JP6114875B2 - ダウンホールツール用分解性ゴム部材、分解性シール部材、分解性保護部材、ダウンホールツール、及び坑井掘削方法 - Google Patents
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Description
(2)分解性ゴム100質量部に対して分解促進剤0.1〜20質量部を含有するゴム材料から形成され、温度150℃の水に24時間浸漬後の質量または50%ひずみ圧縮応力の、浸漬前の質量または50%ひずみ圧縮応力に対する減少率が5%以上であることを特徴とするダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(3)温度150℃の水に72時間浸漬後の質量の、浸漬前の質量に対する減少率が5〜100%である前記(2)のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(4)分解性ゴム100質量部に対して分解促進剤0.1〜20質量部を含有するゴム材料から形成され、温度150℃の水に72時間浸漬後の質量の、浸漬前の質量に対する減少率が5〜100%であることを特徴とするダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(5)温度66℃における引張破断ひずみが50%以上、70%ひずみ圧縮応力が10MPa以上かつ圧縮破断ひずみが50%以上である前記(1)〜(4)のいずれかのダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(6)表面硬度がA60〜D80の範囲内である前記(5)のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(7)温度66℃において、圧縮ひずみ5%における圧縮応力に対する、圧縮ひずみ70%における圧縮応力の比率が5倍以上である前記(1)〜(6)のいずれかのダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(8)ドライ環境下で安定であり、温度23℃の水に6時間浸漬後の50%ひずみ圧縮応力の、1時間浸漬後の50%ひずみ圧縮応力に対する減少率が5%未満である前記(1)〜(7)のいずれかのダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(9)分解促進剤が酸性物質である前記(1)〜(8)のいずれかのダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(10)酸性物質が酸生成物質である前記(9)のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(11)分解促進剤が可塑剤である前記(1)〜(8)のいずれかのダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(12)分解促進剤が、有機酸、無機酸、有機酸エステル、無機酸エステル及び酸無水物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有する前記(1)〜(8)のいずれかのダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(13)分解促進剤が、グリコリド、ラクチド、ε−カプロラクトン、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、p−トルエンスルホン酸メチル及び3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有する前記(1)〜(8)のいずれかのダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(14)分解性ゴムは、ウレタンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、スチレンゴム、アクリルゴム、脂肪族ポリエステルゴム、クロロプレンゴム、ポリエステル系熱可塑性エラストマー及びポリアミド系熱可塑性エラストマーからなる群より選ばれる少なくとも1種を含有する前記(1)〜(13)のいずれかのダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(15)分解性ゴムは、加水分解性の官能基を有するゴムを含有する前記(1)〜(14)のいずれかのダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(16)ゴム材料は、強化材を含有する前記(1)〜(15)のいずれかのダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(17)温度23℃における曲げ弾性率が0.005〜10GPaの範囲である前記(1)〜(16)のいずれかのダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(18)シール部材である前記(1)〜(17)のいずれかのダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(19)環状の成形体である前記(18)のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(20)環状の成形体が、ダウンホールツールに備えられるマンドレルの軸方向と直交する外周面上に置かれるものである前記(19)のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(21)ボールまたはボールシートである前記(1)〜(17)のいずれかのダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(22)ダウンホールツール用分解性保護部材である前記(1)〜(17)のいずれかのダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(23)坑井掘削用プラグに備えられる前記(1)〜(22)のいずれかのダウンホールツール用分解性ゴム部材。
(29)前記(1)〜(23)のいずれかのダウンホールツール用分解性ゴム部材を備えるダウンホールツールを使用して、坑井孔をシールした後に、坑井孔内で該ダウンホールツール用分解性ゴム部材が分解されることを特徴とする坑井掘削方法。
(30)前記(1)〜(23)のいずれかのダウンホールツール用分解性ゴム部材を備え、さらに分解性材料を含有する他のダウンホールツール用部材を備えるダウンホールツールを使用して、坑井孔をシールした後に、坑井孔内で該ダウンホールツール用分解性ゴム部材が分解されることを特徴とする坑井掘削方法。
(31)他のダウンホールツール用部材に含有される分解性材料がポリグリコール酸である前記(30)の坑井掘削方法。
(32)前記(1)〜(23)のいずれかのダウンホールツール用分解性ゴム部材を備え、該ダウンホールツール用分解性ゴム部材が、他のダウンホールツール用部材に接する、及び/または、他のダウンホールツール用部材を覆うように配置されてなるダウンホールツールを使用して、坑井処理を行った後に、坑井孔内で該ダウンホールツール用分解性ゴム部材が分解されることを特徴とする坑井掘削方法。
本発明の第1の側面によるダウンホールツール用分解性ゴム部材は、分解性ゴムに所定量の分解促進剤を含有するゴム材料から形成されることを特徴とする。そして、本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材は、ダウンホールツール用分解性シール部材やダウンホールツール用分解性保護部材に適用されることによって、坑井掘削の経費軽減や工程短縮ができる効果を奏するものである。以下、主としてダウンホールツール用分解性シール部材の具体例を示しながら、本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材を説明する。
1.分解性ゴム
分解促進剤を所定量含有して、本発明のダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)を形成するゴム材料となる分解性ゴムとしては、従来、ダウンホールツール用分解性シール部材を形成するために使用されていた分解性ゴムを使用することができる。ダウンホールツール用分解性シール部材を形成するゴム材料に含有される分解性ゴムは、1種単体で使用してもよいが、2種以上の分解性ゴムを混合して使用してもよい。
〔分解性〕
ダウンホールツール用分解性ゴム部材(分解性シール部材)を形成するゴム材料に含有される分解性ゴムにおける分解性とは、例えば、フラクチャリング等の坑井処理が実施される土壌中の微生物によって分解される生分解性、または、フラクチャリング流体等の溶媒、特に、水によって、更に所望により酸またはアルカリによって分解する加水分解性、中でも所定温度以上の水によって分解する加水分解性、更に他の何らかの方法によって化学的に分解することができる分解性を意味するほか、例えば、重合度の低下等によりゴムが本来有した強度が低下して脆くなる結果、極めて小さい機械的力を加えることにより、ダウンホールツール用のシール部材(分解性ゴム部材)が簡単に崩壊して形状を失うこと(崩壊性)も意味する。
〔分解性ゴムの具体例〕
本発明のダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)を形成するゴム材料に含有される分解性ゴムは、ウレタンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、スチレンゴム、アクリルゴム、脂肪族ポリエステルゴム、クロロプレンゴム、ポリエステル系熱可塑性エラストマー及びポリアミド系熱可塑性エラストマーからなる群より選ばれる少なくとも1種を含有する分解性ゴムが挙げられる。さらに、例えば後述する150℃24時間圧縮応力減少率が5%未満であるような必ずしも分解性ゴムとはいえないゴム、いわば非分解性ゴムであっても、後に説明する分解促進剤を所定量含有するゴム材料とすることによって、ダウンホールツール用分解性シール部材を形成することができることがあり、この場合は、当該いわば非分解性ゴムも、本発明の分解性ゴムに該当する。
〔ウレタンゴム〕
本発明のダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)を形成するゴム材料に含有される分解性ゴムとして特に好ましく使用されるウレタンゴム(「ウレタンエラストマー」ということもある。)は、分子中にウレタン結合(−NH−CO−O−)を有するゴム材料であり、通常、イソシアネート化合物と水酸基を有する化合物とを縮合して得られる。イソシアネート化合物としては、芳香族(複数の芳香族環を有してもよい。)、脂肪族、脂環族系のジ、トリ、テトラ系のポリイソシアネート類、またはこれらの混合物が用いられる。水酸基を有する化合物として、その主鎖にエステル結合を有するポリエステル型ウレタンゴム(以下、「エステル型ウレタンゴム」ということがある。)とその主鎖にエーテル結合を有するポリエーテル型ウレタンゴム(以下、「エーテル型ウレタンゴム」ということがある。)とに大別され、分解性や崩壊性の制御がより容易であることから、エステル型ウレタンゴムが好ましい場合が多い。ウレタンゴムは合成ゴムの弾性(柔らかさ)とプラスチックの剛性(固さ)を併せ持った弾性体であり、一般に、耐摩耗性、耐薬品、耐油性に優れ、機械的強度が大きく、耐荷重性が大きく、高弾性でエネルギー吸収性が高いことが知られている。ウレタンゴムとしては、成形方法の差異によって、i)混練(ミラブル)タイプ:一般のゴムと同じ加工方法で成形できる、ii)熱可塑性タイプ:熱可塑性樹脂と同じ加工方法で成形できる、及びiii)注型タイプ:液状の原料を使用して熱硬化する加工方法で成形できる、というタイプ区分がされるが、本発明のダウンホールツール用分解性シール部材を形成するウレタンゴムとしては、いずれのタイプのものも使用することができる。
〔ポリエステル系熱可塑性エラストマー〕
本発明のダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)を形成するゴム材料に含有される分解性ゴムとして好ましく使用されるポリエステル系熱可塑性エラストマーは、ポリエステル系ブロック共重合体を主成分としたエラストマーである。具体的には、例えばポリエステルからなるハードセグメントとポリエーテルからなるソフトセグメントとのブロック共重合体があり、ハードセグメントとして、芳香族ポリエステルや脂肪族ポリエステル、より具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリヒドロキシアルカン酸等が挙げられ、ソフトセグメントとして、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等のポリエーテルが挙げられる。またハードセグメント及びソフトセグメントがポリエステルからなるブロック共重合体があり、ハードセグメントとして、芳香族ポリエステル、より具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等が挙げられ、ソフトセグメントとしては、ハードセグメントより低弾性率の脂肪族ポリエステル、例えばアルキル鎖長が2以上のポリヒドロキシアルカン酸が挙げられる。これらのハードセグメント及びソフトセグメントは、所望のエラストマーの物性、特に所望の分解特性及び機械特性に適合するように、ハードセグメントとソフトセグメントの種類またはこれらの比率を調整することが可能であり、更に必要に応じて各種配合剤との組み合わせによって所望の物性を有するポリエステル系熱可塑性エラストマーを得ることができる。ポリエステル系熱可塑性エラストマーは、プラスチックとゴムの両特性を備えており、射出成形、押出成形、ブロー成形等の各種成形加工が可能であり、また、エステル結合を有していることにより、所定時間で分解や崩壊しやすい特性がある。
〔ポリアミド系熱可塑性エラストマー〕
本発明のダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)を形成するゴム材料に含有される分解性ゴムとして好ましく使用されるポリアミド系熱可塑性エラストマーは、ポリアミドからなるハードセグメントとポリエーテル及び/またはポリエステルからなるソフトセグメントとのブロック共重合体である。具体的には、ハードセグメントとしては、例えば、脂肪族ポリアミド、より具体的にはナイロン6、ナイロン11、ナイロン12が挙げられ、ソフトセグメントとしては、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等のポリエーテルが挙げられる。これらのハードセグメント及びソフトセグメントは、所望のエラストマーの物性、特に所望の分解特性及び機械特性に適合するように、ハードセグメントとソフトセグメントの種類またはこれらの比率を調整することが可能であり、更に必要に応じて各種配合剤との組み合わせによって所望の物性を有するポリアミド系熱可塑性エラストマーを得ることができる。ポリアミド系熱可塑性エラストマーは、ゴムとプラスチックの中間的な性質を有し、射出成形、押出成形、ブロー成形等の各種成形加工が可能であり、また、アミド結合を有していることにより、高温高圧下で加水分解を生じ、易分解や易崩壊となる特性がある。
2.分解促進剤
本発明のダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)に含有される分解促進剤とは、ダウンホールツール用分解性シール部材が使用されるダウンホール環境下において、分解性ゴムの分解や崩壊を促進することができる配合剤であり、特に、分解性ゴムの分解、中でも加水分解を促進することができるゴム材料に含有される配合剤である。分解性ゴムの分解を確実に果たす効果が期待できることから、分解促進剤としては、分解性ゴムのゴム分子の主鎖の結合を切断する機能または分解性ゴムを可塑化する機能を有する配合剤であることが好ましく、したがって、分解促進剤として好ましくは、酸性物質及び可塑剤が挙げられる。また、分解促進剤が、有機酸、無機酸、有機酸エステル、無機酸エステル及び酸無水物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有するものであることが好ましい。
〔酸性物質〕
本発明のダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)において、好ましい分解促進剤として酸性物質が挙げられる。酸性物質は、ダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)を形成するゴム部材に含有される分解性ゴムのゴム分子の主鎖の結合を切断することによって、該ゴム部材の分解を促進し、その結果、ダウンホールツール用分解性シール部材の分解が促進される。すなわち、ダウンホールツール用分解性シール部材が、酸性物質を含有する分解性ゴムであるゴム材料から形成される場合、分解性ゴムの内部に、通常は均質に分散して、酸性物質が存在することにより、酸性物質が分解性ゴムの分子の多くに接触することができるので、例えば、ゴム材料から形成されるダウンホールツール用分解性シール部材を水(酸性物質を含有してもよい。)に浸漬する場合のように、該シール部材の表面から分解が進行する場合と比較して、より大きな速度で分解性ゴムの分解が進行するものと推察される。
〔可塑剤〕
また、本発明のダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)において、好ましい分解促進剤として可塑剤が挙げられる。可塑剤は、ダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)を形成するゴム部材に含有される分解性ゴムを可塑化する機能(トルク低下、軟化等)を有するものである結果、分解性ゴムを分解、例えば加水分解する水(酸性物質またはアルカリ性物質を含有してもよい。)のダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)への浸入が促進されるので、先に酸性物質について説明したと同様に、ダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)の表面から分解が進行する場合と比較して、より大きな速度で分解性ゴムの分解が進行するものと推察される。可塑剤としては、例えば、ジブチルフタレート、ジイソノニルフタレート、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペート、ジイソノニルアジペート、ジブチルセバケート等を挙げることができるが、分解性ゴムに対する可塑化効果の有無や大小が異なるので、好適な可塑剤の種類は、分解性ゴムとの組み合わせによって定まる。分解性ゴム100質量部に対する可塑剤の含有量は、特に限定されず、先に説明した可塑剤と分解性ゴムとの組み合わせによって分解促進効果を発揮する最適範囲を定めることができるが、通常0.1〜20質量部であり、多くの場合0.3〜15質量部、ほとんどの場合0.5〜10質量部の範囲で分解性ゴムに対する分解促進効果を有する。
〔分解促進剤の使用〕
分解促進剤としては、好ましく挙げた酸性物質及び可塑剤のほか、分解性ゴムの分解、特に加水分解を促進する効果を奏するものを使用することができる。分解促進剤は、1種の化合物単独でもよいし、2種以上の化合物を含有してもよく、また、例えば酸性物質と可塑剤とを含有してもよい。また、先に酸性物質について説明したように、分解促進剤の含有態様としては、相溶性でもよいし、顆粒状でもよいが、ゴム材料からダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)を形成するまでの間(分解性ゴムの重合中、溶融混練または溶融成形中など)に、分解したり揮散したりして消失しないことが必要である。分解促進剤の含有量は、分解促進剤と分解性ゴムとの組み合わせによって最適範囲を選択することができるが、分解性ゴム100質量部に対して通常0.1〜20質量部であり、多くの場合0.3〜15質量部、ほとんどの場合0.5〜10質量部の範囲で分解性ゴムに対する分解促進効果を有する。分解促進剤の含有量が少なすぎると、分解性ゴムに対する分解促進効果が不足し、所望の期間内にダウンホールツール用分解性シール部材を分解してシールを解除できなくなるおそれがあり、坑井掘削の経費軽減や工程短縮が損なわれることがある。分解促進剤の含有量が多すぎると、フラクチャリング等の坑井処理において、ダウンホールツール用分解性シール部材による流体シールが必要とされる期間が経過する前に、シールが解除されてしまうおそれがあり、坑井掘削に大きな支障を生じることがある。したがって、分解促進剤の種類または分解促進剤の含有量により分解速度を制御することが可能である。本発明のダウンホールツール用分解性シール部材は、分解性ゴム100質量部に対して分解促進剤0.1〜20質量部を含有するゴム材料から形成されることにより、分解性ゴムの分解が促進されるので、坑井処理の終了後に行う、または坑井掘削の完了後に行う、ダウンホールツール用分解性シール部材によるシールの解除を、より低温で、及び/またはより短時間で実施することができるので、採掘条件が多様となるもと、所望の期間でシールの解除を行うことができ、坑井掘削の経費軽減や工程短縮ができる。さらに、ダウンホールツール用分解性シール部材を形成するゴム材料に含有される分解性ゴムを、該シール部材の表面からでなく内部から分解することができるので、シール解除後のダウンホールツール用分解性シール部材を、従来より微粉化することができるので、坑井処理終了後や坑井掘削完了後の回収操作が容易かつ迅速に行えるようになる。
3.分解性ゴム100質量部に対して分解促進剤0.1〜20質量部を含有するゴム材料
〔他の配合成分〕
本発明のダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)は、分解性ゴム100質量部に対して分解促進剤0.1〜20質量部を含有するゴム材料から形成されることを特徴とするが、ダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)を形成するゴム材料は、分解性ゴム及び所定量の分解促進剤に加えて、本発明の目的を阻害しない範囲で、更に他の配合成分として、他の樹脂(分解性ゴム以外の分解性高分子や、分解性を有しない樹脂やゴムでもよい。)や、安定剤、着色剤、強化材等の各種添加剤を含有することができる。特に、ダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)を形成するゴム材料は、強化材を含有してもよい。なお、分解性ゴム100質量部に対して分解促進剤0.1〜20質量部を含有するゴム材料が、分解性ゴム以外の分解性高分子や、分解性を有しない樹脂やゴムを含有する場合、該ゴム材料に含有される分解促進剤は、分解性ゴム100質量部に対して0.1〜20質量部である割合で含有されるように調製される。
〔強化材〕
強化材としては、従来、機械的強度や耐熱性の向上を目的として樹脂材料等の強化材として使用されている材料を使用することができ、繊維状強化材や、粒状または粉末状強化材を使用することができる。強化材は、分解性ゴム100質量部に対して、通常150質量部以下、好ましくは10〜100質量部の範囲で含有させることができる。本発明のダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)を形成するゴム材料が、強化材を含有するものであると、ダウンホール環境が分解性ゴムの融点(溶融軟化点)に近い環境であっても、処理に必要な期間、シール(分解性ゴム部材においては保護)を行うことが可能となることがある。
〔他の樹脂〕
本発明の目的を阻害しない範囲で、更に他の配合成分として含有することができる他の樹脂(分解性ゴム以外の分解性高分子や、分解性を有しない樹脂やゴムでもよい。)としては、シール機能の喪失を促進することが所望される場合には、分解性ゴム以外の分解性高分子である、例えば、ポリグリコール酸、ステレオコンプレックス型ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート/テレフタレート、及びポリブチレンサクシネート/アジペートなどを含有することができる。
4.ダウンホールツール用分解性ゴム部材
分解性ゴム100質量部に対して分解促進剤0.1〜20質量部を含有するゴム材料から形成される本発明のダウンホールツール用分解性シール部材等のダウンホールツール用分解性ゴム部材は、従来、使用されていたダウンホールツール用分解性シール部材やダウンホールツール用分解性保護部材と同様の構成、構造、形状を有するものとすることができ、また、従来と同様の機械的特性等を有するものとすることができ、これによって、従来と同様の用途や使用態様に適用することができる。以下、ダウンホールツール用分解性シール部材の具体例について説明する。
〔150℃24時間質量減少率〕
本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材は、さらに、ダウンホール環境において、確実に分解性を発揮する観点から、温度150℃の水に24時間浸漬後の質量の、浸漬前の質量に対する減少率(以下、「150℃24時間質量減少率」ということがある。)が5%以上であることが好ましい。ダウンホールツール用分解性ゴム部材の150℃24時間質量減少率は、厚み、長さ及び幅各20mmに切り出したダウンホールツール用分解性ゴム部材の試料を、温度150℃の水(脱イオン水等)400mL中に浸漬し、24時間経過後に取り出した後に測定した試料の質量と、予め温度150℃の水に浸漬する前に測定した試料の質量(以下、「当初質量」ということがある。)とを比較して、当初質量に対する減少率(単位:%)を算出するものである。なお、温度150℃の水に浸漬中に、ダウンホールツール用分解性ゴム部材が、分解したり溶出したりして形状を失いまたは消失する場合は、前記の質量減少率を100%とする。
〔150℃24時間圧縮応力減少率〕
本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材は、ダウンホール環境において、確実に分解性を発揮する観点から、温度150℃の水に24時間浸漬後の50%ひずみ圧縮応力の、浸漬前の50%ひずみ圧縮応力に対する減少率(以下、「150℃24時間圧縮応力減少率」ということがある。)が5%以上であることが好ましい。ダウンホールツール用分解性ゴム部材の150℃24時間圧縮応力減少率の測定方法は以下のとおりである。すなわち、所定形状の試料(厚み、長さ及び幅各5mmに切り出した試料を使用する。)を、温度150℃の水(脱イオン水等)400mL中に浸漬し、24時間経過後に取り出して、JIS K7181(ISO604準拠)に従って、常温で圧縮応力を測定し、圧縮ひずみ50%における圧縮応力(単位:MPa。以下「50%ひずみ圧縮応力」ということがある。)を求める。予め温度150℃の水に浸漬する前に測定した50%ひずみ圧縮応力(「当初の圧縮応力」)の値と比較して、当初の圧縮応力に対する減少率(単位:%)を算出する。なお、温度150℃の水に浸漬中に、ダウンホールツール用分解性ゴム部材が、分解したり溶出したりして形状を失ったり消失したりする場合、または、圧縮応力を測定しているときに50%ひずみ到達前にダウンホールツール用分解性ゴム部材が崩壊する場合は、前記の減少率を100%とする。
〔150℃72時間質量減少率〕
本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材は、さらに、ダウンホール環境において、確実に分解性を発揮する観点から、温度150℃の水に72時間浸漬後の質量の、浸漬前の質量に対する減少率(以下、「150℃72時間質量減少率」ということがある。)が5〜100%であることが好ましい。ダウンホールツール用分解性ゴム部材の150℃72時間質量減少率は、先に150℃24時間質量減少率について説明したと同様にして、厚み、長さ及び幅各20mmに切り出したダウンホールツール用分解性ゴム部材の試料を、温度150℃の水(脱イオン水等)400mL中に浸漬し、72時間経過後に取り出した後に測定した試料の質量と、予め温度150℃の水に浸漬する前に測定した試料の質量(当初質量)とを比較して、算出するものである。ダウンホールツール用分解性ゴム部材が、150℃72時間質量減少率が5〜100%であることにより、ダウンホール環境(深度の多様化等に付随し約60℃程度〜200℃程度の温度であり、近年は更に25〜40℃程度の低温のダウンホール環境もある。)において、数時間〜数週間以内で、所定量の分解促進剤を含有するゴム材料から形成されるダウンホールツール用分解性ゴム部材(分解性シール部材)が分解または崩壊、更に望ましくは消失(本発明においては、総称して「分解」ということがある。)することにより、ダウンホールツール用分解性ゴム部材(分解性シール部材)によるシール機能が喪失されるので坑井掘削のための経費軽減や工程短縮に寄与することができる。ダウンホールツール用分解性ゴム部材(分解性シール部材)には、種々のダウンホールの温度等の環境や当該環境において実施する工程に応じて、多様なシール機能の機能維持時間及び機能喪失時間が求められるが、本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材(分解性シール部材)は、150℃72時間質量減少率が、より好ましくは10〜100%、更に好ましくは50〜100%、特に好ましくは80〜100%、最も好ましくは90〜100%であることにより、後に説明する分解促進剤の機能と相まって、例えば、温度177℃、163℃、149℃、121℃、93℃、80℃または66℃、更には25〜40℃などの種々のダウンホールの温度環境において、一定時間シール機能を発揮し、その後シール機能を喪失してシールを解除する特性を有するものとすることができる。ダウンホールツール用分解性ゴム部材の150℃72時間質量減少率を制御する因子や制御できる程度は、先に150℃24時間質量減少率について説明したと同様である。
〔66℃引張破断ひずみ〕
本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材は、所望により、温度66℃における引張破断ひずみ(以下、「66℃引張破断ひずみ」ということがある。)が50%以上であることにより、フラクチャリング等の坑井処理を行うのに要する期間、ダウンホールツール用分解性ゴム部材の強度が維持され、ダウンホールの閉塞(分解性保護部材についてはセンサー等の保護。以下同様である。)をより確実に継続できるので好ましい。すなわち、ダウンホールツール用分解性ゴム部材を使用して坑井孔の閉塞(シール)を行う場合に、ダウンホールツール用分解性ゴム部材が、ダウンホールツールの形状及びダウンホールの形状(ケーシングの形状)に確実に係合するように変形しても、具体的には大きな引張力(及び圧縮力)を受けながら変形しても、破断するおそれがないので、ダウンホールツール用分解性ゴム部材とケーシングとの当接面積が大きくなり、閉塞が確実となる。さらに、例えばフラクチャリング等のシールが必要とされる処理を実施するために、流体による極めて高い圧力が負荷されることで、大きな引張力(及び圧縮力)を受けることがあっても、流体のシールが破壊されにくい効果がある。66℃引張破断ひずみは、ISO37(JIS K6251)に準拠して、温度66℃で測定するものである。66℃引張破断ひずみは、より好ましくは80%以上、更に好ましくは100%以上である。66℃引張破断ひずみは、上限値が特にないが、66℃引張破断ひずみが大きすぎると、所要の坑井処理後にダウンホールツール用分解性ゴム部材を分解させて強度が失われる際に小片となりにくくなる場合があることから、通常500%以下、多くの場合480%以下である。
〔66℃圧縮応力〕
本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材は、所望により、温度66℃における70%ひずみ圧縮応力(以下、「66℃圧縮応力」ということがある。)が10MPa以上であることにより、フラクチャリング等の坑井処理を行うのに要する期間、ダウンホールツール用分解性ゴム部材の強度が維持され、ダウンホールの閉塞をより確実に継続できるので好ましい。すなわち、ダウンホールツール用分解性ゴム部材を使用して坑井孔の閉塞(シール)を行う場合に、ダウンホールツール用分解性ゴム部材が、ダウンホールツールの形状及びダウンホールの形状(ケーシングの形状)に確実に係合するように変形しても、具体的には大きな圧縮力(及び引張)を受けながら変形しても、破断するおそれがないので、ダウンホールツール用分解性ゴム部材とケーシングとの当接面積が大きくなり、閉塞が確実となる。さらに、例えばフラクチャリング等のシールが必要とされる処理を実施するために、流体による極めて高い圧力が負荷されることで、大きな圧縮力(及び引張力)を受けることがあっても、流体のシールが破壊されにくい効果がある。66℃圧縮応力は、ISO14126(JIS K7018)に準拠して、温度66℃で測定する、圧縮ひずみ70%における圧縮応力(単位:MPa)または圧縮ひずみ70%到達以前に破断する際には破断時までの最大応力値を表す。66℃圧縮応力は、より好ましくは20MPa以上、更に好ましくは30MPa以上である。66℃圧縮応力は、上限値が特にないが、通常200MPa以下、多くの場合150MPa以下である。
〔66℃圧縮破断ひずみ〕
本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材は、所望により、温度66℃における圧縮破断ひずみ(以下、「66℃圧縮破断ひずみ」ということがある。)が50%以上であることにより、フラクチャリング等の坑井処理を行うのに要する期間、ダウンホールツール用分解性ゴム部材の強度が維持され、ダウンホールの閉塞をより確実に継続できるので好ましい。66℃圧縮破断ひずみは、ISO14126に準拠して、温度66℃で測定するものである。66℃圧縮破断ひずみは、より好ましくは60%以上、更に好ましくは70%以上である。66℃圧縮破断ひずみは、上限値が100%であるが、通常99%以下である。
〔表面硬度〕
本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材は、先に説明した66℃引張破断ひずみ、66℃圧縮応力及び66℃圧縮破断ひずみの所望の特性に加えて更に、シール機能の観点から表面硬度がA60〜D80の範囲であることが好ましい。ダウンホールツール用分解性ゴム部材を形成するゴム材料の表面硬度とは、ISO7619に準拠して測定されるデュロメータ硬度のタイプA(以下、「表面硬度A」または単に「硬度A」ということがある。)またはタイプD(以下、「表面硬度D」または単に「硬度D」ということがある。)で表される表面硬度を意味するものである。デュロメータ硬度としては、一般ゴム等に適合する中硬さ用のタイプA、硬質ゴム等に適合する高硬さ用のタイプD、及びスポンジ等に適合する低硬さ用のタイプEがある(例えば、硬度A100は、概ね硬度D60程度に相当することが多い。)。本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材を形成するゴム材料は、硬度A60〜D80の範囲であることによって、更に所望によりゴム部材の構造等を併せて調整することにより、フラクチャリング等の高圧流体加圧に抗して坑井孔のシールを行うことができるよう構成することができる。ダウンホールツール用分解性ゴム部材を形成するゴム材料の表面硬度は、より好ましくは表面硬度A65〜D78、更に好ましくは表面硬度A70〜D75の範囲である。
〔23℃圧縮応力減少率〕
本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材は、更に所望により、ドライ環境下で安定であり、温度23℃の水に6時間浸漬後の50%ひずみ圧縮応力の、1時間浸漬後の50%ひずみ圧縮応力に対する減少率(以下、「23℃圧縮応力減少率」ということがある。)が5%未満であることにより、フラクチャリング等の坑井処理を行うのに要する期間、ダウンホールツール用分解性ゴム部材の強度が維持され、ダウンホールの閉塞をより確実に継続できるので好ましい。すなわち、坑井掘削のための採掘条件が多様なものとなっているもとで、予期しない短時間で、ダウンホールの閉塞(保護部材において、センサー等の保護機能)が喪失されるようなことがない。特に、ダウンホールツール用分解性ゴム部材は、ドライ環境下で安定であることにより、本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材を備えるダウンホールツールを坑井孔内に配置し、フラクチャリング等の坑井処理を行うに至る前段階において、シール機能(保護部材においては、保護機能)を喪失することがない。ダウンホールツール用分解性ゴム部材の23℃圧縮応力減少率の測定方法は、先に説明した150℃24時間圧縮応力減少率の測定方法と同様であり、温度150℃の水に浸漬するのに代えて、温度23℃の水に、所要時間浸漬することにより測定することができる。23℃圧縮応力減少率は、より好ましくは4%未満、更に好ましくは3%未満である。23℃圧縮応力減少率は、下限値が0%である。なお、本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材について、「ドライ環境下で安定」であるとは、温度23℃相対湿度50%の環境下において168時間(7日間)以上、圧縮応力の減少が生じないことをいう。
〔66℃圧縮応力比率〕
本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材は、更に所望により、温度66℃において、圧縮ひずみ5%における圧縮応力に対する、圧縮ひずみ70%における圧縮応力の比率(以下、「66℃圧縮応力比率」ということがある。)が5倍以上であることにより、フラクチャリング等の坑井処理を行うのに要する期間、ダウンホールツール用分解性ゴム部材の強度が維持され、ダウンホールの閉塞をより確実に継続できるので好ましい。すなわち、ダウンホールツール用分解性ゴム部材を使用して坑井孔の閉塞(シール)を行う場合に、ダウンホールツール用分解性ゴム部材の初期の圧縮ひずみが小さい(変形しやすい)ため、ダウンホールツールの形状及びダウンホールの形状(ケーシングの形状)に確実に係合するように変形可能であって、さらに、大きな圧縮力(及び引張力)を受けながら変形する際には、変形量が大きな領域でゴム部材の応力が大きく立ち上がることで、例えばゴム部材とケーシングの当接部分のゴム部材が高い圧縮応力(及び引張力)を有する状態となるので、例えばフラクチャリング等のシールが必要とされる坑井処理を実施する際に、大きな圧力等がかかっても、十分なシール性能を有し、閉塞が確実となる。66℃圧縮応力比率は、ISO14126(JIS K7018)に準拠して、温度66℃で測定するものである。66℃圧縮応力比率は、より好ましくは8倍以上、更に好ましくは10倍以上である。66℃圧縮応力比率は、上限値が特にないが、通常200倍以下、多くの場合150倍以下である。なお、66℃圧縮応力比率が5倍以上である本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材は、多くの場合、他の温度、例えば室温〜177℃のような温度範囲においても、圧縮ひずみ5%における圧縮応力に対する、圧縮ひずみ70%における圧縮応力の比率が5倍以上であれば、上記の広い温度範囲においてシール機能等を果たすことができるので、より望ましいものとなる。ただし、上記の温度範囲の一部、例えば温度149℃において、上記の圧縮応力の比率が5倍未満であるようなダウンホールツール用分解性ゴム部材でも、66℃圧縮応力比率が5倍以上であれば、実用性があるダウンホールツール用分解性ゴム部材である。
〔曲げ弾性率〕
本発明のダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)は、多様なダウンホール環境において、シール機能を確実に発揮する観点から、所望によっては、温度23℃における曲げ弾性率が0.005〜10GPaの範囲であるものとすることができる。本発明のダウンホールツール用分解性シール部材の温度23℃における曲げ弾性率が0.005〜10GPaの範囲であれば、ダウンホール環境、例えば、温度177℃、163℃、149℃、121℃、93℃、80℃または66℃、更には25〜40℃などの環境内において坑井孔の閉塞を行う、例えば、ダウンホールツールとケーシングとの間の流体をシールしようとする場合、該ダウンホール環境内ではダウンホールツール用分解性シール部材の曲げ弾性率が適度に低下するため、ダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)が、ダウンホールツールの形状及びケーシングの形状に確実に係合するように変形することができる。したがって、ダウンホールツール用分解性シール部材とケーシングとの当接面積が大きくなり、閉塞が確実となる。さらに、例えばフラクチャリング等のシールが必要とされる処理を実施するために、流体による極めて高い圧力が負荷されても、流体のシール(分解性保護部材については保護)が破壊されにくい効果がある。温度23℃における曲げ弾性率は、JIS7113(ISO178に相当)に準拠して測定する。
〔ダウンホール環境内でのゴム部材の分解〕
本発明のダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)は、分解性ゴムに所定量の分解促進剤を含有するゴム材料から形成されるものから選択することにより、既に説明したダウンホール環境〔深度の多様化等に付随して、多くは60℃(140度F)〜204℃(400度F)程度の温度であり、近年は更に25〜40℃程度の低温のダウンホール環境もある。〕において、数時間〜数週間以内で、所望によっては数日間以内で、該分解促進剤により促進される分解性ゴムの分解に由来して、ダウンホールツール用分解性シール部材がシール機能を喪失してシールを解除するものとすることができる。ダウンホールツール用分解性保護部材については、センサーや流路等に対する保護を解除して、露出したセンサーや流路等が本来の機能を発揮することができる。
〔ダウンホールツール用分解性ゴム部材の形状及び大きさ〕
本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材の形状及び大きさは、特に限定されず、ダウンホールツール用分解性シール部材やダウンホールツール用分解性保護部材等のダウンホールツール用分解性ゴム部材を備えるダウンホールツールの種類、形状や大きさに適合するように調製することができる。例えば、ダウンホールツール用分解性シール部材については、シート状(薄いフィルム状、厚板状等)、棒状(丸棒状、角柱状等)、直方体状(立方状を含む)、ボール状、その他の塊状(定形、不定形等)などの形状でもよい。本発明のダウンホールツール用分解性シール部材がシート状であったり、シーリング材またはパッキング材(詰め物様)であったりする場合は、必ずしも所定の形状を有する成形体である必要はない。また、本発明のダウンホールツール用分解性シール部材を備えるダウンホールツールが、坑井掘削用プラグ等である場合は、環状の成形体であるダウンホールツール用分解性シール部材とすることができ、更に具体的には、環状の成形体がダウンホールツールに備えられるマンドレルの軸方向と直交する外周面上に置かれるものであるダウンホールツール用分解性シール部材などとすることができ、フラックプラグまたはブリッジプラグ等の坑井掘削用プラグに備えられるダウンホールツール用分解性シール部材とすることができ、また、ボールまたはボールシートであるダウンホールツール用分解性シール部材とすることができる。同様に、ダウンホールツール用分解性保護部材についても、保護の対象であるセンサーや流路等の形状や大きさを踏まえて、シート状、センサー等の形状に対応する所定の形状、更には不定形のものでもよく、必要に応じた大きさに調製することができる。
5.ダウンホールツール用分解性ゴム部材の製造方法
本発明のダウンホールツール用分解性シール部材等のダウンホールツール用分解性ゴム部材は、製造方法が特に限定されるものではない。例えば、射出成形、押出成形(固化押出成形を含む。)、遠心成形、圧縮成形その他の公知の成形方法により、所定量の分解促進剤、分解性ゴム、及び所望により含有させる他の配合成分を含有するゴム材料である組成物を成形原料として、所定形状の成形品を成形し、または適宜形状(例えば、棒状体や厚板等)の予備成形品を成形した後、必要に応じて切削加工や穿孔等の機械加工した後に、それ自体公知の方法によって組み合わせて、ダウンホールツール用分解性ゴム部材を得ることができる。
II.ダウンホールツール
本発明によれば、前記のダウンホールツール用分解性ゴム部材を備えるダウンホールツールが提供される。ダウンホールツールの種類、形状や大きさは、特に限定されない。例えば、本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材は、スリーブシステム(フラックスリーブ)におけるシール部材、ダウンホールツール内におけるボールバルブ、フラッパーバルブ等のシール部材、ダウンホールツールとケーシングの間の開口部に配置されることで一時的に流体を遮断できるシール部材、更に金属製のダウンホールツール部材、センサーや流路等を覆って保護やシールを行う形で存在し、これら金属部分等が拡径することで坑井孔をシールするなどの他の多くのシール用途におけるシール部材として、または保護部材として使用することができる。本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材の特性である分解性に由来する崩壊性をより有効に発揮することができる観点から、好ましいダウンホールツールとしては、坑井掘削用プラグが挙げられ、より好ましくはフラックプラグまたはブリッジプラグが挙げられる。
〔坑井掘削用プラグ〕
本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材を備えるダウンホールツール(以下、「本発明のダウンホールツール」ということがある。)として、より好ましい坑井掘削用プラグは、通常、マンドレル(中実でも中空部を有するものでもよい。)と、マンドレルの軸方向に直交する外周面上に置かれる種々のダウンホールツール部材とを備える、それ自体周知の構造を備えるものが適合する。ダウンホールツール部材としては、拡径してダウンホールツール(坑井掘削用プラグ)とケーシングとの間の空間を閉塞して流体をシールすることができる拡径可能な環状のシール部材、及び/または、拡径してダウンホールツール(坑井掘削用プラグ)とケーシングとを相互に固定するスリップや、ウエッジ、リングその他の部材が挙げられ、それ自体周知の部材(例えば、センサー等)を備えるものとすることができる。
〔ダウンホールツールによるダウンホールのシール〕
ダウンホールツールの流体シールを確実なものとするために、本発明のダウンホールツール用分解性シール部材(分解性ゴム部材)は、例えば環状の成形体として、好ましくはダウンホールツールに備えられるマンドレルの軸方向と直交する外周面上に置かれる環状の成形体として、軸方向に圧縮されて縮径することに伴い軸方向と直交する方向に拡径する部材として、また例えばボールまたはボールシートとして、坑井孔のケーシングとダウンホールツールとの間の空間を閉塞し、流体をシールするものとすることができる。
III.坑井掘削方法
本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材を使用する坑井掘削方法、例えばダウンホールツール用分解性シール部材を備える坑井掘削用プラグ等のダウンホールツールを使用して、ダウンホールツールとケーシングとの間の流体をシールする坑井掘削方法によれば、並びに、本発明のダウンホールツール用分解性ゴム部材を使用して、例えばダウンホールツール用分解性シール部材を備える坑井掘削用プラグ等のダウンホールツールを使用して、坑井孔の目止め処理を行った後に、ダウンホールツールが分解される、具体的には、ダウンホールツール用分解性シール部材を備える坑井掘削用プラグ等のダウンホールツールの一部または全部が分解される坑井掘削方法によれば、所定の諸区画のフラクチャリングが終了し、または、坑井の掘削が終了して坑井が完成し、石油や天然ガス等の生産を開始するときには、坑井孔を閉塞しているダウンホールツール用分解性シール部材によるシールを、当該のダウンホール環境において所望する期間内に、容易にシール解除することができるように設計することができる。同様に、ダウンホールツール用分解性保護部材を備えるダウンホールツールを使用する坑井掘削方法においても、当該のダウンホール環境において所望する期間内に、センサーや流路等に対する保護を解除することができるように設計することができる。この結果、本発明の坑井掘削方法によれば、従来、坑井処理の終了後または坑井完成後に、シール解除を行うためにシール機能を喪失させる操作や、保護部材による保護を解除する操作のために、更には、坑井内に残置されていた多数の坑井掘削用プラグまたはシール部材や保護部材等の部材を、破砕、穿孔その他の方法によって破壊したり、小片化したりするために要していた多くの経費と時間が不要となるので、坑井掘削の経費軽減や工程短縮ができる。
〔坑井孔の閉塞〕
シール及びシールの解除について更に説明すると、本発明のダウンホールツールは、ダウンホールツール用分解性シール部材に対して、例えば、1対のリングにマンドレルの軸方向の力を加えることにより、ダウンホールツール用分解性シール部材が、軸方向に圧縮されて縮径することに伴い、マンドレルの軸方向と直交する方向に拡径して、軸方向に直交する方向の外方部がダウンホールの内壁と当接するとともに、軸方向に直交する方向の内方部がマンドレルの外周面に当接することにより、ダウンホールツールとダウンホールとの間の空間を閉塞し、流体をシールすることができる。なお、ダウンホールツール用分解性ゴム部材が短時間で分解してしまうような高温環境にあるダウンホール内において、上記した閉塞(シール)や、ダウンホールツールの保護等を行う場合には、地上から流体を注入して(cooldown injection)、ダウンホールツール用分解性ゴム部材の周辺温度を低下させた状態にコントロールすることによって、所望の時間、シール性能(強度等)や保護機能を維持するような処理方法を採用することができる。
〔ダウンホールツールの分解〕
本発明の坑井掘削用プラグ等のダウンホールツールは、所定の諸区画のフラクチャリングが終了した後、通常は、坑井の掘削が終了して坑井が完成し、石油や天然ガス等の生産を開始するときに、生分解、加水分解または更に他の何らかの方法による化学的な分解や溶剤への溶解のみならず、分解促進剤を崩壊させることができる多様な手段により、ダウンホールツール用分解性シール部材のシール機能を喪失させ、更に所望により、分解性を有するマンドレルやスリップ、リング等のダウンホールツール用分解性シール部材以外の他のダウンホールツール部材とともに、容易に分解または崩壊させて除去することができる。すなわち、本発明のダウンホールツール用分解性シール部材を使用して坑井孔の目止め処理を行った後に、ダウンホールツール用分解性シール部材がシール機能を喪失し、更に所望により分解されることによって、(i)坑井内において流体の移動を妨げるためのシールが所望期間内に解除できる、(ii)生産を妨げる不要なダウンホールツールの除去が容易となる、(iii)ダウンホールツールに備えられる他の部材をPGAやPLA等の分解性材料、より好ましくはPGAから形成することによれば、生産開始前にダウンホールツールやダウンホールツール部材の破砕処理が全く不要であるダウンホールツールを得ることができる、(iv)フラクチャリング工程に使用されるダウンホールツールに限られることなく、何らかのシールが必要とされる多様な工程において使用される種々のダウンホールツールに適用することができる、などの利点がある。本発明のダウンホールツール用分解性保護部材を使用してセンサー等の保護を行う坑井掘削方法についても、同様の利点がある。なお、坑井処理が終了した後に残存するダウンホールツール用分解性ゴム部材は、生産を開始するまでに完全に消失していることが好ましいが、完全に消失していないとしても、強度が低下してダウンホール中の水流等の刺激により崩壊するような状態となれば、崩壊したダウンホールツール用分解性ゴム部材は、フローバックなどにより容易に回収することができ、ダウンホールやフラクチャに目詰まりを生じさせることがないので、石油や天然ガス等の生産障害となることがない。また通常、ダウンホールの温度が高い方が、短時間でダウンホールツール用分解性ゴム部材の分解や強度低下が進行する。なお、坑井によっては地層中の含水量が低いことがあり、その場合にはフラクチャリング時に使用した水ベースの流体を、フラクチャリング後に回収することなく坑井中に残留させることで、ダウンホールツールの分解を促進させることができる。
Claims (32)
- ダウンホールツールを構成し、水と接触することにより分解する分解性ゴム部材であって、分解性ゴム100質量部に対して分解促進剤0.1〜20質量部を含有するゴム材料から形成されることを特徴とするダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- ダウンホールツールを構成し、流体と接触することにより加水分解する分解性ゴム部材であって、分解性ゴム100質量部に対して分解促進剤0.1〜20質量部を含有するゴム材料から形成され、温度150℃の水に24時間浸漬後の質量または50%ひずみ圧縮応力の、浸漬前の質量または50%ひずみ圧縮応力に対する減少率が5%以上であることを特徴とするダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- ダウンホールツールを構成し、流体と接触することにより加水分解する分解性ゴム部材であって、温度150℃の水に72時間浸漬後の質量の、浸漬前の質量に対する減少率が5〜100%である請求項2記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- ダウンホールツールを構成し、流体と接触することにより加水分解する分解性ゴム部材であって、分解性ゴム100質量部に対して分解促進剤0.1〜20質量部を含有するゴム材料から形成され、温度150℃の水に72時間浸漬後の質量の、浸漬前の質量に対する減少率が5〜100%であることを特徴とするダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- 温度66℃における引張破断ひずみが50%以上、70%ひずみ圧縮応力が10MPa以上かつ圧縮破断ひずみが50%以上である請求項1乃至4のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- 表面硬度がA60〜D80の範囲内である請求項5記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- 温度66℃において、圧縮ひずみ5%における圧縮応力に対する、圧縮ひずみ70%における圧縮応力の比率が5倍以上である請求項1乃至6のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- ドライ環境下で安定であり、温度23℃の水に6時間浸漬後の50%ひずみ圧縮応力の、1時間浸漬後の50%ひずみ圧縮応力に対する減少率が5%未満である請求項1乃至7のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- 分解促進剤が酸性物質である請求項1乃至8のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- 酸性物質が酸生成物質である請求項9記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- 分解促進剤が可塑剤である請求項1乃至8のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- 分解促進剤が、有機酸、無機酸、有機酸エステル、無機酸エステル及び酸無水物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有する請求項1乃至8のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- 分解促進剤が、グリコリド、ラクチド、ε−カプロラクトン、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、p−トルエンスルホン酸メチル及び3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有する請求項1乃至8のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- 分解性ゴムは、ウレタンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、スチレンゴム、アクリルゴム、脂肪族ポリエステルゴム、クロロプレンゴム、ポリエステル系熱可塑性エラストマー及びポリアミド系熱可塑性エラストマーからなる群より選ばれる少なくとも1種を含有する請求項1乃至13のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- 分解性ゴムは、加水分解性の官能基を有するゴムを含有する請求項1乃至14のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- ゴム材料は、強化材を含有する請求項1乃至15のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- 温度23℃における曲げ弾性率が0.005〜10GPaの範囲である請求項1乃至16のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- シール部材である請求項1乃至17のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- 環状の成形体である請求項18記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- 環状の成形体が、ダウンホールツールに備えられるマンドレルの軸方向と直交する外周面上に置かれるものである請求項19記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- ボールまたはボールシートである請求項1乃至17のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- ダウンホールツール用分解性保護部材である請求項1乃至17のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- 坑井掘削用プラグに備えられる請求項1乃至22のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材。
- 請求項1乃至23のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材を備えるダウンホールツール。
- 坑井掘削用プラグである請求項24記載のダウンホールツール。
- 請求項1乃至23のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材を使用する坑井掘削方法。
- 請求項1乃至23のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材を使用して、ダウンホールツールとケーシングとの間の流体をシールする坑井掘削方法。
- 請求項1乃至23のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材を使用して、坑井孔の目止め処理を行った後に、ダウンホールツールが分解される坑井掘削方法。
- 請求項1乃至23のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材を備えるダウンホールツールを使用して、坑井孔をシールした後に、坑井孔内で該ダウンホールツール用分解性ゴム部材が分解されることを特徴とする坑井掘削方法。
- 請求項1乃至23のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材を備え、
さらに分解性材料を含有する他のダウンホールツール用部材を備えるダウンホールツールを使用して、坑井孔をシールした後に、坑井孔内で該ダウンホールツール用分解性ゴム部材が分解されることを特徴とする坑井掘削方法。 - 他のダウンホールツール用部材に含有される分解性材料がポリグリコール酸である請求項30記載の坑井掘削方法。
- 請求項1乃至23のいずれか1項に記載のダウンホールツール用分解性ゴム部材を備え、該ダウンホールツール用分解性ゴム部材が、他のダウンホールツール用部材に接する、及び/または、他のダウンホールツール用部材を覆うように配置されてなるダウンホールツールを使用して、坑井処理を行った後に、坑井孔内で該ダウンホールツール用分解性ゴム部材が分解されることを特徴とする坑井掘削方法。
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