[发明专利]一种加速可溶金属球座溶解速率的装置及方法

权利要求书

1.一种加速可溶金属球座溶解速率的装置，其特征在于：包括连接端（1）和支撑筒体（2），所述连接端（1）和支撑筒体（2）连接，所述支撑筒体（2）内放有生热生气芯（3）和释酸芯（4），所述支撑筒体（2）相对两侧面上开有若干释放孔（201），释放孔（201）为盲孔，所述生热生气芯（3）和释酸芯（4）从上至下间隔设置，释放孔（201）的中心轴与生热生气芯（3）和释酸芯（4）的中心轴垂直，所述连接端（1）和支撑筒体（2）均为可溶解材质；

所述生热生气芯（3）包括以下重量份数的物质：亚硝酸盐35-45份，含氮化合物25-35份，酸性催化剂12-16份，可溶纳米材料4-8份，粘结剂3-6份，固化剂3-6份；所述释酸芯（4）包括以下重量份数的物质：固态酸75-85份，酸性催化剂8-12份，粘结剂4-8份，固化剂2-4份；所述可溶纳米材料包括以下质量份数的物质：淀粉20-30份，纳米粉体45-55份，增塑剂10-15份，聚乙烯醇10-15份。

2.根据权利要求1所述的一种加速可溶金属球座溶解速率的装置，其特征在于：所述释放孔（201）为圆形或椭圆形，释放孔（201）面积占整个支撑筒体（2）表面积的25-45%，所述支撑筒体（2）下端为椭圆形。

3.根据权利要求1所述的一种加速可溶金属球座溶解速率的装置，其特征在于：所述生热生气芯（3）与释酸芯（4）的个数比为1：1，厚度比为1:0 .2-5 .0。

4.根据权利要求1所述的一种加速可溶金属球座溶解速率的装置，其特征在于：所述亚硝酸盐为亚硝酸钠或亚硝酸钾中的一种或两种的混合物；所述含氮化合物为氯化铵或尿素中的一种或两种的混合物；

所述增塑剂为邻苯二甲酸酯、己二酸酯、壬二酸酯、癸二酸酯、硬脂酸酯、磷酸酯、甘油中的一种或几种组成的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种加速可溶金属球座溶解速率的装置，其特征在于：所述酸性催化剂为柠檬酸、果酸、酒石酸中的一种或几种的混合物；所述粘结剂为酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂中的一种或几种组成的混合物；所述固化剂为丙二胺、己二胺、对苯二胺或间苯二胺中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种加速可溶金属球座溶解速率的装置，其特征在于：所述固态酸为高碘酸、乙酸、三氯乙酸、苯甲酸或乙二胺乙酸中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求1所述的一种加速可溶金属球座溶解速率的装置，其特征在于，所述生热生气芯（3）制备过程如下：

步骤1）取配方量的淀粉、纳米粉体、增塑剂、聚乙烯醇依次加入反应釜中，在120-150℃进行熔融共混，制备成可溶纳米材料；

步骤2）将配方量的粘结剂分成三份，质量比为1:1 .2:0 .5，并按此比例顺序先后加入；

将配方量的固化剂分成两份，质量比为3:4，并按此比例顺序先后加入；将配方量的可溶纳米材料分成两份，质量比为5:6，并按此比例顺序先后加入；

步骤3）取配方量的亚硝酸盐、第一份粘结剂和第一份固化剂放入真空球磨机，在氮气保护下搅拌研磨6～10分钟，捏合成球状，之后加入第一份可溶纳米材料和第二份粘结剂，研磨3-5分钟，制得中间体A；

步骤4）取配方量的含氮化合物、酸性催化剂和第二份固化剂放入真空球磨机，在氮气保护下搅拌研磨8-12分钟，捏合成球状，之后加入第二份可溶纳米材料和剩余量的第三份粘结剂，研磨3-5分钟，制得中间体B；

步骤5）在氮气保护下，将中间体A和中间体B在液压机下生成符合支撑筒体（2）内径的生热生气芯（3）。

8.一种加速可溶金属球座溶解速率的方法，其特征在于：在大斜度井或水平井多段压裂作业过程中，用电缆依次连接射孔枪和可溶金属球座（8），并将可溶金属球座（8）的底端与权利要求1所述的加速可溶金属球座溶解速率的装置（9）的连接端（1）连接后，水力泵送投放至地层预定位置进行压裂，压裂作业完成后，支撑筒体（2）部分溶解，使释放孔（201）与支撑筒体（2）内腔相通，水通过释放孔（201）进入支撑筒体（2）内，与生热生气芯（3）和释酸芯（4）接触发生反应，在井筒内释放热量及氢离子的同时产生大量气泡，在气泡搅拌、局部加热和酸性环境下实现可溶金属球座（8）加速溶解。