一种复合结构可溶球座的制作方法

本发明属于油气开采井下工具领域，尤其涉及一种复合结构可溶球座。

背景技术：

1、球座是井下工具经常使用的关键部件，如在投球滑套多级压裂工艺中，滑套是连通井筒与地层的工具，压裂施工时，通过投球落入球座，可打开滑套，实现井筒与地层的连通，压裂施工时压裂液经滑套进入地层，油气生产过程时油气层流出流体可通过滑套进入井筒。对于球座来说，压裂施工结束后，球座的使命完成，即可去除，通常做法是通过钻磨或者下入专用管柱打捞的办法将其移除。

2、传统球座采用高强度合金钢或球墨铸铁加工，强度高硬度高，钻磨非常困难，钻磨去除施工极易发生磨漏套管等事故，因此一般投球滑套压裂施工后球座不处理；如果球座不移除，留在井下滑套内，不但会在一定程度上阻碍油气流动，也可能为后续的井下作业的施工带来影响和困难。

3、随着可溶材料的出现，为球座的设计提供了新的思路，采用可溶材料制造球座，在压裂施工等井下作业完成后，球座可以自行溶解，无需后续人工移除作业。可溶球座应用于投球滑套的主要问题是可溶球座在井下留存时间待定，即投球滑套随完井管柱下入井中完井，但压裂施工时间待定，有的井可能需在完井后几个月后才压裂施工，在压裂施工前可溶球座不能破坏，这就要求可溶球座表面需要有可靠的表面处理，避免其在压裂施工前腐蚀溶解。现有可溶材料以镁铝合金为主，已大量应用于加工可溶压裂球、可溶桥塞等，这种镁铝合金可溶材料的腐蚀溶解速度快，经过试验，镁铝合金可溶材料通过铁基非晶、陶瓷及有机封装等一种或两种组合表面处理技术，仍不能实现对可溶材料的有效保护，表面处理的镁铝合金可溶材料样件在1％kcl溶液中浸泡一段时间后，表面处理层会出现破坏，造成内部可溶材料快速溶解。另外，球座在压裂施工过程中会受到大量高速携砂液的冲蚀冲刷，镁铝合金材料强度低、硬度低，表面喷涂处理层硬度高，表面处理层和内部材料结合不够紧密，经冲蚀试验，这种球座不具备耐冲蚀性。所以用单一镁铝合金可溶材料制成的可溶球座无法达到投球压裂滑套现场应用条件要求。铁基腐蚀性合金材料的腐蚀速率要远低于镁铝合金，为保证其耐腐蚀和耐冲蚀性能，对其进行表面防腐耐磨处理更容易，故综合利用铁基合金的表面易处理性和镁铝合金的快速溶解的优点，开发一种复合结构可溶球座。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于：增强球座的耐腐蚀和抗冲蚀能力。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

2、一种复合结构可溶球座，包括：内芯以及外壳，所述内芯中部设有与其同轴的通孔，所述通孔的一端设有倒角，所述外壳包覆整个内芯。

3、进一步的，所述外壳包括内套、底盖以及外筒，所述内套包覆所述内芯的内圆柱面以及内芯的顶部，所述底盖包覆所述内芯的底部，所述外筒包覆所述内芯的外圆柱面。

4、进一步的，所述内套、底盖以及外筒相互之间焊接连接。

5、进一步的，所述内芯的材质为镁铝合金。

6、进一步的，所述外壳的材质为铁基合金材料。

7、进一步的，所述外壳的腐蚀溶解速度为单边厚度4mm/y。

8、进一步的，所述外壳的厚度为0.6-3mm。

9、进一步的，所述内芯整体呈圆台状。

10、进一步的，所述外壳的外表面上设有喷漆层。

11、本发明的技术效果和优点：

12、本发明提供的一种复合结构可溶球座，球座的外壳为高强度的铁基腐蚀性合金材料，球座的内芯为溶解速度快的镁铝合金可溶材料，由这两种材质经合理的结构设计复合而成，既保证了球座整体强度，又保证了球座的溶解性。

13、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种复合结构可溶球座，其特征在于，包括：内芯以及外壳，所述内芯中部设有与其同轴的通孔，所述通孔的一端设有倒角，所述外壳包覆整个内芯。

2.根据权利要求1所述的一种复合结构可溶球座，其特征在于，所述外壳包括内套、底盖以及外筒，所述内套包覆所述内芯的内圆柱面以及内芯的顶部，所述底盖包覆所述内芯的底部，所述外筒包覆所述内芯的外圆柱面。

3.根据权利要求1所述的一种复合结构可溶球座，其特征在于，所述内套、底盖以及外筒相互之间焊接连接。

4.根据权利要求1所述的一种复合结构可溶球座，其特征在于，所述内芯的材质为镁铝合金。

5.根据权利要求1所述的一种复合结构可溶球座，其特征在于，所述外壳的材质为铁基合金材料。

6.根据权利要求1所述的一种复合结构可溶球座，其特征在于，所述外壳的腐蚀溶解速度为单边厚度4mm/y。

7.根据权利要求1所述的一种复合结构可溶球座，其特征在于，所述外壳的厚度为0.6-3mm。

8.根据权利要求1所述的一种复合结构可溶球座，其特征在于，所述内芯整体呈圆台状。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种复合结构可溶球座，其特征在于，所述外壳的外表面上设有喷漆层。

技术总结本发明涉及一种复合结构可溶球座，包括：内芯以及外壳，所述内芯中部设有与其同轴的通孔，所述通孔的一端设有倒角，所述外壳包覆整个内芯。本发明提供的一种复合结构可溶球座，球座的外壳为高强度的铁基腐蚀性合金材料，球座的内芯为溶解速度快的镁铝合金可溶材料，由这两种材质经合理的结构设计复合而成，既保证了球座整体强度，又保证了球座的溶解性。技术研发人员：王新忠,魏松波,沈泽俊,薛建军,魏然,翁定为,童征受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30