[发明专利]一种用于制造可溶压裂球的镁合金及其制备方法

摘要

本发明属于镁合金材料制备及油气田开发领域，具体涉及一种用于制造可溶压裂球的镁合金及其制备方法，该合金由Zn：5～8 wt.%，Ca：2～7 wt.%，Nd：0.5～4 wt.%，FeCl3：0.2～2 wt.%，Cu：0.5～2 wt.%，Ni：0.5～2 wt.%，余量为Mg组成。材料经由熔炼铸造和后续热挤压处理两步制得。本发明的镁合金材料具有密度低、力学强度高、在含电解质的水溶液中溶解快等优点。利用该材料加工油气田压裂改造过程中使用压裂球，可以克服传统压裂球在施工中遇到的卡堵、难返排等问题。

主权项

1.一种用于制造可溶压裂球的镁合金，其特征在于：所述的镁合金包括以下质量份数的组分：Zn    5.0～8wt.%；Ca    2.0～7wt.%；Nd    0.5～4 wt.%；FeCl3 0.2～2wt.%；Cu    0.5～2wt.%；Ni    0.5～2wt.%，余量为Mg，以上各组分质量份数之和为100%；所述的镁合金用于生产油气田压裂改造过程中使用的压裂球、桥塞分隔工具；所述的用于制造可溶压裂球的镁合金的制备方法，包括如下步骤：（a）按用于制造可溶压裂球的镁合金各个组分的质量份数配比称取Mg、Ca、Nd、Zn、Cu、Ni的纯金属，在保护气体条件下进行熔炼成合金液，合金液在720～750℃下搅拌均匀后，加入无水FeCl3，升温至750～780℃后继续搅拌30～50min，于680～720℃下将合金液浇入低碳钢模中、空气中冷却成铸态合金；（b）将步骤（a）得到的铸态合金经机加工成圆柱体，放入热处理炉内加热至380～420℃下进行保温，4～8小时后进行热挤压处理，热挤压处理后得到可溶挤压态镁合金；所述的步骤（a）中，无水FeCl3加入到合金液之前要在180～250℃下预热3～6小时；合金液浇入的低碳钢模需提前预热至100～200℃；所述的步骤（a）中的Mg、Ca、Nd、Zn、Cu、Ni金属的纯度≥99.9%；所述的步骤（a）中的保护气体为氦气、氩气或SF6+CO2混合气体的一种；所述的SF6和CO2混合气体中的SF6和CO2的比例为：按气体体积份数0.5%SF6和 99.5%CO2；所述的步骤（b）中的热挤压处理的热挤压温度：380～420℃，挤压比：5～20，挤压速度：10～20毫米/分钟。