Композитный материал, используемый в композитных мостовых пробках и пробках гидроразрыва

Определение композита – это нечто, состоящее из более чем одного материала. Для наших целей под композитом подразумевается стекловолокно. Все композитные заглушки в основном состоят из стекловолокна, которое представляет собой комбинацию стеклянных волокон и полимерного материала. Стеклянные волокна очень тонкие, в 2-10 раз меньше человеческого волоса, они либо непрерывны и намотаны/вплетены в смолу, либо измельчены и отлиты в смолу. Смола – это то, что связывает стекло вместе, позволяя ему принимать форму. По сути, стекловолокно и смола соединяются, а затем отверждаются в твердое вещество. После этого твердому телу придается форма, которую можно использовать. Есть несколько способов объединить смолу и стекло для достижения желаемой цели. Некоторые из технологий производства композитов, используемых при изготовлении композитных заглушек, включают намотку нитей, гофрированную обертку и композиты с переносом смолы. Каждый из этих типов сочетает смолу и стекло способами достижения различных свойств.

Нить намотки

В композите, навитом на нитях, непрерывные стеклянные волокна протягиваются через жидкую смолу, чтобы покрыть их. Затем волокна наматываются на металлическую оправку, образуя трубку из композита. Как только желаемый внешний диаметр (НД) композита достигнут, композитную трубку и металлическую оправку снимают с намоточной машины и отверждают в печи для создания твердого композита. После отверждения металлическую оправку удаляют, а оставшуюся композитную трубку можно перерабатывать на различные компоненты.

Композит с нитевой намоткой очень хорош для трубчатых компонентов. Они могут быть тщательно спроектированы с использованием определенных типов стекла, типов смол и ветрового рисунка стеклянных волокон. Эти переменные можно изменять для достижения различных целей, включая более высокое разрушение, более высокое растяжение, более высокий температурный диапазон, более легкое фрезерование и т. д. Все это приносит пользу производству композитных пробок для гидроразрыва, поскольку мы работаем внутри трубы и должны устанавливаться внутри трубы. (корпус).

Кроме того, намоточные машины могут наматывать до 30 футов композитных трубок, некоторые из которых могут наматывать по 6 таких трубок одновременно. Легко производить объемные композитные материалы с намоткой из нитей с небольшими трудозатратами. Это позволяет производить большие объемы продукции с меньшими затратами.

Свертка

В то время как машины намотки накаливания используют длинные непрерывные стеклянные волокна для обертывания стекла, пропитанного смолой, в трубки, свернутый композит изготавливается с использованием тканого стеклотканя, которое уже пропитано смолой. Эта ткань «препрега» наматывается на оправку, образуя трубку, а затем отверждается для затвердевания композита. Преимущество использования ткани из стекла, а не непрерывных нитей, заключается в том, что вы получаете прочность стекла в двух направлениях. Это добавляет дополнительную прочность композиту при растяжении и сжатии.

Перенос смолы

При трансферном формовании стеклоткань укладывают стопкой или формуют в форме, придавая ей определенную форму. Затем ткань пропитывается смолой в процессе переноса. Смола выдерживается при определенной температуре в сосуде, а стеклоткань удерживается в вакууме. Затем смола высвобождается в вакуумную среду стекла, заставляя смолу проникать в пустоты между стеклянными волокнами внутри ткани. Затем композит отверждается и подвергается механической обработке для создания окончательной детали.

Литой композит

В формованных композитах используются объемные формовочные смеси (BMC) для формирования композитных форм с использованием литья под давлением или компрессионного формования. BMC представляет собой либо стеклоткань, либо рубленые волокна, смешанные со смолой. Эти соединения либо помещаются, либо впрыскиваются в форму, а затем термореактивируются или отверждаются под действием температуры и давления. Преимущество формованного композита заключается в возможности быстрого создания сложных объемных форм.

Существует много способов соединения смолы со стеклом, и это лишь некоторые из методов, используемых при производстве композитных пробок гидроразрыва. Важно то, что композит легко измельчается на мелкие кусочки. Кроме того, сочетание стекла и смолы обеспечивает удельный вес 1,8–1,9, благодаря чему куски легко извлекаются из колодца во время процесса фрезерования.

Скользящий материал

При установке композитной пробки инструмент закрепляется в скважине комплектами «накладок». По сути, это конус в паре с клином. Клин будет иметь острые закаленные участки, которые при поднятии конуса «вгрызаются» в обсадную трубу, создавая анкер, способный зафиксировать пробку на месте и выдерживать усилия, превышающие 200 000 фунтов. Чтобы накладка «врезалась» в корпус, закаленные участки или материал должны быть тверже, чем сам корпус, что обычно составляет ~30 HRC.

Композитные накладки на тело со вставками

Вторая наиболее широко используемая конфигурация накладок — это композитный корпус с закаленными кнопками для фиксации.

Металлические пуговицы

Некоторые вилки имеют кнопки из металла, полностью чугунного или порошкового металла. Пуговицы из порошкового металла изготавливаются путем спекания металлического порошка с приданием пуговице необходимой формы. Хотя кажется, что металлический порошок легче измельчать/перемалывать, все зависит от металлического порошка, термической обработки и производственного процесса.

Керамические пуговицы

В некоторых композитных пробках используется композитная накладка с керамическими кнопками для врезания в обсадную трубу. Хотя керамический материал очень твердый, он также очень хрупкий. Это позволяет керамическим пуговицам лучше разрушаться во время фрезерования по сравнению с металлическими пуговицами. Керамика имеет удельную плотность 5–6, поэтому ее легче удалить во время фрезерования, чем металлические аналоги.

Фрезеруемость скольжения

Времени фрезерования композитной пробки уделяется так много внимания, что иногда можно забыть о фактической цели фрезерования пробки. Конечная цель операции по измельчению – удаление пробок из скважины. Да, важно сделать это быстро и чтобы кусочки были небольшими. Однако если быстро прорвать пробку и даже получить небольшой шлам, но не удалить мусор из скважины, цель не будет достигнута. Если выбрать заглушку с металлическими накладками или кнопками, будет сложнее удалить весь мусор из заглушек только из-за удельного веса материала.

Композитные мостовые пробки и пробки для гидроразрыва Vigor изготовлены из современных композитных материалов, с возможностью изготовления как чугунных, так и композитных конструкций, адаптированных к спецификациям заказчика. Наши продукты успешно применяются на нефтяных месторождениях по всему Китаю и по всему миру, получая отличные отзывы пользователей. Приверженность качеству и индивидуальности, мы гарантируем, что наши решения отвечают уникальным требованиям каждого проекта. Если вас интересуют серии мостовых пробок Vigor или инструменты для скважинного бурения, обращайтесь за дополнительной информацией.

Для получения более подробной информации вы можете написать на наш почтовый ящик info@vigorpetroleum.com& Marketing@vigordrilling.com