[发明专利]一种复合材料卡瓦及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油工业领域，更具体地说，涉及一种复合材料卡瓦及其制作方法。

背景技术

油气井开发过程中，在试油、酸化、压裂、采油封堵等情况下，都要将井筒进行封堵或分隔成多个井段进行作业。除了封隔器、水泥塞以外，桥塞是井筒分层或分段封隔的主要手段，卡瓦是桥塞上的重要部件。现有的卡瓦是采用金属材料制造的，具有难钻洗、抗腐蚀性差、不适应在大斜度井及水平井中应用等缺点。并且现有的卡瓦是采用机加工的方式制作的，生产工序复杂，并且浪费原材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种易钻磨、硬度强度高、耐腐蚀的复合材料卡瓦及其制作方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种复合材料卡瓦，包括卡瓦基体和牙齿，所述卡瓦基体上设有牙齿孔，所述牙齿倾斜镶嵌在所述牙齿孔内并部分突出所述卡瓦基体顶面，所述卡瓦基体由复合材料制成，所述牙齿由硬质陶瓷材料制成。

在本发明所述的复合材料卡瓦中，所述卡瓦基体的顶面为凸弧面，所述卡瓦基体的底面设有凹弧面和斜底面，所述斜底面与所述凹弧面的轴线的夹角q为0°-30°。

在本发明所述的复合材料卡瓦中，所述卡瓦基体的靠近所述凹弧面的端面为斜端面，所述斜端面与所述凹弧面的轴线的夹角b为90°-100°。

在本发明所述的复合材料卡瓦中，所述凹弧面对应的圆心角为60°-90°。

在本发明所述的复合材料卡瓦中，所述牙齿孔相对于所述凸弧面倾斜设置，所述牙齿孔为圆柱孔，所述牙齿为圆柱块，所述牙齿的底面贴合所述牙齿孔的底面，所述牙齿孔的中心线与所述凸弧面的轴线的夹角a为8°-18°。

在本发明所述的复合材料卡瓦中，所述凸弧面上设有沿轴向分布的两排所述牙齿，每排牙齿的数量为两个或三个，沿径向分布。

在本发明所述的复合材料卡瓦中，所述复合材料为酚醛树脂。

本发明还提供了一种上述的复合材料卡瓦的制作方法，包括以下步骤：

S1，组装模压成型模具，旋转下模内的抽芯杆，使抽芯杆的顶端露出；

S2，合模，抽芯杆的顶端伸入模腔内；

S3，向模腔内填入复合材料；

S4，通过平板硫化机对模具加温至180℃-260℃，并加压至45KN-55KN；

S5，保温保压一段时间，使复合材料固化；

S6，旋转抽芯杆，使其退出模腔；

S7，脱模得到卡瓦基体，卡瓦基体上有牙齿孔；

S8，通过粘接剂将牙齿粘接在牙齿孔内。

在上述复合材料卡瓦的制作方法中，所述步骤S1和步骤S2之间还包括步骤S11，在上模和下模的内表面涂刷脱模剂；所述步骤S7和步骤S8之间还包括步骤S71，清洗卡瓦基体表面的脱模剂。

在上述复合材料卡瓦的制作方法中，所述步骤S8后还包括步骤S9，将镶嵌有牙齿的卡瓦基体加热至100℃-130℃，并保温一段时间。

实施本发明的复合材料卡瓦及其制作方法，具有以下有益效果：

（1），卡瓦基体由复合材料制成，复合材料强度高，不易破碎，易钻屑返排，并且易钻磨、耐腐蚀。

（2），牙齿由硬质陶瓷材料制成，硬度高，牙齿可以抓紧岩层，有利于座封，能满足施工需求。硬质陶瓷材料制成的牙齿镶嵌在由复合材料制成的卡瓦基体内，在保证了卡瓦的强度和硬度的前提下，卡瓦容易钻除。

（3），本发明复合材料卡瓦的制作方法简单，无需进行机加工，可实现连续、快速生产。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明复合材料卡瓦的结构示意图；

图2是本发明复合材料卡瓦的侧视图；

图3是用于制作卡瓦的模具的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。