7]实施例1:
[0048]本实施例的压裂球包括圆球形尼龙6/6基体，所述圆球形尼龙6/6基体内分布有碳纤维(直径1-10 μ m，强度5-10GPa)，且所述圆球形尼龙6/6基体上包裹有拉伸弹性模量在30MPa左右的改性氢化丁腈橡胶层。所述圆球形尼龙6/6基体的直径约44.45mm,所述改性氢化丁腈橡胶层的厚度约3_。
[0049]进一步的，所述圆球形尼龙6/6基体包含(以被％计):尼龙90%，碳纤维10%。
[0050]进一步的，所述圆球形尼龙6/6基体的成型收缩率约为0.05% -0.2%。
[0051]本实施例的压裂球的比重约1.14，抗压强度约230MPa。
[0052]本实施例的圆球形尼龙6/6基体可通过注塑工艺制备，注塑工艺参数为:注塑加工温度 280°C?310°C，压力 I2OMPa ?140MPa，模温 70°C?120°C。
[0053]而改性氢化丁腈橡胶层可通过常规工艺制成球壳，且在该球壳上可预留缝隙。
[0054]之后，可以将圆球形尼龙6/6基体自该缝隙压入该球壳中，之后对该缝隙进行封口处理，形成所述压裂球。
[0055]当应用本实施例的压裂球进行压裂测试时，可以发现，该压裂球可用于温度不高于135°C除强酸碱外的大多数化学环境，适用的压裂液密度范围为不高于1.14g/cm3，可达成至少90MPa的井下保压。
[0056]实施例2:
[0057]本实施例的压裂球包括圆球形聚醚醚酮基体，所述圆球形聚醚醚酮基体内分布有长度约11mm、直径约7-13 μπι的长玻璃纤维。且所述圆球形聚醚醚酮基体上包裹有氟橡胶层。所述圆球形聚醚醚酮基体的直径约44.45_，所述氟橡胶层的厚度约3_。
[0058]进一步的，所述聚醚醚酮基体包含(以被％计):聚醚醚酮60%，长玻璃纤维40%。
[0059]本实施例的压裂球的比重约1.40，抗压强度约270MPa。
[0060]本实施例压裂球可参考实施例1的工艺制备。
[0061]实施例3:
[0062]本实施例与实施例1的不同之处在于，基体内还包含有16wt%的空心玻璃珠(直径约12-48 μπι，密度约0.6g/cm3)，高弹体材料层采用天然橡胶构成。
[0063]本实施例的压裂球的比重约1.14，抗压强度约230MPa。
[0064]本实施例压裂球可参考实施例1的工艺制备。
[0065]实施例4:
[0066]本实施例与实施例2的不同之处在于，基体主要采用I3DVF成，其中还包含有23wt%的空心玻璃珠(直径约8-24 μ m，密度约0.6g/cm3)，高弹体材料层采用硬度约80HA的聚氨酯构成。
[0067]本实施例的压裂球的比重约1.18，抗压强度约lOOMPa。
[0068]本实施例压裂球可参考实施例1的工艺制备。
[0069]此外，本案发明人还利用前文所列出的其它原料以及其它工艺条件等替代实施例1-4中的相应原料及工艺条件进行了类似试验，所获压裂球的抗压强度均在10MPa以上，密度均在1.0g/cm3左右，这些压裂球基本都能够耐受温度在120°C以上除强酸碱等外的大部分化学环境。
[0070]最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种双层结构油气井压裂用压裂球，其特征在于包括硬质高分子基体和包覆于所述基体上的高弹体材料层。2.根据权利要求1所述的双层结构油气井压裂用压裂球，其特征在于: 用以组成所述基体的材料包括抗压强度在70MPa以上的热塑性塑料； 优选的，用以组成所述基体的材料包括聚酰胺，聚酯，聚醚醚酮中的任一种或两种以上的组合。3.根据权利要求1-2中任一项所述的双层结构油气井压裂用压裂球，其特征在于所述基体内还分布有增强材料和/或密度调节材料。4.根据权利要求3所述的双层结构油气井压裂用压裂球，其特征在于: 所述增强材料包括增强纤维或者颗粒状增强材料，所述增强纤维包括碳纤维和/或玻璃纤维；所述颗粒状增强材料或密度调节材料包括空心玻璃珠。5.根据权利要求1所述的双层结构油气井压裂用压裂球，其特征在于: 所述高弹体材料的邵氏A硬度值在70以上； 优选的，所述高弹体材料包括改性天然橡胶、改性丁腈橡胶，改性氢化丁腈橡胶，氟橡胶，改性聚氨酯中的任一种或两种以上的组合。6.根据权利要求1、2、4、5中任一项所述的双层结构油气井压裂用压裂球，其特征在于:所述基体的直径为1mm?146.1mm ;和/或，所述高弹体材料层的厚度为0.1?140mmo7.根据权利要求1、2、4、5中任一项所述的双层结构油气井压裂用压裂球，其特征在于所述压裂球的密度为1.14g/cm3?1.46g/cm3。8.根据权利要求1、2、4、5中任一项所述的双层结构油气井压裂用压裂球，其特征在于所述压裂球的抗压强度在27MPa以上，进一步优选大于70MPa。9.权利要求1-8中任一项所双层结构油气井压裂用压裂球的制备方法，其特征在于包括: 将热塑性塑料采用注塑成型工艺制成所述基体； 采用高弹体材料制成球壳型结构； 将球形基体自所述球壳型结构上预留的缝隙处压入所述球壳型结构内，之后对预留缝隙进行封口处理，从而形成所述压裂球。
【专利摘要】本发明公开了一种双层结构油气井压裂用压裂球及其制备方法。该压裂球包括硬质高分子基体和包覆于所述基体上的高弹体材料层。优选的，所述基体主要由高强度耐高温热塑性塑料组成，所述高弹体材料层由各种适用于压裂液环境的高弹体组成。本发明的压裂球可选择比重范围大，加工精度要求低，密封时保压效果良好，且因具有高弹性外层+硬质内核的双层结构，可以提高密封效果，并降低压裂球因局部区域应力集中而损坏的可能性，从而大幅降低井下压裂球失效的情况，并有效提高了多层次压裂配套设备的可靠性，同时该压裂球制备工艺简单，易于控制，成本低廉。
【IPC分类】C08K7/14, C08K7/28, C08L77/06, C08K7/06, C08L61/16, E21B43/26, C08L27/16
【公开号】CN105134155
【申请号】CN201510489653
【发明人】孙力, 陆旻, 陈明慧, 徐龙元
【申请人】苏州固韧纳米材料技术有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月11日