高效承壓智能堵漏復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、鉆井防漏堵漏的成功率直接取決于堵漏材料的性能。發(fā)生惡性井漏時(shí),由于傳統(tǒng)的堵漏材料堵漏強(qiáng)度低、在裂縫中的流動(dòng)阻力小、易被流體沖走,很難起到良好的堵漏效果,而造成堵漏失敗。研究溫控型智能堵漏材料將是解決這一難題的重要途徑之一。論文建立了以形狀記憶合金為感知、驅(qū)動(dòng)、執(zhí)行元件,利用記憶合金絲的相互搭接、纏繞,以水泥等材料控制外形的智能堵漏材料模型,并對形狀記憶合金進(jìn)行熱處理,確定了合適的熱處理工藝;探討不同的制備工藝,并制備了不同性能的智能堵漏

2、材料;對制備的智能堵漏材料進(jìn)行性能測試。
　　 對NiTi形狀記憶合金進(jìn)行不同的熱處理,研究結(jié)果表明:冷水淬火介質(zhì)下,形狀記憶合金的回復(fù)率隨著熱處理溫度的升高而增加,當(dāng)熱處理溫度為500℃時(shí),形狀記憶合金的形狀回復(fù)率最大,當(dāng)熱處理溫度超過500℃時(shí),形狀記憶合金的形狀回復(fù)率隨著熱處理溫度的升高而減小;回復(fù)率隨著保溫時(shí)間的增加而逐漸減小,得出最合理的熱處理工藝為:熱處理溫度為500℃,保溫時(shí)間為10min,淬火介質(zhì)為冷水。

3、　　 對彈簧的伸長率進(jìn)行研究確定了直徑與螺距。研究結(jié)果表明:當(dāng)彈簧的直徑為1.4mm,且彈簧螺距為2.5mm時(shí),彈簧的伸長率為99.2％;當(dāng)彈簧直徑為1.6mm,且彈簧螺距為2.0mm時(shí),彈簧的伸長率為100％。
　　 通過研究不同的制備工藝制備了不同性能的智能堵漏材料。研究結(jié)果表明:填充膨潤土的智能堵漏材料制備方法是,將膨潤土加水填充到彈簧中,噴灑粘結(jié)劑后在水泥基材料中滾動(dòng)成球,且在膨潤土中分別添加5％、10％、15％、20

4、％的碳酸鈉制備了最小粒徑為2.8.3.1mm的智能堵漏材料;填充吸水樹脂的智能堵漏材料的制備方法,把膨脹率為1％的吸水樹脂填充到制備好的螺旋狀的彈簧中,噴灑粘結(jié)劑后滾動(dòng)成球,最后噴灑適量的2.5％碳酸鈉溶液或11.76％硫酸鋁溶液養(yǎng)護(hù),成球率分別為95％、95％;或者把溶于四氯化碳的石蠟溶液噴灑到復(fù)合體上,待其四氯化碳揮發(fā)后滾動(dòng)成球(成球率為93％);將膨脹率為1％的吸水樹脂填充到制備好的螺旋狀的彈簧中后放置30min,滾動(dòng)成球,噴灑適

5、量的2.5％碳酸鈉溶液或11.76％硫酸鋁溶液養(yǎng)護(hù),成球率為97％;將吸水樹脂制成0.2mm粒徑的顆粒狀,與膨潤土混合后用聚乙二醇400拌合成具有塑性的混合物,填充到制備好的螺旋狀的彈簧中滾動(dòng)成球,噴灑2.5％碳酸鈉溶液或11.76％硫酸鋁溶液養(yǎng)護(hù),成球率為94％。
　　 對制備的智能堵漏材料進(jìn)行了性能測試,結(jié)果表明:制備的智能堵漏材料具有一定的強(qiáng)度,把制備的不同性能的智能堵漏材料放到60轉(zhuǎn)/s的轉(zhuǎn)速下攪拌,智能堵漏材料能夠良好