[发明专利]包括异常强化材料的井下工具以及相关方法

权利要求书

1.一种用在地下地层中的井孔中的井下工具，包括：

本体，所述本体包括复合材料，所述复合材料包括至少一个由至少一种异常强化材料构成的区域以及至少另一个由至少一种温度弱化材料构成的区域，所述至少另一个由至少一种温度弱化材料构成的区域与所述至少一个由至少一种异常强化材料构成的区域抵接；

其中，所述至少一种异常强化材料的量和所述至少一种温度弱化材料的量构造成使得所述本体的屈服强度在一定温度范围内随着温度的变化至少基本恒定；

其中，所述本体的所述复合材料包括由所述至少一种异常强化材料构成的基体相和由散布在所述基体相内的所述至少一种温度弱化材料构成的非连续相。

2.根据权利要求1所述的井下工具，其中，所述至少一种异常强化材料在从110℃到200℃的温度范围内随着温度的升高呈现出增加的屈服强度。

3.根据权利要求2所述的井下工具，其中，所述至少一种异常强化材料在120℃到150℃的温度范围内随着温度的升高呈现出增加的屈服强度。

4.根据权利要求1所述的井下工具，其中，所述至少一种异常强化材料包括由至少两种不同元素构成的合金，所述至少两种不同元素中的至少一种元素的天然晶体结构不同于所述至少两种不同元素中的至少另一种元素的天然晶体结构。

5.根据权利要求1所述的井下工具，其中，所述井下工具包括贯穿所述井下工具的流体通道以及位于所述井下工具的至少一端上的螺纹连接部。

6.根据权利要求1所述的井下工具，其中，所述至少一种异常强化材料包括选自由Ni₃Al、Ni₃V、Ni₃Ga、Ni₃Si、Ni₃Ge、Fe₃Al、FeAl、Fe₃Ga、Fe₃V、FeCo、Fe₃Be、β-CuZn、Cu₃Au、Co₃Ti、Co₃V、Pt₃Ti、Ag₂MgZn、TiAl、Mg₃Cd、Mn₃Sn和难熔金属二硅化物构成的组中的至少一种材料。

7.一种形成用在地下地层中的井孔中的井下工具的方法，包括：形成本体，所述本体包括复合材料，所述复合材料包括至少一个由至少一种异常强化材料构成的区域以及至少另一个由至少一种温度弱化材料构成的区域，所述至少另一个由至少一种温度弱化材料构成的区域与所述至少一个由至少一种异常强化材料构成的区域抵接，其中，所述本体的所述复合材料包括由所述至少一种异常强化材料构成的基体相和由散布在所述基体相内的所述至少一种温度弱化材料构成的非连续相，以及选择所述至少一种异常强化材料的量和所述至少一种温度弱化材料的量，使得所述本体的屈服强度在一定温度范围内随着温度的变化至少基本恒定。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括选择所述至少一种异常强化材料，以在从110℃到200℃的温度范围内随着温度的升高呈现出增加的屈服强度。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括选择所述至少一种异常强化材料，以在从120℃到150℃的温度范围内随着温度的升高呈现出增加的屈服强度。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括选择井下工具以包括贯穿所述井下工具的流体通道以及位于所述井下工具的至少一端上的螺纹连接部。

11.根据权利要求7所述的方法，还包括选择所述至少一种异常强化材料以包括合金，所述合金包括至少两种不同的元素，所述至少两种不同元素中的至少一种元素的天然晶体结构不同于所述至少两种不同元素中的至少另一种元素的天然晶体结构。