[发明专利]一种桥塞组合工具部件锥形套的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥塞组合工具部件锥形套的制备方法。

背景技术

桥塞组合工具作为开发页岩气，进行井下压裂施工的主要工具之一，是开 发页岩气等资源作业过程的核心技术。但桥塞组合工具的作业环境日趋复杂， 常规金属材料和橡胶材料制作的桥塞已远远不能满足苛刻的井下作业环境的 要求。要开发新型桥塞组合工具，满足井下恶劣工作环境的需求，首先需要在 制造桥塞组合工具部件的材料上有所突破，选择耐酸碱、耐高压、耐腐蚀、耐 高温的功能材料。开发致密气和页岩气用复合材料桥塞，不仅桥塞组合工具轻 量化，而且压裂后的钻铣速率有很大提高，从传统金属桥塞组合工具的数小时， 提高到约15min，大大缩短了完井作业时间，提高了完井工作效率。

其中，桥塞组合工具中的锥形套部件是保护主要密封件(橡胶胶筒)的关 键部件，提高胶筒的耐压性能和密封性能。该部件除了要求耐井下的高温(≥ 150℃)、高压、酸碱腐蚀等工作环境外，还需要有足够的拉伸强度和断裂伸 长率，以满足在座封压裂过程中承受大幅度形变而不被破坏。因而，锥形套是 桥塞组合工具实现密封保压功能的关键部件。

在现有的国内外专利技术中，国内专利ZL200220128741.4中，在胶筒的 一侧或两侧粘接耐高温的且和胶筒一同硫化成型的塑料护肩，塑料护肩为耐高 温的塑料或橡塑共混高分子材料，该方法需要选择合适的粘接剂和严格的硫化 工艺，满足胶筒的密封性能；专利ZL200620031888.6中，使用胶筒护碗，护 碗整体为伞状结构，在护碗主体的外侧纵向面上设计有对称细条状加强勒，胶 筒密封后，护碗主体外侧的细条状加强勒可增加护碗对胶筒的保护强度，有效 的防止了胶筒的肩突和流动，提高胶筒的密封性能，但带加强勒护碗的加工工 艺较为复杂。国外如美国的哈利伯顿能源服务公司、史密斯油田服务公司、 BJ服务公司、威德福国际公司、贝克休斯国际公司等公司的钻井、完井作业 工具的开发技术已经非常成熟，经过几代的发展已经克服了诸多弊端，形成各 自的专利技术，如US7424909B2、US208/0132960A1、US5271468、US6220349 B1、US5271468C1、US5431412、US7735549B1、US6318461B1、US7779927 B2、US6712153B2、US2008/0173453A1、US7600572B2。目前国外作为密封 部件胶筒护碗用的材料是醚改性聚四氟乙烯(PFA)，添加30％的无机填料， 通过高温模压方法成型，成型过程中产生大量的不可回收废料。醚改性聚四氟 乙烯材料市场用量小，相对价格较高，醚改性聚四氟乙烯加工温度高，必须用 高温模压成型工艺，工艺较复杂，加工成本相对较高。

本技术选择通用含氟工程树脂作为基础树脂，通过添加玻璃纤维或硫酸镁 晶须，采用注塑成型工艺方法加工锥形套，满足桥塞组合工具部件锥形套使用 要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于生产桥塞组合工具部件锥形套的制备方法， 本发明的关键在于选择合适的含氟工程树脂，特别适用于注塑成型工艺。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于生产桥塞组合工具部件锥形套的 制备方法，包括如下步骤：

(A)采用基础树脂作为原料，进行熔融共混，成型；

(B)将步骤A获得的成型产品进行热处理，得到最终锥形套部件；

其中所述基础树脂为含氟工程树脂的一种或两种共混，或在含氟工程树脂 中添加无机填料共混，所述成型为注塑成型。

本发明所述的桥塞组合工具部件锥形套的制备方法，其中所述含氟工程树 脂优选1,1-二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯基醚、六氟丙烯基醚的 均聚物或二元、三元共聚物。

上述选择含氟工程树脂混合使用的目的是调控专用料力学性能和加工性 能的平衡。

本发明所述的桥塞组合工具部件锥形套的制备方法，其中所述含氟工程树 脂的熔体流动指数范围优选0.5～60g/10min，更优选5～20g/10min。

本发明所述的桥塞组合工具部件锥形套的制备方法，其中所述无机填料优 选玻璃纤维或硫酸镁晶须。

本发明所述的桥塞组合工具部件锥形套的制备方法，其中所述玻璃纤维或 硫酸镁晶须的添加比例与基础树脂重量比优选0.05～0.5:1。