAPSDXZZRGB-DOFZRALJSA-N arachidonic acid Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCC(O)=O YZXBAPSDXZZRGB-DOFZRALJSA-N 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 2
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VDZMENNHPJNJPP-UHFFFAOYSA-N boranylidyneniobium Chemical compound [Nb]#B VDZMENNHPJNJPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 2
- JXTHNDFMNIQAHM-UHFFFAOYSA-N dichloroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(Cl)Cl JXTHNDFMNIQAHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N docosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 2
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 description 2
- 229920005558 epichlorohydrin rubber Polymers 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- WHJFNYXPKGDKBB-UHFFFAOYSA-N hafnium;methane Chemical compound C.[Hf] WHJFNYXPKGDKBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 235000011147 magnesium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UNASZPQZIFZUSI-UHFFFAOYSA-N methylidyneniobium Chemical compound [Nb]#C UNASZPQZIFZUSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N methylidynetantalum Chemical compound [Ta]#C NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- UTOPWMOLSKOLTQ-UHFFFAOYSA-N octacosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O UTOPWMOLSKOLTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 2
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 2
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 2
- JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M sodium bromide Chemical compound [Na+].[Br-] JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 229910003468 tantalcarbide Inorganic materials 0.000 description 2
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N zirconium nitride Chemical compound [Zr]#N ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N (9Z,12Z)-9,10,12,13-tetratritiooctadeca-9,12-dienoic acid Chemical compound C(CCCCCCC\C(=C(/C\C(=C(/CCCCC)\[3H])\[3H])\[3H])\[3H])(=O)O OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N 0.000 description 1
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ULQISTXYYBZJSJ-UHFFFAOYSA-N 12-hydroxyoctadecanoic acid Chemical compound CCCCCCC(O)CCCCCCCCCCC(O)=O ULQISTXYYBZJSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFEAOSSMQHGXMM-UHFFFAOYSA-N 12007-10-2 Chemical compound [W].[W]=[B] OFEAOSSMQHGXMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KIHBGTRZFAVZRV-UHFFFAOYSA-N 2-Hydroxyoctadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCC(O)C(O)=O KIHBGTRZFAVZRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LBLYYCQCTBFVLH-UHFFFAOYSA-N 2-Methylbenzenesulfonic acid Chemical compound CC1=CC=CC=C1S(O)(=O)=O LBLYYCQCTBFVLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 3-azaniumyl-2-hydroxypropanoate Chemical compound NCC(O)C(O)=O BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021357 Behenic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920006169 Perfluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004280 Sodium formate Substances 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 125000002877 alkyl aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N alpha-linolenic acid Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N 0.000 description 1
- 235000020661 alpha-linolenic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229940114079 arachidonic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000021342 arachidonic acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- CFJRGWXELQQLSA-UHFFFAOYSA-N azanylidyneniobium Chemical compound [Nb]#N CFJRGWXELQQLSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010296 bead milling Methods 0.000 description 1
- 229940116226 behenic acid Drugs 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940092714 benzenesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 1
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002902 bimodal effect Effects 0.000 description 1
- WVMYSOZCZHQCSG-UHFFFAOYSA-N bis(sulfanylidene)zirconium Chemical compound S=[Zr]=S WVMYSOZCZHQCSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- LGLOITKZTDVGOE-UHFFFAOYSA-N boranylidynemolybdenum Chemical compound [Mo]#B LGLOITKZTDVGOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTDAIYZKROTZLD-UHFFFAOYSA-N boranylidynetantalum Chemical compound [Ta]#B XTDAIYZKROTZLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001649 bromium compounds Chemical class 0.000 description 1
- ATZQZZAXOPPAAQ-UHFFFAOYSA-M caesium formate Chemical compound [Cs+].[O-]C=O ATZQZZAXOPPAAQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001622 calcium bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- WGEFECGEFUFIQW-UHFFFAOYSA-L calcium dibromide Chemical compound [Ca+2].[Br-].[Br-] WGEFECGEFUFIQW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- MMXSKTNPRXHINM-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trisulfide Chemical compound [S-2].[S-2].[S-2].[Ce+3].[Ce+3] MMXSKTNPRXHINM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N chloroacetic acid Chemical compound OC(=O)CCl FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940106681 chloroacetic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000009694 cold isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960005215 dichloroacetic acid Drugs 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229940013688 formic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 229920006168 hydrated nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002681 hypalon Polymers 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960004488 linolenic acid Drugs 0.000 description 1
- KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N linolenic acid Natural products CC=CCCC=CCC=CCCCCCCCC(O)=O KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QENHCSSJTJWZAL-UHFFFAOYSA-N magnesium sulfide Chemical compound [Mg+2].[S-2] QENHCSSJTJWZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940098779 methanesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);uranium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[U+4] OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940098695 palmitic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000013439 planning Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920005559 polyacrylic rubber Polymers 0.000 description 1
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- WBHHMMIMDMUBKC-XLNAKTSKSA-N ricinelaidic acid Chemical compound CCCCCC[C@@H](O)C\C=C\CCCCCCCC(O)=O WBHHMMIMDMUBKC-XLNAKTSKSA-N 0.000 description 1
- 229960003656 ricinoleic acid Drugs 0.000 description 1
- FEUQNCSVHBHROZ-UHFFFAOYSA-N ricinoleic acid Natural products CCCCCCC(O[Si](C)(C)C)CC=CCCCCCCCC(=O)OC FEUQNCSVHBHROZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- HLBBKKJFGFRGMU-UHFFFAOYSA-M sodium formate Chemical compound [Na+].[O-]C=O HLBBKKJFGFRGMU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000019254 sodium formate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052566 spinel group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- RCYJPSGNXVLIBO-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenetitanium Chemical compound [S].[Ti] RCYJPSGNXVLIBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N thorium dioxide Chemical compound O=[Th]=O ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YNJBWRMUSHSURL-UHFFFAOYSA-N trichloroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(Cl)(Cl)Cl YNJBWRMUSHSURL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004319 trichloroacetic acid Drugs 0.000 description 1
- FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N uranium dioxide Inorganic materials O=[U]=O FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 1
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 1
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/02—Subsoil filtering
- E21B43/10—Setting of casings, screens, liners or the like in wells
- E21B43/103—Setting of casings, screens, liners or the like in wells of expandable casings, screens, liners, or the like
- E21B43/106—Couplings or joints therefor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
- E21B23/01—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells for anchoring the tools or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0408—Light metal alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/12—Packers; Plugs
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/134—Bridging plugs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
- B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0408—Light metal alloys
- C22C1/0416—Aluminium-based alloys
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/12—Packers; Plugs
- E21B33/129—Packers; Plugs with mechanical slips for hooking into the casing
- E21B33/1295—Packers; Plugs with mechanical slips for hooking into the casing actuated by fluid pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest ulegający rozpadowi człon w kształcie ściętego stożka, wyrób zawierający ulegający rozpadowi człon w kształcie ściętego stożka, sposób stosowania ulegającego rozpadowi członu w kształcie ściętego stożka.
Konstrukcje otworów wiertniczych, w tym odwiertów ropy i gazu ziemnego, otworów wiertniczych do magazynowania CO2 itd. wykorzystują często składniki lub narzędzia do otworów wiertniczych, od których, ze względu na ich funkcję, wymagana jest jedynie ograniczona żywotność, znacząco krótsza niż okres użytkowania odwiertu. Po spełnieniu przez składnik lub narzędzie swojej funkcji, muszą być one usunięte lub zutylizowane w celu przywrócenia oryginalnego rozmiaru drogi płynu podczas użytkowania otworu, w tym produkcji węglowodorów, wychwytywania lub magazynowania CO2 itd. Utylizacja składników lub narzędzi może być dokonywana poprzez zmielenie lub wywiercenie składnika lub narzędzia z otworu wiertniczego, co jest generalnie operacją drogą i pochłaniającą czas. Branża ta jest zawsze otwarta na nowe systemy, materiały i sposoby eliminujące usuwanie składnika lub narzędzia z otworu wiertniczego, pozwalające uniknąć stosowania tego typu operacji mielenia i wiercenia.
Ze stanu techniki znane jest amerykańskie zgłoszenie wynalazku US 2011048743 ujawniające część w kształcie ściętego stożka znajdujące zastosowanie w konstrukcjach otworów wiertniczych. Jednocześnie z innego amerykańskiego zgłoszenia wynalazku US 2011132620 znane jest rozpuszczalne narzędzie, którego elementy zawierają nanomatrycę komórkową oraz rozproszone cząsteczki metaliczne w nanomatrycy komórkowej.
Ulegający rozpadowi człon w kształcie ściętego stożka, zawierający: pierwszą część w kształcie ściętego stożka; oraz podłoże zawierające kompozyt metaliczny, który zawiera: nanomatrycę komórkową zawierającą metaliczny materiał nanomatrycy oraz osnowę metaliczną rozmieszczoną w nanomatrycy komórkowej, charakteryzuje się tym, że zawiera środek kontrolujący rozpad zawierający kobalt, miedź, żelazo, nikiel, wolfram lub kombinację zawierającą co najmniej jeden z powyższych.
Dla ulegającego rozpadowi członu w kształcie ściętego stożka według wynalazku korzystne jest gdy zawiera ponadto drugą część w kształcie ściętego stożka. Korzystnie gdy, pierwsza część w kształcie ściętego stożka i druga część w kształcie ściętego stożka zwężają się w przeciwnych kierunkach.
W korzystnym rozwiązaniu ulegający rozpadowi człon w kształcie ściętego stożka ma ponadto taki wewnętrzny wymiar radialny i zewnętrzny wymiar radialny, że wewnętrzny wymiar radialny jest większy niż 50% zewnętrznego wymiaru radialnego. Również korzystne jest gdy zawiera on ponadto gniazdo umieszczone na powierzchni wewnętrznej członu w kształcie ściętego stożka. Korzystnie, gdy gniazdo ma powierzchnię, która może być szczelnie łączona z usuwalnym korkiem, ruchomym względem niej, przy czym powierzchnia ta może być przemieszczana wzdłużnie w stosunku do pierwszej części w kształcie ściętego stożka w kierunku w górę, określonym przez kierunek przepływu, który dociska korek do niej.
Ulegający rozpadowi człon w kształcie ściętego stożka korzystnie zawiera ponadto kołnierz biegnący radialnie od powierzchni. Kołnierz wykazuje wytrzymałość na ściskanie mniejszą niż wytrzymałość na ściskanie pierwszej części w kształcie ściętego stożka.
Dla ulegającego rozpadowi członu w kształcie ściętego stożka według wynalazku korzystne jest gdy osnowa metaliczna zawiera glin, żelazo, magnez, mangan, cynk lub kombinację zawierającą co najmniej jeden z powyższych.
Korzystnie gdy ilość osnowy metalicznej wynosi około 50% wag. do około 95% wag., w przeliczeniu na masę kompozytu metalicznego. Ponadto korzystnie, gdy osnowę metaliczną stanowi stop, czysty metal lub kombinacja zawierająca co najmniej jeden z powyższych. Jeszcze korzystniej gdy człon w kształcie ściętego stożka jest funkcjonalnie stopniowany tak, że osnowa metaliczna zawiera stop lub czysty metal, w którym ilość stopu lub czystego metalu różni się wzdłuż wymiaru członu w kształcie ściętego stożka.
Dla ulegającego rozpadowi członu w kształcie ściętego stożka według wynalazku korzystne jest gdy metaliczny materiał nanomatrycy zawiera glin, kobalt, miedź, żelazo, magnez, nikiel, krzem, wolfram, cynk, ich tlenki, ich azotki, ich węgliki, ich związki międzymetaliczne, ich cermety lub kombinację zawierającą co najmniej jeden z powyższych. Korzystne jest gdy ilość metalicznego materiału nanomatrycy wynosi około 10% wag. do około 50% wag., w przeliczeniu na masę kompozytu metalicznego.
Ponadto korzystne jest gdy człon w kształcie ściętego stożka jest funkcjonalnie stopniowany tak, że ilość środka kontrolującego rozpad w pierwszej części w kształcie ściętego stożka jest mniejsza od ilości środka kontrolującego rozpad w innej części członu w kształcie ściętego stożka.
PL 236 865 B1
W kolejnym korzystnym rozwiązaniu kompozyt metaliczny zawiera ponadto środek wzmacniający, przy czym środek wzmacniający zawiera ceramikę, polimer, metal, nanocząstki, cermet lub kombinację, zawierającą co najmniej jeden z powyższych. Ponadto korzystnie gdy człon w kształcie ściętego stożka jest funkcjonalnie stopniowany tak, że ilość środka wzmacniającego w pierwszej części w kształcie ściętego stożka jest większa od ilości środka wzmacniającego w innej części członu w kształcie ściętego stożka.
Dla ulegającego rozpadowi członu w kształcie ściętego stożka według wynalazku korzystne jest gdy człon w kształcie ściętego stożka jest funkcjonalnie stopniowany tak, że pierwsza część w kształcie ściętego stożka wykazuje wytrzymałość na ściskanie, która jest większa niż wytrzymałość na ściskanie w innej części członu w kształcie ściętego stożka.
Ponadto korzystne jest gdy człon w kształcie ściętego stożka wykazuje wytrzymałość na ściskanie od około 40 ksi do około 100 ksi (207 MPa - 552 MPa).
W kolejnym korzystnym rozwiązaniu człon w kształcie ściętego stożka może ulec rozpadowi w odpowiedzi na kontakt z płynem, przy czym korzystnie płyn obejmuje solankę, kwas mineralny, kwas organiczny lub kombinację zawierającą co najmniej jeden z powyższych. Korzystnie gdy człon w kształcie ściętego stożka wykazuje szybkość rozpadu od około 1 mg/cm2/h do około 10 000 mg/cm2/h.
Przedmiotem wynalazku jest też wyrób zawierający ulegający rozpadowi człon w kształcie ściętego stożka charakteryzujący się tym, że wyrób stanowi korek do szczelinowania, korek mostkujący (szczelinowania), łożysko, złącze z kołnierzem kielichowym, trzpień zaworu lub pierścień uszczelniający.
Kolejnym przedmiotem wynalazku jest sposób stosowania ulegającego rozpadowi członu w kształcie ściętego stożka, obejmujący: kontaktowanie części w kształcie ściętego stożka członu w kształcie ściętego stożka ze zwężającą się powierzchnią wyrobu; wywieranie nacisku na człon w kształcie ściętego stożka; dociskanie członu w kształcie ściętego stożka w kierunku wyrobu, aby rozszerzyć wymiar radialny wyrobu; jak również kontaktowanie członu w kształcie ściętego stożka z płynem w celu rozpadu członu w kształcie ściętego stożka, charakteryzuje się tym, że sposób jest realizowany przy zastosowaniu środków wymienionych w zastrz. 1.
Poniższy opis nie powinien być traktowany jako ograniczający w jakikolwiek sposób zakres wynalazku. Odnosząc się do towarzyszących rysunków, podobne elementy zostały podobnie ponumerowane:
Fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny ulegającego rozpadowi rurowego układu kotwiczącego;
Fig. 2 przedstawia przekrój poprzeczny ulegającego rozpadowi kompozytu metalicznego;
Fig. 3 przedstawia mikrofotografię przykładowej postaci wykonania ulegającego rozpadowi kompozytu metalicznego, jak ujawniony w niniejszym opisie;
Fig. 4 przedstawia przekrój poprzeczny kompozycji stosowanej do wytwarzania ulegającego rozpadowi kompozytu metalicznego pokazanego na fig. 2;
Fig. 5A przedstawia mikrofotografię czystego metalu bez nanomatrycy komórkowej;
Fig. 5B przedstawia mikrofotografię ulegającego rozpadowi kompozytu metalicznego z osnową metaliczną i nanomatrycą komórkową;
Fig. 6 przedstawia wykres utraty masy w funkcji czasu dla różnych ulegających rozpadowi kompozytów metalicznych, w których skład wchodzi nanomatryca komórkowa, pokazujący selektywnie dopasowane szybkości rozpadu;
Fig. 7A przedstawia mikrofotografię elektronową powierzchni przełomu wypraski utworzonej z czystego proszku Mg;
Fig. 7B przedstawia mikrofotografię elektronową powierzchni przełomu przykładowej postaci wykonania ulegającego rozpadowi kompozytu metalicznego z nanomatrycą komórkową zgodnie z niniejszym opisem;
Fig. 8 przedstawia wykres wytrzymałości na ściskanie kompozytu metalicznego z nanomatrycą komórkową w funkcji procentu wagowego składnika (AI2O3) nanomatrycy komórkowej;
Fig. 9A przedstawia przekrój poprzeczny przykładu wykonania ulegającego rozpadowi rurowego układu kotwiczącego w otworze wiertniczym;
Fig. 9B przedstawia przekrój poprzeczny układu z fig. 9A w ustalonej pozycji;
Fig. 10 przedstawia przekrój poprzeczny ulegającego rozpadowi członu w kształcie ściętego stożka;
Fig. 11 przedstawia przekrój poprzeczny ulegającego rozpadowi dolnego łącznika;
PL 236 865 B1
Fig. 12A, 12B i 12C przedstawiają odpowiednio widok perspektywiczny, przekrój poprzeczny i widok z góry ulegającej rozpadowi tulei;
Fig. 13A i 13B przedstawiają odpowiednio rzut perspektywiczny i przekrój poprzeczny ulegającego rozpadowi uszczelnienia;
Fig. 14 przedstawia przekrój poprzeczny innego przykładu wykonania ulegającego rozpadowi rurowego układu kotwiczącego;
Fig. 15 przedstawia przekrój poprzeczny ulegającego rozpadowi rurowego układu kotwiczącego z fig. 14 w ustalonej pozycji;
Fig. 16 przedstawia przekrój poprzeczny innego przykładu wykonania ulegającego rozpadowi rurowego układu kotwiczącego;
Fig. 17 przedstawia przekrój poprzeczny innego przykładu wykonania ulegającego rozpadowi uszczelnienia z elastomerowym pierścieniem zapasowym w ulegającym rozpadowi rurowym układzie kotwiczącym; natomiast
Fig. 18A i 18B przedstawiają odpowiednio przekrój poprzeczny i widok perspektywiczny innego przykładu wykonania ulegającego rozpadowi uszczelnienia.
W niniejszym dokumencie przedstawiono szczegółowy opis jednego lub więcej przykładów wykonania ujawnionego urządzenia i sposobu, na zasadzie przykładu, a nie ograniczenia, z odwołaniem do figur.
Twórcy wynalazku odkryli, że rurowy układ kotwiczący o dużej wytrzymałości, wysokiej ciągliwości, choć ulegający w pełni rozpadowi może być wykonany z materiałów, które selektywnie i w sposób kontrolowany ulegają rozpadowi w odpowiedzi na kontakt z pewnymi płynami wiertniczymi lub w reakcji na zmienione warunki. Taki ulegający rozpadowi układ zawiera składniki, które są skłonne do selektywnej korozji i wykazują selektywnie dobieralne szybkości rozpadu oraz selektywnie dobieralne właściwości materiałowe. Oprócz tego, układ ulegający rozpadowi zawiera składniki wykazujące różniące się wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie oraz uszczelnienie (z utworzeniem np. dopasowującego się uszczelnienia metal-metal), stożek, odkształcalna tuleja (lub elementy ślizgowe) oraz dolny łącznik. Należy rozumieć, że użycie w niniejszym opisie określenia „rozpadać się” lub dowolnej z jego form (np. „rozpad”), obejmuje podane znaczenie.
Przykład wykonania ulegającego rozpadowi rurowego układu kotwiczącego został pokazany na fig. 1. Ulegający rozpadowi rurowy układ kotwiczący 110 zawiera uszczelnienie 112, człon w kształcie ściętego stożka 114, tuleję 116 (pokazaną tutaj jako pierścień ślizgowy) oraz dolny łącznik 118. Układ 110 jest skonfigurowany tak, że wzdłużny ruch członu w kształcie ściętego stożka 114 względem tulei 116 i względem uszczelnienia 112 powoduje odpowiednio radialną modyfikację tulei 116 i uszczelnienia 112. Chociaż w tym przykładzie wykonania radialne modyfikacje zachodzą w kierunkach radialnie na zewnątrz, w alternatywnych przykładach wykonania radialne zmiany mogą zachodzić w innych kierunkach, jak np. radialnie do wewnątrz. Dodatkowo wymiar wzdłużny D1 i grubość T1 części ściennej uszczelnienia 112 może ulegać zmianie po przyłożeniu do niego siły ściskającej. Uszczelnienie 112, człon w kształcie ściętego stożka 114, tuleja 116 i dolny łącznik 118 (tj. składniki układu 110) ulegają rozpadowi i zawierają kompozyt metaliczny. Kompozyt metaliczny składa się z osnowy metalicznej umieszczonej w nanomatrycy komórkowej oraz środka kontrolującego rozpad.
W pewnym przykładzie wykonania środek kontrolujący rozpad jest zawarty w osnowie metalicznej. W innym przykładzie wykonania środek kontrolujący rozpad jest zawarty na zewnątrz osnowy metalicznej. W jeszcze innym przykładzie wykonania środek kontrolujący rozpad jest zawarty w osnowie metalicznej, jak też na zewnątrz osnowy metalicznej. Kompozyt metaliczny zawiera również nanomatrycę komórkową, w której skład wchodzi metaliczny materiał nanomatrycy. Środek kontrolujący rozpad może być zawarty w nanomatrycy komórkowej w metalicznym materiale nanomatrycy. Przykładowy kompozyt metaliczny i sposób stosowany do wytwarzania kompozytu metalicznego zostały ujawnione w amerykańskim zgłoszeniach patentowych o numerach seryjnych 12/633,682, 12/633,688,
13/220,832, 13/220,822 oraz 13/358,307, przy czym opis każdego z tych zgłoszeń patentowych włącza się w całości do niniejszego opisu przez odniesienie.
Kompozyt metaliczny oznacza na przykład wypraskę proszkową, jak pokazano na fig. 2. Kompozyt metaliczny 200 zawiera nanomatrycę komórkową 216, w której skład wchodzi materiał nanomatrycy 220 oraz osnowa metaliczna 214 (np. większa liczba rozproszonych cząstek) zawierająca materiał 218 rdzenia cząstek rozproszony w nanomatrycy komórkowej 216. Materiał 218 rdzenia cząstek zawiera materiał nanostrukturalny. Taki kompozyt metaliczny zawierający nanomatrycę komórkową z umieszczoną w niej osnową metaliczną określany jest jako kontrolowany materiał elektrolityczny.
PL 236 865 B1
Odnosząc się do fig. 2 i 4, widać, że osnowa metaliczna 214 może zawierać dowolny odpowiedni metaliczny materiał 218 rdzenia cząstek, w którego skład wchodzi nanostruktura, jak opisano w niniejszym dokumencie. W przykładowej postaci wykonania osnowa metaliczna 214 jest utworzona z rdzeni 14 cząstek (fig. 4) i może zawierać pierwiastek, taki jak glin, żelazo, magnez, mangan, cynk lub ich kombinację, jako nanostrukturalny materiał 218 rdzenia cząstek. Bardziej szczegółowo, w przykładowej postaci wykonania osnowa metaliczna 214 i materiał 218 rdzenia cząstek mogą zawierać rozmaite stopy Al lub Mg jako nanostrukturalny materiał 218 rdzenia cząstek, włączając w to rozmaite utwardzane wydzieleniowo stopy Al lub Mg. W pewnych przykładach wykonania materiał 218 rdzenia cząstek zawiera magnez i glin, przy czym glin obecny jest w ilości od około 1 procenta wagowego (% wag.) do około 15% wag., w szczególności około 1% wag. do około 10% wag., a ściślej około 1% wag. do około 5% wag., w przeliczeniu na masę osnowy metalicznej, a resztę masy stanowi magnez.
W dodatkowym przykładzie wykonania szczególnie użyteczne są utwardzane wydzieleniowo stopy Al lub Mg, ponieważ mogą one wzmocnić osnowę metaliczną 214 zarówno poprzez nanostrukturyzację, jak i utwardzanie wydzieleniowe poprzez włączenie precypitatów cząsteczkowych, jak opisano w niniejszym dokumencie. Osnowa metaliczna 214 i materiał 218 rdzenia cząstek mogą również zawierać pierwiastek ziem rzadkich lub kombinację pierwiastków ziem rzadkich. Do przykładowych pierwiastków ziem rzadkich należą Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd lub Er. Można zastosować kombinację zawierającą co najmniej jeden z powyższych pierwiastków ziem rzadkich. Pierwiastek ziem rzadkich, w przypadku, gdy jest obecny, może występować w ilości od około 5% wag. lub mniej, a w szczególności około 2% wag. lub mniej, w przeliczeniu na masę kompozytu metalicznego.
Osnowa metaliczna 214 i materiał 218 rdzenia cząstek mogą również obejmować materiał nanostrukturalny 215. W przykładowej postaci wykonania materiał nanostrukturalny 215 jest materiałem o rozmiarze ziarna (np. rozmiarze podziarna lub krystalitu), który jest mniejszy niż około 200 nanometrów (nm), w szczególności wynosi od około 10 nm do około 200 nm, a bardziej szczegółowo średni rozmiar ziarna jest mniejszy niż około 100 nm. Nanostruktura osnowy metalicznej 214 może zawierać granice 227 dużego kąta, które są zwykle stosowane do definiowania rozmiaru ziarna, lub granice 229 małego kąta, które mogą występować jako podstruktura w obrębie określonego ziarna, które są czasami stosowane do definiowania rozmiaru krystalitu, lub ich kombinację. Należy zauważyć, że matryca nanokomórkowa 216 i struktura ziarna (materiał nanostrukturalny 215 zawierający granice 227 i 229 ziaren) osnowy metalicznej 214 są odrębnymi cechami kompozytu metalicznego 200. W szczególności, matryca nanokomórkowa 216 nie jest elementem krystalicznej lub amorficznej części osnowy metalicznej 214.
Środek kontrolujący rozpad zawarty jest w kompozycie metalicznym 200 w celu kontroli szybkości rozpadu kompozytu metalicznego 200. Środek kontrolujący rozpad może być zawarty w osnowie metalicznej 214, nanomatrycy komórkowej 216, lub w ich kombinacji. Zgodnie z pewnym przykładem wykonania środek kontrolujący rozpad obejmuje metal, kwas tłuszczowy, cząstki ceramiczne lub kombinację zawierającą co najmniej jeden z powyższych, przy czym środek kontrolujący rozpad jest umieszczony w kontrolowanym materiale elektrolitycznym w celu zmiany szybkości rozpadu kontrolowanego materiału elektrolitycznego. W jednym przykładzie wykonania środek kontrolujący rozpad jest umieszczony w nanomatrycy komórkowej zewnętrznie do osnowy metalicznej. W nieograniczającym przykładzie wykonania środek kontrolujący rozpad zwiększa szybkość rozpadu kompozytu metalicznego 200. W innym przykładzie wykonania środek kontrolujący rozpad zmniejsza szybkość rozpadu kompozytu metalicznego 200. Środek kontrolujący rozpad może stanowić metal, w tym kobalt, miedź, żelazo, nikiel, wolfram, cynk lub kombinację zawierającą co najmniej jeden z wymienionych. W kolejnym przykładzie wykonania środek kontrolujący rozpad stanowi kwas tłuszczowy, np. kwasy tłuszczowe zawierające 6 do 40 atomów węgla. Do przykładowych kwasów tłuszczowych należą kwas oleinowy, kwas stearynowy, kwas laurynowy, kwas hydroksystearynowy, kwas behenowy, kwas arachidonowy, kwas linolowy, kwas linolenowy, kwas rycynolowy, kwas palmitynowy, kwas montanowy lub kombinację zawierającą co najmniej jeden z powyższych. W jeszcze innym przykładzie wykonania środek kontrolujący rozpad stanowią cząstki ceramiczne, takie jak azotek boru, węglik wolframu, węglik tantalu, węglik tytanu, węglik niobu, węglik cyrkonu, węglik boru, węglik hafnu, węglik krzemu, węglik niobowo-borowy, azotek glinu, azotek tytanu, azotek cyrkonu, azotek tantalu lub kombinację zawierającą co najmniej jeden z powyższych. Dodatkowo cząstka ceramiczna może oznaczać jeden z materiałów ceramicznych omówionych poniżej w odniesieniu do środka wzmacniającego. Takie cząstki ceramiczne mają rozmiar wynoszący 5 pm lub mniej, zwłaszcza 2 pm lub mniej, a w szczególności 1 pm lub mniej. Środek kontrolujący rozpad
PL 236 865 B1 może występować w ilości skutecznej do spowodowania rozpadu kompozytu metalicznego 200 z pożądaną szybkością rozpadu, w szczególności około 0,25% wag. do około 15% wag., w szczególności około 0,25% wag. do około 10% wag., w szczególności około 0,25% wag. do około 1% wag., w przeliczeniu na masę kompozytu metalicznego.
W przykładowej postaci wykonania nanomatryca komórkowa 216 zawiera glin, kobalt, miedź, żelazo, magnez, nikiel, krzem, wolfram, cynk, ich tlenek, ich azotek, ich węglik, ich związek międzymetaliczny, ich cermet, lub kombinację zawierającą co najmniej jeden z powyższych. Osnowa metaliczna może występować w ilości od około 50% wag. do około 95% wag., szczególnie około 60% wag. do około 95% wag., a bardziej szczegółowo około 70% wag. do około 95% wag., w przeliczeniu na masę uszczelnienia. Ponadto ilość materiału nanomatrycy metalicznej wynosi około 10% wag. do około 50% wag., w szczególności około 20% wag. do około 50% wag., a bardziej szczegółowo około 30% wag. do około 50% wag., w przeliczeniu na masę uszczelnienia.
W innym przykładzie wykonania kompozyt metaliczny zawiera drugorzędne cząstki. Jak zilustrowano ogólnie na fig. 2 i 4, kompozyt metaliczny 200 może być utworzony z użyciem powlekanego proszku metalicznego 10 oraz dodatkowego lub drugorzędnego proszku 30, tj. obydwa proszki 10 i 30 mogą mieć zasadniczo tę samą strukturę cząsteczkową, nie zawierając identycznych związków chemicznych. Zastosowanie dodatkowego proszku 30 pozwala uzyskać kompozyt metaliczny 200, który również zawiera większą liczbę rozproszonych drugorzędnych cząstek 234, jak opisano w niniejszym dokumencie, które są rozproszone w obrębie nanomatrycy komórkowej 216, a także są rozproszone w osnowie metalicznej 214. Zatem rozproszone drugorzędne cząstki 234 pochodzą z cząstek 32 drugorzędnego proszku zawartego w proszku 10, 30. W przykładowej postaci wykonania do rozproszonych drugorzędnych cząstek 234 należą Ni, Fe, Cu, Co, W, Al, Zn, Mn, Si, ich tlenki, ich azotki, ich węgliki, ich związki międzymetaliczne, ich cermety, lub kombinacja zawierająca co najmniej jeden z powyższych.
Odnosząc się ponownie do fig. 2, osnowa metaliczna 214 i materiał 218 rdzenia cząstek może również zawierać cząstkę dodatku 222. Cząstka dodatku 222 zapewnia mechanizm wzmocnienia dyspersji dla osnowy metalicznej 214 i stanowi przeszkodę, albo służy do ograniczenia ruchu dyslokacji w obrębie indywidualnych cząstek osnowy metalicznej 214. Oprócz tego cząstka dodatku 222 może być zawarta w nanomatrycy komórkowej 216 w celu wzmocnienia kompozytu metalicznego 200. Cząstka dodatku 222 może mieć dowolny odpowiedni rozmiar, a w przykładowej postaci wykonania może mieć średni rozmiar cząstek od około 10 nm do około 1 mikrona, a w szczególności od około 50 nm do około 200 nm. W tym miejscu rozmiar odnosi się do największego liniowego wymiaru cząstki dodatku. Cząstka dodatku 222 może obejmować dowolną odpowiednią postać cząstki, w tym cząstkę wbudowaną 224, cząstkę strąconą 226 lub cząstkę dyspersyjną 228. Cząstka wbudowana 224 może obejmować dowolną odpowiednią cząstkę wbudowaną, w tym rozmaite cząstki twarde. Cząstka wbudowana może obejmować rozmaite cząstki metalu, węgla, tlenku metalu, azotku metalu, węglika metalu, związku międzymetalicznego, cermetu, lub ich kombinację. W przykładowej postaci wykonania cząstki twarde mogą obejmować Ni, Fe, Cu, Co, W, Al, Zn, Mn, Si, ich tlenki, ich azotki, ich węgliki, ich związki międzymetaliczne, ich cermety lub kombinację zawierającą co najmniej jeden z powyższych. Cząstka dodatku może występować w ilości od około 0,5% wag. do około 25% wag., w szczególności około 0,5% wag. do około 20% wag., a bardziej szczegółowo około 0,5% wag. do około 10% wag., w przeliczeniu na masę kompozytu metalicznego.
W kompozycie metalicznym 200 osnowa metaliczna 214 rozproszona w nanomatrycy komórkowej 216 może mieć strukturę równoosiową w zasadniczo ciągłej nanomatrycy komórkowej 216, albo może być zasadniczo wydłużona wzdłuż pewnej osi, dzięki czemu indywidualne cząstki osnowy metalicznej 214 mają na przykład kształt spłaszczony lub wydłużony. W przypadku, w którym osnowa metaliczna 214 zawiera zasadniczo wydłużone cząstki, osnowa metaliczna 214 i nanomatryca komórkowa 216 może być ciągła albo nieciągła. Rozmiar cząstek składających się na osnowę metaliczną 214 może wynosić od około 50 nm do około 800 μm, w szczególności około 500 nm do około 600 μm, a bardziej szczegółowo około 1 μm do około 500 μm. W zależności od rozmiaru cząstek mogą powstawać układy monodyspersyjne lub polidyspersyjne, a rozkład rozmiaru cząstek może być jednomodalny lub dwumodalny. W tym miejscu rozmiar odnosi się do największego liniowego wymiaru cząstki.
Na fig. 3 została pokazana mikrofotografia przykładowej postaci wykonania kompozytu metalicznego. Kompozyt metaliczny 300 zawiera osnowę metaliczną 214, w której skład wchodzą cząstki zaPL 236 865 B1 wierające materiał 218 rdzenia cząstek. Dodatkowo każda cząstka osnowy metalicznej 214 jest umieszczona w nanomatrycy komórkowej 216. W tym miejscu nanomatryca komórkowa 216 została pokazana jako biała sieć, która zasadniczo otacza cząstki składowe osnowy metalicznej 214.
Zgodnie z pewnym przykładem wykonania kompozyt metaliczny jest utworzony z kombinacji na przykład składników proszkowych. Jak zilustrowano na fig. 4, proszek 10 zawiera cząstki 12 proszku zawierające rdzeń 14 cząstki z materiałem 18 rdzenia i warstwą powłoki metalicznej 16 z materiałem powlekającym 20. Takie składniki proszkowe mogą być dobrane i skonfigurowane do sprasowywania i spiekania w celu uzyskania kompozytu metalicznego 200, który jest lekki (tj. wykazuje stosunkowo niską gęstość), o wysokiej wytrzymałości, oraz selektywnie i w sposób kontrolowany usuwalny, np. poprzez dezintegrację, z otworu wiertniczego w odpowiedzi na zmianę właściwości w otworze wiertniczym, w tym może selektywnie i w sposób kontrolowany rozpadać się (np. charakteryzując się selektywnie dobraną krzywą szybkości rozpadu) w odpowiednim płynie wiertniczym, włącznie z rozmaitymi ujawnionymi tutaj płynami wiertniczymi.
Nanostruktura może być utworzona w rdzeniu 14 cząstki wykorzystywanej do utworzenia osnowy metalicznej 214 dowolną odpowiednią metodą, w tym może to być nanostruktura indukowana odkształceniem, jaką można uzyskać przez mielenie proszku w młynie kulowym w celu uzyskania rdzeni 14 cząstek, a w szczególności przez mielenie kriogeniczne proszku (np. mielenie w młynie kulowym w ośrodku do mielenia kulowego w temperaturze kriogenicznej lub w płynie kriogenicznym, takim jak ciekły azot) w celu uzyskania rdzeni 14 cząstek wykorzystywanych do wytwarzania osnowy metalicznej 214. Rdzenie 14 cząstek mogą być utworzone jako materiał nanostrukturalny 215 dowolną odpowiednią metodą, taką jak na przykład przez mielenie lub mielenie kriogeniczne stopowanych cząstek proszku z materiałów opisanych w niniejszym dokumencie. Rdzenie 14 cząstek mogą być również utworzone w wyniku mechanicznego stopowania czystych proszków metalicznych o pożądanych ilościach różnych składników stopowych. Stopowanie mechaniczne obejmuje mielenie w młynie kulowym, w tym mielenie kriogeniczne, tychże składników proszkowych w celu mechanicznego obtoczenia i przemieszania składników i utworzenia rdzeni 14 cząstek. Dodatkowo, oprócz utworzenia nanostruktury, jak opisano powyżej, mielenie w młynie kulowym, w tym mielenie kriogeniczne, może przyczyniać się do umocnienia roztworu stałego rdzenia w rdzeniu 14 cząstki i materiału 18 rdzenia, co z kolei może przyczyniać się do umocnienia roztworu stałego osnowy metalicznej 214 i materiału 218 rdzenia cząstki. Umocnienie roztworu stałego może wynikać ze zdolności do mechanicznego przemieszania lub wyższego stężenia atomów międzywęzłowych lub substytucyjnej substancji rozpuszczonej w roztworze stałym, niż jest to możliwe zgodnie z określonymi równowagami w fazie składników stopu, stwarzając w ten sposób przeszkodę lub służąc ograniczeniu ruchu dyslokacji w obrębie cząstki, co z kolei zapewnia mechanizm umocnienia w rdzeniu 14 cząstki i osnowie metalicznej 214. Rdzeń 14 cząstki może być również utworzony z nanostrukturą (granice ziaren 227, 229) sposobami obejmującymi na przykład kondensację w gazie obojętnym, chemiczną kondensację w fazie gazowej, osadzanie za pomocą impulsowego działa elektronowego, syntezę plazmową, krystalizację amorficznych ciał stałych, osadzanie elektrolityczne i znaczne odkształcenie plastyczne. Nanostruktura może również wykazywać wysoką gęstość dyslokacji, jak na przykład gęstość dyslokacji między około 1017 m2 a około 1018 m2, co może stanowić dwa do trzech rzędów wielkości więcej niż dla podobnych materiałów stopowych odkształcanych tradycyjnymi metodami, takimi jak walcowanie na zimno.
Zasadniczo ciągła nanomatryca komórkowa 216 (zob. fig. 3) i materiał nanomatrycy 220 utworzone są z metalicznych warstw powłoki 16 przez prasowanie i spiekanie większej liczby metalicznych warstw powłoki 16 z większą liczbą cząstek 12 proszku, jak np. przez prasowanie izostatyczne na zimno (CIP), prasowanie izostatyczne na gorąco (HIP) lub kucie dynamiczne. Skład chemiczny materiału nanomatrycy 220 może być inny niż skład materiału powlekającego 20 z powodu efektów dyfuzyjnych związanych ze spiekaniem. Kompozyt metaliczny 200 zawiera również większą liczbę cząstek składających się na osnowę metaliczną 214, zawierających materiał 218 rdzenia cząstki. Osnowa metaliczna 214 i materiał 218 rdzenia cząstki odpowiadają i są utworzone z większej liczby rdzeni 14 cząstek, a materiał rdzenia 18 - z większej liczby cząstek 12 proszku, gdy metaliczne warstwy powłoki 16 są ze sobą spiekane z utworzeniem nanomatrycy komórkowej 216. Skład chemiczny materiału 218 rdzenia cząstki może być również inny niż skład materiału rdzenia 18 z powodu efektów dyfuzyjnych związanych ze spiekaniem.
Stosowane tutaj określenie „nanomatryca komórkowa” 216 nie oznacza większościowego składnika wypraski proszkowej, lecz raczej odnosi się do składnika lub składników występujących w mniejszości, czy to w przeliczeniu na masę, czy na objętość. Stanowi to cechę odróżniającą od większości
PL 236 865 B1 materiałów kompozytowych z osnową (matrycą), w których matryca obejmuje składnik większościowy w przeliczeniu na masę lub objętość. Zastosowane określenie „zasadniczo ciągła nanomatryca komórkowa” ma w zamierzeniu opisywać rozległy, regularny, ciągły i wzajemnie połączony charakter dystrybucji materiału nanomatrycy 220 w ramach kompozytu metalicznego 200. Stosowane tutaj określenie „zasadniczo ciągły” charakteryzuje rozciąganie się materiału nanomatrycy 220 w obrębie całego kompozytu metalicznego 200, tak że rozciąga się on pomiędzy i otacza zasadniczo całość osnowy metalicznej 214. „Zasadniczo ciągły” stosuje się, aby wskazać, że całkowita ciągłość i regularne uporządkowanie nanomatrycy komórkowej 220 wokół indywidualnych cząstek osnowy metalicznej 214 nie są wymagane. Na przykład, defekty w warstwie powlekającej 16 na rdzeniu 14 cząstki dla pewnych cząstek 12 proszku mogą powodować mostkowanie rdzeni 14 cząstek podczas spiekania kompozytu metalicznego 200, co powoduje powstawanie zlokalizowanych nieciągłości w obrębie nanomatrycy komórkowej 216, chociaż w innych częściach wypraski proszkowej nanomatryca komórkowa 216 jest zasadniczo ciągła i charakteryzuje się opisaną tutaj strukturą. W przeciwieństwie do tego, w przypadku zasadniczo wydłużonych cząstek osnowy metalicznej 214 (tj. nierównoosiowych kształtów), takich jak utworzonych w wyniku wytłaczania, określenie „zasadniczo nieciągły” stosuje się, aby wskazać tę niecałkowitą ciągłość i przerwanie (np. pęknięcie lub oddzielenie) nanomatrycy wokół każdej cząstki osnowy metalicznej 214, takie jak może występować w określonym z góry kierunku wytłaczania. Stosowane tutaj określenie „komórkowa” stosuje się, aby wskazać, że nanomatryca wyznacza sieć ogólnie powtarzających się, wzajemnie połączonych, przedziałów lub komórek materiału nanomatrycy 220, które obejmują, a także wzajemnie łączą osnowę metaliczną 214. Stosowane tutaj określenie „nanomatryca” wykorzystywane jest do opisu rozmiaru lub skali matrycy, w szczególności grubości matrycy pomiędzy przyległymi cząstkami osnowy metalicznej 214. Metaliczne warstwy powłoki, które są ze sobą spiekane z utworzeniem nanomatrycy, są same z siebie warstwami powłoki o grubości w skali nanometrów. Ponieważ nanomatryca komórkowa 216 w większości lokalizacji, inaczej niż przecięcie więcej niż dwóch cząstek osnowy metalicznej 214, obejmuje ogólnie wzajemną dyfuzję i wiązanie dwóch warstw powłoki 16 z przyległych cząstek 12 proszku mających nanometrową grubość, utworzona nanomatryca komórkowa 216 również ma grubość w skali nanometrów (np. w przybliżeniu dwukrotność grubości warstwy powlekającej, jak opisano w niniejszym dokumencie) i jest zatem opisywana jako nanomatryca. Ponadto zastosowanie określenia „osnowa metaliczna” 214 nie oznacza mniejszościowego składnika kompozytu metalicznego 200, lecz raczej odnosi się do większościowego składnika lub składników, czy to w przeliczeniu na masę, czy na objętość. Użycie określenia osnowa metaliczna ma oddać nieciągłą i dyskretną dystrybucję materiału 218 rdzenia cząstki w ramach kompozytu metalicznego 200.
Cząstka wbudowana 224 może zostać wbudowana dowolną odpowiednią metodą, w tym na przykład przez mielenie w młynie kulowym lub mielenie kriogeniczne twardych cząstek wraz z materiałem 18 rdzenia cząstki. Cząstka strącona 226 może obejmować dowolną cząstkę, która może być strącona w obrębie osnowy metalicznej 214, w tym cząstki strącone 226 zgodnie z równowagą fazową składników materiałów będących przedmiotem zainteresowania, w szczególności stopów metali, i ich względnych ilości (np. stopu utwardzanego wydzieleniowo), włącznie z tymi, które mogą być strącone z powodu warunków nierównowagowych, jakie mogą wystąpić, gdy składnik stopu, który został zmuszony do wejścia do roztworu stałego stopu w ilości powyżej jego limitu określonego równowagą fazową, co jak wiadomo następuje podczas stopowania mechanicznego, jest ogrzewany w stopniu wystarczającym dla aktywacji mechanizmów dyfuzji umożliwiających wytrącenie. Cząstki dyspersyjne 228 mogą obejmować cząstki w skali nanometrów lub klastery pierwiastków powstające w wyniku wytwarzania rdzeni 14 cząstek, takie jak związane z mieleniem w młynie kulowym, w tym składniki ośrodka mielącego (np. kul) lub płynu mielącego (np. ciekły azot), albo same powierzchnie rdzeni cząstek 14 (np. tlenki lub azotki metali). Cząstki dyspersyjne 228 mogą zawierać pierwiastek, taki jak na przykład Fe, Ni, Cr, Mn, N, O, C, H, i tym podobne. Cząstki dodatku 222 mogą być rozmieszczone w dowolnym miejscu w połączeniu z rdzeniami 14 cząstek i osnową metaliczną 214. W przykładowej postaci wykonania, cząstki dodatku 222 mogą być rozmieszczone wewnątrz lub na powierzchni osnowy metalicznej 214, jak zilustrowano na fig. 2. W innej przykładowej postaci wykonania, większa liczba cząstek dodatku 222 jest rozmieszczona na powierzchni osnowy metalicznej 214, jak również może być rozmieszczona w nanomatrycy komórkowej 216, jak zilustrowano na fig. 2.
Podobnie, rozproszone drugorzędne cząstki 234 mogą być utworzone z powlekanych lub niepowlekanych drugorzędnych cząstek 32 proszku, jak np. przez zdyspergowanie drugorzędnych cząstek 32 proszku z cząstkami 12 proszku. W przykładowej postaci wykonania powleczone drugorzędne cząstki 32 proszku mogą być powleczone warstwą powlekającą 36, która jest taka sama jak warstwa
PL 236 865 B1 powlekająca 16 cząstek 12 proszku, tak że warstwy powłoki 36 również wchodzą w skład nanomatrycy 216. W innej przykładowej postaci wykonania drugorzędne cząstki 232 proszku mogą być niepowleczone, tak że rozproszone drugorzędne cząstki 234 są osadzone w obrębie nanomatrycy 216. Proszek 10 i dodatkowy proszek 30 mogą zostać zmieszane z utworzeniem homogenicznej zawiesiny rozproszonych cząstek 214 i rozproszonych drugorzędnych cząstek 234, albo z utworzeniem niehomogenicznej zawiesiny tychże cząstek. Rozproszone drugorzędne cząstki 234 mogą być utworzone z dowolnego odpowiedniego dodatkowego proszku 30 różniącego się od proszku 10, albo z powodu różnic w składzie rdzenia 34 cząstki, albo warstwy powlekającej 36, albo obydwu, i mogą zawierać dowolne z ujawnionych tu materiałów do zastosowania jako drugorzędny proszek 30, które różnią się od proszku 10, który został wybrany w celu utworzenia wypraski proszkowej 200.
W pewnym przykładzie wykonania kompozyt metaliczny zawiera opcjonalnie środek wzmacniający. Środek wzmacniający zwiększa wytrzymałość materiału kompozytu metalicznego. Do przykładowych środków wzmacniających należą ceramika, polimer, metal, nanocząstki, cermet i tym podobne. W szczególności środkiem wzmacniającym może być krzemionka, włókno szklane, włókno węglowe, sadza, nanorurki węglowe, tlenki, węgliki, azotki, krzemki, borki, fosforki, siarczki, kobalt, nikiel, żelazo, wolfram, molibden, tantal, tytan, chrom, niob, bor, cyrkon, wanad, krzem, pallad, hafn, glin, miedź lub kombinacja zawierająca co najmniej jeden z powyższych. Zgodnie z pewnym przykładem wykonania ceramikę i metal łączy się z utworzeniem cermetu, np. węgliku wolframu, azotku kobaltu i tym podobnych. Do przykładowych środków wzmacniających należą w szczególności tlenek magnezu, mulit, dwutlenek toru, tlenek berylu, dwutlenek uranu, spinele, tlenek cyrkonu, tlenek bizmutu, tlenek glinu, tlenek magnezu, krzemionka, tytanian baru, kordieryt, azotek boru, węglik wolframu, węglik tantalu, węglik tytanu, węglik niobu, węglik cyrkonu, węglik boru, węglik hafnu, węglik krzemu, węglik niobowo-borowy, azotek glinu, azotek tytanu, azotek cyrkonu, azotek tantalu, azotek hafnu, azotek niobu, azotek boru, azotek krzemu, borek tytanu, borek chromu, borek cyrkonu, borek tantalu, borek molibdenu, borek wolframu, siarczek ceru, siarczek tytanu, siarczek magnezu, siarczek cyrkonu lub kombinacja zawierająca co najmniej jeden z powyższych.
W jednym przykładzie wykonania środek wzmacniający oznacza cząstkę o rozmiarze około 100 mikronów lub mniej, w szczególności około 10 mikronów lub mniej, a bardziej szczegółowo 500 nm lub mniej. W innym przykładzie wykonania włóknisty środek wzmacniający może być połączony z cząsteczkowym środkiem wzmacniającym. Uważa się, że włączenie środka wzmacniającego może zwiększyć wytrzymałość i odporność na kruche pękanie kompozytu metalicznego. Nie chcąc wiązać się z żadną teorią, przyjmuje się, że cząstki drobniejsze (tj. o mniejszym rozmiarze) mogą wytwarzać bardziej wytrzymały kompozyt metaliczny w porównaniu z cząstkami o większych rozmiarach. Ponadto kształt środka wzmacniającego może być różny i obejmuje on włókno, sferę, pręt, rurkę i tym podobne. Środek wzmacniający może być obecny w ilości od 0,01 procenta wagowego (% wag.) do 20% wag., w szczególności 0,01% wag. do 10% wag., a bardziej szczegółowo 0,01% wag. do 5% wag.
W procesie wytwarzania ulegającego rozpadowi składnika układu kotwiczącego (np. uszczelnienia, członu w kształcie ściętego stożka, tulei, dolnego łącznika i tym podobnych) zawierającego kompozyt metaliczny, proces ten obejmuje połączenie proszku osnowy metalicznej, środka kontrolującego rozpad, materiału nanomatrycy metalicznej i opcjonalnie środka wzmacniającego z utworzeniem kompozycji; zagęszczenie kompozycji z utworzeniem kompozycji zagęszczonej; spiekanie zagęszczonej kompozycji; oraz prasowanie spiekanej kompozycji z utworzeniem składnika układu ulegającego rozpadowi. Elementy składowe kompozycji mogą zostać zmieszane, zmielone, zblendowane i tym podobne z utworzeniem proszku 10, jak pokazano na przykład na fig. 4. Należy zauważyć, że materiał nanomatrycy metalicznej stanowi materiał powlekający rozmieszczony na proszku osnowy metalicznej, który po zagęszczeniu i spieczeniu, tworzy nanomatrycę komórkową. Wypraska może być utworzona poprzez sprasowanie (tj. zagęszczenie) kompozycji pod ciśnieniem, z utworzeniem świeżej wypraski. Świeża wypraska może być następnie sprasowana pod ciśnieniem od około 15 000 psi do około 100 000 psi (1 020 - 68 000 atm.), w szczególności około 20 000 psi do około 80 000 psi (1 360 5 440 atm.), a bardziej szczegółowo około 30 000 psi do około 70 000 psi (2 040 - 4 760 atm.), w temperaturze od około 250°C do około 600°C, a w szczególności około 300°C do około 450°C, z utworzeniem wypraski proszkowej. Prasowanie z utworzeniem wypraski proszkowej może obejmować ściskanie w formie. Wypraska proszkowa może być dalej poddawana obróbce mechanicznej w celu nadania wyprasce proszkowej użytecznego kształtu. Alternatywnie wypraska proszkowa może być sprasowywana z uzyskaniem użytecznego kształtu. Obróbka mechaniczna może obejmować cięcie, piłowanie, ablację, frezowanie, planowanie (obróbkę powierzchni czołowych), toczenie, wiercenie i tym
PL 236 865 B1 podobne, przy użyciu na przykład frezarki, piły stołowej, tokarki, struga wyżłobiaka, urządzenia do generowania wyładowań elektrycznych i tym podobnych.
Osnowa metaliczna 200 może mieć dowolny pożądany kształt lub rozmiar, w tym cylindrycznego kęsa, pręta, blachy, toroidu lub inną postać, która może być poddawana obróbce mechanicznej, formowana lub w inny sposób wykorzystywana do wytwarzania użytecznych wyrobów produkcyjnych, w tym rozmaitych narzędzi i komponentów wiertniczych. Prasowanie jest wykorzystywane do wytwarzania ulegającego rozpadowi składnika układu kotwiczącego (np. uszczelnienia, członu w kształcie ściętego stożka, tulei, dolnego łącznika i tym podobnych) z procesów spiekania i prasowania wykorzystywanych do wytwarzania kompozytu metalicznego 200 przez deformowanie cząstek 12 proszku, w tym rdzeni 14 cząstek i warstw powłoki 16, w celu zapewnienia pełnej gęstości i pożądanego makroskopowego kształtu i rozmiaru kompozytu metalicznego 200, a także jego struktury mikroskopowej. Morfologia (np. równoosiowość lub zasadniczo wydłużenie) indywidualnych cząstek osnowy metalicznej 214 i nanomatrycy komórkowej 216 warstw cząstek wynika ze spiekania i deformacji cząstek 12 proszku, gdy są one zagęszczane oraz ulegają wzajemnej dyfuzji i deformacji w celu wypełnienia przestrzeni między cząsteczkowych osnowy metalicznej 214 (fig. 2). Temperatury i ciśnienia spiekania mogą być wybrane tak, aby zapewnić, że gęstość kompozytu metalicznego 200 osiąga zasadniczo pełną teoretyczną gęstość.
Kompozyt metaliczny wykazuje korzystne właściwości dla zastosowania na przykład w warunkach odwiertu. W pewnym przykładzie wykonania komponent ulegającego rozpadowi układu kotwiczącego wykonany z kompozytu metalicznego ma początkowy kształt, który może być wprowadzany w głąb i w przypadku uszczelnienia i tulei, może być następnie zdeformowany pod wpływem ciśnienia. Kompozyt metaliczny jest wytrzymały i ciągliwy z procentowym wydłużeniem od około 0,1% do około 75%, w szczególności około 0,1% do około 50%, a bardziej szczegółowo około 0,1% do około 25%, względem początkowego rozmiaru składnika ulegającego rozpadowi układu kotwiczącego. Kompozyt metaliczny ma granicę plastyczności od około 15 kilofuntów na cal kwadratowy (ksi) do około 50 ksi (103 - 345 MPa), a w szczególności około 15 ksi do około 45 ksi (103 - 310 MPa). Wytrzymałość na ściskanie kompozytu metalicznego wynosi od około 30 ksi do około 100 ksi (207 - 690 MPa), a w szczególności około 40 ksi do około 80 ksi (276 - 552 MPa). Komponenty ulegającego rozpadowi układu kotwiczącego mogą mieć takie same lub różne właściwości materiałowe, takie jak procentowe wydłużenie, wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość na rozciąganie i tym podobne.
W odróżnieniu od materiałów elastomerowych, komponenty ulegającego rozpadowi układu kotwiczącego przedstawionego w niniejszym dokumencie, które zawierają kompozyt metaliczny, wykazują odporność temperaturową do około 1200°F (650°C), w szczególności do około 1000°F (540°C), a bardziej szczegółowo około 800°F (430°C). Ulegający rozpadowi układ kotwiczący jest w tym sensie tymczasowy, że układ może ulegać selektywnej i dostosowanej do potrzeb dezintegracji w odpowiedzi na kontakt z płynem wiertniczym lub zmianę warunków (np. pH, temperatury, ciśnienia, czasu i tym podobnych). Ponadto komponenty ulegającego rozpadowi układu kotwiczącego mogą mieć takie same lub różne szybkości rozpadu lub reaktywności z płynem wiertniczym. Do przykładowych płynów wiertniczych należą solanka, kwas mineralny, kwas organiczny lub kombinacja zawierająca co najmniej jeden z powyższych. Solanką może być, na przykład, woda morska, woda produkcyjna, solanka wypełniająca (eksploatacyjna) lub ich kombinacja. Właściwości solanki mogą zależeć od charakteru i składników solanki. Na przykład w skład wody morskiej, poza typowymi solami zawierający halogenki, wchodzą liczne składniki, takie jak siarczany, bromki i metale śladowe. Z drugiej strony, woda produkcyjna może być wodą wydobywaną ze złoża produkcyjnego (np. złoża węglowodorów), pozyskiwaną z ziemi. Woda produkcyjna jest określana również jako solanka złożowa i zawiera często wiele składników, takich jak bar, stront i metale ciężkie. Dodatkowo, oprócz naturalnie występujących solanek (wody morskiej i wody produkcyjnej), może zostać zsyntezowana solanka wypełniająca ze świeżej wody przez dodanie różnych soli, takich jak KCI, NaCI, ZnCl2, MgCl2 lub CaCl2 w celu zwiększenia gęstości solanki, jak np. 10,6 funta na galon (1270 kg/m3) dla solanki CaCl2. Solanki wypełniające zapewniają zwykle ciśnienie hydrostatyczne zoptymalizowane tak, aby przeciwdziałać ciśnieniom pokładu w otworze wiertniczym. Powyższe solanki można modyfikować tak, aby zawierały dodatkową sól. W pewnym przykładzie wykonania, dodatkową sól zawartą w solance stanowi NaCI, KCl, NaBr, MgCl2, CaCl2, CaBr2, ZnBr2, NH4CI, mrówczan sodu, mrówczan cezu i tym podobne. Sól może być obecna w solance w ilości od około 0,5% wag. do około 50% wag., w szczególności od około 1% wag. do około 40% wag., a bardziej szczegółowo od około 1% wag. do około 25% wag. w przeliczeniu na masę kompozycji.
PL 236 865 B1
W innym przykładzie wykonania płyn wiertniczy stanowi kwas mineralny, który może obejmować kwas chlorowodorowy, kwas azotowy, kwas fosforowy, kwas siarkowy, kwas borowy, kwas fluorowodorowy, kwas bromowodorowy, kwas nadchlorowy lub kombinację zawierającą co najmniej jeden z powyższych. W jeszcze innym przykładzie wykonania płyn wiertniczy stanowi kwas organiczny, który może obejmować kwas karboksylowy, kwas sulfonowy lub kombinację zawierającą co najmniej jeden z powyższych. Do przykładowych kwasów karboksylowych należą kwas mrówkowy, kwas octowy, kwas chlorooctowy, kwas dichlorooctowy, kwas trichlorooctowy, kwas trifluorooctowy, kwas propionowy, kwas masłowy, kwas szczawiowy, kwas benzoesowy, kwas ftalowy (w tym izomery orto-, meta- i para-) i tym podobne. Do przykładowych kwasów sulfonowych należą kwas alkilosulfonowy lub kwas arylosulfonowy. Do kwasów alkilosulfonowych należą, np. kwas metanosulfonowy. Do kwasów arylosulfonowych należą np. kwas benzenosulfonowy lub kwas toluenosulfonowy. W jednym przykładzie wykonania grupa alkilowa może być rozgałęziona lub nierozgałęziona i może zawierać do jednego do około 20 atomów węgla oraz może być podstawiona lub niepodstawiona. Grupa arylowa może być podstawiona alkilem, tj. może oznaczać grupę alkiloarylową, lub mogą być dołączone do ugrupowania kwasu sulfonowego poprzez grupę alkilenową (tj. grupa aryloalkilowa). W pewnym przykładzie wykonania grupa arylowa może być podstawiona heteroatomem. Grupa arylowa może zawierać od około 3 atomów węgla do około 20 atomów węgla i obejmować pierścieniową strukturę policykliczną.
Szybkość rozpadu (określana również jako szybkość rozpuszczania) kompozytu metalicznego wynosi od około 1 miligrama na centymetr kwadratowy na godzinę (mg/cm2/h) do około 10 000 mg/cm2/h, w szczególności około 25 mg/cm2/h do około 1000 mg/cm2/h, a bardziej szczegółowo około 50 mg/cm2/h do około 500 mg/cm2/h. Szybkość rozpadu jest zmienna w zależności od składu i warunków przetwarzania wykorzystywany do wytwarzania opisanego tu kompozytu metalicznego.
Nie chcąc wiązać się z żadną teorią, przyjmuje się, że nieoczekiwanie wysoka szybkość rozpadu opisanego tutaj kompozytu metalicznego wynika ze struktury mikroskopowej określonej przez osnowę metaliczną i nanomatrycę komórkową. Jak omówiono powyżej, tego typu struktura mikroskopowa jest zapewniona przez zastosowanie metalurgicznej obróbki proszku (np. zagęszczania i spiekania) powleczonych proszków, przy czym powłoka wytwarza matrycę nanokomórkową, a cząstki proszku wytwarzają materiał rdzenia cząstek osnowy metalicznej. Uważa się, że bezpośrednia bliskość nanomatrycy komórkowej i materiału rdzenia cząstek osnowy metalicznej w kompozycie metalicznym powoduje wytworzenie miejsc galwanicznych pozwalających osiągnąć szybki i odpowiednio dostosowany rozpad osnowy metalicznej. Takich miejsc elektrolizy brakuje w pojedynczych metalach i stopach pozbawionych nanomatrycy komórkowej. Dla ilustracji, fig. 5A przedstawia wypraskę 50 utworzoną z proszku magnezowego. Chociaż wypraska 50 charakteryzuje się występowaniem cząstek 52 otoczonych przez granice 54 cząstek, to granice cząstek pełnią rolę fizycznych granic pomiędzy zasadniczo identycznym materiałem (cząstki 52). Dla odmiany, fig. 5B przedstawia przykładową postać wykonania metalu kompozytowego 56 (wypraski proszkowej), zawierającego osnowę metaliczną 58, w którego skład wchodzi materiał 60 rdzenia cząstek rozmieszczony w nanomatrycy komórkowej 62. Metal kompozytowy 56 został utworzony z cząstek magnezu powleczonych tlenkiem glinu, przy czym w wyniku metalurgicznej obróbki proszku powłoka z tlenku glinu wytwarza nanomatrycę komórkową 62, a magnez wytwarza osnowę metaliczną 58 zawierającą materiał 60 rdzenia cząstek (z magnezu). Nanomatryca komórkowa 62 stanowi nie tylko fizyczną granicę, jako granica 54 cząstki na fig. 5A, ale wyznacza również chemiczną granicę wprowadzoną pomiędzy sąsiednimi materiałami 60 rdzenia cząstek osnowy metalicznej 58. Podczas gdy cząstki 52 i granica 54 cząstki w wyprasce 50 (fig. 5A) nie zawierają miejsc galwanicznych, osnowa metaliczna 58 zawierająca materiał 60 rdzenia cząstek w połączeniu z nanomatrycą komórkową 62 wyznacza wiele miejsc galwanicznych. Reaktywność miejsc galwanicznych zależy od związków użytych w osnowie metalicznej 58 oraz nanomatrycy komórkowej 62 oraz jest wynikiem warunków obróbki osnowy metalicznej i struktury mikroskopowej nanomatrycy komórkowej kompozytu metalicznego.
Ponadto strukturę mikroskopową opisanych w niniejszym dokumencie kompozytów metalicznych można kontrolować przez dobór warunków obróbki metalurgicznej proszku i materiałów chemicznych użytych w proszkach i powłokach. Dlatego też można selektywnie dostosować szybkość rozpadu, jak zilustrowano dla kompozytów metalicznych o różnych kompozycjach na fig. 6, przedstawiającej wykres utraty masy w funkcji czasu dla różnych kompozytów metalicznych zawierających nanomatrycę komórkową. W szczególności fig. 6 przedstawia krzywe szybkości rozpadu dla czterech różnych kompozytów metalicznych (kompozyt metaliczny A 80, kompozyt metaliczny B 82 kompozyt metaliczny C 84 i kompozyt metaliczny D 86). Nachylenie każdego segmentu każdej krzywej (wydzielonego na fig. 6 czarnymi
PL 236 865 B1 kółkami) odpowiada szybkości rozpadu dla poszczególnych segmentów krzywej. Kompozyt metaliczny A 80 wykazuje dwie różne szybkości rozpadu (802, 806). Kompozyt metaliczny B 82 wykazuje trzy różne szybkości rozpadu (808, 812, 816). Kompozyt metaliczny C 84 wykazuje dwie różne szybkości rozpadu (818, 822), a kompozyt metaliczny D 86 wykazuje cztery różne szybkości rozpadu (824, 828, 832 i 836). W czasie reprezentowanym przez punkty 804, 810, 814, 820, 826, 830 i 834 szybkość rozpadu kompozytu metalicznego (80, 82, 84, 86) zmienia się ze względu na zmianę warunków (np. pH, temperatury, czasu, ciśnienia, jak omówiono powyżej). Szybkość może wzrastać (np. przechodząc od szybkości 818 do szybkości 822) lub zmniejszać się (np. przechodząc od szybkości 802 do 806) wzdłuż tej samej krzywej rozpadu. Ponadto krzywa szybkości rozpadu może wykazywać więcej niż dwie szybkości, więcej niż trzy szybkości, więcej niż cztery szybkości itd. w zależności od struktury mikroskopowej i składników kompozytu metalicznego. W ten sposób krzywą szybkości rozpadu można selektywnie dostosować i odróżnić od krzywych dla zwykłych stopów metali i czystych metali nie zawierających struktury mikroskopowej (tj. osnowy metalicznej i nanomatrycy komórkowej) opisanych tutaj kompozytów metalicznych.
Struktura mikroskopowa kompozytu metalicznego rządzi nie tylko zachowaniem kompozytu metalicznego pod względem szybkości rozpadu, ale również wpływa na wytrzymałość kompozytu metalicznego. W konsekwencji opisane tutaj kompozyty metaliczne wykazują również selektywnie dostosowywaną wytrzymałość materiału (a także inne właściwości materiału), przy czym wytrzymałość materiału jest zróżnicowana w zależności od warunków obróbki i materiałów stosowanych w produkcji kompozytu metalicznego. Dla zilustrowania, fig. 7A przedstawia mikrofotografię elektronową powierzchni przełomu wypraski uformowanej z czystego proszku Mg, a fig. 7B przedstawia mikrofotografię elektronową powierzchni przełomu przykładowej postaci wykonania kompozytu metalicznego z nanomatrycą komórkową, jak opisano w niniejszym dokumencie. Morfologia mikrostrukturalna zasadniczo ciągłej nanomatrycy komórkowej, która może zostać wybrana tak, aby zapewnić wzmocnienie materiału fazy, z osnową metaliczną (zawierającą materiał rdzenia cząstki), zapewnia uzyskanie opisanych tu kompozytów metalicznych o poprawionych właściwościach mechanicznych, w tym wytrzymałości na ściskanie i wytrzymałości na ścinanie, ponieważ można manipulować uzyskiwaną morfologią nanomatrycy komórkowej/osnowy metalicznej dla zapewnienia wzmocnienia poprzez procesy, które są podobne do tradycyjnych mechanizmów wzmacniania, takich jak redukcja rozmiaru ziarna, utwardzanie roztworowe poprzez zastosowanie atomów zanieczyszczeń, utwardzanie wydzieleniowe lub starzenie oraz mechanizmy umocnienia przez zgniot. Struktura nanomatrycy komórkowej/osnowy metalicznej ma tendencję do ograniczania ruchu dyslokacji dzięki licznym powierzchniom styku nanomatrycy cząstek, jak również powierzchniom styku pomiędzy odrębnymi warstwami w obrębie materiału nanomatrycy komórkowej, jak opisano w niniejszym dokumencie. Znajduje to odzwierciedlenie w zachowaniu tychże materiałów podczas pękania, jak zilustrowano na fig. 7A i 7B. Na fig. 7A przedstawiono wypraskę wykonaną z użyciem niepowleczonego czystego proszku Mg i poddaną naprężeniu ścinającemu wystarczającemu do spowodowania rozerwania wykazywała przełom międzyziarnowy. W przeciwieństwie do tego, przedstawiony na fig. 7B kompozyt metaliczny, wykonany z użyciem cząstek proszku zawierających rdzenie cząstek proszku z czystego Mg z utworzeniem osnowy metalicznej i metalicznych warstw powłoki zawierających Al z utworzeniem nanomatrycy komórkowej i poddany naprężeniu ścinającemu wystarczającemu do spowodowania rozerwania wykazywał przełom śródkrystaliczny i zasadniczo wyższe naprężenie przy pękaniu, jak opisano w niniejszym dokumencie. Ponieważ materiały te charakteryzują się wysoką wytrzymałością, materiał rdzenia i materiał powlekający można wybrać tak, aby wykorzystywać materiały o niskiej gęstości lub inne materiały o niskiej gęstości, takie jak metale o niskiej gęstości, materiały ceramiczne, szkła lub węgiel, które w innym przypadku nie zapewniłyby niezbędnej charakterystyki wytrzymałościowej do pożądanych zastosowań, w tym w narzędziach i komponentach wiertniczych.
W celu dalszego zilustrowania selektywnie dostosowywanych właściwości materiałów kompozytów metalicznych zawierających nanomatrycę komórkową, fig. 8 przedstawia wykres wytrzymałości na ściskanie kompozytu metalicznego z nanomatrycą komórkową w funkcji procentowej zawartości wagowego składnika (AI2O3) nanomatrycy komórkowej. Fig. 8 wyraźnie pokazuje wpływ zmian procentowej zawartości wagowej (% wag.), tj. grubości, powłoki z tlenku glinu na wytrzymałość na ściskanie w temperaturze pokojowej kompozytu metalicznego z nanomatrycą komórkową utworzoną z powlekanych cząstek proszku zawierających wielowarstwową (AI/AI2O3/AI) warstwę powłoki metalicznej na rdzeniach cząstek z czystego Mg. W tym przykładzie optymalną wytrzymałość osiągnięto przy 4% wag. tlenku glinu, reprezentującą wzrost o 21% w porównaniu z wartością dla 0% wag. tlenek glinu.
PL 236 865 B1
Zatem, opisane tutaj kompozyty metaliczne mogą być skonfigurowane tak, aby zapewnić szeroki zakres możliwych do wyboru i kontrolowania zachowań związanych z korozją lub rozpadem, począwszy do bardzo niskich szybkości korozji aż do ekstremalnie wysokich szybkości korozji, w szczególności szybkości korozji, które są tak niższe jak i wyższe niż dla kompaktów proszkowych, które nie zawierają w swoim składzie nanomatrycy komórkowej, takich jak wypraska uformowana z czystego proszku Mg, na drodze tych samych procesów zagęszczania i spiekania, w porównaniu z tymi, które zawierają rozproszone cząstki czystego Mg w różnych nanomatrycach komórkowych opisanych w niniejszym dokumencie. Takie kompozyty metaliczne 200 mogą być również skonfigurowane tak, aby zapewniały zasadniczo ulepszone właściwości w porównaniu z wypraskami uformowanymi z cząstek czystego metalu (np. czystego Mg), które nie zawierają opisanych tutaj nanometrowych powłok. Ponadto stopy metali (utworzone np. poprzez odlewanie roztopionego materiału lub uzyskane w wyniku metalurgicznej obróbki proszku) bez nanomatrycy komórkowej również nie zawierają selektywnie dostosowywanego materiału i nie wykazują właściwości chemicznych, takich jak opisane tutaj kompozyty metaliczne.
Jak wspomniano wyżej, kompozyt metaliczny stosowany jest do wytwarzania wyrobów, które można zastosować jako narzędzia lub instrumenty, np. w środowisku odwiertu wgłębnego. W szczególnym przykładzie wykonania wyrób oznacza uszczelnienie, człon w kształcie ściętego stożka, tuleję lub dolny łącznik. W innym przykładzie wykonania stosuje się kombinację tych wyrobów jako ulegający rozpadowi rurowy układ kotwiczący.
Odnosząc się do fig. 9A i 9B, zilustrowano oznaczony liczbą 510 przykład wykonania ujawnionego tu, ulegającego rozpadowi, rurowego układu kotwiczącego. Układ uszczelniający 510 zawiera człon w kształcie ściętego stożka 514 (określany również jako stożek i pokazany indywidualnie na fig. 10) zawierający pierwszą część w kształcie ściętego stożka 516 i drugą w część kształcie ściętego stożka 520, które są zwężone w przeciwnych wzdłużnych kierunkach względem siebie. Dolny łącznik 570 (pokazany indywidualnie na fig. 11) jest umieszczony na końcu ulegającego rozpadowi układu 510. Tuleja 524 (pokazana indywidualnie na fig. 12) może rozszerzać się radialnie w odpowiedzi na przesunięcie wzdłużne względem pierwszej części w kształcie ściętego stożka 516. Podobnie, uszczelnienie 528 (pokazane indywidualnie na fig. 13A i 13B) może rozszerzać się radialnie w odpowiedzi na przesunięcie wzdłużne względem drugiej części w kształcie ściętego stożka 520. Jednym ze sposobów przemieszczania tulei 524 i uszczelnienia 528 względem części w kształcie ściętego stożka 516, 520 jest ściśnięcie wzdłużnie kompletnego zespołu narzędziem nastawczym 558. Uszczelnienie 528 zawiera gniazdo 532 z powierzchnią 536, która zwęża się w tym przykładzie wykonania i przyjmuje korek 578, który może szczelnie połączyć się z powierzchnią 536 uszczelnienia 528.
Gniazdo 532 uszczelnienia 528 zawiera również kołnierz 544, który jest umieszczony pomiędzy uszczelnieniem 528 a drugą częścią w kształcie ściętego stożka 520. Kołnierz 544 ma ścianę 548, której grubość zmniejsza się z powodu skierowanej radialnie do jego wnętrza powierzchni w kształcie ściętego stożka 552. Zmienna grubość ścianki 548 umożliwia łatwiejszą deformację cieńszych części niż grubszych części. Może to być korzystne co najmniej z dwóch powodów. Po pierwsze, część o cieńszej ściance 549 może odkształcić się, gdy kołnierz 544 zostaje przesunięty względem drugiej części w kształcie ściętego stożka 520 w celu radialnego rozszerzenia uszczelnienia 528 dla uzyskania połączenia uszczelniającego ze strukturą 540. Po drugie, część o grubszej ściance 550 powinna opierać się deformacji z powodu różnicy ciśnienia w jej poprzek, która powstaje podczas dociskania do korka (np. korka 578) osadzonego w gnieździe 532, na przykład podczas operacji obróbki. Kąt stożkowatości powierzchni w kształcie ściętego stożka 552 może zostać wybrany tak, aby pasował do kąta stożkowatości drugiej części w kształcie ściętego stożka 520, pozwalając dzięki temu na zapewnienie przez drugą część w kształcie ściętego stożka 520 radialnego podparcia kołnierza 544, co najmniej w obszarach, w których pozostają one ze sobą w kontakcie.
Ulegający rozpadowi rurowy układ kotwiczący 510 jest skonfigurowany do osadzenia (tj. zakotwiczenia) i połączenia szczelnie ze strukturą 540, taką jak rura prowadnikowa, obudowa albo zamknięty lub otwarty otwór na przykład w otworze wiertniczym w formacji w ziemi, gdy jest wykorzystywany w zastosowaniach związanych z wydobyciem węglowodorów i składowaniem dwutlenku węgla. Uszczelnienie i zakotwiczenie w strukturze 540 pozwala na zwiększenie ciśnienia wywieranego na osadzony w niej korek 578 w celu obróbki formacji w ziemi, co ma miejsce na przykład podczas szczelinowania i obróbki kwasowej. Oprócz tego, gniazdo 532 jest umieszczone w uszczelnieniu 528 tak, że ciśnienie wywierane na korek osadzony w gnieździe 532 dociska uszczelnienie 528 do tulei 524, aby poprawić przez to zarówno połączenie uszczelniające uszczelnienia 528 ze strukturą 540, jak i z członem w kształcie ściętego stożka 514, a także zwiększyć połączenie kotwiczące tulei 524 ze strukturą 540.
PL 236 865 B1
Układ uszczelniający 510 może być skonfigurowany tak, że tuleja 524 jest zakotwiczona (przytwierdzona w określonej pozycji) w strukturze 540 przed szczelnym połączeniem uszczelnienia 528 ze strukturą 540, albo tak, że uszczelnienie 528 jest szczelnie połączone ze strukturą 540 przed zakotwiczeniem tulei 524 w strukturze 540. Regulację, które z uszczelnienia 528 i tulei 524 łączy się jako pierwsze ze strukturą 540, można przeprowadzić z wykorzystaniem zależności właściwości materiału (np. względna wytrzymałość na ściskanie) lub zależności wymiarowych pomiędzy komponentami zaangażowanymi w ustawienie uszczelnienia 528 w porównaniu z komponentami zaangażowanymi w ustawianie tulei 524. Bez względu na to, czy ze strukturą 540 najpierw łączy się tuleja 524, czy uszczelnienie 528, połączenie może być ustawione w odpowiedzi na kierunki części narzędzia nastawczego, które ustawia ulegający rozpadowi rurowy układ kotwiczący 510. Uszkodzenie uszczelnienia 528 można zminimalizować przez ograniczenie lub wyeliminowanie względnego ruchu pomiędzy uszczelnieniem 528 a strukturą 540 po połączeniu uszczelnienia 528 ze strukturą 540. W tym przykładzie wykonania połączenie uszczelnienia 528 ze strukturą 540 przed połączeniem tulei 524 ze strukturą 540 może umożliwić osiągnięcie tego celu.
Powierzchnia 536 gniazda 532 jest umieszczona wzdłużnie przed tuleją 524 (patrząc w kierunku przepływu płynu, który dociska korek do gniazda 532). Dodatkowo gniazdo 536 uszczelnienia może być umieszczone wzdłużnie powyżej kołnierza 544 uszczelnienia 528. To relatywne pozycjonowanie pozwala siłom wytwarzanym przez ciśnienie na korek osadzony wewnątrz powierzchni 536 dalej wciskać uszczelnienie 528 w celu uzyskania połączenia uszczelniającego ze strukturą 540.
Ta część kołnierza 544, która ulega deformacji, dopasowuje się do drugiej części w kształcie ściętego stożka 520 w stopniu wystarczającym, aby była przez nią radialnie podtrzymywana, bez względu na to, czy zgadzają się kąty stożkowatości. Druga część w kształcie ściętego stożka 520 może mieć kąty stożkowatości od około 1° do około 30°, w szczególności około 2° do około 20° w celu ułatwienia radialnego rozszerzania kołnierza 544 oraz aby umożliwić powstanie sił tarcia pomiędzy kołnierzem 544 a drugą częścią w kształcie ściętego stożka 520, w celu zachowania relacji położenia pomiędzy nimi po ustaniu działania sił wzdłużnych, które powodowały ruch pomiędzy nimi. Pierwsza część w kształcie ściętego stożka 516 może również mieć kąty stożkowatości od około 10° do około 30°, w szczególności około 14° do około 20° z tych samych powodów co druga część w kształcie ściętego stożka 520. Jedna lub obie z powierzchni w kształcie ściętego stożka 552 oraz druga część w kształcie ściętego stożka 520 mogą mieć więcej niż jeden kąt stożkowatości, jak zilustrowano w niniejszym dokumencie, na drugiej części w kształcie ściętego stożka 520, w której wierzchołek 556 ma większy kąt stożkowatości niż ma powierzchnia 520 dalej od wierzchołka 556. Dysponowanie wieloma kątami stożkowatości daje operatorom większą kontrolę nad wielkością radialnego rozszerzenia kołnierza 544 (a co za tym idzie - uszczelnienia 528) na jednostkę wzdłużnego ruchu pomiędzy kołnierzem 544 a członem w kształcie ściętego stożka 514. Kąty stożkowatości, oprócz innych zmiennych, zapewniają również dodatkową kontrolę nad siłami wzdłużnymi koniecznymi do przemieszczania kołnierza 544 względem członu w kształcie ściętego stożka 514. Taka kontrola może umożliwiać rozszerzanie kołnierza 544 uszczelnienia 528 przez ulegający rozpadowi rurowy układ kotwiczący 510 przed rozszerzeniem i ustawieniem tulei 224.
W pewnym przykładzie wykonania narzędzie nastawcze 558 jest umieszczone wzdłuż długości układu 510 od dolnego łącznika 570 do uszczelnienia 528. Narzędzie nastawcze 558 może wytwarzać obciążenia potrzebne do wywołania ruchu członu w kształcie ściętego stożka 514 względem tulei 524. Narzędzie nastawcze 558 może mieć trzpień 560 z ogranicznikiem 562 dołączonym do jednego końca 564 przez człon 566 ulegający uszkodzeniu pod wpływem nadmiernej siły, takiego jak większa liczba śrub ścinalnych. Ogranicznik 562 jest umieszczony tak, aby stykał się z dolnym łącznikiem 570. Płyta 568 umieszczona w kontakcie z uszczelnieniem 528, poruszając się po zadanym torze wzdłuż trzpienia 560 (za pomocą niepokazanych tutaj środków) w kierunku do ogranicznika 562, przy dolnym łączniku 570 może wzdłużnie dociskać człon w kształcie ściętego stożka 514 do tulei 524. Obciążenia niszczące człon 566 ulegający uszkodzeniu pod wpływem nadmiernej siły można tak ustawić, aby występowały dopiero po tym, gdy tuleja 524 zostanie radialnie zmodyfikowana o określoną wielkość przez człon w kształcie ściętego stożka 514. Po zerwaniu członu 566 ulegającego uszkodzeniu pod wpływem nadmiernej siły, ogranicznik 562 może oddzielić się od trzpienia 560, co pozwala na przykład na wycofanie trzpienia 560 i płyty 568 na powierzchnię.
Zgodnie z pewnym przykładem wykonania powierzchnia 572 tulei 524 zawiera występy 574, które można określić jako zęby, skonfigurowane tak, aby zaczepiały się o ścianę 576 struktury 540, w obrębie
PL 236 865 B1 której wykorzystywany jest układ 510 ulegający rozpadowi, gdy powierzchnia 572 znajduje się w radialnie modyfikowanej (tj. rozszerzanej) konfiguracji. To zaczepienie służy do zakotwiczenia układu 510 ulegającego rozpadowi w strukturze 540, aby zapobiec względnemu ruchowi pomiędzy nimi. Chociaż struktura 540 ujawniona w tym przykładzie wykonania jest rurowa, taka jak rura prowadnikowa lub obudowa w otworze wiertniczym, może to być na przykład otwarty otwór w formacji w ziemi.
Fig. 9B przedstawia układ 510 ulegający rozpadowi, po usunięciu narzędzia nastawczego 558 ze struktury 540, po ustawieniu układu 510 ulegającego rozpadowi. W tym przypadku występy 574 tulei 524 zaczepiają się o ścianę 576 struktury 540 w celu zakotwiczenia w niej układu 510 ulegającego rozpadowi. Dodatkowo uszczelnienie 528 zostało radialnie rozszerzone, aby kontaktowało się ze ścianą 576 struktury 540 na zewnętrznej powierzchni uszczelnienia 528 z powodu jego ściśnięcia przez narzędzie nastawcze 558. Uszczelnienie 528 ulega deformacji tak, że długość uszczelnienia 528 zwiększa się wraz ze zmniejszaniem się grubości 548 podczas ściskania uszczelnienia 528 pomiędzy członem w kształcie ściętego stożka 514 a ścianą 576 struktury 540. Tym sposobem uszczelnienie 528 tworzy uszczelnienie metal-metal z członem w kształcie ściętego stożka 514 oraz uszczelnienie metal-metal ze ścianą 576. Alternatywnie uszczelnienie 528 może odkształcić się, aby wypełnić elementy topograficzne ściany 576, takie jak luki, jamy, występy i tym podobne. Podobnie ciągliwość i wytrzymałość na rozciąganie uszczelnienia 528 pozwalają na deformację uszczelnienia 528 w celu wypełnienia elementów topograficznych członu w kształcie ściętego stożka 514.
Po ustawieniu układu 510 ulegającego rozpadowi z występami 574 tulei 514, korek 578 może być umieszczony na powierzchni 536 gniazda 532. Po szczelnym połączeniu korka 578 z gniazdem 536, ciśnienie może ulec zwiększeniu po stronie jego dopływu w celu wykonania pracy, takiej jak szczelinowanie formacji na ziemi lub uruchomienie narzędzia wiertniczego, wykorzystywanego na przykład do wydobywania węglowodorów.
W pewnym przykładzie wykonania, jak pokazano na fig. 9B, korek 578, np. kula, wchodzi w kontakt z gniazdem 532 uszczelnienia 528. Doprowadzane jest ciśnienie, na przykład, hydraulicznie, do korka 578 w celu odkształcenia kołnierza 544 uszczelnienia 528. Deformacja kołnierza 544 powoduje wydłużenie materiału ściany 548 i szczelne połączenie ze strukturą 540 (np. obudową otworu wiertniczego) z utworzeniem uszczelnienia metal-metal z pierwszą częścią w kształcie ściętego stożka 516 członu w kształcie ściętego stożka 514 oraz z utworzeniem innego uszczelnienia metal-metal ze strukturą 576. W tym przypadku ciągliwość kompozytu metalicznego pozwala na wypełnienie przez uszczelnienie 528 przestrzeni pomiędzy strukturą 540 a członem w kształcie ściętego stożka 514. W tym momencie może być wykonana operacja wiertnicza, a korek 578 - usunięty bezpośrednio po wykonaniu operacji. Usunięcie korka 578 z gniazda 532 może następować przez wytworzenie różnicy ciśnień w poprzek korka 578, tak że korek 578 jest usuwany z gniazda 532 i odchodzi od uszczelnienia 528 i członu w kształcie ściętego stożka 514. Następnie dowolny z elementów: uszczelnienie 528, człon w kształcie ściętego stożka 514, tuleja 524 lub dolny łącznik 570 mogą ulec rozpadowi przez kontakt z płynem wiertniczym. Alternatywnie, przed usunięciem korka 578 z gniazda 532, płyn wiertniczy może wejść w kontakt i spowodować rozpad uszczelnienia 528, a korek 578 może być następnie usunięty z dowolnego z pozostałych komponentów ulegającego rozpadowi układu 510. Rozpad uszczelnienia 528, członu w kształcie ściętego stożka 514, tulei 524 lub dolnego łącznika 570 jest korzystny przynajmniej częściowo, ponieważ przywraca się drogę przepływu w otworze wiertniczym bez mechanicznego usuwania komponentów układu 510 ulegającego rozpadowi (np. przez wiercenie lub mielenie) lub wypłukiwanie odpadów z otworu wiertniczego. Należy zauważyć, że szybkości rozpadu składników ulegającego rozpadowi układu 510 są niezależnie selektywnie dostosowywane, jak omówiono powyżej, i że uszczelnienie 528, człon w kształcie ściętego stożka 514, tuleja 524 lub dolny łącznik 570 wykazują niezależnie selektywnie dostosowane właściwości materiału, takie jak granica plastyczności i wytrzymałość na ściskanie.
Zgodnie z innym przykładem wykonania ulegający rozpadowi rurowy układ kotwiczący 510 jest skonfigurowany tak, aby pozostawiał otwór przelotowy 580 o wewnętrznym wymiarze radialnym 582 i zewnętrznym wymiarze radialnym 584 określonym przez największy wymiar radialny ulegającego rozpadowi układu 510, gdy jest on ustawiony wewnątrz struktury 540. W pewnym przykładzie wykonania wewnętrzny wymiar radialny 582 może być wystarczająco duży, aby trzpień 560 narzędzia nastawczego 558 przeszedł przez układ 510. Ogranicznik 562 narzędzia nastawczego 558 może być pozostawiony w strukturze 540 po ustawieniu układu 510 ulegającego rozpadowi i usunięciu trzpienia 560. Ogranicznik 562 może być wyłowiony ze struktury 540 po rozpadzie układu 510 co najmniej do punktu, w którym ogranicznik 562 może przejść przez wewnętrzny wymiar radialny 582. Zatem komponent ulegającego
PL 236 865 B1 rozpadowi układu 510 może być zasadniczo stały. Dzięki włączeniu otworu przelotowego 580 do układu 510 ulegającego rozpadowi, płyn może być cyrkulowany przez układ 510 ulegający rozpadowi albo od strony wypływu, albo od strony dopływu w strukturze 540, aby spowodować dezintegrację komponentu (np. tulei).
W innym przykładzie wykonania ulegający rozpadowi rurowy układ kotwiczący 510 jest skonfigurowany z wewnętrznym wymiarem radialnym 582, który jest duży w relacji do zewnętrznego wymiaru radialnego 584. Zgodnie z jednym przykładem wykonania wewnętrzny wymiar radialny 582 jest większy niż 50% zewnętrznego wymiaru radialnego 584, w szczególności większy niż 60%, a bardziej szczegółowo większy niż 70%.
Uszczelnienie, człon w kształcie ściętego stożka, tuleja i dolny łącznik mogą mieć korzystne właściwości do zastosowania na przykład w środowisku odwiertu wgłębnego, albo w kombinacji, albo oddzielnie. Komponenty te ulegają rozpadowi i mogą być częścią opisanego tutaj układu kotwiczącego ulegającego całkowitemu rozpadowi. Ponadto komponenty te wykazują właściwości mechaniczne i chemiczne opisanego tutaj kompozytu metalicznego. Komponenty te zatem korzystnie w sposób selektywny i dostosowany ulegają rozpadowi w odpowiedzi na kontakt z płynem lub zmianę warunków (np. pH, temperatury, ciśnienia, czasu i tym podobnych). Do przykładowych płynów należą solanka, kwas mineralny, kwas organiczny lub kombinacja zawierająca co najmniej jeden z powyższych.
Przekrój poprzeczny przykładu wykonania członu w kształcie ściętego stożka został pokazany na fig. 10. Jak opisano powyżej, człon w kształcie ściętego stożka 514 zawiera pierwszą część w kształcie ściętego stożka 516, drugą część w kształcie ściętego stożka 520 oraz wierzchołek 556. Kąt stożkowatości członu w kształcie ściętego stożka 514 może zmieniać się wzdłuż zewnętrznej powierzchni 584, dzięki czemu człon w kształcie ściętego stożka 514 ma rozmaite kształty przekroju poprzecznego, w tym pokazany kształt ściętego podwójnego stożka. Zatem grubość ścianki 586 może zmieniać się wzdłuż długości członu w kształcie ściętego stożka 514, a wewnętrzna średnica członu w kształcie ściętego stożka 514 może być wybrana pod kątem określonego zastosowania. Człon w kształcie ściętego stożka 514 może mieć różne zastosowania, takie jak w opisanym tutaj ulegającym rozpadowi rurowym układzie kotwiczącym, a także w dowolnej sytuacji, w której użyteczny jest wytrzymały lub ulegający rozpadowi kształt ściętego stożka. Do przykładowych zastosowań należą łożysko, złącze z kołnierzem kielichowym, trzpień zaworu, pierścień uszczelniający i tym podobne.
Przekrój poprzeczny dolnego łącznika został pokazany na fig. 11. Dolny łącznik 700 ma pierwszy koniec 702, drugi koniec 704, opcjonalny gwint 706, opcjonalne otwory przelotowe 708, wewnętrzną średnicę 710 i zewnętrzną średnicę 712. W pewnym przykładzie wykonania dolny łącznik 700 stanowi zakończenie narzędzia (np. układu 510 ulegającego rozpadowi). W innym przykładzie wykonania dolny łącznik 700 jest umieszczony na końcu kolumny wiertniczej. W pewnym przykładzie wykonania dolny łącznik 700 stosuje się do mocowania narzędzi do kolumny. Alternatywnie dolny łącznik 700 może być stosowany pomiędzy narzędziami lub kolumnami i może wchodzić w skład złącza. Dolny łącznik 700 można zastosować z kolumną i wyrobem, takim jak korek mostkujący (szczelinowania) („bridge plug”), korek do szczelinowania („frac plug”), pompa błotna, uszczelniacz, klin odchylający wyciągalny i tym podobne. W jednym nieograniczającym przykładzie wykonania pierwszy koniec 702 zapewnia powierzchnię styku np. z członem w kształcie ściętego stożka 514 i tuleją 524. Drugi koniec 704 wchodzi w kontakt z ogranicznikiem 562 narzędzia nastawczego 558. Gwint 706, jeśli występuje, może być stosowany do przytwierdzenia dolnego łącznika 700 do wyrobu. W pewnym przykładzie wykonania człon w kształcie ściętego stożka 514 zawiera gwintowaną część pasującą do gwintu 706. W pewnych przykładach wykonania gwint 706 jest nieobecny, a wewnętrzna średnica 710 może stanowić prosty wywiercony otwór lub może zawierać jego zwężające się części. Otwory przelotowe 708 mogą przesyłać płyn, np. solankę, w celu dezintegracji dolnego łącznika 700 lub innych komponentów ulegającego rozpadowi układu 510. Otwory przelotowe również mogą stanowić punkt przyłączenia członu 566 ulegającego uszkodzeniu pod wpływem nadmiernej siły, stosowanego w połączeniu z narzędziem nastawczym 558 lub podobnym urządzeniem. Uważa się, że dolny łącznik 700 może mieć inny kształt przekroju poprzecznego niż pokazany na fig. 11. Do przykładowych kształtów należą stożek, elipsoida, torus, sfera, walec, ich kształty ścięte, kształty asymetryczne, w tym kombinacja wyżej wymienionych i tym podobne. Ponadto, dolny łącznik 700 może być elementem stałym lub może mieć wewnętrzną średnicę stanowiącą co najmniej 10% rozmiaru zewnętrznej średnicy, w szczególności co najmniej 50%, a bardziej szczegółowo co najmniej 70%.
PL 236 865 B1
Tuleja została pokazana na fig. 12A, 12B i 12C odpowiednio w widoku perspektywicznym, przekroju poprzecznym i rzucie z góry. Tuleja 524 zawiera powierzchnię zewnętrzną 572, występy 574 rozmieszczone na zewnętrznej powierzchni 572 i wewnętrznej powierzchni 571. Tuleja 524 działa jako pierścień ślizgowy z występami 574 jako ślizgami, które zaczepiają się o powierzchnię, taką jak ściana obudowy lub otwarty otwór, gdy tuleja 524 rozszerza się radialnie w reakcji na pierwszą część 573 wewnętrznej powierzchni 571 wchodzącą w kontakt ze współpracującą powierzchnią (np. pierwszą częścią w kształcie ściętego stożka 516 na fig. 10). Występy 574 mogą otaczać obwodowo całość tulei 524. Alternatywnie występy 574 mogą być oddzielone, czy to symetrycznie, czy asymetrycznie, jak pokazano na rzucie z góry na fig. 12C. Kształt tulei 524 nie ogranicza się do kształtu pokazanego na fig. 12. Tuleja, oprócz tego, że stanowi pierścień ślizgowy w ulegającym rozpadowi rurowym układzie kotwiczącym zilustrowanym na fig. 9, może znaleźć zastosowanie do ustawiania licznych narzędzi w tym uszczelniacza, korka mostkujący (szczelinowania) („bridge plug”) lub korek do szczelinowania („frac plug”) albo może być umieszczona w dowolnym otoczeniu, w którym może być zrealizowane przeciwdziałanie poślizgowi wyrobu przez zaczepianie występów tulei ze współpracującą powierzchnią.
Uszczelnienie 400 na fig. 13A i 13B posiada wewnętrzną powierzchnię uszczelniającą 402, zewnętrzną powierzchnię uszczelniającą 404, gniazdo 406 oraz powierzchnię 408 gniazda 406. Powierzchnia 408 jest skonfigurowana (np. ukształtowana) tak, aby przyjąć człon (n p. korek) w celu zapewnienia siły działającej na uszczelnienie 400, dla potrzeb odkształcenia uszczelnienia, tak aby wewnętrzna powierzchnia uszczelniająca 402 i zewnętrzna powierzchnia uszczelniająca 404 utworzyły odpowiednio uszczelnienia metal-metal ze współpracującymi powierzchniami (nie pokazane na fig. 13A i 13B). Alternatywnie, przykłada się siłę ściskającą do uszczelnienia 400 przez człon w kształcie ściętego stożka i narzędzie nastawcze umieszczone po przeciwnych końcach uszczelnienia 400, jak na fig. 9A. W pewnym przykładzie wykonania uszczelnienie 400 znajduje zastosowanie w środowisku odwiertu wgłębnego jako dopasowujące się, odkształcalne, wysoce ciągliwe i ulegające rozpadowi uszczelnienie. W pewnym przykładzie wykonania uszczelnienie 400 stanowi korek mostkujący (szczelinowania) („bridge plug”), uszczelka, zawór klapowy i tym podobne.
Dodatkowo oprócz selektywnej skłonności do korozji, opisane tu uszczelnienie deformuje się na miejscu, dopasowując się do przestrzeni, w której jest ono umieszczone, w odpowiedzi na przyłożone ciśnienie osadzania, które jest ciśnieniem wystarczająco dużym, aby rozszerzyć radialnie uszczelnienie lub aby zmniejszyć grubość ścianki uszczelnienia poprzez zwiększenie długości uszczelnienia. W odróżnieniu od wielu rodzajów uszczelnień, np. uszczelnienia elastomerowego, opisane tutaj uszczelnienie otrzymuje się w kształcie, który odpowiada powierzchni współpracującej, która ma być uszczelniona, np. obudowy albo narzędzia wiertniczego w kształcie ściętego stożka. W pewnym przykładzie wykonania uszczelnienie stanowi uszczelnienie tymczasowe i ma pewien początkowy kształt, który może zostać wprowadzany w głąb, a następnie zdeformowany pod ciśnieniem z utworzeniem uszczelnienia metal-metal, które ulega odkształceniu, dopasowując się do powierzchni, z którą uszczelnienie wchodzi w kontakt i wypełnia przestrzenie (np. luki) w powierzchni współpracującej. Aby uzyskać właściwości uszczelnienia, uszczelnienie charakteryzuje się procentowym wydłużeniem od około 10% do około 75%, w szczególności od około 15% do około 50%, a bardziej szczegółowo od około 15% do około 25%, względem oryginalnego rozmiaru uszczelnienia. Uszczelnienie wykazuje granicę plastyczności od około 15 kilofuntów na cal kwadratowy (ksi) do około 50 ksi (103 MPa - 345 MPa), a w szczególności około 15 ksi do około 45 ksi (103 - 310 MPa). Wytrzymałość na ściskanie uszczelnienia wynosi od około 30 ksi do około 100 ksi (207 - 690 MPa), a w szczególności około 40 ksi do około 80 ksi (276 - 552 MPa). W celu deformacji uszczelnienia, do uszczelnienia można przyłożyć ciśnienie do około 10 000 psi (69 MPa), a w szczególności około 9 000 psi (62 MPa).
W odróżnieniu od uszczelnień elastomerowych, opisane tutaj uszczelnienie zawierające kompozyt metaliczny charakteryzuje się odpornością temperaturową do około 1200°F (650°C), w szczególności do około 1000°F (540°C), a bardziej szczegółowo do około 800°F (430°C). Uszczelnienie jest tymczasowe w tym sensie, że uszczelnienie może ulegać selektywnej i dostosowanej do potrzeb dezintegracji w odpowiedzi na kontakt z płynem wiertniczym lub zmianę warunków (np. pH, temperatury, ciśnienia, czasu i tym podobnych). Do przykładowych płynów wiertniczych należą solanka, kwas mineralny, kwas organiczny lub kombinacja zawierająca co najmniej jeden z powyższych.
Ponieważ uszczelnienie współpracuje z innymi komponentami, np. członem w kształcie ściętego stożka, tuleją lub dolnym łącznikiem np. w opisanym tu ulegającym rozpadowi rurowym układzie kotwiczącym, właściwości każdego komponentu są dobrane pod kątem odpowiedniego względnie selektyw
PL 236 865 B1 nie dobieranego materiału i właściwości chemicznych. Właściwości te stanowią charakterystykę kompozytu metalicznego i warunków obróbki, w których powstaje kompozyt metaliczny, który jest stosowany do wytwarzania takich wyrobów, tj. komponentów. Dlatego też w pewnym przykładzie wykonania kompozyt metaliczny komponentu będzie różnił się od kompozytu innego komponentu układu ulegającego rozpadowi. Tym sposobem komponenty wykazują niezależne selektywnie dostosowywane właściwości mechaniczne i chemiczne.
Zgodnie z pewnym przykładem wykonania tuleja i uszczelnienie ulegają deformacji pod wpływem siły wywieranej przez człon w kształcie ściętego stożka i dolny łącznik. Aby uzyskać ten rezultat, tuleja i uszczelnienie mają wytrzymałość na ściskanie mniejszą niż wytrzymałość na ściskanie dolnego łącznika lub członu w kształcie ściętego stożka. W innym przykładzie wykonania tuleja deformuje się przed, po lub jednocześnie z deformacją uszczelnienia. Uważa się, że dolny łącznik lub człon w kształcie ściętego stożka ulega deformacji w pewnych postaciach wykonania. W pewnym przykładzie wykonania komponent zawiera inną ilość środka wzmacniającego niż inny komponent, gdzie na przykład komponent o wyższej wytrzymałości zawiera większą ilość środka wzmacniającego niż komponent o mniejszej wytrzymałości. W określonym przykładzie wykonania, człon w kształcie ściętego stożka zawiera większą ilość środka wzmacniającego niż zawarta w uszczelnieniu. W innym przykładzie wykonania człon w kształcie ściętego stożka zawiera większą ilość środka wzmacniającego niż zawarta w tulei. Podobnie, dolny łącznik może zawierać większą ilość środka wzmacniającego niż uszczelnienie czy tul eja. W szczególnym przykładzie wykonania człon w kształcie ściętego stożka wykazuje wytrzymałość na ściskanie większą niż wytrzymałość na ściskanie czy to uszczelnienia, czy tulei. W jednym przykładzie wykonania człon w kształcie ściętego stożka wykazuje wytrzymałość na ściskanie od 40 ksi do 100 ksi (276 - 690 MPa), w szczególności 50 ksi do 100 ksi (345 - 690 MPa). W innym przykładzie wykonania, dolny łącznik wykazuje wytrzymałość na ściskanie od 40 ksi do 100 ksi (276 - 690 MPa), w szczególności 50 ksi do 100 ksi (345 - 690 MPa). W jeszcze innym przykładzie wykonania, uszczelnienie wykazuje wytrzymałość na ściskanie od 30 ksi do 70 ksi (207 - 483 MPa), w szczególności 30 ksi do 60 ksi (207 - 414 MPa). W jeszcze innym przykładzie wykonania tuleja wykazuje wytrzymałość na ściskanie od 30 ksi do 80 ksi (207 - 552 MPa), w szczególności 30 ksi do 70 ksi (207 - 483 MPa). Zatem, pod wpływem siły ściskającej albo uszczelnienie ulegnie deformacji albo tuleja, zanim nastąpi deformacja czy to dolnego łącznika, czy członu w kształcie ściętego stożka.
Do innych czynników, które mogą wpływać na względną wytrzymałość komponentów, należą rodzaj i rozmiar cząstek środka wzmacniającego w każdym z komponentów. W pewnym przykładzie wykonania człon w kształcie ściętego stożka zawiera wzmocnienie o mniejszym rozmiarze cząstek niż środek wzmacniający czy to w uszczelnieniu, czy tulei. W jeszcze innym przykładzie wykonania dolny łącznik zawiera środek wzmacniający o mniejszym rozmiarze cząstek niż środek wzmacniający czy to w uszczelnieniu, czy tulei. W jednym przykładzie wykonania człon w kształcie ściętego stożka zawiera środek wzmacniający, taki jak ceramika, metal, cermet lub ich kombinację, przy czym rozmiar cząstek środka wzmacniającego wynosi od 10 nm do 200 μm, zwłaszcza 100 nm do 100 μm.
Jeszcze innym czynnikiem wpływającym na względnie selektywnie dobierany materiał i właściwości chemiczne komponentów są składniki kompozytu metalicznego, tj. nanomatryca metaliczna nanomatrycy komórkowej, osnowa metaliczna rozmieszczona w nanomatrycy komórkowej albo środek kontrolujący rozpad. Wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie oraz szybkość rozpadu określone są przez tożsamość chemiczną i względną ilość tychże składników. Zatem właściwości te można regulować za pomocą składników kompozytu metalicznego. Zgodnie z pewnym przykładem wykonania komponent (np. uszczelnienie, człon w kształcie ściętego stożka, tuleja lub dolny łącznik) zawiera osnowę metaliczną kompozytu metalicznego, w której skład wchodzi czysty metal, a inny komponent zawiera osnowę metaliczną, w której skład wchodzi stop. W innym przykładzie wykonania uszczelnienie zawiera osnowę metaliczną, w której skład wchodzi czysty metal, a człon w kształcie ściętego stożka zawiera osnowę metaliczną, w której skład wchodzi stop. W dodatkowym przykładzie wykonania tuleja zawiera osnowę metaliczną stanowiącą czysty metal. Uważa się, że składnik może być funkcjonalnie stopniowany, co polega na tym, że osnowa metaliczna kompozytu metalicznego może zawierać zarówno czysty metal, jak i stop wykazujący gradient względnej ilości albo czystego metalu, albo stopu w osnowie metalicznej rozmieszczonej w komponencie. Dlatego też wartość selektywnie dobieranych właściwości jest zróżnicowana w zależności od położenia wzdłuż komponentu.
W szczególnym przykładzie wykonania szybkość rozpadu komponentu (np. uszczelnienia, członu w kształcie ściętego stożka, tulei albo dolnego łącznika) wykazuje większą wartość niż szybkość roz
PL 236 865 B1 padu innego komponentu. Alternatywnie, każdy komponent może wykazywać zasadniczo tę samą szybkość rozpadu. W kolejnym przykładzie wykonania tuleja wykazuje większą szybkość rozpadu niż inny komponent, np. człon w kształcie ściętego stożka. W innym przykładzie wykonania środek kontrolujący rozpad komponentu (np. uszczelnienia, członu w kształcie ściętego stożka, tulei albo dolnego łącznika) występuje w ilości większej niż w innym komponencie. W innym przykładzie wykonania ilość środka kontrolującego rozpad obecnego w tulei jest większa niż w innym komponencie. W jednym przykładzie wykonania ilość środka kontrolującego rozpad w uszczelnieniu jest większa niż w innym komponencie.
Na fig. 14 i 15 zilustrowano alternatywny przykład wykonania ulegającego rozpadowi rurowego układu kotwiczącego oznaczonego numerem 1110. Układ 1110 ulegający rozpadowi zawiera człon w kształcie ściętego stożka 1114, tuleję 1118 mającą powierzchnię 1122, uszczelnienie 1126 mające powierzchnię 1130 oraz gniazdo 1134, przy czym każdy komponent jest wykonany z kompozytu metalicznego i wykazuje opisane tu selektywnie dobieralne właściwości mechaniczne i chemiczne. Podstawową różnicą pomiędzy układem 510 (fig. 9) a układem 1110 jest początkowa względna pozycja uszczelnienia i członu w kształcie ściętego stożka.
Wielkość radialnej modyfikacji, której ulega powierzchnia 1122 tulei 1118, jest kontrolowana przez odległość, na jaką człon w kształcie ściętego stożka 1114 jest wciskany do tulei 1118. Powierzchnia w kształcie ściętego stożka 1144 na członie w kształcie ściętego stożka 1114 może wchodzić w klinowy kontakt z powierzchnią w kształcie ściętego stożka 1148 na tulei 1118. Tak więc, im dalej względem tulei 1118 zostaje przesunięty człon w kształcie ściętego stożka 1114, tym większa radialna modyfikacja tulei 1118. Podobnie, uszczelnienie 1126 jest umieszczone radialnie do powierzchni w kształcie ściętego stożka 1144 i jest przytwierdzone wzdłużnie względem tulei 1118, zatem, im dalej przesunie się człon w kształcie ściętego stożka 1114 względem tulei 1118 i uszczelnienia 1126, tym większa radialna modyfikacja uszczelnienia 1126 i powierzchni 1130. Powyższa struktura pozwala operatorowi określić wielkość radialnej modyfikacji powierzchni 1122, 1130 po umieszczeniu układu 1110 wewnątrz struktury 1150.
Opcjonalnie układ 1110 może zawierać kołnierz 1154 umieszczony radialnie pomiędzy uszczelnieniem 1126 a członem w kształcie ściętego stożka 1114 w taki sposób, że wymiar radialny kołnierza 1154 jest również modyfikowany przez człon w kształcie ściętego stożka 1114 w odpowiedzi na ruch względem niego. Kołnierz 1154 może mieć powierzchnię w kształcie ściętego stożka 1158 komplementarną z powierzchnią w kształcie ściętego stożka 1144 tak, że zasadniczo cała wzdłużna rozpiętość kołnierza 1154 jest jednocześnie modyfikowana radialnie podczas ruchu członu w kształcie ściętego stożka 1114. Kołnierz 1154 może być wykonany z kompozytu metalicznego, który jest inny niż kompozyt w uszczelnieniu 1126 bądź w członie w kształcie ściętego stożka 1114. Zatem kołnierz 1154 może utrzymywać uszczelnienie 1126 w zmienionym wymiarze radialnym, nawet jeśli powierzchnia w kształcie ściętego stożka 1144 zostanie później odsunięta od kontaktu z powierzchnią w kształcie ściętego stożka 1158, utrzymując tym samym uszczelnienie 1126 w połączeniu uszczelniającym ze ścianą 1162 struktury 1150. Można to osiągnąć przez taki wybór kompozytu metalicznego kołnierza 1154, aby miał on wyższą wytrzymałość na ściskanie niż kompozyt uszczelnienia 1126.
Układ 1110 ulegający rozpadowi zawiera ponadto powierzchnię styku 1136 na członie w kształcie ściętego stożka 1114 wchodzącą w szczelne połączenie z korkiem 1138. Układ ulegający rozpadowi zawiera również wgłębienie 1166 (w ścianie 1058) tulei 1118 przyjmujące występy 1170 na palcach oporowych 1174, które to wyposażenie łączy się ze sobą, gdy tylko narzędzie nastawcze 558 ściśnie układ 1110 ulegający rozpadowi w podobny sposób, jak został ustawiony układ 510 ulegający rozpadowi przez narzędzie nastawcze 558, co pokazano na fig. 9.
Na fig. 16 zilustrowano inny alternatywny przykład wykonania ulegającego rozpadowi rurowego układu kotwiczącego oznaczonego numerem 1310. Układ 1310 ulegający rozpadowi zawiera pierwszy człon w kształcie ściętego stożka 1314, tuleję 1318 umieszczoną i skonfigurowaną tak, aby rozszerzała się radialnie do zakotwiczenia w strukturze 1322, zilustrowanej tutaj jako odwiert w formacji w ziemi 1326, w odpowiedzi na dociskanie do powierzchni w kształcie ściętego stożka 1330 pierwszego członu w kształcie ściętego stożka 1314. Kołnierz 1334 może rozszerzać się radialnie do uzyskania połączenia uszczelniającego ze strukturą 1322 w odpowiedzi na dociskanie wzdłużnie względem drugiego członu w kształcie ściętego stożka 1338 i zawiera gniazdo 1342 z powierzchnią 1346 szczelnie przyjmującą korek 1350 (pokazany przerywanymi liniami) ruchomy względem niej. Gniazdo 1342 zostaje przesunięte w kierunku w dół (w prawo na fig. 16) z kołnierza 1334, zdefiniowanym przez płyn, który dociska korek 1350 do gniazda 1342. Ta konfiguracja i pozycja powierzchni 1346 względem kołnierza 1334
PL 236 865 B1 pomaga utrzymać kołnierz 1334 w radialnie rozszerzonej konfiguracji (po tym, jak została ona rozszerzona) przez minimalizowanie radialnych sił działających na kołnierz 1334 z powodu różnicy ciśnienia w poprzek gniazda 1342, gdy zostaje ono zaślepione korkiem 1350.
Gwoli wyjaśnienia, jeżeli powierzchnia 1346 zostałaby umieszczona powyżej choćby części wzdłużnego zasięgu kołnierza 1334 (a tak nie jest), wówczas ciśnienie uzyskiwane w poprzek korka 1350 osadzonego na powierzchni 1346 wytworzyłoby różnicę ciśnienia radialnie w poprzek tej części kołnierza 1334 umieszczonej poniżej powierzchni 1346. Ta różnica ciśnienia byłaby określona przez większe ciśnienie radialnie na zewnątrz kołnierza 1334 niż radialnie wewnątrz kołnierza 1334, wytwarzając w wyniku tego siły skierowane radialnie do wewnątrz działające na kołnierz 1334. Te siły działające radialnie do wewnątrz, jeżeli byłyby wystarczająco duże, spowodowałyby radialne odkształcenie kołnierza 1334 do wewnątrz, zagrażając potencjalnie trwałości uszczelnienia pomiędzy kołnierzem 1334 a strukturą 1322 w tym procesie. Sytuacji takiej unika się w szczególności przez umieszczenie powierzchni 1346 w odpowiedniej pozycji względem kołnierza 1334.
Opcjonalnie ulegający rozpadowi rurowy układ kotwiczący 1310 zawiera uszczelnienie 1354 umieszczone radialnie względem kołnierza 1334 i skonfigurowane tak, aby ułatwić uszczelnianie kołnierza 1334 ze strukturą 1322 przez ściśnięcie radialnie pomiędzy nimi, gdy kołnierz 1334 jest rozszerzany radialnie. Uszczelnienie 1354 jest wytwarzane z kompozytu metalicznego wykazującego niższą wytrzymałość na ściskanie niż kompozyt pierwszego członu w kształcie ściętego stożka 1314 w celu poprawy szczelności uszczelnienia 1354 zarówno z kołnierzem 1334, jak i strukturą 1322. W pewnym przykładzie wykonania uszczelnienie 1354 wykazuje niższą wytrzymałość na ściskanie niż kołnierz 1334.
Zatem w tym przykładzie wykonania ulegający rozpadowi układ 1310 może zawierać pierwszy człon w kształcie ściętego stożka 1314, tuleję 1318, oraz opcjonalne uszczelnienie 1354. W przypadku, gdy uszczelnienie 1354 nie występuje, kołnierz 1334 pierwszego członu w kształcie ściętego stożka 1314 może tworzyć uszczelnienie metal-metal z obudową lub wyłożeniem albo dopasowywać się do powierzchni otwartego otworu. W pewnych przykładach wykonania pierwszy człon w kształcie ściętego stożka 1314 zawiera funkcjonalnie stopniowany kompozyt metaliczny, tak że kołnierz 1334 wykazuje niższą wartość wytrzymałości na ściskanie od pozostałej części pierwszego członu w kształcie ściętego stożka 1314. W innym przykładzie wykonania kołnierz 1334 wykazuje niższą wytrzymałość na ściskanie niż drugi człon w kształcie ściętego stożka 1338. W jeszcze innym przykładzie wykonania drugi człon w kształcie ściętego stożka 1338 wykazuje większą wytrzymałość na ściskanie niż uszczelnienie 1354.
Opisane tutaj komponenty mogą być rozszerzane o rozmaite materiały. W jednym przykładzie wykonania uszczelnienie, np. uszczelnienie 528, może zawierać uszczelnienie zapasowe, takie jak materiał elastomerowy 602, jak pokazano na fig. 17. Elastomer może mieć na przykład formę pierścienia O-ring umieszczonego w dławiku 604 na powierzchni uszczelnienia 528. Materiał elastomerowy obejmuje, ale nie ogranicza się do wymienionych, na przykład kauczuk butadienowy (BR), kauczuk butylowy (IIR), chlorosulfonowany polietylen (CSM), kauczuk epichlorohydrynowy (ECH, ECO), kauczuk etylenowo-propylenowo-dienowy (EPDM), kauczuk etylenowo-propylenowy (EPR), elastomer fluorowy (FKM), kauczuk nitrylowy (NBR, HNBR, HSN), elastomer perfluorowy (FFKM), kauczuk poliakrylowy (ACM), polichloropren (neoprene) (CR), poliizopren (IR), kauczuk polisiarczkowy (PSR), sanifluor, kauczuk silikonowy (SiR), kauczuk styrenowo-butadienowy (SBR) lub kombinację zawierającą co najmniej jeden z powyższych.
Jak opisano w niniejszym dokumencie, komponenty, np. uszczelnienie, można stosować w środowisku odwiertu wgłębnego, na przykład w celu zapewnienia uszczelnienia metal-metal. W pewnym przykładzie wykonania sposób tymczasowego uszczelnienia elementu otworu wiertniczego obejmuje umieszczenie komponentu w głębi otworu oraz doprowadzenie ciśnienia w celu odkształcenia komponentu. Komponent może obejmować uszczelnienie, człon w kształcie ściętego stożka, tuleję, dno lub kombinację zawierającą co najmniej jeden z powyższych. Sposób ten obejmuje również dopasowanie uszczelnienia do przestrzeni z utworzeniem tymczasowego uszczelnienia, ściśnięcie tulei w celu zaczepienia z powierzchnią, a następnie doprowadzenie do kontaktu komponentu z płynem wiertniczym w celu doprowadzenia do dezintegracji komponentu. Komponent zawiera opisany tu kompozyt metaliczny, w którego skład wchodzi osnowa metaliczna, środek kontrolujący rozpad, nanomatryca komórkowa oraz opcjonalnie środek wzmacniający. Kompozyt metaliczny uszczelnienia tworzy wewnętrzną powierzchnię uszczelniającą i zewnętrzną powierzchnię uszczelniającą umieszczoną radialnie względem wewnętrznej powierzchni uszczelniającej uszczelnienia.
Zgodnie z pewnym przykładem wykonania proces izolacji struktury obejmuje umieszczenie opisanego tutaj ulegającego rozpadowi rurowego układu kotwiczącego w strukturze (np. rurowej, w rurze,
PL 236 865 B1 tunelu, otworze wiertniczym zamkniętym lub otwartym i tym podobnych), radialną modyfikację tulei w celu doprowadzenia do kontaktu z powierzchnią struktury, oraz radialną modyfikację uszczelnienia w celu izolacji struktury. Ulegający rozpadowi rurowy układ kotwiczący może zostać doprowadzony do kontaktu z płynem w celu dezintegracji np. uszczelnienia, członu w kształcie ściętego stożka, tulei, dolnego łącznika lub kombinacji co najmniej jednego z wymienionych. Proces ten może ponadto obejmować ustawienie ulegającego rozpadowi układu kotwiczącego przy pomocy narzędzia nastawczego. Dodatkowo na uszczelnieniu może być umieszczony korek. Izolacja struktury może całkowicie lub znacząco zahamować przepływ płynu przez tę strukturę.
Ponadto uszczelnienie może przybierać rozmaite kształty i obejmować oprócz konkretnej konfiguracji pokazanej na fig. 9 i 13-16 inne powierzchnie uszczelniające. W innym przykładzie wykonania, odnosząc się do figur 18A i 18B, zilustrowano przykład wykonania ujawnionego tu uszczelnienia oznaczonego numerem 100. Uszczelnienie 100 zawiera kompozyt metaliczny, pierwszą powierzchnię uszczelniającą 102 oraz drugą powierzchnię uszczelniającą 104, umieszczoną naprzeciw pierwszej powierzchni uszczelniającej 102. Kompozyt metaliczny zawiera osnowę metaliczną umieszczoną w nanomatrycy komórkowej, środek kontrolujący rozpad oraz opcjonalnie środek wzmacniający. Uszczelnienie 100 może mieć dowolny kształt i dopasowuje się na miejscu, pod wpływem ciśnienia, do powierzchni z utworzeniem tymczasowego uszczelnienia, które może ulec selektywnemu rozpadowi w odpowiedzi na kontakt z płynem. W tym przykładzie wykonania uszczelnienie 100 ma kształt pierścieniowy o zewnętrznej średnicy 106 i wewnętrznej średnicy 108. W pewnych przykładach wykonania powierzchnię uszczelniającą może stanowić pierwsza powierzchnia 102, druga powierzchnia 104, zewnętrzna średnica 106, wewnętrzna średnica 108 lub kombinacja zawierająca co najmniej jedną z powyższych.
Chociaż opisano odmiany ulegającego rozpadowi rurowego układu kotwiczącego zawierające łącznie kilka komponentów, uważa się, że każdy komponent może zostać zastosowany oddzielnie i niezależnie jako wyrób. Ponadto może być użyta łącznie dowolna kombinacja komponentów. Co więcej, komponenty można zastosować na powierzchni lub w środowisku odwiertu wgłębnego.
Jakkolwiek przedstawiono i opisano jeden lub więcej przykładów wykonania, można do niego wprowadzać modyfikacje i zamienniki, nie odbiegając od istoty i zakresu wynalazku. W związku z tym, należy rozumieć, że niniejszy wynalazek został jedynie zilustrowany, bez ograniczenia jego zakresu. Podane tu przykłady wykonania mogą być realizowane niezależnie lub w kombinacji.
Wszelkie ujawnione tutaj zakresy są brane łącznie z punktami końcowymi, a te punkty końcowe można ze sobą niezależnie łączyć. Użyta liczba mnoga ma w zamierzeniu obejmować modyfikowany przez nią termin zarówno w liczbie pojedynczej jak i mnogiej, obejmując tym samym co najmniej jeden z tych terminów (np. określenie barwnik(i) obejmuje co najmniej jeden barwnik), „Opcjonalny” lub „opcjonalnie” oznacza, że opisane w dalszej części zdarzenie lub okoliczność może, ale nie musi nastąpić, i że opis obejmuje przypadki, w których zdarzenie występuje i przypadki, w których nie występuje. Stosowane tutaj określenie „kombinacja” obejmuje mieszanki, mieszaniny, stopy, produkty reakcji i tym podobne. Wszystkie źródła włącza się do niniejszego opisu przez odniesienie,
Zastosowane określenia typu „ten”, „pewien” itp. w kontekście opisu wynalazku (zwłaszcza w kontekście poniższych zastrzeżeń) należy interpretować jako obejmujące zarówno liczbę pojedynczą jak i mnogą, o ile nie wskazano inaczej albo nie stoi to w wyraźnej sprzeczności z kontekstem. Stosowane w niniejszym opisie określenie „pewien/jakiś” zawiera co najmniej jeden element, który to określenie poprzedza, na przykład, „pewne urządzenie” obejmuje „co najmniej jedno urządzenie”. „Albo” oznacza „i/lub”. Ponadto należy dodatkowo zauważyć, że użyte tu określenia „pierwszy”, „drugi” i tym podobne nie oznaczają kolejności, ilości (w ten sposób, że mogą być obecne więcej niż jeden, dwa lub więcej niż dwa elementy), ani ważności, lecz są wykorzystywane raczej po to, aby odróżnić jeden element od innego. Określenie „około” stosowane w powiązaniu z ilością obejmuje wskazaną wartość i ma znaczenie wynikające z kontekstu (np. zawiera w sobie wartość błędu związanego z pomiarem określonej ilości).
Claims (25)
- Zastrzeżenia patentowe1. Ulegający rozpadowi człon w kształcie ściętego stożka, zawierający: pierwszą część w kształcie ściętego stożka; oraz podłoże zawierające kompozyt metaliczny, który zawiera: nanomatrycę komórkową zawierającą metaliczny materiał nanomatrycy; orazPL 236 865 B1 osnowę metaliczną rozmieszczoną w nanomatrycy komórkowej, znamienny tym, że zawiera środek kontrolujący rozpad zawierający kobalt, miedź, żelazo, nikiel, wolfram lub kombinację zawierającą co najmniej jeden z powyższych.
- 2. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 1, zawierający ponadto drugą część w kształcie ściętego stożka.
- 3. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 2, w którym pierwsza część w kształcie ściętego stożka i druga część w kształcie ściętego stożka zwężają się w przeciwnych kierunkach.
- 4. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 1, mający ponadto taki wewnętrzny wymiar radialny i zewnętrzny wymiar radialny, że wewnętrzny wymiar radialny jest większy niż 50% zewnętrznego wymiaru radialnego.
- 5. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 1, zawierający ponadto gniazdo umieszczone na powierzchni wewnętrznej członu w kształcie ściętego stożka.
- 6. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 5, w którym gniazdo ma powierzchnię, która może być szczelnie łączona z usuwalnym korkiem, ruchomym względem niej, przy czym powierzchnia ta może być przemieszczana wzdłużnie w stosunku do pierwszej części w kształcie ściętego stożka w kierunku w górę, określonym przez kierunek przepływu, który dociska korek do niej.
- 7. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 6, zawierający ponadto kołnierz biegnący radialnie od powierzchni.
- 8. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 7, w którym kołnierz wykazuje wytrzymałość na ściskanie mniejszą niż wytrzymałość na ściskanie pierwszej części w kształcie ściętego stożka.
- 9. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 1, w którym osnowa metaliczna zawiera glin, żelazo, magnez, mangan, cynk lub kombinację zawierającą co najmniej jeden z powyższych.
- 10. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 1, w którym ilość osnowy metalicznej wynosi około 50% wag. do około 95% wag., w przeliczeniu na masę kompozytu metalicznego.
- 11. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 1, w którym osnowę metaliczną stanowi stop, czysty metal lub kombinacja zawierająca co najmniej jeden z powyższych.
- 12. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 11, w którym człon w kształcie ściętego stożka jest funkcjonalnie stopniowany tak, że osnowa metaliczna zawiera stop lub czysty metal, w którym ilość stopu lub czystego metalu różni się wzdłuż wymiaru członu w kształcie ściętego stożka.
- 13. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 1, w którym metaliczny materiał nanomatrycy zawiera glin, kobalt, miedź, żelazo, magnez, nikiel, krzem, wolfram, cynk, ich tlenki, ich azotki, ich węgliki, ich związki międzymetaliczne, ich cermety lub kombinację zawierającą co najmniej jeden z powyższych.
- 14. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 1, w którym ilość metalicznego materiału nanomatrycy wynosi około 10% wag. do około 50% wag., w przeliczeniu na masę kompozytu metalicznego.
- 15. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 1, w którym człon w kształcie ściętego stożka jest funkcjonalnie stopniowany tak, że ilość środka kontrolującego rozpad w pierwszej części w kształcie ściętego stożka jest mniejsza od ilości środka kontrolującego rozpad w innej części członu w kształcie ściętego stożka.
- 16. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 1, w którym kompozyt metaliczny zawiera ponadto środek wzmacniający.
- 17. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 16, w którym środek wzmacniający zawiera ceramikę, polimer, metal, nanocząstki, cermet lub kombinację, zawierającą co najmniej jeden z powyższych.
- 18. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 16, w którym człon w kształcie ściętego stożka jest funkcjonalnie stopniowany tak, że ilość środka wzmacniającego w pierwszej części w kształcie ściętego stożka jest większa od ilości środka wzmacniającego w innej części członu w kształcie ściętego stożka.
- 19. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 1, w którym człon w kształcie ściętego stożka jest funkcjonalnie stopniowany tak, że pierwsza część w kształcie ściętego stożka wykazuje wytrzymałość na ściskanie, która jest większa niż wytrzymałość na ściskanie w innej części członu w kształcie ściętego stożka.PL 236 865 Β1
- 20. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 1, w którym człon w kształcie ściętego stożka wykazuje wytrzymałość na ściskanie od około 40 ksi do około 100 ksi (207 MPa - 552 MPa).
- 21. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 1, w którym człon w kształcie ściętego stożka może ulec rozpadowi w odpowiedzi na kontakt z płynem.
- 22. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 1, w którym płyn obejmuje solankę, kwas mineralny, kwas organiczny lub kombinację zawierającą co najmniej jeden z powyższych.
- 23. Człon w kształcie ściętego stożka według zastrz. 1, w którym człon w kształcie ściętego stożka wykazuje szybkość rozpadu od około 1 mg/cm2/h do około 10 000 mg/cm2/h.
- 24. Wyrób zawierający ulegający rozpadowi człon w kształcie ściętego stożka określony w zastrz. 1, znamienny tym, że wyrób stanowi korek do szczelinowania, korek mostkujący (szczelinowania), łożysko, złącze z kołnierzem kielichowym, trzpień zaworu lub pierścień uszczelniający.
- 25. Sposób stosowania ulegającego rozpadowi członu w kształcie ściętego stożka, obejmujący: kontaktowanie części w kształcie ściętego stożka członu w kształcie ściętego stożka ze zwężającą się powierzchnią wyrobu;wywieranie nacisku na człon, w kształcie ściętego stożka;dociskanie członu w kształcie ściętego stożka w kierunku wyrobu, aby rozszerzyć wymiar radialny wyrobu; jak również kontaktowanie członu w kształcie ściętego stożka z płynem w celu rozpadu członu w kształcie ściętego stożka, znamienny tym, że sposób jest realizowany przy zastosowaniu środków wymienionych w zastrz. 1.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13/466,329 | 2012-05-08 | ||
US13/466,329 US9016363B2 (en) | 2012-05-08 | 2012-05-08 | Disintegrable metal cone, process of making, and use of the same |
PCT/US2013/035261 WO2013169417A1 (en) | 2012-05-08 | 2013-04-04 | Disintegrable metal cone, process of making, and use of the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL410366A1 PL410366A1 (pl) | 2015-11-09 |
PL236865B1 true PL236865B1 (pl) | 2021-02-22 |
Family
ID=49547747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL410366A PL236865B1 (pl) | 2012-05-08 | 2013-04-04 | Ulegający rozpadowi człon w kształcie ściętego stożka, wyrób zawierający ulegający rozpadowi człon w kształcie ściętego stożka, sposób stosowania ulegającego rozpadowi członu w kształcie ściętego stożka |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9016363B2 (pl) |
CN (1) | CN104334820B (pl) |
AU (2) | AU2013260076B2 (pl) |
CA (1) | CA2872403C (pl) |
CO (1) | CO7240390A2 (pl) |
MX (1) | MX2014013423A (pl) |
PL (1) | PL236865B1 (pl) |
RU (1) | RU2598103C2 (pl) |
WO (1) | WO2013169417A1 (pl) |
Families Citing this family (62)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9682425B2 (en) | 2009-12-08 | 2017-06-20 | Baker Hughes Incorporated | Coated metallic powder and method of making the same |
US10240419B2 (en) | 2009-12-08 | 2019-03-26 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Downhole flow inhibition tool and method of unplugging a seat |
US9080098B2 (en) | 2011-04-28 | 2015-07-14 | Baker Hughes Incorporated | Functionally gradient composite article |
US8631876B2 (en) | 2011-04-28 | 2014-01-21 | Baker Hughes Incorporated | Method of making and using a functionally gradient composite tool |
US9139928B2 (en) | 2011-06-17 | 2015-09-22 | Baker Hughes Incorporated | Corrodible downhole article and method of removing the article from downhole environment |
US9707739B2 (en) | 2011-07-22 | 2017-07-18 | Baker Hughes Incorporated | Intermetallic metallic composite, method of manufacture thereof and articles comprising the same |
US9643250B2 (en) | 2011-07-29 | 2017-05-09 | Baker Hughes Incorporated | Method of controlling the corrosion rate of alloy particles, alloy particle with controlled corrosion rate, and articles comprising the particle |
US9833838B2 (en) | 2011-07-29 | 2017-12-05 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Method of controlling the corrosion rate of alloy particles, alloy particle with controlled corrosion rate, and articles comprising the particle |
US9033055B2 (en) | 2011-08-17 | 2015-05-19 | Baker Hughes Incorporated | Selectively degradable passage restriction and method |
US9109269B2 (en) | 2011-08-30 | 2015-08-18 | Baker Hughes Incorporated | Magnesium alloy powder metal compact |
US9856547B2 (en) | 2011-08-30 | 2018-01-02 | Bakers Hughes, A Ge Company, Llc | Nanostructured powder metal compact |
US9090956B2 (en) | 2011-08-30 | 2015-07-28 | Baker Hughes Incorporated | Aluminum alloy powder metal compact |
US9643144B2 (en) | 2011-09-02 | 2017-05-09 | Baker Hughes Incorporated | Method to generate and disperse nanostructures in a composite material |
US9284803B2 (en) | 2012-01-25 | 2016-03-15 | Baker Hughes Incorporated | One-way flowable anchoring system and method of treating and producing a well |
US9309733B2 (en) | 2012-01-25 | 2016-04-12 | Baker Hughes Incorporated | Tubular anchoring system and method |
US9010416B2 (en) | 2012-01-25 | 2015-04-21 | Baker Hughes Incorporated | Tubular anchoring system and a seat for use in the same |
US9605508B2 (en) | 2012-05-08 | 2017-03-28 | Baker Hughes Incorporated | Disintegrable and conformable metallic seal, and method of making the same |
US9574415B2 (en) | 2012-07-16 | 2017-02-21 | Baker Hughes Incorporated | Method of treating a formation and method of temporarily isolating a first section of a wellbore from a second section of the wellbore |
US9085968B2 (en) * | 2012-12-06 | 2015-07-21 | Baker Hughes Incorporated | Expandable tubular and method of making same |
US9816339B2 (en) | 2013-09-03 | 2017-11-14 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Plug reception assembly and method of reducing restriction in a borehole |
CN106029255B (zh) | 2014-02-21 | 2018-10-26 | 特维斯股份有限公司 | 溶解速率受控材料的制备 |
US10865465B2 (en) | 2017-07-27 | 2020-12-15 | Terves, Llc | Degradable metal matrix composite |
US20170268088A1 (en) | 2014-02-21 | 2017-09-21 | Terves Inc. | High Conductivity Magnesium Alloy |
US11167343B2 (en) | 2014-02-21 | 2021-11-09 | Terves, Llc | Galvanically-active in situ formed particles for controlled rate dissolving tools |
US10689740B2 (en) | 2014-04-18 | 2020-06-23 | Terves, LLCq | Galvanically-active in situ formed particles for controlled rate dissolving tools |
CA2936851A1 (en) | 2014-02-21 | 2015-08-27 | Terves, Inc. | Fluid activated disintegrating metal system |
WO2015161171A1 (en) | 2014-04-18 | 2015-10-22 | Terves Inc. | Galvanically-active in situ formed particles for controlled rate dissolving tools |
US9062543B1 (en) | 2014-08-13 | 2015-06-23 | Geodyanmics, Inc. | Wellbore plug isolation system and method |
GB2546011B (en) * | 2014-08-28 | 2021-03-24 | Halliburton Energy Services Inc | Degradable wellbore isolation devices with large flow areas |
GB2542095B (en) | 2014-08-28 | 2020-09-02 | Halliburton Energy Services Inc | Subterranean formation operations using degradable wellbore isolation devices |
US11613688B2 (en) | 2014-08-28 | 2023-03-28 | Halliburton Energy Sevices, Inc. | Wellbore isolation devices with degradable non-metallic components |
US20190055811A1 (en) * | 2014-09-03 | 2019-02-21 | Peak Completion Technologies, Inc. | Shortened Tubing Baffle with Large Sealable Bore |
US9677375B2 (en) * | 2014-09-03 | 2017-06-13 | Peak Completion Technologies, Inc. | Shortened tubing baffle with large sealable bore |
US10202820B2 (en) * | 2014-12-17 | 2019-02-12 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | High strength, flowable, selectively degradable composite material and articles made thereby |
US9910026B2 (en) * | 2015-01-21 | 2018-03-06 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | High temperature tracers for downhole detection of produced water |
US10378303B2 (en) | 2015-03-05 | 2019-08-13 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Downhole tool and method of forming the same |
US20160290093A1 (en) * | 2015-04-02 | 2016-10-06 | Baker Hughes Incorporated | Disintegrating Compression Set Plug with Short Mandrel |
US9879492B2 (en) | 2015-04-22 | 2018-01-30 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Disintegrating expand in place barrier assembly |
US9885229B2 (en) | 2015-04-22 | 2018-02-06 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Disappearing expandable cladding |
CN107690506A (zh) | 2015-07-09 | 2018-02-13 | 哈里伯顿能源服务公司 | 井筒插塞密封组件 |
CA2962071C (en) | 2015-07-24 | 2023-12-12 | Team Oil Tools, Lp | Downhole tool with an expandable sleeve |
US10408012B2 (en) | 2015-07-24 | 2019-09-10 | Innovex Downhole Solutions, Inc. | Downhole tool with an expandable sleeve |
US10221637B2 (en) | 2015-08-11 | 2019-03-05 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Methods of manufacturing dissolvable tools via liquid-solid state molding |
CN105251981A (zh) * | 2015-10-21 | 2016-01-20 | 马聪 | 一种耐腐蚀铁基粉末冶金锻造汽车连杆及其制备方法 |
US10016810B2 (en) | 2015-12-14 | 2018-07-10 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Methods of manufacturing degradable tools using a galvanic carrier and tools manufactured thereof |
CN105642880B (zh) * | 2016-01-25 | 2018-02-13 | 中北大学 | 一种以微纳米铝热剂为材料的含能药型罩 |
US10227842B2 (en) | 2016-12-14 | 2019-03-12 | Innovex Downhole Solutions, Inc. | Friction-lock frac plug |
EP3585729A1 (en) * | 2017-02-21 | 2020-01-01 | Yissum Research Development Company of The Hebrew University of Jerusalem Ltd. | Vapor phase treatment of macroscopic formations of carbon nanotubes |
US11198923B2 (en) | 2017-07-24 | 2021-12-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Aluminum based nanogalvanic compositions useful for generating hydrogen gas and low temperature processing thereof |
US10961813B2 (en) * | 2017-12-05 | 2021-03-30 | Saudi Arabian Oil Company | Wellbore casing liner printing |
CN108533214B (zh) * | 2018-04-10 | 2020-02-21 | 重庆地质矿产研究院 | 一种可降解合金及其作为单卡瓦式可溶桥塞的应用 |
US20200003022A1 (en) * | 2018-06-28 | 2020-01-02 | Meduna Investments, LLC | Casing Plug |
US10989016B2 (en) | 2018-08-30 | 2021-04-27 | Innovex Downhole Solutions, Inc. | Downhole tool with an expandable sleeve, grit material, and button inserts |
US11125039B2 (en) | 2018-11-09 | 2021-09-21 | Innovex Downhole Solutions, Inc. | Deformable downhole tool with dissolvable element and brittle protective layer |
US11965391B2 (en) | 2018-11-30 | 2024-04-23 | Innovex Downhole Solutions, Inc. | Downhole tool with sealing ring |
US11396787B2 (en) | 2019-02-11 | 2022-07-26 | Innovex Downhole Solutions, Inc. | Downhole tool with ball-in-place setting assembly and asymmetric sleeve |
US11261683B2 (en) | 2019-03-01 | 2022-03-01 | Innovex Downhole Solutions, Inc. | Downhole tool with sleeve and slip |
US11203913B2 (en) | 2019-03-15 | 2021-12-21 | Innovex Downhole Solutions, Inc. | Downhole tool and methods |
US10934805B2 (en) * | 2019-05-10 | 2021-03-02 | Tianjin Material Technology Co., Ltd. | Fracturing bridge plug |
US11572753B2 (en) | 2020-02-18 | 2023-02-07 | Innovex Downhole Solutions, Inc. | Downhole tool with an acid pill |
CA3109759A1 (en) * | 2020-03-20 | 2021-09-20 | Wenhui Jiang | Downhole tools comprising degradable components |
CN114278257B (zh) * | 2021-12-24 | 2023-12-15 | 中海石油(中国)有限公司 | 海上油田开采与超临界二氧化碳封存的同步装置与方法 |
Family Cites Families (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2225143A (en) * | 1939-06-13 | 1940-12-17 | Baker Oil Tools Inc | Well packer mechanism |
US6668938B2 (en) | 2001-03-30 | 2003-12-30 | Schlumberger Technology Corporation | Cup packer |
US6712153B2 (en) | 2001-06-27 | 2004-03-30 | Weatherford/Lamb, Inc. | Resin impregnated continuous fiber plug with non-metallic element system |
US7128145B2 (en) | 2002-08-19 | 2006-10-31 | Baker Hughes Incorporated | High expansion sealing device with leak path closures |
US9101978B2 (en) | 2002-12-08 | 2015-08-11 | Baker Hughes Incorporated | Nanomatrix powder metal compact |
US8297364B2 (en) | 2009-12-08 | 2012-10-30 | Baker Hughes Incorporated | Telescopic unit with dissolvable barrier |
US8403037B2 (en) | 2009-12-08 | 2013-03-26 | Baker Hughes Incorporated | Dissolvable tool and method |
GB0320252D0 (en) | 2003-08-29 | 2003-10-01 | Caledyne Ltd | Improved seal |
GB0323627D0 (en) | 2003-10-09 | 2003-11-12 | Rubberatkins Ltd | Downhole tool |
US7210533B2 (en) * | 2004-02-11 | 2007-05-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Disposable downhole tool with segmented compression element and method |
US7168494B2 (en) * | 2004-03-18 | 2007-01-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Dissolvable downhole tools |
US10316616B2 (en) * | 2004-05-28 | 2019-06-11 | Schlumberger Technology Corporation | Dissolvable bridge plug |
RU2296217C1 (ru) * | 2005-06-23 | 2007-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Волгахимэкспорт" | Способ обработки призабойной зоны скважины |
US7802495B2 (en) * | 2005-11-10 | 2010-09-28 | Baker Hughes Incorporated | Methods of forming earth-boring rotary drill bits |
US8220554B2 (en) * | 2006-02-09 | 2012-07-17 | Schlumberger Technology Corporation | Degradable whipstock apparatus and method of use |
US20080236842A1 (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-02 | Schlumberger Technology Corporation | Downhole oilfield apparatus comprising a diamond-like carbon coating and methods of use |
CA2639342C (en) | 2007-09-07 | 2016-05-31 | W. Lynn Frazier | Degradable downhole check valve |
US7806189B2 (en) | 2007-12-03 | 2010-10-05 | W. Lynn Frazier | Downhole valve assembly |
GB2457894B (en) | 2008-02-27 | 2011-12-14 | Swelltec Ltd | Downhole apparatus and method |
US8528633B2 (en) * | 2009-12-08 | 2013-09-10 | Baker Hughes Incorporated | Dissolvable tool and method |
MX2012012129A (es) * | 2010-04-23 | 2012-11-21 | Smith International | Asiento de bola para alta presion y alta temperatura. |
US8778035B2 (en) | 2010-06-24 | 2014-07-15 | Old Dominion University Research Foundation | Process for the selective production of hydrocarbon based fuels from algae utilizing water at subcritical conditions |
US8579024B2 (en) * | 2010-07-14 | 2013-11-12 | Team Oil Tools, Lp | Non-damaging slips and drillable bridge plug |
US9528352B2 (en) | 2011-02-16 | 2016-12-27 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Extrusion-resistant seals for expandable tubular assembly |
US8584759B2 (en) | 2011-03-17 | 2013-11-19 | Baker Hughes Incorporated | Hydraulic fracture diverter apparatus and method thereof |
US9027655B2 (en) * | 2011-08-22 | 2015-05-12 | Baker Hughes Incorporated | Degradable slip element |
US8950504B2 (en) * | 2012-05-08 | 2015-02-10 | Baker Hughes Incorporated | Disintegrable tubular anchoring system and method of using the same |
US9803439B2 (en) * | 2013-03-12 | 2017-10-31 | Baker Hughes | Ferrous disintegrable powder compact, method of making and article of same |
-
2012
- 2012-05-08 US US13/466,329 patent/US9016363B2/en active Active
-
2013
- 2013-04-04 PL PL410366A patent/PL236865B1/pl unknown
- 2013-04-04 MX MX2014013423A patent/MX2014013423A/es active IP Right Grant
- 2013-04-04 CA CA2872403A patent/CA2872403C/en active Active
- 2013-04-04 CN CN201380029206.0A patent/CN104334820B/zh active Active
- 2013-04-04 WO PCT/US2013/035261 patent/WO2013169417A1/en active Application Filing
- 2013-04-04 AU AU2013260076A patent/AU2013260076B2/en active Active
- 2013-04-04 RU RU2014149240/03A patent/RU2598103C2/ru active
-
2014
- 2014-11-28 CO CO14262511A patent/CO7240390A2/es unknown
-
2017
- 2017-04-06 AU AU2017202279A patent/AU2017202279A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2598103C2 (ru) | 2016-09-20 |
MX2014013423A (es) | 2014-12-08 |
CN104334820A (zh) | 2015-02-04 |
US20130299185A1 (en) | 2013-11-14 |
RU2014149240A (ru) | 2016-07-10 |
AU2017202279A1 (en) | 2017-04-27 |
CN104334820B (zh) | 2018-09-18 |
CO7240390A2 (es) | 2015-04-17 |
US9016363B2 (en) | 2015-04-28 |
CA2872403C (en) | 2017-04-25 |
AU2013260076A1 (en) | 2014-11-13 |
PL410366A1 (pl) | 2015-11-09 |
AU2013260076B2 (en) | 2017-01-19 |
WO2013169417A1 (en) | 2013-11-14 |
CA2872403A1 (en) | 2013-11-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
PL236865B1 (pl) | Ulegający rozpadowi człon w kształcie ściętego stożka, wyrób zawierający ulegający rozpadowi człon w kształcie ściętego stożka, sposób stosowania ulegającego rozpadowi członu w kształcie ściętego stożka | |
PL237181B1 (pl) | Ulegające rozpadowi i dopasowujące się uszczelnienie metaliczne, wyrób zawierający uszczelnienie oraz sposób do tymczasowego uszczelnienia elementu | |
PL236451B1 (pl) | Ulegający rozpadowi rurowy układ kotwiczący i sposób izolowania struktury | |
US9080439B2 (en) | Disintegrable deformation tool | |
US9574415B2 (en) | Method of treating a formation and method of temporarily isolating a first section of a wellbore from a second section of the wellbore | |
US9016384B2 (en) | Disintegrable centralizer | |
US9267347B2 (en) | Dissolvable tool | |
NO20120596A1 (no) | Teleskopisk enhet med opploselig barriere |