可溶解铝合金型材桥塞和球座

水力压裂技术性是一项运用于低进化速率、低渗入油田的提质增效采掘技术性。该技术性根据向井内引入较高工作压力（～70MPa）的压裂液将地质构造压裂，运用压裂液中的支撑剂填充缝隙来更改燃气的稳定渗流方法以完成高产。在工程施工全过程中，需选用压裂球和桥塞等专用工具对不一样工作层的工程施工转向柱开展堵漏。由一般铝合金做成的压裂球等专用工具假如停留井中，会减少油气井生产能力。而压裂球一旦卡在封隔器上，则要用独特专用工具钻削，既增加了工程施工周期时间又提升了工程施工成本费。对于所述难题，海外石油化工公司产品研发出了能溶的压裂球（环氧树脂、镁或铝高分子材料），但能溶桥塞和球座等专用工具并未开发设计取得成功。

压裂技术性在北美地区已广泛运用，尽管在中国也已有近40年的运用历史时间，但有关专用工具仍借助進口，比较严重限定了在我国原油的提质增效采掘。因而,产品研发具有可溶解作用的压裂专用工具针对确保在我国油气田的高产和增产拥有十分关键的实际意义。

金属所专用型原材料与元器件发展部贮氢铝合金及运用研究组运用现有的铝水反映研究基础产品研发出在纯净水中就可以融解的可溶解铝合金材料，而且可管控该铝合金与水反映的起止溫度和在水中的融解速度。

一般，大家难以观查到铝在水中融解，由于铝表层持续而高密度的空气氧化膜阻拦了铝水反映。假如将铝与一些低溶点金属材料（Ga、In、Sn）细晶强化，则由这种低溶点金属材料在铝晶体表层上产生的页面低溶点相将毁坏铝表层空气氧化膜的持续性。研究组紧紧围绕铝水反映的一些基础难题进行了系列产品工作中，发觉当铝合金与水触碰时页面低溶点看中的铝与水即产生化学反应，另外铝晶体中的铝分子可以向液体的页面低溶点看中持续外扩散。依靠低溶点相对性铝氧化处理膜的毁坏和对铝分子的传送功效，铝可持续性与水反映。进一步研究发现，铝水反映的起止溫度与页面低溶点相的溶点息息相关，而且页面低溶点相的溶点可根据铝合金的成份开展管控，而化学反应速率与遮盖于铝晶体表层上的低溶点相总面积正相关。除此之外，研究组还科学研究了Cu、Mg、Zn和Ti等别的铝合金原素对铝合金融解特性的危害，发觉这种金属材料对铝水反映的起止溫度及化学反应速率亦有不一样水平的危害。

可溶解铝合金型材做为零部件应用除开规定具有优良的融解特性外，还须兼具充足高的抗压强度和一定的塑性变形。为了更好地考虑可溶解铝合金型材的融解特性和物理性能，铝合金中需另外加上低溶点金属材料（Ga、In、Sn）和多种多样加强铝合金原素。可是遍布于铝合金型材位错上的低溶点相一般对铝合金的抗压强度和塑性变形不好，尤其是对塑性变形危害巨大。另一方面，加强铝合金原素在加强铝合金的另外也更改铝合金的融解特性。由于这两大类铝合金原素所充分发挥的功效互相牵制，因此挑选适合的铝合金元素种类、成分和占比以均衡融解特性和物理性能，对铝合金制取尤为重要。科学研究工作人员在很多试验基本上对铝合金成份开展提升，运用优化铝合金晶体和提升溴化锂溶液品质等方式来改进铝合金的塑性变形，选用热处理和时效性加工工艺对铝合金的综合型能开展管控，最后制取出考虑具体工作状况要求的铝合金材料。

所产品研发铝合金的抗压强度达350MPa之上，布氏硬度贴近150，抗拉强度考虑水力压裂规定。可溶解铝合金的铝水起止反映溫度从室内温度至85℃范畴内可调式，铝合金的融解速度也可以依据不一样工作状况调节。

与该研究组研发的可溶解铝合金型材对比，现行标准的环氧树脂和铝高分子材料类可溶解原材料尽管在抗压强度上非常，但前面一种要用特别制作的浸蚀液融解，后面一种与水的起止反映溫度和在水中的融解速度均不容易管控，而该铝合金显示信息了出色的综合型能。除此之外，该铝合金可选用传统手工艺冶炼厂和锻造成形，低成本，易达增产能，合适规模性运用和营销推广。

研究组与相关公司协作产品研发了压裂球、球座和桥塞等好几个商品。压裂球已在大庆市和长庆等油气田得到运用，可溶解铝合金型材桥塞和球座也已根据大庆市的奥村试验检测。现阶段全世界选用水力压裂技术性采掘的油气井粗略地可能达几十万口，仅大庆市就会有近万口，对可溶解铝合金型材有极大的市场的需求。