[发明专利]金属粉末和粉末压块的制造方法和由其制得的粉末和粉末压块

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年2月15日提交的美国申请号13/397492的权益，该文献全文引入本文作为参考。

背景技术

钻井、完井和生产操作，例如用于油井和天然气井和碳隔离的那些通常利用井眼组件或工具，该井眼组件或工具由于其功能因而仅需具有比井的使用寿命少得多的有限的使用寿命。在完成组件或工具的使用功能后，必须将其去除或处置以便恢复流体通道的原始尺寸以便使用，包括烃生产、CO₂隔离等。传统上组件或工具的处理是通过将所述组件或工具磨出或钻出井眼，这通常是耗时的并且是昂贵的操作，尤其是在井眼的水平截面中。

为了消除对磨出或钻出操作的需要，通过使用受控电解材料，例如具有多孔纳米基体的那些的溶解或腐蚀而除去组件或工具描述在例如，于2009年12月8日提交的标题为METHOD OF MAKING A NANOMATRIX POWDER METAL COMPACT的美国专利申请序列号12/633,688中，所述多孔纳米基体可以响应于井眼环境条件，例如对预定井眼流体的暴露而选择性地和可控制地降解或腐蚀。

使用由金属粉末形成为粉末压块(powder compact)的受控电解材料制造各种井下工具和组件使得非常希望开发用来形成压块的改进的金属粉末和以高体积制造金属粉末的改进的成本有效方法，以及使用它们形成粉末金属压块的改进的方法。

发明内容

发明概述

在一个示例性实施方案中，公开了制造纳米级金属粉末的方法。所述方法包括提供包含金属化合物的基础材料，其中所述基础材料是经配置用于通过还原剂化学还原而形成金属材料。所述方法还包括形成所述基础材料的粉末，所述粉末包含多个粉末颗粒，所述粉末颗粒具有小于大约1微米的平均粒度。所述方法还包括将所述粉末颗粒连同还原剂一起在促进所述基础材料的化学还原和所述金属材料的多个颗粒的形成的环境条件下布置到反应器中。

在另一个示例性实施方案中，公开了金属粉末。该金属粉末包含多个包含镁或铝或它们的组合的粉末颗粒，其中所述粉末颗粒具有分别由镁化合物或铝化合物或它们的组合的还原产生的预定颗粒形态。

在又一个示例性实施方案中，公开了粉末金属压块的制造方法。该方法包括通过使分别包含多个镁化合物或铝化合物或它们的组合的粉末颗粒的基础粉末直接还原而提供包含多个含镁或铝或它们的组合的粉末颗粒，所述基础粉末颗粒具有小于大约1微米的平均粒度。该方法还包括在所述金属粉末颗粒的外表面上沉积金属涂料的纳米级金属涂层以形成经涂覆的金属粉末颗粒。该方法还包括如下成型粉末金属压块：将所述多个经涂覆的金属粉末颗粒的纳米级金属涂层烧结以形成所述金属涂料的基本上连续的多孔纳米基体和分散在所述多孔纳米基体内的多个包含所述金属粉末颗粒的分散颗粒。

附图简述

现在参照附图，其中在多张图中以类似的数字表示类似的元素：

图1是制造本文所公开的金属粉末的方法的示例性实施方案的流程图；

图2是由本文所公开的金属粉末制造粉末压块的方法的示例性实施方案的流程图；

图3是举例说明本文所公开的金属粉末的制造方法的示例性实施方案以及所使用的化合物粉末颗粒和根据该方法形成的金属颗粒的横截面示意图；

图4是举例说明本文所公开的金属粉末的制造方法的第二示例性实施方案的横截面示意图；

图5是举例说明本文所公开的金属粉末的制造方法的第三示例性实施方案的横截面示意图；

图6是本文所公开的经涂覆金属粉末颗粒的横截面示意图；和

图7是本文所公开的粉末压块的横截面示意图。

发明详述