[发明专利]井下工具的受控电解降解

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年12月13日提交的美国申请No.13/324753的优先权，该申请全部内容在此引入作为参考。

背景技术

在井下钻进和完井工业中，通常要求在工具已被使用而不再需要之后移除所安装的工具或部件。例如，工具可以是锁、凸耳、滑件、球、塞子、座等或它们的部分，这些部件的移除能够使流体流过之前被阻挡的路径，释放锁或锚固件等等。当前用于移除井下部件的系统包括将球或塞子沿井眼向上泵回、铣削部件、放置酸或其它化学品以溶解部件等等。虽然这些方法都能起作用，但工业上总是希望找到实施井下部件移除的替代方案。

发明内容

一种能够受控降解的井下组件，包括：其中具有空腔的本体，所述本体由具有第一电极电势的第一材料形成；和设置在所述空腔中的插入件，所述插入件与所述本体电联接，并且所述插入件由具有第二电极电势的第二材料形成，第一电极电势比第二电极电势更负。

一种控制井下组件的降解的方法，所述方法包括：在一本体中形成空腔，所述本体由具有第一电极电势的第一材料形成；和将一插入件设置在所述空腔中，所述插入件与所述本体电联接，并且所述插入件由具有第二电极电势的第二材料形成，第一电极电势比第二电极电势更负。

附图简要说明

下面的描述无论如何都不认为是限制。请参阅附图，同样的元件采用相同的标记：

图1是受控降解组件的横截面视图；和

图2示意性示出了图1中用作阻止流体流过管的塞子的组件。

具体实施方式

参照这些图，所披露的设备和方法的一个或多个实施例的详细说明在此借助于范例进行，但不作为限制。

现在参考图1，显示了组件10。组件10包括一本体12和至少一个插入件14(分别显示为插入件14a、14b和14c，不过共同被称为“插入件14”)。组件10可以是，例如，在使用后需要移除的任何井下工具或部件。例如，组件10可以是阀、球、塞子、突板(dart)、座、滑件、锁、凸耳、锚固件、套筒等等或它们的组合或部分。虽然显示的横截面为圆形，但是，本体12可以具有任何规则或不规则的形状或横截面，提供的这些图的目的只是为了示出一个实施例。

插入件14均安装在本体12中的相应空腔16内(空腔16a、16b和16c分别对应于插入件14a、14b和14c，并且共同被称为“空腔16”)。空腔16可以以任何所要求的方式在本体12制造期间或者本体12制造之后形成。例如，可以在本体12成型之后进行钻进或某些其它机加工作业，或者可以在本体12制造过程期间形成空腔16，所述制造过程例如是锻造、压塑、模制等，例如通过利用例如冲头或夯锤等在模具或模周围成型熔融金属。插入件14可以以使插入件14电联接于本体12的任何方式安装在空腔16中。例如，在一个实施例中，插入件14和空腔16互补地螺纹连接(例如参见插入件14a和14b以及相应的空腔16a和16b)，而在另一个实施例中使用了压配合或干涉配合(例如参见空腔16c中的插入件14c)。在螺纹连接时，插入件14可以带有凹口或键，以便与合适的工具接合，例如类似于可用螺丝刀驱动的调节螺钉。

阴极保护(CP)是众所周知的用于控制建筑物、桥梁、船体等上的腐蚀的做法。一般而言，CP包含形成带有设置在电解溶液中的阳极和阴极的电化学电池。通过选择比阴极材料“电活性”更好的阳极作为材料，阳极将代替阴极经历氧化，从而牺牲阳极本身，以便保护阴极免受腐蚀。用于牺牲阳极的典型材料包括镁、锌、铝等，例如以便保护铜、钢、铸铁等。一般而言，为形成适合的材料对，可以查阅电动势序或电势序，阳极材料选择成具有较低(更负)的电极电势，阴极材料具有较高(更正)的电极电势。

有利地，阴极保护的原理实质上可反过来使用以便实施井下部件(例如组件10)的移除。也就是说，与保护相反，可以通过形成其中本体12为阳极的电化学电池来腐蚀或降解结构即本体12。也就是说，例如，通过将组件10设置到电解溶液18中并由比插入件14电活性更大的材料形成本体12来形成电化学电池。电解溶液18可以是一种或多种井下流体，使得仅仅通过将组件10下入或落到井下就可以开始电腐蚀过程。应当注意，术语“流体”广义地使用以包括与固体混合的流体(例如泥浆)、具有溶解的固体的流体(例如盐水)等等。