RU2439139C2 - Чувствительные к полю текучие среды - Google Patents
Чувствительные к полю текучие среды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2439139C2 RU2439139C2 RU2009139914/04A RU2009139914A RU2439139C2 RU 2439139 C2 RU2439139 C2 RU 2439139C2 RU 2009139914/04 A RU2009139914/04 A RU 2009139914/04A RU 2009139914 A RU2009139914 A RU 2009139914A RU 2439139 C2 RU2439139 C2 RU 2439139C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- field
- particles
- density
- sensitive
- fluid
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 108
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 119
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 239000011162 core material Substances 0.000 claims 7
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005056 compaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 abstract 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 20
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 7
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 239000007762 w/o emulsion Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004812 Fluorinated ethylene propylene Substances 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004693 Polybenzimidazole Substances 0.000 description 2
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 229920006172 Tetrafluoroethylene propylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920009441 perflouroethylene propylene Polymers 0.000 description 2
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 2
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 2
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 2
- 229920006260 polyaryletherketone Polymers 0.000 description 2
- 229920002480 polybenzimidazole Polymers 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 229920006259 thermoplastic polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920004934 Dacron® Polymers 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 229920006169 Perfluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- 229920000491 Polyphenylsulfone Polymers 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 229920003295 Radel® Polymers 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IRLQAJPIHBZROB-UHFFFAOYSA-N buta-2,3-dienenitrile Chemical compound C=C=CC#N IRLQAJPIHBZROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000011411 calcium sulfoaluminate cement Substances 0.000 description 1
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- KZTYYGOKRVBIMI-UHFFFAOYSA-N diphenyl sulfone Chemical compound C=1C=CC=CC=1S(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 KZTYYGOKRVBIMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N ethene;prop-1-ene Chemical group C=C.CC=C HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- ZHPNWZCWUUJAJC-UHFFFAOYSA-N fluorosilicon Chemical compound [Si]F ZHPNWZCWUUJAJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229920006168 hydrated nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920001657 poly(etheretherketoneketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920001652 poly(etherketoneketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000008262 pumice Substances 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000010454 slate Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002569 water oil cream Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M171/00—Lubricating compositions characterised by purely physical criteria, e.g. containing as base-material, thickener or additive, ingredients which are characterised exclusively by their numerically specified physical properties, i.e. containing ingredients which are physically well-defined but for which the chemical nature is either unspecified or only very vaguely indicated
- C10M171/001—Electrorheological fluids; smart fluids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/44—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids
- H01F1/447—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids characterised by magnetoviscosity, e.g. magnetorheological, magnetothixotropic, magnetodilatant liquids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
- C10N2030/60—Electro rheological properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/20—Metal working
- C10N2040/22—Metal working with essential removal of material, e.g. cutting, grinding or drilling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/34—Lubricating-sealants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/44—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids
- H01F1/442—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids the magnetic component being a metal or alloy, e.g. Fe
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/44—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids
- H01F1/445—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids the magnetic component being a compound, e.g. Fe3O4
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/32—Composite [nonstructural laminate] of inorganic material having metal-compound-containing layer and having defined magnetic layer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
Abstract
Изобретение относится к магнитореологическим текучим средам. Представлено устройство, вызывающее переход текучей среды в полутвердое состояние в присутствии магнитного поля, содержащее нечувствительные к полю частицы и множество частиц, чувствительных к энергетическому полю, образующих цепочки, реагирующие на энергетическое поле, причем эти частицы выбраны из группы, включающей в себя частицы, в которых, по меньшей мере, один чувствительный к полю элемент с первой плотностью прикреплен, по меньшей мере, к одному элементу со второй плотностью, которая ниже первой плотности, частицы специальной формы, в которых, по меньшей мере, один чувствительный к полю элемент имеет одно или несколько пустотных включений, и их комбинации. Представлен также способ, обеспечивающий переход текучей среды в полутвердое состояние в емкости в присутствии магнитного поля. Технический результат - частицы улучшают чувствительную к полю текучую среду посредством уменьшения плотности без исключения свойств чувствительности к полю, обеспечивающих полезность, по изобретению замедляется ползучесть, результатом чего является улучшенное динамическое или статическое уплотнение. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 15 ил.
Description
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА СВЯЗАННЫЕ ЗАЯВКИ
Данная заявка относится и испрашивает приоритет по временной заявке №61/030733, зарегистрированной 22 февраля 2008, включенной в состав данного документа полностью в виде ссылки.
Область техники изобретения
Данное изобретение, в общем, относится к чувствительным к полю текучим средам, и, конкретнее, к магнитореологическим и электрореологическим текучим средам с улучшенными свойствами, такими как гидравлическое сопротивление ползучести при малой плотности.
Предпосылки изобретения
Магнитореологические текучие среды обычно содержат магниточувствительные частицы, суспендированные в базовой текучей среде. Третий элемент, известный как добавка, можно также включать в состав для способствования суспендированию частиц и предотвращению агрегации. В отсутствие магнитного поля магнитореологическая текучая среда ведет себя аналогично ньютоновской текучей среде. Вместе с тем, в присутствии магнитного поля частицы, суспендированные в базовой текучей среде, упорядочиваются и образуют цепочки, являющиеся приблизительно параллельными магнитным силовым линиям, связанным с полем. Дополнительно, магнитное поле обуславливает переход текучей среды в полутвердое состояние, демонстрирующее увеличенное сопротивление сдвигу. Сопротивление сдвигу увеличивается вследствие магнитного притяжения между частицами цепочек. Примыкающие цепочки частиц объединяются с образованием стенки уплотнения. Эффект, производимый магнитным полем, можно как реверсировать, так и повторять. Электрореологические текучие среды являются аналогичными, хотя и чувствительными к электрическому полю вместо магнитного поля. Вместе с тем, чувствительные к полю текучие среды имеют некоторые недостатки.
Использование чувствительных к полю текучих сред в длинных столбах текучей среды, таких как столбы в стволах скважин, вызывает проблемы, поскольку удельная плотность текучей среды обычно выше, чем у обычных текучих сред, и для магнитореологических текучих сред имеет порядок 3-4. В результате, гидростатическое давление, производимое в нижних секциях длинного столба текучей среды, может достигать значений, достаточно больших для повреждения оборудования и нарушения заканчивания. Одной причиной относительно высокой удельной плотности магнитореологических текучих сред является то, что магнитные свойства, обеспечивающие выполнение своих функций чувствительными к полю частицами, имеются у материалов с относительно более высокой плотностью, чем у многих текучих сред, например, у железа и никеля. Некоторые примеры технологии магнитореологических частиц, известные в уровне техники, включают в себя способ изготовления сформированных магнитных частиц, опубликованный в материале Deshmukh, S.S. "Development, characterization and applications of magnetorheological fluid based 'smart' materials on the macro-to-micro scale/Разработка, определение параметров и применения на макро-микро уровне «умных» материалов, основанных на магнитнореологической текучей среде," MIT PhD Thesis, 2007; и магнитную дробь с полимерным покрытием, поставляемую под торговой маркой Dynabeads® компанией Invitrogen Corporation для сепарации биомассы и применения при расширении трещин.
Другим недостатком чувствительных к полю текучих сред является подверженность ползучести. Ползучесть относится к тенденции текучей среды проходить поперек цепочек частиц посредством прохода через пространство между частицами. Например, при герметизации вала магнитореологической текучей средой используется магнитное поле, наведенное между двумя сегментами конструкции кожуха, вызывающее образование текучей средой полутвердого уплотнения в промежутках между кожухом и валом. Данное уплотнение функционирует и когда вал вращается и когда не вращается, и также демонстрирует сопротивление сдвигу, которое может противодействовать перепаду давления, например, давления внутри кожуха и снаружи кожуха. Вместе с тем, перепад давления может все равно вызывать ползучесть текучей среды через пространства между магниточувствительными частицами. Другими словами, даже если магнитные силы являются достаточными для сопротивления силе сдвига вследствие нагрузки от перепада давления, базовая текучая среда имеет свободное прохождение через зазоры между магнитореологическими частицами. Это может приводить к нежелательному случаю, где потеря текучей среды или усиление потери возникает в камере, подлежащей уплотнению. Материалы Park, J.H, Chin, B.D., и Park, O.O., "Rheological Properties and Stabilization of Magnetorheological Fluids in a Water-in-Oil Emulsion/Реологические свойства и стабилизация магнитореологических текучих сред в эмульсии воды в нефти," Journal of Colloid and Interface Science 240, 349-354, 2001, описывают сдвиговые свойства магнитореологической текучей среды на основе эмульсии воды в нефти.
Сущность изобретения
Согласно варианту осуществления изобретения, устройство вызывающее переход текучей среды в полутвердое состояние в присутствии энергетического поля, содержит множество частиц, чувствительных к энергетическому полю, которые образуют цепочки, реагируя на энергетическое поле, причем частицы выбраны из группы, включающей в себя композитные частицы, в которых, по меньшей мере, один чувствительный к полю элемент с первой плотностью прикреплен, по меньшей мере, к одному элементу со второй плотностью, которая ниже первой плотности; сформированные частицы, в которых, по меньшей мере, один элемент, реагирующий на поле, имеет одно или несколько включений; и их комбинации.
Согласно другому варианту осуществления изобретения, способ обеспечивающий переход текучей среды в полутвердое состояние в емкости в присутствии энергетического поля, содержит ввод множества частиц, чувствительных к энергетическому полю, которые образуют цепочки, реагируя на энергетическое поле, причем частицы выбраны из группы, включающей в себя композитные частицы, в которых, по меньшей мере, один чувствительный к полю элемент с первой плотностью прикреплен, по меньшей мере, к одному элементу со второй плотностью, которая ниже первой плотности; сформированные частицы, в которых, по меньшей мере, один элемент, реагирующий на поле, имеет одно или несколько включений; и их комбинации; и создание энергетического поля вблизи частиц.
Преимущество изобретения состоит в том, что плотность чувствительной к полю текучей среды можно уменьшить без исключения свойств чувствительности к полю, обеспечивающих полезность. В частности, плотность текучей среды можно уменьшить посредством уменьшения плотности частиц, чувствительных к полю, посредством использования композитных частиц, в которых, по меньшей мере, один элемент, чувствительный к полю, с первой плотностью прикреплен, по меньшей мере, к одному элементу со второй плотностью, которая ниже первой плотности, или посредством использования сформированные частицы, в которой, по меньшей мере, один чувствительный к полю элемент имеет одно или несколько включений, или посредством использования их комбинаций. Получающиеся в результате частицы остаются чувствительными к полю, несмотря на использование включений или материала более низкой плотности нечувствительного к полю. Такие текучие среды с уменьшенной плотностью, чувствительные к полю, могут быть особенно полезными в длинных столбах текучей среды, таких как находящиеся в стволах скважин.
Согласно другому варианту осуществления изобретения используют многофазную базовую текучую среду. Многофазная базовая текучая среда является смесью из двух или более веществ, по меньшей мере, два из которых являются несмешивающимися, например, водонефтяной эмульсией, пеной. Преимущество многофазных базовых текучих сред состоит в том, что поверхностное натяжение между границами несмешивающихся веществ, совмещенных с цепочками магниточувствительных частиц, стремится останавливать или замедлять ползучесть, результатом чего является улучшенное динамическое или статическое уплотнение.
Дополнительные признаки и преимущества изобретения должны стать более ясными из следующего подробного описания, рассмотренного совместно с прилагаемыми чертежами.
Краткое описание чертежей
На Фигуре 1 показана система буровой площадки, на которой можно использовать настоящее изобретение.
На Фигуре 2 показана более подробно текучая среда Фигуры 1.
На Фигурах 3-9 показаны варианты осуществления геометрии композитной частицы.
На Фигурах 10 и 11 показаны варианты осуществления геометрии сформированных частиц.
На Фигуре 12 показана смесь частиц, чувствительных к полю и не чувствительных к полю.
На Фигуре 13 показано уплотнение вала в магнитореологической текучей среде.
На Фигуре 14 показана ползучесть текучей среды в однофазной базовой текучей среде.
На Фигуре 15 показано сопротивление ползучести текучей среды в многофазной базовой текучей среде.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На Фигуре 1 показана буровая площадка, на которой можно использовать настоящее изобретение. Буровая площадка может быть наземной или морской. В данной системе, являющейся примером, ствол (11) скважины выполнен в подземных пластах роторным бурением, общепринятым способом. В вариантах осуществления изобретения можно также использовать наклонно-направленное бурение, описанное ниже в данном документе.
Бурильная колонна (12) подвешена в стволе (11) скважины и имеет компоновку (100) низа бурильной колонны, включающую в себя буровое долото (105) на своем нижнем конце. Наземная система включает в себя компоновку (10) платформы и вышки, установленную над стволом (11) скважины, компоновку (10), включающую в себя ротор (16), ведущую бурильную трубу (17), крюк (18) и вертлюг (19). Бурильную колонну (12) вращает ротор (16), приводимый в действие не показанным средством, соединенный с ведущей бурильной трубой (17) на верхнем конце бурильной колонны. Бурильная колонна (12) подвешена на крюке (18), прикрепленном к талевому блоку (также не показано), через ведущую бурильную трубу (17) и вертлюг (19), обеспечивающий вращение бурильной колонны относительно крюка. Как хорошо известно, альтернативно можно использовать систему верхнего привода.
В примере данного варианта осуществления, наземная система дополнительно включает в себя буровую текучую среду или буровой раствор (26), сохраняемый в мернике (27), выполненном на буровой площадке. Насос (29) подает буровую текучую среду (26) во внутренний объем бурильной колонны (12) через патрубок вертлюга (19), обуславливая прохождение буровой текучей среды вниз через бурильную колонну (12), в направлении, указанном стрелкой (8). Буровая текучая среда выходит из бурильной колонны (12) через отверстия в буровом долоте (105) и затем циркулирует вверх через кольцевое пространство между внешней поверхностью бурильной колонны и стенкой ствола скважины, в направлении, указанном стрелками (9). В таком общеизвестном способе буровая текучая среда смазывает буровое долото (105) и выносит выбуренную породу пласта на поверхность при возвращении в мерник (27) для повторной циркуляции.
Компоновка (100) низа бурильной колонны, показанного варианта осуществления, включает в себя модуль (120) каротажа во время бурения (LWD), модуль (130) измерений во время бурения, систему наведения роторного бурения и забойный двигатель и буровое долото (105).
Модуль (120) каротажа во время бурения (LWD) размещен в утяжеленной бурильной трубе специального типа, известном в технике, и может содержать один или несколько каротажных зондов известных типов. Должно быть понятно, что можно использовать несколько модулей каротажа во время бурения (LWD) и/или модулей измерений во время бурения (MWD), например, как представлено позицией (120A). (Везде ссылка на модуль (120) на позиции может альтернативно означать модуль (120A) на позиции). Модуль каротажа во время бурения (LWD) включает в себя возможность измерения, обработки и сохранения информации, а также осуществления связи с наземным оборудованием. В настоящем варианте осуществления модуль каротажа во время бурения (LWD) включает в себя устройство измерения давления.
Модуль (130) измерений во время бурения (MWD) размещен в утяжеленной бурильной трубе специального типа, известном в технике, и может содержать одно или несколько устройств для измерения характеристик бурильной колонны и бурового долота. Инструмент измерений во время бурения (MWD) дополнительно включает в себя устройство (не показано) генерирования электроэнергии для питания скважинной системы. Оно обычно может включать в себя забойный турбогенератор, приводимый в действие потоком буровой текучей среды, понятно, что можно использовать другие источники питания и/или аккумуляторные системы. В настоящем варианте осуществления, модуль измерений во время бурения (MWD) включает в себя одно или несколько измерительных устройств следующих типов: устройство измерения осевой нагрузки на долото, устройство измерения крутящего момента, устройство измерения вибрации, устройство измерения ударной нагрузки, устройство измерения прихвата и проскальзывания и устройство инклинометрии.
На Фигуре 2 более подробно показана работа текучей среды (26) в трубопроводе (200), таком как бурильная колонна (12) на Фигуре 1. Текучая среда (26) является чувствительной к полю текучей средой, включающей в себя магниточувствительные или электрочувствительные частицы (202), суспендированные в базовой текучей среде (204). В состав можно также включать добавку для улучшения суспендирования частиц и предотвращения агрегации. Для ясности изложения, магнитореологическая текучая среда будет описана ниже в данном документе. В отсутствие магнитного поля магнитореологическая текучая среда ведет себя аналогично ньютоновской текучей среде. Вместе с тем, в присутствии магнитного поля (206) частицы (202), суспендированные в базовой текучей среде (204), упорядочиваются и образуют цепочки, приблизительно параллельные магнитным силовым линиям, связанным с магнитным полем. При активировании магнитным полем таким способом, магнитореологическая текучая среда находится в полутвердом состоянии, демонстрируя увеличенное сопротивление сдвигу. В частности, сопротивление сдвигу увеличивается вследствие магнитного притяжения между частицами цепочек.
Как показано на Фигурах 2-11, удельная плотность магнитореологической текучей среды (26) уменьшается с использованием магниточувствительных частиц, отличающихся меньшей плотностью, чем известные беспустотные магниточувствительные частицы равного объема из однокомпонентного материала. В частности, уменьшение плотности можно получить посредством использования одной или нескольких композитных магниточувствительных частиц, магниточувствительных сформированных частиц и магнитонечувствительных частиц низкой плотности.
Варианты осуществления геометрии композитных частиц показаны на Фигурах 3-9. Как показано на Фигуре 3, композитная частица (300) может отличаться ядром (304) из материала низкой плотности (относительно части текучей среды (26), не относящейся к частицам, и материала частицы, имеющего более высокую плотность), окруженного оболочкой магниточувствительного материала (302) более высокой плотности (относительно части текучей среды (26), не относящейся к частицам, и материала частицы, имеющего более низкую плотность). Материалу более низкой плотности нет необходимости быть магниточувствительным, хотя он может быть таким, если имеется в наличии магниточувствительный материал подходящей плотности. Как показано на Фигуре 4, композитная частица (400) может отличаться магниточувствительным стержнем или пластиной (402), покрытой материалом (404) более низкой плотности (404). Данный вариант осуществления может также отличаться коэффициентом сжатия в одном или двух измерениях, составляющим больше единицы. Как показано на Фигуре 5, композитная частица (500) может отличаться ядром (502) из магниточувствительного материала, окруженным оболочкой (504) из материала низкой плотности. Как показано на Фигуре 6, композитная частица (600) может отличаться магниточувствительным материалом (602) с частичным покрытием из материала (604) низкой плотности, например, одной стороны. Как показано на Фигуре 7, композитная частица (700) может отличаться волокнами (702) из магниточувствительного материала в матрице (704) из материала низкой плотности. Например, материал низкой плотности можно использовать как связующее вещество для удерживания вместе совокупности магнитных стержней или пластин. Как показано на Фигуре 8, композитная частица (800) может отличаться, по меньшей мере, одним элементом (804) из материала низкой плотности, прикрепленным, по меньшей мере, к одному элементу (802) из магниточувствительного материала на наружной поверхности. В показанном примере, две магниточувствительные частицы прикреплены на противоположных сторонах частицы низкой плотности. Как показано на Фигуре 9, композитная частица (900) может отличаться полым ядром из материала (904) низкой плотности, окруженным оболочкой (902) из магниточувствительного материала. Другие варианты осуществления композитных частиц, например, в которых, по меньшей мере, один четко выраженный магниточувствительный элемент прикреплен, по меньшей мере, к одному четко выраженному элементу более низкой плотности, должен быть ясным при рассмотрении вышеупомянутых вариантов осуществления.
Варианты осуществления геометрии сформированных частиц показаны на Фигурах 10 и 11. Как показано на Фигуре 10, сформированная частица (1000) может отличаться пустотной оболочкой (1002) из магниточувствительного материала. Включение (1004) может быть пустотным, например, вакуумным, или заполненным текучей средой или газом. Альтернативно, включение может быть гидравлически связано с базовой текучей средой, чтобы она заполняла пустоту, имея, при этом, удельную плотность ниже, чем у твердой частицы. Как показано на Фигуре 11, сформированная частица (1000) может альтернативно отличаться пористым внутри магниточувствительным материалом (1102). Пористый материал имеет многочисленные включения (1104), которые могут представлять собой четко выраженные, например, закрытые ячейки, или гидравлически соединенные друг с другом. Каждое включение может быть пустым, или заполненным газом. Альтернативно, даже пористый материал, гидравлически связанный с окружающей средой так, чтобы включения заполнялись текучей средой основания, должен иметь удельную плотность ниже, чем у твердой частицы. Одним способом создания включений является создание композитной частицы, которую химически или и/или термически обрабатывают для удаления одной или нескольких фаз, например, парафина, который можно нагреть и слить из магнитной частицы. Другие варианты осуществления частицы, например, в которых, по меньшей мере, один четко выраженный магниточувствительный элемент имеет одно или несколько включений, должны быть ясными при рассмотрении вышеупомянутых вариантов осуществления.
Варианты осуществления магнитонечувствительных частиц низкой плотности могут иметь различные формы и размеры, включающие в себя, но без ограничения этим, описанные выше. Удельная плотность магнитореологической текучей среды может быть уменьшена смешиванием таких частиц низкой плостности с магниточувствительными частицами, например, частицы низкой плотности не должны способствовать образованию цепочек, но должны уменьшать удельную плотность текучей среды.
Как показано на Фигуре 12, частицы, описанные выше, как магниточувствительные, так магнитонечувствительные или те и другие, можно конструировать различных размеров и смешанными, например, различных размеров, типов, вариантов осуществления и их комбинаций. Например, чувствительные к полю частицы (1202), образующие цепочки, можно смешивать с не чувствительными к полю частицами (1204), не образующими цепочек. Другим примером смеси может являться:
размер частиц 100-300 мкм - 55% объемного содержания частиц;
размер частиц 20-30 мкм - 35% объемного содержания частиц; и
размер частиц 2-5 мкм - 10% объемного содержания частиц,
где частицы составляют 60% объемного содержания текучей среды. Одна или несколько групп размеров частиц могут быть магниточувствительными, тогда как другая группа или группы могут быть магнитонечувствительными, но выполнять функцию уменьшения плотности и/или увеличивать суспендируемость магниточувствительных частиц.
Материалы, которые можно использовать для магниточувствительных фаз магниточувствительных частиц включают в себя: железо (феррит), карбонильное железо, оксиды железа (FeO, Fe2O3, Fe3O4), никель, марганец, кобальт и их сплавы, обычно включающие в себя железо. Материалы, которые можно использовать для фазы более низкой плотности композитной частицы или магнитонечувствительных частиц, добавляемых для уменьшения плотности текучей среды включают в себя: полимеры, полиарилэфир кетоны (PEEK/ПЭЭК, PEK/полиарилэфиркетон, PEEKK, PEKK), PTFE/ПТФЭ, FEP Teflon®/фторированный этилен-пропилен Тефлон, полиимиды, полиамиды, полиамидимиды, полибензимидеазол (например выполнен из Celazole®), самоусиливающийся полифенилен, полифенилен сульфид, полисульфоны (фенилсульфон, (общепринятое название UDEL®), полиэстер/PES (общепринятое название RADEL®), PPSu/полифенилсульфон), TPI/термопластический полиимид (PEI/полиэтиленимин, PAI/полиамидимид, PBI/полибензимидазол), натуральный каучук, Buna-N (NBR/бутадиен-нитрильный каучук), гидрогенизированный нитрильный каучук (HSN/высоконасыщенный нитрил, HNBR/гидрированный бутадиен-нитрильный каучук), силиконовый каучук, фторсиликоновый каучук, полиуретан, Buna-S (SBR/бутадиен-стирольный каучук), EPDM/тройной этилен-пропиленовый сополимер, полиакрилатный каучук, фтороэластомеры, FKM/фтороэластомер (Viton®), FFKM (Kalrez®, Chemraz®), FEPM (Aflas®), Neoprene/неопрен, термополиуретан, этиленвинилацетат, бутилкаучук, сшитые, смешанные и/или армированные версии перечисленных полимеров, цемент, портландцемент, кальциево-алюминатный цемент, кальциево-сульфоалюминатный цемент, пористые материалы (например, пористые металлы, пористые керамические материалы), полые сферы, стекло (например 3M™ iM30K), Керамика (например, 3M™ керамические микросферы A-37), Cenosphere, Polymeric (например, расширенные микросферы, производства Lehmann & Voss & Co.®), волокна или пластинки, арамидные волокна, стекло, металлы, графит, кремний, оксид алюминия, синтетические органические полимеры (например, Dacron® Type 205NSO), композиты, наполнители, перлит, вспученный перлит, вермикулит, пемза, шлак, сланцы, глины, аспидные сланцы, лава и пена (может быть стабилизирована с поверхностно активными веществами, например, воздухом, азотом). Фазы материала, как магниточувствительная, так и магнитонечувствительная, могут состоять из непрерывной фазы или агрегации многочисленных более мелких частиц для образования необходимой геометрической формы. Специалистам в области техники должно быть ясно, что электрореологические (ER) текучие среды работают аналогично магнитореологическим текучим средам, хотя в случае электрореологических (ER) текучих сред реологию текучей среды модифицируют с использованием электрических полей. Поэтому должно быть понятно, что изобретение продолжается к электрореологическим (ER) текучим средам с частицами, чувствительными к электрических полям, а не магнитным полям.
Как показано на Фигурах 13-15, модифицированную магнитореологическую текучую среду (26) можно использовать в случаях, где необходимо или желательно уменьшение ползучести текучей среды, например, в статическом или динамическом уплотнении. На Фигуре 13 показано уплотнение вала в магнитореологической текучей среде. Магнитное поле (1300), созданное между сегментами структуры кожуха (1302) обуславливает образование текучей средой (26) полутвердого уплотнения (1303) в зазорах между корпусом (1302) и валом (1304). Данное уплотнение (1303) функционирует независимо от того вращается вал, или нет, и также демонстрирует сопротивление сдвигу, которое может противодействовать перепаду давления, например, внутри корпуса по отношению к давлению снаружи корпуса. Вместе с тем, перепад давления стремится создать ползучесть (203) текучей среды через пространства между магниточувствительными частицами (смотри Фигуру 14). Как показано на Фигуре 15, модификация для уменьшения ползучести текучей среды включает в себя многофазную базовую текучую среду (1500). Многофазная базовая текучая среда является смесью двух или более веществ (фаз) (1502, 1504). По меньшей мере, два из данных веществ являются несмешивающимися, например, водонефтяной эмульсией, пеной. Поверхностное натяжение (1506) между границами несмешивающихся веществ, связанными с цепочками магниточувствительных частиц, стремится остановить или замедлить ползучесть. В частности, различные фазы текучей среды разделяются после активирования текучей среды в присутствии магнитного поля. Разделение имеет тенденцию возникать между примыкающими цепочками/стенками магниточувствительных частиц, с возникновением, в результате, эффекта расслоения. Комбинация относительно небольших промежутков между частицами в стенке/цепочке с поверхностным натяжением на границах текучей среды замедляет или останавливает ползучесть. Использование частиц взаимно сцепляющихся форм и смесей частиц различных размеров, как уже описано выше, может приводить к уменьшению размера промежутков между частицами и, таким образом, увеличивать сопротивление ползучести. Поверхностный химический состав магнитореологических частиц можно запроектировать таким, чтобы частицы служили стабилизаторами на поверхности раздела. Данные поверхностно-модифицированные частицы могут самоагрегироваться на поверхности раздела текучей среды с текучей средой для уменьшения натяжения на поверхности раздела. Методики синтезирования коллоидосомов описаны в материалах авторов A.D. Dinsmore, Ming F. Hsu, M.G. Nikolaides, Manuel Marquez, A.R. Bausch, D.A. Weitz Colloidosomes: Selectively Permeable Capsules Composed of Colloidal Particles/Коллоидосомы: Избирательно проницаемые частицы, составленные из коллоидных частиц, Science 298, 1006 (2002); Paul F. Noble, Olivier J. Cayre, Rossitza G. Alargova, Orlin D. Velev, и Vesselin N. Paunov, Fabrication of "Hairy" Colloidosomes with Shells of Polymeric Microrods/Изготовление «волосатых» коллоидосомов с оболочкой из полимерных микростержней, Journal of the American Chemical Society 126, 8092 (2004), включенных в заявку в виде ссылки. Понизители водоотдачи, обычно использующиеся для контроля потерь текучей среды в проницаемые пласты в буровых текучих средах, цементах, текучих средах интенсификации притока и текучих средах заканчивания, их можно также использовать для достижения одинаковых или аналогичных результатов.
Как указано выше, электрореологические (ER) текучие среды являются аналогичными магнитореологическим текучим средам, и концепцию изобретения можно продолжить на электрореологические (ER) текучие среды.
Хотя изобретение описано для приведенных выше вариантов осуществления, являющихся примерами, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что модификации и изменения показанных вариантов осуществления можно выполнить без отхода от идей изобретения, раскрытых в данном документе. Более того, хотя предпочтительные варианты осуществления описаны применительно к различным иллюстративным структурам, специалисты в области техники должны понимать, что систему можно осуществить с использованием различных специфических структур. Соответственно, изобретение не следует воспринимать ограниченным чем-либо, кроме объема и сущности прилагаемой формулы изобретения.
Claims (32)
1. Устройство, вызывающее переход текучей среды в полутвердое состояние в присутствии энергетического поля, причем энергетическое поле представляет собой магнитное поле, содержащее:
не чувствительные к полю частицы;
множество частиц, чувствительных к энергетическому полю, которые образуют цепочки, реагируя на энергетическое поле, причем частицы выбраны из группы, включающей в себя:
частицы, в которых, по меньшей мере, один чувствительный к полю элемент с первой плотностью прикреплен, по меньшей мере, к одному элементу со второй плотностью, которая ниже первой плотности;
сформированные частицы, в которых, по меньшей мере, один элемент, реагирующий на поле, имеет одно или несколько пустотных включений;
и их комбинации.
не чувствительные к полю частицы;
множество частиц, чувствительных к энергетическому полю, которые образуют цепочки, реагируя на энергетическое поле, причем частицы выбраны из группы, включающей в себя:
частицы, в которых, по меньшей мере, один чувствительный к полю элемент с первой плотностью прикреплен, по меньшей мере, к одному элементу со второй плотностью, которая ниже первой плотности;
сформированные частицы, в которых, по меньшей мере, один элемент, реагирующий на поле, имеет одно или несколько пустотных включений;
и их комбинации.
2. Устройство по п.1, в котором текучая среда представляет собой многофазную базовую текучую среду.
3. Устройство по п.2, в котором многофазная базовая текучая среда содержит смесь, по меньшей мере, двух несмешивающихся веществ.
4. Устройство по п.1, включающее в себя частицу, характеризуемую ядром из материала со второй плотностью, окруженным оболочкой из чувствительного к полю материала с первой плотностью.
5. Устройство по п.1, включающее в себя частицу, характеризуемую чувствительным к полю стержнем или пластиной с покрытием из материала со второй плотностью.
6. Устройство по п.1, включающее в себя частицу, характеризуемую ядром из чувствительного к полю материала, окруженного оболочкой из материала со второй плотностью.
7. Устройство по п.1, включающее в себя частицу, характеризуемую чувствительным к полю материалом с частичным покрытием из материала со второй плотностью.
8. Устройство по п.1, включающее в себя частицу, характеризуемую чувствительным к полю материалом волокон и матрицей из материала со второй плотностью.
9. Устройство по п.1, включающее в себя частицу, характеризуемую, по меньшей мере, одним элементом из материала со второй плотностью, прикрепленным, по меньшей мере, к одному элементу из чувствительного к полю материала на наружной поверхности.
10. Устройство по п.1, включающее в себя частицу, характеризуемую полым ядром из материала со второй плотностью, окруженным оболочкой из чувствительного к полю материала.
11. Устройство по п.1, включающее в себя сформированную частицу, характеризуемую полой оболочкой из чувствительного к полю материала.
12. Устройство по п.1, включающее в себя сформированную частицу, характеризуемую пористым, чувствительным к полю материалом.
13. Устройство по п.12, в котором включения в частицу являются гидравлически изолированными от текучей среды.
14. Устройство по п.1, включающее в себя смесь частиц различной формы.
15. Устройство по п.1, включающее в себя смесь частиц различного размера.
16. Устройство по п.1, дополнительно включающее в себя понизитель водоотдачи.
17. Способ, обеспечивающий переход текучей среды в полутвердое состояние в емкости в присутствии энергетического поля, причем энергетическое поле представляет собой магнитное поле, содержащий:
ввод нечувствительных к полю частиц;
ввод множества частиц, чувствительных к энергетическому полю, которые образуют цепочки, реагируя на энергетическое поле, причем частицы выбраны из группы, включающей в себя:
частицы, в которых, по меньшей мере, один чувствительный к полю элемент с первой плотностью прикреплен, по меньшей мере, к одному элементу со второй плотностью, которая ниже первой плотности;
сформированные частицы, в которых, по меньшей мере, один элемент, реагирующий на поле, имеет одно или несколько пустотных включений;
и их комбинации;
создание энергетического поля вблизи частиц.
ввод нечувствительных к полю частиц;
ввод множества частиц, чувствительных к энергетическому полю, которые образуют цепочки, реагируя на энергетическое поле, причем частицы выбраны из группы, включающей в себя:
частицы, в которых, по меньшей мере, один чувствительный к полю элемент с первой плотностью прикреплен, по меньшей мере, к одному элементу со второй плотностью, которая ниже первой плотности;
сформированные частицы, в которых, по меньшей мере, один элемент, реагирующий на поле, имеет одно или несколько пустотных включений;
и их комбинации;
создание энергетического поля вблизи частиц.
18. Способ по п.17, в котором текучая среда представляет собой многофазную базовую текучую среду.
19. Способ по п.18, в котором многофазная базовая текучая среда содержит смесь, по меньшей мере, двух несмешивающихся веществ.
20. Способ по п.17, включающий в себя ввод частицы, характеризуемой ядром из материала со второй плотностью, окруженного оболочкой из чувствительного к полю материала со второй плотностью.
21. Способ по п.17, включающий в себя ввод частицы, характеризуемой чувствительным к полю стержнем или пластиной с покрытием из материала со второй плотностью.
22. Способ по п.18, включающий в себя ввод частицы, характеризуемой чувствительным к полю материалом ядра, окруженным оболочкой из материала со второй плотностью.
23. Способ по п.17, включающий в себя ввод частицы, характеризуемой чувствительным к полю материалом, с частичным покрытием из материала со второй плотностью.
24. Способ по п.17, включающий в себя ввод частицы, характеризуемой чувствительным к полю материалом волокон в матрице из материала со второй плотностью.
25. Способ по п.17, включающий в себя ввод частицы, характеризуемой, по меньшей мере, одним элементом из материала со второй плотностью, прикрепленным, по меньшей мере, к одному элементу из чувствительного к полю материала на наружной поверхности.
26. Способ по п.17, включающий в себя ввод частицы, характеризуемой полым ядром из материала со второй плотностью, окруженного оболочкой из чувствительного к полю материала.
27. Способ по п.17, включающий в себя ввод сформированной частицы, характеризуемой полой оболочкой из чувствительного к полю материала.
28. Способ по п.17, включающий в себя ввод сформированной частицы, характеризуемой пористым чувствительным к полю материалом.
29. Способ по п.28, включающий в себя ввод сформированной частицы, характеризуемой включениями, гидравлически изолированными от текучей среды.
30. Способ по п.17, включающий в себя ввод смеси частиц различной формы.
31. Способ по п.17, включающий в себя ввод смеси частиц различного размера.
32. Способ по п.17, дополнительно включающий в себя ввод понизителя водоотдачи.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US3073308P | 2008-02-22 | 2008-02-22 | |
| US61/030,733 | 2008-02-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009139914A RU2009139914A (ru) | 2011-05-10 |
| RU2439139C2 true RU2439139C2 (ru) | 2012-01-10 |
Family
ID=40908794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009139914/04A RU2439139C2 (ru) | 2008-02-22 | 2009-02-23 | Чувствительные к полю текучие среды |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8506837B2 (ru) |
| BR (1) | BRPI0902904A2 (ru) |
| GB (1) | GB2469888B (ru) |
| MX (1) | MX2009011398A (ru) |
| NO (1) | NO20093225L (ru) |
| RU (1) | RU2439139C2 (ru) |
| WO (1) | WO2009105745A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2536831C1 (ru) * | 2013-07-16 | 2014-12-27 | Владимир Александрович Соломин | Силовой трансформатор |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100051517A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | Schlumberger Technology Corporation | Actuation and pumping with field-responsive fluids |
| CA2691891A1 (en) * | 2010-02-04 | 2011-08-04 | Trican Well Services Ltd. | Applications of smart fluids in well service operations |
| US8936095B2 (en) * | 2010-05-28 | 2015-01-20 | Schlumberger Technology Corporation | Methods of magnetic particle delivery for oil and gas wells |
| WO2012123338A1 (en) | 2011-03-11 | 2012-09-20 | Lenzing Plastics Gmbh | Bore hole fluid comprising dispersed synthetic polymeric fibers |
| US20120318510A1 (en) * | 2011-06-15 | 2012-12-20 | Schlumberger Technology Corporation | Methods of generating magnetic particles in a subterranean environment |
| US20130112409A1 (en) * | 2011-11-08 | 2013-05-09 | Solvay Specialty Polymers Usa, Llc | Proppant particulates and methods of using such particulates in subterranean applications |
| CA3005540C (en) | 2012-08-27 | 2020-03-31 | Halliburton Energy Services, Inc. | Constructed annular safety valve element package |
| US20150240609A1 (en) * | 2014-02-26 | 2015-08-27 | Baker Hughes Incorporated | Magnetic polymers for improving hydrocarbon recovery or drilling performance |
| US10450494B2 (en) | 2018-01-17 | 2019-10-22 | Bj Services, Llc | Cement slurries for well bores |
| US10711861B1 (en) * | 2019-03-19 | 2020-07-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Controllable oleo-pneumatic damper using magnetorheological fluid |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5296155A (en) | 1988-07-15 | 1994-03-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Stratified carrier electroviscous fluids and apparatus |
| EP0394049A1 (en) | 1989-04-20 | 1990-10-24 | Lord Corporation | Electrorheological fluids and preparation of particles useful therein |
| ATE157192T1 (de) * | 1992-04-14 | 1997-09-15 | Byelocorp Scient Inc | Magnetorheologische flüssigkeiten und herstellungsverfahrens |
| US5277281A (en) * | 1992-06-18 | 1994-01-11 | Lord Corporation | Magnetorheological fluid dampers |
| US5445760A (en) | 1994-04-14 | 1995-08-29 | The Lubrizol Corporation | Polysaccharide coated electrorheological particles |
| US5900184A (en) * | 1995-10-18 | 1999-05-04 | Lord Corporation | Method and magnetorheological fluid formulations for increasing the output of a magnetorheological fluid device |
| US5667715A (en) * | 1996-04-08 | 1997-09-16 | General Motors Corporation | Magnetorheological fluids |
| KR20010103463A (ko) * | 2000-05-10 | 2001-11-23 | 윤덕용 | 수분친화성 자성입자와 물/오일 에멀전을 이용한자기유변유체 및 그의 제조방법 |
| US20020171067A1 (en) * | 2001-05-04 | 2002-11-21 | Jolly Mark R. | Field responsive shear thickening fluid |
| US6638443B2 (en) * | 2001-09-21 | 2003-10-28 | Delphi Technologies, Inc. | Optimized synthetic base liquid for magnetorheological fluid formulations |
| US7087184B2 (en) * | 2002-11-06 | 2006-08-08 | Lord Corporation | MR fluid for increasing the output of a magnetorheological fluid device |
| US7007972B1 (en) * | 2003-03-10 | 2006-03-07 | Materials Modification, Inc. | Method and airbag inflation apparatus employing magnetic fluid |
| US20060249705A1 (en) * | 2003-04-08 | 2006-11-09 | Xingwu Wang | Novel composition |
| ITTO20030410A1 (it) | 2003-06-03 | 2004-12-04 | Fiat Ricerche | Composizione fluida magnetoreologica |
| DE102004041650B4 (de) * | 2004-08-27 | 2006-10-19 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Magnetorheologische Materialien mit hohem Schaltfaktor und deren Verwendung |
| EP1632962A1 (en) | 2004-09-07 | 2006-03-08 | C.R.F. Società Consortile per Azioni | Ferromagnetic particles for magnetorheological or electrorheological fluids, magnetorheological or electrorheological fluid including these particles, and manufacturing methods |
| DE102005034925B4 (de) * | 2005-07-26 | 2008-02-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Magnetorheologische Elastomerkomposite sowie deren Verwendung |
-
2008
- 2008-04-30 US US12/112,003 patent/US8506837B2/en active Active
-
2009
- 2009-02-23 BR BRPI0902904-4A patent/BRPI0902904A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2009-02-23 WO PCT/US2009/034844 patent/WO2009105745A1/en active Application Filing
- 2009-02-23 MX MX2009011398A patent/MX2009011398A/es not_active Application Discontinuation
- 2009-02-23 GB GB0918548.9A patent/GB2469888B/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-02-23 RU RU2009139914/04A patent/RU2439139C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-10-27 NO NO20093225A patent/NO20093225L/no not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2536831C1 (ru) * | 2013-07-16 | 2014-12-27 | Владимир Александрович Соломин | Силовой трансформатор |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20090211751A1 (en) | 2009-08-27 |
| GB0918548D0 (en) | 2009-12-09 |
| BRPI0902904A2 (pt) | 2015-06-23 |
| WO2009105745A1 (en) | 2009-08-27 |
| GB2469888B (en) | 2012-08-22 |
| NO20093225L (no) | 2010-01-15 |
| RU2009139914A (ru) | 2011-05-10 |
| MX2009011398A (es) | 2009-12-18 |
| US8506837B2 (en) | 2013-08-13 |
| GB2469888A (en) | 2010-11-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2439139C2 (ru) | Чувствительные к полю текучие среды | |
| Achang et al. | A review of past, present, and future technologies for permanent plugging and abandonment of wellbores and restoration of subsurface geologic barriers | |
| Pu et al. | Application of coalbed methane water to oil recovery by low salinity waterflooding | |
| Beharie et al. | Resin: An alternative barrier solution material | |
| Yu et al. | Study of adsorption and transportation behavior of nanoparticles in three different porous media | |
| EP2806007B1 (en) | Methods for maintaining zonal isolation in a subterranean well | |
| Nasvi et al. | Sub-and super-critical carbon dioxide permeability of wellbore materials under geological sequestration conditions: An experimental study | |
| Kimanzi et al. | Experimental Evaluation of Geopolymer, Nano-Modified, and Neat Class H Cement by Using Diametrically Compressive Tests | |
| Khalifeh et al. | Bond strength between different casing materials and cement | |
| Christensen et al. | Waterflood oil recovery from mixed-wet limestone: dependence upon the contact angle | |
| Jimenez et al. | Innovation of annular sealants during the past decades and their direct relationship with on/offshore wellbore economics | |
| Kamenskih et al. | Research and development of the lightweight corrosion-resistant cement blend for well cementing in complex geological conditions | |
| Al-Yami et al. | An innovative cement formula to prevent gas migration problems in HT/HP wells | |
| Abbasi et al. | Experimental investigation of clay minerals' effects on the permeability reduction in water injection process in the oil fields | |
| Genedy et al. | Nanomodified methyl methacrylate polymer for sealing of microscale defects in wellbore systems | |
| Al-Yami et al. | Evaluation and optimization of low-density cement: laboratory studies and field application | |
| Fadl et al. | Delaminated iron ore (hematite-barite) as alternative weighting agent to barite in petroleum drilling fluids engineering operations and mechanism study | |
| Ali et al. | Application of Resin-Cement Blend to Prevent Pressure Build-Up in Casing to Casing Annulus CCA: A Novel Approach to Improve Well Integrity | |
| Bosma et al. | Improved experimental characterisation of cement/rubber zonal isolation materials | |
| Rae et al. | Lightweight cement formulations for deep water cementing: fact and fiction | |
| Kamali et al. | Materials for Well Integrity–Short-Term Mechanical Properties of Cement Systems | |
| Tabatabaei et al. | Limiting deteriorative impacts of oil-based mud residuals on cement bonding | |
| Rios et al. | Plug and Abandonment Materials-Technology Landscape | |
| Richhariya et al. | Synthesis of ultralight cement using solid waste fly ash cenosphere for low-fracture gradient formation with reduced shrinkage | |
| Yan et al. | Flow properties of fresh mud (drilling fluid) used in horizontal directional drilling |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140224 |