Скважинные инструменты с гидрофобными покрытиями и способы изготовления таких инструментов - RU2017112023A
Код документа: RU2017112023A
Формула
1. Скважинный инструмент, содержащий:
тело, имеющее состав;
слой гидрофобного материала, металлургически связанного с поверхностью тела, слой гидрофобного материала содержит дисперсную фазу, содержащую борид металла, и первую сплошную фазу, содержащую металлическую связку; и
межфазную границу между слоем гидрофобного материала и телом, содержащую борид металла, диспергированный во второй сплошной фазе, вторая дисперсная фаза содержит металлическую связку и состав тела.
2. Скважинный инструмент по п. 1, в котором борид металла содержит борид переходного металла, содержащий по меньшей мере одно из следующего: борид никеля, борид кобальта, борид железа, борид марганца, борид вольфрама, борид титана, борид молибдена.
3. Скважинный инструмент по п. 1, в котором слой гидрофобного материала содержит хром и по меньшей мере одно из следующего: кобальт, никель, цинк, железо, вольфрам, титан, алюминий, магний и медь.
4. Скважинный инструмент по п. 1, в котором борид металла содержит борид молибдена, и первая сплошная фаза содержит кобальт-хром.
5. Скважинный инструмент по п. 1, в котором борид металла содержит борид молибдена, и первая сплошная фаза содержит никель-хром.
6. Скважинный инструмент по п. 1, в котором дисперсная фаза составляет между около 40,0 весовых процентов и около 80,0 весовых процентов от слоя гидрофобного материала.
7. Скважинный инструмент по п. 1, в котором сплошная фаза составляет между около 20,0 весовых процентов и около 60,0 весовых процентов от слоя гидрофобного материала.
8. Скважинный инструмент по п. 1, в котором слой гидрофобного материала имеет толщину между около 3 мкм и около 1500 мкм.
9. Скважинный инструмент по п. 1, в котором слой гидрофобного материала является износостойким и эрозионностойким.
10. Скважинный инструмент по п. 1, в котором межфазная граница между слоем гидрофобного материала и телом содержит концентрационный градиент борида металла, участки межфазной границы, расположенные дальше от тела, имеют большую концентрацию борида металла чем участки межфазной границы, расположенные ближе к телу.
11. Скважинный инструмент по п. 1, в котором вторая сплошная фаза содержит до около десяти весовых процентов материала тела.
12. Скважинный инструмент по п. 1, в котором межфазовая граница между слоем гидрофобного материала и телом содержит концентрационный градиент первого состава, участки межфазовой границы, расположенные ближе к телу, имеют большую концентрацию первого состава чем участки межфазной границы, расположенные дальше от тела.
13. Скважинный инструмент по п. 1, в котором слой материала имеет более высокую температуру перехода в жидкое состояние, чем первый состав.
14. Скважинный инструмент по п. 1, в котором тело содержит компонент скважинного инструмента, выбранный из группы, состоящей из бурового долота, колонкового долота, расширяющегося долота, эксцентричного долота, бицентрального долота, наддолотного расширителя с фиксированными лопастями, раздвижного наддолотного расширителя, стабилизатора, клапана для механизированной добычи, зубка бурового долота, вооружения бурового долота, подземного предохранительного клапана, инструмента с датчиками, утяжеленной бурильной трубы, обсадной колонны, хвостовика, забойного двигателя, ротора, статора, пластины датчика, наддолотного переводника, а также средств, компоновок и компонентов для оборудования скважины, эксплуатации, техобслуживания и восстановления.
15. Способ производства скважинного инструмента, содержащий создание гидрофобного материала, содержащего дисперсную фазу, содержащую борид металла, диспергированный в сплошной фазе металлической связки на теле скважинного инструмента для создания металлургической связи гидрофобного материала с телом скважинного инструмента.
16. Способ по п. 15, в котором создание гидрофобного материала представляет собой создание гидрофобного материала с помощью по меньшей мере одного из способов напыления HVAF, HVOF, LVOF, и SHVOF.
17. Способ по п. 16, дополнительно содержащий нагрев гидрофобного материала до температуры выше температуры перехода в жидкое состояние сплошной фазы металлической связки.
18. Способ по п. 15, в котором создание гидрофобного материала, содержащего дисперсную фазу, содержащую борид металла, диспергированный в сплошной фазе металлической связки на теле, представляет собой создание гидрофобного материала на теле с помощью по меньшей мере одного из плазменной сварки дугой прямого действия, сварки лазерным напылением и ацетиленокислородной сваркой.
19. Способ по п. 15, дополнительно содержащий создание межфазной границы между телом и гидрофобным материалом для получения концентрационного градиента фазы металлической связки, где участки межфазной границы, расположенные дальше от тела, включают в себя большую концентрацию сплошной фазы металлической связки чем участки межфазной границы, расположенные ближе к телу.
20. Способ бурения ствола скважины, содержащий:
соединение бурильной колонны с буровым долотом, включающим в себя гидрофобный материал по меньшей мере на части наружной поверхности бурового долота, гидрофобный материал содержит борид металла, диспергированный в сплошной фазе металлической связки;
продвижение бурильной колонны с буровым долотом в ствол скважины;
вращение бурового долота в стволе скважины; и
удаление частей породы для увеличения ствола скважины.
