Materiale composito utilizzato nei connettori a ponte composito e nei connettori Frac

La definizione di composito è qualcosa che è composto da più di un materiale. Per i nostri scopi, composito si riferisce alla fibra di vetro. Tutti i tappi compositi sono costituiti principalmente da materiale in fibra di vetro, che è una combinazione di fibre di vetro e materiale in resina. Le fibre di vetro sono molto sottili, 2-10 volte più piccole di un capello umano, e sono continue e avvolte/intrecciate nella resina oppure tagliate e modellate nella resina. La resina è ciò che tiene insieme il vetro permettendogli di prendere forma. Fondamentalmente, le fibre di vetro e la resina vengono combinate e poi polimerizzate in un solido. Da lì, il solido viene lavorato in una forma che può essere utilizzata. Esistono diversi modi per combinare la resina e il vetro per raggiungere l'obiettivo desiderato. Alcune delle tecniche di produzione dei compositi utilizzate nella costruzione di tappi compositi sono i compositi con filamento avvolto, avvolgimento convoluto e trasferimento di resina. Ciascuno di questi tipi combina resina e vetro in modo da ottenere proprietà diverse.

Filamento avvolto

Con il composito a filamento avvolto, le fibre di vetro continue vengono fatte passare attraverso una resina liquida per rivestirle. Le fibre vengono quindi avvolte attorno a un mandrino metallico per creare un tubo di composito. Una volta raggiunto il diametro esterno (OD) desiderato del composito, il tubo composito e il mandrino metallico vengono rimossi dall'avvolgitore e polimerizzati all'interno di un forno per creare un composito solido. Dopo la polimerizzazione, il mandrino metallico viene rimosso e il tubo composito rimanente può essere lavorato in diversi componenti.

Il composito a filamento avvolto è ottimo per i componenti tubolari. Possono essere altamente ingegnerizzati con specifici tipi di vetro, tipi di resina e il modello del vento delle fibre di vetro. Queste variabili possono essere modificate per raggiungere obiettivi diversi, tra cui collasso più elevato, trazione più elevata, temperatura più elevata, fresatura più semplice, ecc. Tutto ciò avvantaggia la produzione di tappi per fratturazione compositi perché operiamo all'interno di un tubo e dobbiamo impostarli all'interno di un tubo (involucro).

Inoltre, le macchine per l'avvolgimento di filamenti possono avvolgere fino a 30' di tubi compositi, alcuni dei quali possono avvolgere 6 di questi tubi alla volta. È facile produrre volumi di composito a filamento avvolto con una bassa quantità di manodopera. Ciò si presta a produrre volumi di prodotto a un costo inferiore.

Contorto

Mentre le macchine a filamento avvolto utilizzano fibre di vetro lunghe e continue per avvolgere il vetro imbevuto di resina nei tubi, il composito convoluto viene realizzato utilizzando un tessuto di vetro già impregnato di resina. Questo tessuto “pre-preg” viene avvolto attorno a un mandrino per creare un tubo e viene quindi polimerizzato per indurirsi nel composito. Il vantaggio di utilizzare un tessuto in vetro, anziché in fili continui, è che si ottiene la resistenza del vetro in due direzioni. Ciò aggiunge ulteriore resistenza al composito per applicazioni di trazione e compressione.

Trasferimento di resina

Con lo stampaggio a trasferimento il tessuto di vetro viene impilato o formato all'interno di uno stampo in una forma specifica. Il tessuto viene poi impregnato con la resina attraverso un processo di transfer. La resina viene mantenuta a una temperatura specifica in un recipiente e il tessuto di vetro viene mantenuto sotto vuoto. La resina viene quindi rilasciata nell'ambiente sottovuoto del vetro, forzando la resina nei vuoti tra le fibre di vetro all'interno del tessuto. Il composito viene quindi polimerizzato e lavorato per creare la parte finale.

Composito modellato

I compositi stampati utilizzano Bulk Moulding Compounds (BMC) per formare forme composite utilizzando lo stampaggio a iniezione o a compressione. Il BMC è tessuto di vetro o fibre tritate mescolate con una resina. Questi composti vengono posizionati o iniettati in uno stampo e quindi termoindurenti o polimerizzati a temperatura e pressione. Il vantaggio del composito stampato è la capacità di generare rapidamente forme complesse in volumi.

Esistono molti modi per combinare la resina con il vetro e queste sono solo alcune delle tecniche utilizzate nella produzione di tappi per fratturazione compositi. Ciò che è importante è che il composito sia facilmente fresabile in piccoli pezzi. Inoltre, la combinazione di vetro e resina dà come risultato un peso specifico di 1,8-1,9 creando pezzi che possono essere facilmente sollevati dal pozzo durante il processo di fresatura.

Materiale antiscivolo

Quando si imposta un tappo in composito, lo strumento viene ancorato nel pozzo con serie di “scivoli”. Fondamentalmente c'è un cono abbinato a un cuneo. Il cuneo avrà aree affilate e temprate che, una volta forzate verso l'alto, il cono "morderanno" l'involucro, creando un ancoraggio in grado di bloccare il tappo in posizione e resistere a forze superiori a 200.000 libbre. Affinché lo scivolamento “morda” l'involucro, le aree o il materiale indurito devono essere più duri dell'involucro stesso, che in genere è di circa 30 HRC.

Slip corpo in composito con inserti

La seconda configurazione più utilizzata di uno slip è un corpo composito con bottoni temprati per fornire l'ancoraggio.

Bottoni metallici

Alcune spine hanno pulsanti in metallo, completamente in ghisa o metalli in polvere. I bottoni in metallo in polvere sono realizzati dalla sinterizzazione della polvere metallica nella forma richiesta dal bottone. Anche se il metallo in polvere sembra più semplice da macinare/macinare, tutto dipende dalla polvere metallica, dal trattamento termico e dal processo di produzione.

Bottoni in ceramica

Alcuni tappi compositi utilizzano un inserto composito con bottoni in ceramica per fornire il morso all'involucro. Sebbene il materiale ceramico sia molto duro, è anche molto fragile. Ciò consente ai bottoni in ceramica di rompersi meglio durante la fresatura rispetto ad un bottone metallico. La ceramica ha un peso specifico compreso tra 5 e 6, il che la rende leggermente più facile da rimuovere durante la fresatura rispetto alle controparti metalliche.

Laminabilità dello scorrimento

Viene posta così tanta attenzione sui tempi di fresatura di un tappo in composito che a volte si dimentica l'obiettivo reale della fresatura dei tappi. L'obiettivo finale dell'operazione di macinazione è rimuovere i tappi dal pozzo. Sì, è importante farlo velocemente e che i pezzi siano piccoli. Tuttavia, se si strappa rapidamente il tappo e si ottengono anche piccoli ritagli, ma non si rimuovono i detriti dal pozzo, l'obiettivo non è stato raggiunto. Scegliere un tappo con bottoni o bottoni metallici renderà più difficile rimuovere tutti i detriti dai tappi proprio a causa del peso specifico del materiale.

Il Composite Bridge Plug e il Frac Plug di Vigor sono realizzati con materiali compositi avanzati, con opzioni sia per design in ghisa che compositi su misura per le specifiche del cliente. I nostri prodotti sono stati implementati con successo nei giacimenti petroliferi di tutta la Cina e del mondo, ricevendo feedback eccezionali da parte degli utenti. Impegnati nella qualità e nella personalizzazione, ci assicuriamo che le nostre soluzioni soddisfino le esigenze uniche di ogni progetto. Se sei interessato alla serie di tappi a ponte Vigor o agli strumenti di perforazione per fondo pozzo, non esitare a contattarci per ulteriori informazioni.

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