專利名稱：用于石油開采防砂管的濾網(wǎng)材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油開采用防砂管中的材料，特別涉及防砂管中使用的濾網(wǎng)材料。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外常見的機(jī)械防砂方法有防砂管防砂和礫石充填防砂。由于濾砂 管防砂具有施工工藝簡單，不進(jìn)行礫石充填作業(yè)，無需大型防砂設(shè)備以及施工成功率高 等特點(diǎn)，近十年來發(fā)展很快，新產(chǎn)品、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，以適應(yīng)不同地質(zhì)條件和不同油 井類型防砂的需要。而在防砂管中的濾網(wǎng)材料目前則普遍采用的有金屬網(wǎng)布、金屬綿紗 等，由于目前采用的這些濾網(wǎng)材料為平面結(jié)構(gòu)，孔隙成二維狀態(tài)，比表面積較小，因此 其容砂能力有限，在無容砂能力后，就必須更換新的濾網(wǎng)材料，使用壽命較短；并且由 于在井下使用，頻繁更換，且不可再生，既造成材料成本過高，還因延誤開采時(shí)間而帶 來其它成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種比表面積大、容砂能力較強(qiáng)、可提高使用壽命的防砂管濾 網(wǎng)材料。通過下述方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明
用于石油開采防砂管的濾網(wǎng)材料，是一種具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的由金屬鎳或含鎳的合 金金屬構(gòu)成其骨架的多孔材料，具有通過多面體小室相互連接而形成的連續(xù)微孔結(jié)構(gòu)， 其孔密度為30 95PPI，金屬的體密度在1 3g/cm3。經(jīng)過試驗(yàn)，材料的孔密度優(yōu)選40 85 PPI，金屬的體密度優(yōu)選1.5 2.5g/m3 時(shí)，性能更佳。這種多孔材料的厚度需在1.0mm以上較合適，綜合考慮材料制作、防砂應(yīng)用等 原因，材料的厚度優(yōu)選3.0 10.0mm。上述材料的制備方法可采用下述與現(xiàn)有泡沫金屬相類似的方案
在所需厚度、所需孔密度的海綿上采用物理氣相沉積、化學(xué)鍍、導(dǎo)電碳膠等方式先 覆上少量的導(dǎo)電良好的金屬，使基材導(dǎo)電化，之后，再采用電化學(xué)方式涂覆所需量的金 屬鎳或鎳合金，最后是熱處理及還原，一方面是去除海綿基材，另一面則是改善其涂覆 的金屬，使材料具有優(yōu)良的物理及化學(xué)性能。與現(xiàn)有防砂管濾網(wǎng)材料相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在
一、由于本發(fā)明的這種多孔金屬材料的顯著特征是其內(nèi)部具有大量的孔隙，擁有很 大的比表面積，具備立體結(jié)構(gòu)，相比于平面結(jié)構(gòu)的不銹鋼編織網(wǎng)，其具有更大的過濾面 積和過流面積，因此防砂過濾效果更好。二、因?yàn)楸景l(fā)明的這種多孔金屬材料具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其容砂能力很強(qiáng)，當(dāng) 砂子進(jìn)入后，不僅不會(huì)造成堵塞，反而會(huì)形成更好的防砂結(jié)構(gòu)(相當(dāng)于礫石填充)，因 此其使用壽命可能會(huì)大大延長(2 3年)。
三、本發(fā)明的多孔金屬材料具有一定的韌性，抗變形能力強(qiáng)，因此其加工性能 好，在加工過程中材料的損耗小，且泡沫金屬的回收方法簡單，可再生。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
在厚度為3.5mm、孔密度為50PPI的海綿上，采用常規(guī)化學(xué)鍍鎳工藝，鍍覆lOg/m2 的金屬鎳，之后在常規(guī)瓦特電鍍條件下鍍覆金屬鎳，當(dāng)上鎳量達(dá)到體密度為2 g/cm3時(shí)停 止電鍍，之后經(jīng)水洗干燥，最后在還原熱處理爐中進(jìn)行還原及熱處理，海綿基材被去除 的同時(shí)，改善金屬材料性能，得到最終材料。經(jīng)過上述方法制備得到的材料，是一種具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的由金屬鎳構(gòu)成其 骨架的多孔材料，具有通過多面體小室相互連接而形成的連續(xù)微孔結(jié)構(gòu)，其孔密度為 50PPI,金屬鎳的體密度2g/cm3,厚度為3.5mm。將這種材料應(yīng)用于采油管的防砂管濾 網(wǎng)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，可以有效過濾石油，容砂能力較相同厚度的其它濾網(wǎng)材料明顯提高。實(shí)施例2
在厚度為1.0mm、孔密度為95PPI的海綿上，采用常規(guī)化學(xué)鍍銅工藝，鍍覆8g/m2的 金屬銅，之后在常規(guī)瓦特電鍍條件下鍍覆金屬鎳，當(dāng)上鎳量達(dá)到體密度為3g/cm3時(shí)停止 電鍍，之后經(jīng)水洗干燥，最后在還原熱處理爐中進(jìn)行還原及熱處理，海綿基材被去除的 同時(shí)，改善金屬材料性能，得到最終材料。經(jīng)過上述方法制備得到的材料，是一種具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的由金屬含銅的鎳銅 合金構(gòu)成其骨架的多孔材料，具有通過多面體小室相互連接而形成的連續(xù)微孔結(jié)構(gòu)，其 孔密度為95PPI，金屬鎳的體密度3g/cm3,厚度為1.0mm。將這種材料應(yīng)用于采油管的防 砂管濾網(wǎng)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，可以有效過濾石油，容砂能力較相同厚度的其它濾網(wǎng)材料明顯提
尚ο實(shí)施例3
在厚度為10mm、孔密度為30PPI的海綿上，采用常規(guī)化學(xué)鍍鎳工藝，鍍覆12g/m2的 金屬鎳，之后在常規(guī)鎳鐵合金電鍍條件，當(dāng)金屬量達(dá)到體密度為0.8g/cm3時(shí)停止電鍍， 之后再在上述材料表面繼續(xù)采用鍍鉻工藝覆上金屬鉻，當(dāng)上鉻量達(dá)到體密度為0.2 g/cm3 時(shí)停止電鍍，之后經(jīng)水洗干燥，最后在還原熱處理爐中進(jìn)行還原及熱處理，海綿基材被去 除的同時(shí)，改善金屬材料性能，得到最終材料。經(jīng)過上述方法制備得到的材料，是一種具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的由金屬鎳一鐵一鉻 合金構(gòu)成其骨架的多孔材料，具有通過多面體小室相互連接而形成的連續(xù)微孔結(jié)構(gòu)，其 孔密度為30PPI，金屬鎳的體密度lg/cm3,厚度為10mm。將這種材料應(yīng)用于采油管的防 砂管濾網(wǎng)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，可以有效過濾石油，容砂能力較相同厚度的其它濾網(wǎng)材料明顯提
尚ο實(shí)施例4
在厚度為4mm、孔密度為65PPI的海綿上，采用常規(guī)磁控氣相物理沉積工藝，鍍覆 4g/m2的金屬鎳，之后在常規(guī)瓦特鎳電鍍條件，當(dāng)金屬鎳量達(dá)到體密度為1.2g/cm3時(shí)停 止電鍍，之后再在上述材料表面繼續(xù)采用鎳鎢合金電鍍液，當(dāng)鎳一鎢合金量達(dá)到體密度 為0.3 g/cm3時(shí)停止電鍍,之后經(jīng)水洗干燥，最后在還原熱處理爐中進(jìn)行還原及熱處理，海綿基材被去除的同時(shí)，改善金屬材料性能，得到最終材料。 經(jīng)過上述方法制備得到的材料，是一種具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的由金屬鎳一鐵一鉻 合金構(gòu)成其骨架的多孔材料，具有通過多面體小室相互連接而形成的連續(xù)微孔結(jié)構(gòu)，其 孔密度為65PPI，金屬鎳及鎳鎢合金總體密度1.5g/cm3,厚度為4mm。將這種材料應(yīng)用于 采油管的防砂管濾網(wǎng)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，可以有效過濾石油，容砂能力較相同厚度的其它濾網(wǎng) 材料明顯提高。
權(quán)利要求
1.用于石油開采防砂管的濾網(wǎng)材料，其特征在于一種具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的由金屬 鎳或含鎳的合金金屬構(gòu)成其骨架的多孔材料，具有通過多面體小室相互連接而形成的連 續(xù)微孔結(jié)構(gòu)，其孔密度為30 95PPI，金屬的體密度在1 3g/cm3。
2.如權(quán)利要求1所述的用于石油開采防砂管的濾網(wǎng)材料，其特征在于其孔密度優(yōu) 選40 85PPI，金屬的體密度優(yōu)選1.5 2.5g/m3。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于石油開采防砂管的濾網(wǎng)材料，其特征在于材料的厚 度為1.0mm以上。
4.如權(quán)利要求1或2所述的用于石油開采防砂管的濾網(wǎng)材料，其特征在于材料的厚 度優(yōu)選3.0 10.0mm。
5.如權(quán)利要求3所述的用于石油開采防砂管的濾網(wǎng)材料，其特征在于材料的厚度 優(yōu)選 3.0 10.0mm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于石油開采防砂管的濾網(wǎng)材料，具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是由金屬鎳或含鎳的合金金屬構(gòu)成其骨架的多孔材料，具有通過多面體小室相互連接而形成的連續(xù)微孔結(jié)構(gòu)，其孔密度為30～95PPI，金屬的體密度在1～3g/cm3。本發(fā)明的這種多孔金屬材料具有大量的孔隙，擁有很大的比表面積，有更大的過濾面積和過流面積，因此防砂過濾效果更好、其容砂能力很強(qiáng)，使用壽命可能會(huì)大大延長(2～3年)；并且本發(fā)明材料具有一定的韌性，抗變形能力強(qiáng)，回收方法簡單，可再生。
文檔編號(hào)E21B43/08GK102011568SQ20101050959
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者馮金橋, 周小平, 周永, 李光輝, 王輝, 謝紅雨, 譚水發(fā), 鄒超, 鐘鍵明 申請(qǐng)人:長沙力元新材料有限責(zé)任公司