卡瓦的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种油气井井下工具封隔器的卡瓦。卡瓦包括由板材制成的卡瓦主体，所述板材包括若干复合材料层。复合材料层为单向玻璃纤维布及耐高温环氧树脂层，且任一复合材料层设置为其中的玻璃纤维走向与相邻的复合材料层中玻璃纤维走向呈一定夹角。板材包括至少100层的玻璃纤维增强树脂复合材料层，使得厚度为20mm以上。
【专利说明】卡瓦
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种油气井井下工具，尤其是封隔器的卡瓦。
【背景技术】
[0002]封隔器是油田开发中实施机械采油、分层注水、分层压裂或酸化、机械卡堵水等注采工艺作业的主要井下工具之一。随着非常规油气藏及高温高压油气藏动用程度的加大，国内外完井封隔器继续朝着高性能、低成本、易操作、易钻铣等方向发展。特别是近年来，由于非金属材料在强度、耐压、耐温及耐腐蚀性等方面优于金属材料，因此利用非金属材料制造封隔器的技术取得了较大发展。
[0003]卡瓦是卡瓦封隔器的重要零件，是常见的起锚定作用的机构，其质量好坏将直接影响到封隔器的工作效果。采油生产中如果发生卡瓦失效，封隔器将无法正常坐封，还可能造成采油事故。虽然自70年代以来，辽河、胜利和江汉等油田进行了许多研究和应用，但目前的国内外易钻除封隔器卡瓦仍然主要采用铸铁、黄铜等相对易钻的金属材料。虽然其承压能力及耐温性能好，但强度及密度仍然较高，且具有钻除速度慢、不易于返排及容易被腐蚀性介质腐蚀等缺点。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供用于油气井井下工具封隔器的卡瓦，包括由板材制成的卡瓦主体，其中板材包括若干复合材料层。
[0005]优选地，复合材料层为玻璃纤维增强的环氧树脂层。
[0006]在一个实施例中，任一复合材料层设置为其中的玻璃纤维走向与相邻的复合材料层中的玻璃纤维走向相互间呈一定角度。
[0007]优选地，夹角为90°。
[0008]优选地，板材包括至少100层复合材料层。
[0009]优选地，复合材料铺层形成的复合材料板材的厚度为20mm以上。
[0010]与现有技术相比，本实用新型的优点在于，利用了玻璃纤维增强的环氧树脂复合材料层具有力学性能优异，隔热、隔声，耐腐蚀的特点，加工生产出的封隔器卡瓦相对于金属卡瓦具有强度高、耐腐蚀、并易于钻除及铣出等优点。实现坐封时在高温高压高含腐蚀性气体中封得住，生产时可以快速从井底钻除或解封。从而满足现代油田开发复杂恶劣工作环境及工艺技术需求，满足现代油田开发中高温、高压、高强度及高速度快速开发的要求，实现生产经济化，效率化。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面将结合附图来对本实用新型的优选实施例进行详细地描述。在图中:
[0012]图1显示了根据本实用新型的卡瓦的立体图；
[0013]图2显示了根据本实用新型的卡瓦板材结构图。[0014]在附图中，并未按照实际的比例绘制。
【具体实施方式】
[0015]下面将介绍根据本实用新型的优选实施例。
[0016]如图1所示，卡瓦10包括曲体面3、锥体面4，其中曲体面3上设置有键槽I和卡齿孔2。这些结构均为本领域的技术人员所熟知的，因此详细的描述在此略去。
[0017]根据本实用新型，卡瓦10包括由板材制成的卡瓦主体5，其板材包括若干复合材料层7，如图2所示。复合材料层7为玻璃纤维增强的环氧树脂层，优选地，复合材料层7为单向玻璃纤维增强的环氧树脂层。首先，将单向玻璃纤维布预浸环氧树脂制成预浸料。接着，对复合材料预浸料进行铺层，且任一个复合材料层7中的玻璃纤维6走向与其相邻的复合材料层7中的玻璃纤维6走向呈一定夹角，优选夹角为90°，如图2所示，条形形状和圆点形状表不相邻复合材料层7中的玻璃纤维6的走向相互垂直。然后,对铺设的复合材料层7进行固化以形成板材。可通过热压机固化，这样能克服预浸料固化时产生的爆聚现象。优化固化工艺参数中环氧树脂含量为25%?35%，固化温度160°C?200°C、固化时间1.5h?
2.5h、固化压力12kg/cm2?20kg/cm2。还可以通过添加5%?15%的聚醚醚酮粉末或其它工程塑料颗粒作为增韧剂，提高复合材料板材的抗剪切强度。这样由单向玻璃纤维布及耐高温环氧树脂复合材料层7制得的复合材料板材致密、均匀性较好，力学强度高。
[0018]优选地，单向玻璃纤维布及耐高温环氧树脂复合材料层7铺层至少100层，使得单向玻璃纤维布及耐高温环氧树脂复合材料板材厚度达到20mm以上。发明人通过试验发现，该复合材料板具有良好的力学性能和机械加工性能，在机械加工过程中不会产生制作分层和啃刀现象。加工出来的卡瓦10力学性能好，耐高温，耐腐蚀，更能满足目前超深井及大型压裂井的高温高压要求。
[0019]以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种用于油气井井下工具封隔器的卡瓦，包括由板材制成的卡瓦主体，其特征在于，所述板材包括若干复合材料层。
2.根据权利要求1所述的卡瓦，其特征在于，所述复合材料层为玻璃纤维增强的环氧树脂层。
3.根据权利要求2所述的卡瓦，其特征在于，任一复合材料层设置为其中的玻璃纤维走向与相邻的复合材料层中的玻璃纤维走向相互间呈一定角度。
4.根据权利要求3所述的卡瓦，其特征在于，所述角度为90°。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的卡瓦，其特征在于，所述板材包括至少100层复合材料层。
6.根据权利要求1到4中任一项所述的卡瓦，其特征在于，所述板材的厚度为20mm以上。
【文档编号】E21B19/10GK203594380SQ201320623556
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日
【发明者】何祖清, 段友智, 侯倩, 连经社, 崔晓杰, 彭汉修, 朱明 , 孔博, 黄勇 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院