MX2014012879A - Elemento de herramienta para fondos de pozos para recuperacion de recursos de hidrocarburos. - Google Patents

Abstract

Un elemento de la herramienta para fondos de pozos para la recuperación de recursos de hidrocarburos; el elemento comprende un cuerpo moldeado de una resina de ácido poliglicólico mezclada con un material de refuerzo inorgánico u orgánico de fibra corta y tiene características de velocidad de reducción del grosor cuando se conserva en agua a 120°C, que incluyen: una velocidad de reducción del grosor inicial (como un promedio para un período de mantenimiento durante 4 horas) que es a lo máximo 0.8 veces la de un cuerpo moldeado de la resina de ácido poliglicólico sola, y tiene una velocidad de reducción del grosor final (después de que el grosor se reduce hasta 50 % o menos de un grosor inicial) que es mayor que 1.5 veces la velocidad de reducción del grosor inicial. Como resultado, es posible proporcionar un elemento de la herramienta para fondos de pozos, que es una herramienta temporal para la formación o reparación de fondos de pozos para la recuperación de recursos de hidrocarburos que incluyen petróleo y gas, o una parte de la herramienta, lo que permite un diseño más preciso de las características de colapso de esta.

Description

ELEMENTO DE LA HERRAMIENTA PARA FONDOS DE POZOS PARA LA RECUPERACION DE RECURSOS DE HIDROCARBUROS CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con un elemento que forma una herramienta per se o un componente de esta para la formación o reparación de fondos de pozos para la recuperación de recursos de hidrocarburos que incluyen petróleo y gas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Los fondos de pozos (pozos subterráneos de perforación) se preparan para la recuperación de recursos de hidrocarburos que incluyen petróleo y gas (que a partir de ahora se denominan, algunas veces, de manera representativa "petróleo") del subsuelo, y se usa herramientas para la formación o reparación de los fondos de pozos, tales como tapones de fragmentación (tapones desintegrables) , tapones de retención, retenedores de cemento, pistolas perforadoras, selladores de bola, tapones de sellado y obturadores (que a partir de ahora se mencionan, inclusivamente, como "herramientas para fondos de pozos") y, después, se desintegran o se deja que caigan al suelo sin recuperarlas como en muchos casos. (Los ejemplos de tales herramientas de fondo de pozo y las maneras para el uso de estas se ilustran, por ejemplo, en los documentos de patentes 1-5) . Por lo tanto, acerca de la herramienta para tal uso temporal, se ha recomendado formar toda o un componente de esta que constituye una parte de unión que Ref . :251997 permite el colapso (es decir, el elemento de la herramienta para fondos de pozos) con un polímero degradable . Los ejemplos de tal polímero degradable pueden incluir: polisacárido, tal como almidón o dextrina; polímeros de albúmina animal, tales como quitina y quitosana; poliésteres alif ticos tales como ácido poliláctico (PLA, típicamente ácido poli L- láctico (PLLA) ) , ácido poliglicólico (PGA) , ácido polibutírico, y ácido polivalérico; y además, ácidos poliamino, óxido de polietileno, etc. (documentos de patente 1 y 2) . Sin embargo, la tecnología para diseñar la resistencia mecánica y el tiempo para el colapso de tal elemento de la herramienta para fondos de pozos con el uso de tal polímero degradable no se ha desarrollado, satisfactoriamente. Esto se debe a que fue difícil evaluar con precisión el comportamiento de degradación del polímero degradable.

Documentos de la técnica anterior Documentos de patente [Documento de patente 1] US2005 / 0205266A, [Documento de patente 2] US2005 / 0205265A, [Documento de patente 3] US2009 / 0101334A, [Documento de patente 4] US7621336B, [Documento de patente 5] US7762342B.

SUMARIO DE LA INVENCION Problema a resolver por la presente invención En vista del estado convencional de la materia que se mencionó anteriormente, un objetivo principal de la presente invención consiste en proporcionar un elemento de la herramienta para fondos de pozos que permite un diseño más preciso de las características de degradación por medio de la selección y conformación adecuadas de una composición de polímero degradable .

Medios para resolver los problemas El elemento de la herramienta para fondos de pozos para la recuperación de recursos de hidrocarburos de la presente invención el elemento comprende un cuerpo moldeado de una resina de ácido poliglicólico mezclada con un material de refuerzo inorgánico u orgánico de fibra corta y tiene características de velocidad de reducción del grosor cuando se conserva en agua a 120°C, que incluyen: una velocidad de reducción del grosor inicial (como un promedio para un período de mantenimiento durante 4 horas) que es a lo máximo 0.8 veces la de un cuerpo moldeado de la resina de ácido poliglicólico sola, y tiene una velocidad de reducción del grosor final (después de que el grosor se reduce hasta 50% o menos de un grosor inicial) que es mayor que 1.5 veces la velocidad de reducción del grosor inicial.

Se realizará una breve descripción acerca de una historia mediante la cual el presente inventor ha estudiado con el objetivo mencionado anteriormente para llegar hasta la presente invención. Como resultado del estudio de los presentes inventores, las resinas de poliéster alifático muestran, generalmente, una degradabilidad en agua que es, generalmente, adecuada para formar los elementos de herramientas para fondos de pozos entre las cuales; sin embargo, el ácido poliglicólico (PGA) muestra una característica peculiar de degradación en agua que difiere, notablemente, de las de otras resinas de poliéster alifático tal como se muestra en la Figura 1 (datos de reducción del grosor en agua a 149°C) en comparación con ácido poliláctico (PLLA) como un ejemplo representativo de las resinas de poliéster alifático. Más específicamente, muestra una característica de velocidad de reducción del grosor constante (en otras palabras, una velocidad de reducción del grosor lineal) con tiempo en agua. Por lo tanto, si un grosor efectivo que contribuye a las características requeridas tales como la resistencia a mantener y el rendimiento de taponado o sellado de un elemento de la herramienta para fondos de pozos, se fija, adecuadamente, según el tiempo máximo para colapsar del componente en cuestión, es posible diseñar la resistencia y el tiempo de retención del elemento de la herramienta para fondos de pozos. En base a este hallazgo, los presentes inventores ya han propuesto un elemento de la herramienta para fondos de pozos para la recuperación de recursos de hidrocarburos; el elemento comprende un cuerpo moldeado de una resina de ácido poliglicólico que tiene un peso molecular promedio ponderado de por lo menos 70,000, que tiene un grosor efectivo que es 1/2 o más de un grosor crítico de la descomposición de la superficie y muestra una velocidad de reducción del grosor en agua que es constante con respecto al tiempo. (patente núm. WO2013/183363A) . Sin embargo, los elementos de herramientas para fondos de pozos pueden usarse de diversas maneras según las características de colapso requeridas; por lo tanto, pueden, además, variar y si bien la característica de reducción del grosor lineal de la resina de ácido poliglicólico que se mencionó anteriormente es muy útil para el diseño del tiempo de colapso, se puede preferir reducir la velocidad de desintegración en algunos casos. Particularmente, para usar como un elemento de envasado o sellado, se prefiere, en muchos casos, que el elemento de la herramienta para fondos de pozos muestre una deformabilidad suprimida durante horas de trabajo limitadas y colapse, rápidamente, después del funcionamiento. Como resultado del estudio adicional de los presentes inventores, se ha descubierto, además, que un cuerpo moldeado formado de una resina de ácido poliglicólico mezclada con un material de refuerzo inorgánico u orgánico de fibra corta muestra no solo una resistencia simplemente mejorada, sino, además, características de degradación deseables, de manera que la velocidad de reducción del grosor en agua se suprime, inicialmente , de manera notable, pero la velocidad de reducción del grosor final después de que el grosor se ha reducido por encima de cierto grado se vuelve muy rápida y de manera que el período de supresión de la velocidad de reducción del grosor inicial puede controlarse por medio de la relación de aspecto (es decir, la relación de distancia y diámetro (L/D, por sus siglas en inglés) ) del material de refuerzo de fibra corta a mezclar. El elemento de la herramienta para fondos de pozos para la recuperación de recursos de hidrocarburos de la presente invención se ha obtenido en base a tales descubrimientos .

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una gráfica que muestra el cambio del grosor con el tiempo durante la prueba de descomposición en agua a 149°C de un cuerpo moldeado de PGA y un cuerpo moldeado de PLLA en una comparación.

La Figura 2 es una gráfica que muestra el cambio del grosor con el tiempo durante la prueba de descomposición en agua a 120°C de piezas moldeadas de PGA solo (Ejemplo comparativo 1) y de PGA incorporado con fibra de vidrio (Ejemplo 1) .

La Figura 3 es una gráfica que muestra el cambio del grosor con el tiempo durante la prueba de descomposición en agua a 80°C de piezas moldeadas de PGA solo y de PGA incorporado con fibra de vidrio.

La Figura 4 es una gráfica que muestra el cambio del grosor con el tiempo durante la prueba de descomposición en agua a 60 °C de piezas moldeadas de PGA solo y de PGA incorporado con fibra de vidrio.

La Figura 5 es una gráfica que muestra un cambio en el período de supresión de la velocidad de reducción del grosor inicial a 120 °C durante la inmersión en agua de cuerpo moldeado incorporado en fibra de vidrio según una diferencia en la relación de aspecto (L/D) de las fibras de vidrio.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION De aquí en adelante, la presente invención se describirá, detalladamente, con referencia a las modalidades preferidas de esta.

(Resina de ácido poliglicólico) El elemento de la herramienta para fondos de pozos de la presente invención comprende un cuerpo moldeado de una resina de ácido poliglicólico mezclada con un material de refuerzo inorgánico u orgánico de fibra corta. Particularmente, se usa, preferentemente, una resina de ácido poliglicólico dado que tiene resistencias iniciales excelentes como lo representa su resistencia de compresión, la cual se encuentra en los niveles más elevados entre las resinas termoplásticas y, además, un gran efecto de supresión de la velocidad de reducción del grosor en agua al incorporar un material de refuerzo de fibras cortas. La resina de ácido poliglicólico usado en la presente invención puede incluir homopolímero de ácido glicólico (particularmente, ácido poliglicólico (PGA) ) que consiste en únicamente una unidad de ácido glicólico (-OCH2-CO-) como una unidad recurrente y, además, un copolímero de ácido glicólico que incluye otras unidades de monómeros (comonómeros) , tales como unidades de ácido carboxílico hidroxilo, preferentemente, unidades de ácido láctico, en una proporción de a lo máximo 50% en peso, preferentemente, a lo máximo 30% en peso, con mayor preferencia, a lo máximo 10% en peso. La velocidad de hidrólisis, cristalinidad, etc., de la resina de ácido poliglicólico puede modificarse en alguna magnitud mediante la conversión de esta en un copolímero que incluye otra unidad de monómero.

Se usa resina de ácido poliglicólico que tiene un peso molecular promedio ponderado (Mw) de por lo menos 70,000, preferentemente, 70,000-500,000. Si el peso molecular promedio ponderado es menor que 70,000, esto afecta las características de resistencia inicial requeridas de un elemento de la herramienta. Por otra parte, si el peso molecular promedio ponderado excede 500,000, la resina de ácido poliglicólico es susceptible de tener características de procesamiento y moldeo inferiores no deseables.

Con el fin de obtener la resina de ácido poliglicólico con dicho peso molecular grande, en lugar de la polimerización de ácido glicólico, se prefiere adoptar un proceso de someter la glicólida que es un dímero de ácido glicólico a polimerización de apertura de anillo en presencia de una pequeña cantidad de catalizador (catalizador catiónico, tal como carboxilato de órgano-estaño, haluro de estaño, o haluro de antimonio) y sustancialmente en ausencia de un disolvente (principalmente, bajo condiciones de polimerización masiva) bajo calentamiento a temperaturas de aproximadamente 120-250°C. En consecuencia, en caso de formar un copolímero, se prefiere usar como un comonómero una o más especies de láctidos, representado por lactida que es un dímero de ácido láctico, y lactonas (p. ej . , caprolac ona, beta-propiolactona, beta-butiro- lactona) .

Incidentalmente, el punto de fusión (Tm) de la resina de ácido poliglicólico es, generalmente, 200°C o superior. Por ejemplo, el ácido poliglicólico tiene un punto de fusión de aproximadamente 220°C, una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 38 °C, y una temperatura de cristalización de aproximadamente 90°C. Sin embargo, el punto de fusión de la resina de ácido poliglicólico puede variar en alguna magnitud en dependencia del peso molecular de esta, especies de comonómeros, etc .

Si bien el elemento de la herramienta para fondos de pozos de la presente invención incluye una resina matriz que se compone, usualmente, de la resina de ácido poliglicólico sola, es posible, además, usar una mezcla con otra resina termoplástica, tal como otro poliéster alifático, un poliéster aromático o un elastómero, con el propósito de controlar la degradabilidad, etc. Sin embargo, la cantidad de mezclado de esta debe suprimirse en cierta cantidad que no obstruya la presencia de la resina de ácido poliglicólico como la resina matriz, por ejemplo, menos de 30% en peso, preferentemente, menos de 20% en peso, con mayor preferencia, menos de 10% en peso, de la resina de ácido poliglicólico .

(Material de refuerzo de fibra corta) El elemento de la herramienta para fondos de pozos de la presente invención se obtiene por el moldeado de la resina de poliéster alifático que se ha mezclado con un material de refuerzo de fibra corta. El material de refuerzo de fibra corta puede comprender un material de refuerzo de fibra inorgánica u orgánica, tal como fibra de vidrio, fibra de carbono, fibra de boro, fibra de aramida, fibra de polímero de cristal líquido y fibra celulósica (por ejemplo, fibra Kenaf) . Entre estos materiales de refuerzo de fibra, se prefiere usar uno que tiene un diámetro (D) de eje más corto de 0.1-1000 µp?, con mayor preferencia, 1-100 µp?, particularmente, preferentemente, 5-20 µa?, y una relación de aspecto (L/D) de 2-1000, con mayor preferencia, 3-300, particularmente, preferentemente, 3-150 y que, usualmente, se denomina fibra molida o fibra picada. Un diámetro (D) inferior menor que 0.1 µp? es propenso a no lograr proporcionar una resistencia suficiente para retrasar el colapso y un diámetro de eje más corto que excede 1000 µt? es propenso a producir un comportamiento de colapso no uniforme del cuerpo moldeado. Una relación de aspecto (L/D) menor que 2 no logra proporcionar el efecto de retraso del colapso, y si es mayor que 1000, se dificulta dispersar, uniformemente, el material de refuerzo de fibra corta mediante amasado en estado fundido.

De conformidad con el conocimiento de los presentes inventores, se ha observado una tendencia de que una relación de aspecto (L/D) mayor produce un período de supresión inicial incrementado de la velocidad de reducción del grosor (como se muestra en los Ejemplos 1-3 y en la Figura 5 que se describen, posteriormente) , con lo cual es posible controlar, es decir, incrementar o reducir, el período de supresión inicial de la velocidad de reducción del grosor, en cierta medida.

El efecto de supresión de la velocidad de reducción del grosor de un cuerpo moldeado de resina de ácido poliglicólico mediante la incorporación de un material de refuerzo de fibra corta puede lograrse al mezclar un material de refuerzo de fibra corta tal como está con la resina de ácido poliglicólico. Con el propósito de mejorar la manejabilidad del material de refuerzo y el propósito de elevar la resistencia mecánica del elemento resultante de la herramienta para fondos de pozos, por ejemplo, se prefiere, además, usar el material de refuerzo de fibra después de engomar o aglomerar con una o más especies de agentes de engomado (o aglomerado) seleccionados de, por ejemplo, resinas epoxi, resinas de uretano, resinas de acrilato, agentes de acoplamiento de silano y resinas de acetato de vinilo. (El engomado del material de refuerzo de fibra corta antes de incorporarlo en la resina de ácido poliglicólico es efectivo para mejorar la dispersabilidad del material de refuerzo de fibra para mejorar las propiedades del cuerpo moldeado de resina de ácido poliglicólico. Se ha confirmado por observación microscópica que las fibras de refuerzo se dispersan, sustancialmente , como fibras individuales en el cuerpo moldeado resultante de resina de ácido poliglicólico, en muchos casos. Por lo tanto, se usa el diámetro de un material de fibras individuales como el diámetro (D) más corto para calcular la relación de aspecto (L/D) que afecta el efecto de mezclado del material de refuerzo de fibra corta, incluso en el caso en donde el material de refuerzo de fibra se agrega después del engomado.) Entre los agentes de engomado, se prefiere, especialmente, usar un agente de engomado de resina epoxi solo o una mezcla de este con otro agente de engomado desde los puntos de vista del efecto de refuerzo y el efecto de retención del peso molecular de la resina matriz de ácido poliglicólico . Los ejemplos de las combinaciones particularmente preferidas pueden incluir una combinación de fibra de vidrio y un agente de engomado de resina epoxi, y una combinación de fibra de carbono y un agente de engomado de resina epoxi. Cuando se usa, el agente de engomado puede usarse, preferentemente, de 0.1 a 10.0% en peso, con mayor preferencia, de 0.3 a 5.0% en peso del material de refuerzo de fibra corta engomado en su totalidad.

El material de refuerzo de fibra corta puede incorporarse, preferentemente, a razón de 1 - 50 partes en peso, con mayor preferencia, 5 - 45 partes en peso, particularmente, preferentemente, 10 - 40 partes en peso por 100 partes en peso de resina de ácido poliglicólico. Menos de 1 parte en peso no logra desarrollar una resistencia suficiente para retrasar el colapso, y con un exceso de 50 partes en peso, la dispersión uniforme mediante amasado en estado fundido del material de refuerzo de fibra corta es propenso a dificultarse. Si la cantidad de incorporación del material de refuerzo de fibra corta se incrementa dentro del intervalo mencionado anteriormente, se observa una tendencia a que el período de supresión inicial de la velocidad de reducción del grosor se incremente, de manera que en combinación con la relación de aspecto mencionada anteriormente, se posibilita controlar, es decir, incrementar o reducir el período de supresión inicial de la velocidad de reducción del grosor.

Más específicamente, al controlar la composición de resina matriz que comprende, principalmente, la resina de ácido poliglicólico, y el eje más corto, la relación de aspecto y la cantidad incorporada del material de refuerzo de fibra corta a incorporar, etc., causa que el elemento de la herramienta para fondos de pozos de la presente invención, cuando se conserva en agua a 120°C, tenga características de reducción del grosor, que incluyen una velocidad de reducción del grosor inicial que es a lo máximo 0.8 veces, preferentemente, a lo máximo 0.5 veces, particularmente, preferentemente, 0.3 o menos veces la velocidad de reducción del grosor inicial del cuerpo moldeado de resina de ácido poliglicólico sola; una velocidad de reducción del grosor final que es mayor que 1.5 veces, preferentemente, por lo menos 4.0 veces, particularmente, preferentemente, 8.0 o más veces la velocidad de reducción del grosor inicial; y un período de supresión inicial de la velocidad de reducción del grosor de, preferentemente, por lo menos 1.0 hora, con mayor preferencia, por lo menos 3 horas, con mayor preferencia, 5 o más horas. Sin embargo, los valores de las características mencionados anteriormente son valores obtenidos bajo las condiciones de inmersión de 120°C en agua como una base y pueden cambiar, notablemente, con cambios en las condiciones ambientales de funcionamiento actuales como las representan una condición de temperatura diferente.

Para la resina de ácido poliglicólico, además del material de refuerzo de fibra corta, es posible, además, agregar diversos aditivos, tales como estabilizador térmico, estabilizador ligero, plastificante , desecante, agente impermeabilizante, agente hidrófugo y lubricante, como sea necesario, dentro de una magnitud que no perjudique el objetivo de la presente invención.

La resina de ácido poliglicólico mezclada con el material de refuerzo inorgánico u orgánico de fibra corta mencionado anteriormente (y otros componentes opcionales) que se obtiene de la manera descrita anteriormente puede formarse, preferentemente, por un método de termoformación convencional, tal como moldeo por inyección, extrusión en estado fundido, extrusión por solidificación, moldeo por compresión y moldeo centrífugo, o si es necesario, adicionalmente , por corte, hasta una forma de un elemento o artículo que constituye todo o un componente de diversas herramientas para fondos de pozos, tales como tapones de fragmentación, tapones de retención, retenedores de cemento, pistolas perforadoras, selladores de bola, tapones de sellado y obturadores, como se ejemplifica en los documentos de patentes mencionados anteriormente 1 - 5.

(Grosor efectivo) El grosor efectivo del cuerpo moldeado de una resina de poliéster alifático mezclada con un material de refuerzo inorgánico u orgánico de fibra corta y que forma un elemento de la herramienta para fondos de pozos se define como un grosor de la reducción que se deja que se pierda para cuando las características requeridas (por ejemplo, una fuerza de unión para un elemento conector y una función de taponado o sellado para un tapón o un sellador) del elemento de la herramienta para fondos de pozos . Cuando únicamente una superficie principal del elemento de la herramienta se expone a un medio acuoso que forma el ambiente de funcionamiento (por e emplo, cuando la otra superficie de las dos superficies principales se une a un componente no degradable o un caso de un elemento esférico, etc.), el grosor efectivo y la velocidad de reducción del grosor pueden determinarse en base al grosor (o radio) desde una superficie. El grosor efectivo de un cuerpo moldeado que forma el elemento de la herramienta puede seleccionarse, generalmente, del intervalo de 1 a 1000 mm, especialmente, de 2 a 500 mm, aunque puede variar notablemente según la forma o la forma de uso del elemento de la herramienta.

El elemento de la herramienta para fondos de pozos de la presente invención se forma en un grosor efectivo diseñado para degradarse, espontáneamente, después de usarse en un medio ambiental acuoso a una temperatura prescrita de, por ejemplo, 20 - 180°C, para operaciones, tales como formación, reparación y expansión de fondos de pozos. Además, es posible; sin embargo, acelerar el colapso de este después del uso, como se desee, mediante la elevación de la temperatura ambiental, por ejemplo, por inyección de vapor de agua caliente.

Ejemplos De aquí en adelante, la presente invención se describirá, más específicamente, en base a los Ejemplos y Ejemplos comparativos. Los valores característicos descritos en esta descripción que incluyen los Ejemplos descritos más tarde se basan en valores medidos de acuerdo con los siguientes métodos . ¿Peso molecular promedio ponderado (Mw) > Para la medición de los pesos moleculares promedio ponderados (Mw) del ácido poliglicólico (PGA) y ácido poliláctico (PLA) , cada muestra de 10 mg se disolvió en hexafluoroisopropanol (HFIP) que contenía trifluoroacetato de sodio disuelto a una concentración de 5 mM para formar una solución en 10 mi, que se filtró después a través de un filtro de membrana para obtener una solución de muestra. La solución de muestra en 10 pL se inyectó en el aparato de cromatografía de permeación en gel (GPC) para determinar el peso molecular en las siguientes condiciones. Incidentalmente , la solución de muestra se inyectó en el aparato de GPC dentro de los 30 minutos después de la disolución. <Condiciones GPC> Aparato: Shimadzu LC-9A, Columna: HFIP-806M x2 (conexión en serie) + Pre-columna HFIP-LG xl Temperatura de la columna: 40°C, Líquido de elución: Una solución de HFIP que contiene 5 mM de trifluoroacetato de sodio disuelto en esta Régimen de flujo: 1 ml/min.

Detector: Medidor del índice de refracción diferencial Calibración del peso molecular: Se preparó una curva de calibración mediante el uso de cinco muestras de peso molecular estándar de metacrilato de polimetilo que tienen diferentes pesos moleculares (preparadas por POLYMER LABORATORIES Ltd.) y se usaron para determinar los pesos moleculares . <Diámetro (D) de eje más corto y relación de aspecto (L/D) del material de refuerzo de fibra corta> Para determinar una relación de aspecto (L/D) de la fibra de vidrio o fibra de carbono que es propensa a cortarse durante la composición en comprimidos que se usa en los Ejemplos, etc. que se describen posteriormente, los comprimidos producidos por composición se sometieron a cenizado a 700°C para eliminar únicamente la resina de los comprimidos para recuperar, únicamente, la fibra. Se capturó cien vistas de fotografías con microscopio electrónico de la fibra obtenida, y se obtuvo valores numéricos promedio del diámetro de eje más corto y de la longitud de la fibra. La longitud (L) promedio obtenida se dividió por el diámetro (D) de eje más corto promedio para obtener una relación de aspecto (L/D) de la fibra en un fragmento moldeado. Con respecto al diámetro de eje más corto (D) y la relación de aspecto (L/D) de otras fibras cortas (una fibra molida y una fibra de aramida) que no se cortan, fácilmente, durante la composición, los valores nominales antes de usar especificados por los fabricantes se usaron tal como estaban. <Medición del grosor de la reducción> <Preparación de piezas moldeadas> Las piezas moldeadas para determinar la velocidad de reducción del grosor por inmersión en agua se prepararon de la siguiente manera a partir de muestras comprimidas de resina (composiciones) de los ejemplos y ejemplos comparativos descritos posteriormente.

Primero, se produjo una lámina de resina de 5 mm de grosor mediante moldeado por prensa de las muestras comprimidas con el uso de un marco de moldeado de acero inoxidable de 5 cm cuadrados de fondo y 5 mm de profundidad. Las condiciones de compresión incluyeron una temperatura de 260 °C, precalentamiento por 4 minutos, compresión a 5 MPa por 2 minutos, y después de la compresión, la hoja se enfrió por placas enfriadas con agua. Posteriormente, varias hojas producidas se apilaron y se sometieron a moldeo por compresión, para formar una pieza moldeada de un grosor predeterminado (12 mm o 23 mm) . Las condiciones de compresión incluyeron una temperatura de 260°C, precalentamiento por 7 minutos, compresión a 5 MPa por 3 minutos, y después de la compresión, la hoja se enfrió por placas enfriadas con agua. Las piezas moldeadas asi producidas se cristalizaron por tratamiento térmico en un horno a 120°C por 1 hora, y después se usaron para la prueba.

(Prueba de descomposición en agua) Una de las piezas de resina moldeadas de las obtenidas como se describió, anteriormente, se puso en un autoclave de 1 litro, que se llenó después con agua desionizada, para efectuar una prueba de inmersión por un tiempo prescrito a una temperatura prescrita. Después, la pieza moldeada posterior a la inmersión se sacó y se cortó para exponer una sección de esta, seguido de reposo durante la noche en una habitación seca para proporcionar una pieza seca. Se determinó el grosor de la parte central (porción dura) de esta, y en base a una diferencia del grosor inicial, se calculó un grosor reducido. Con el tiempo, se obtuvo cambios en el grosor de la reducción en base a los valores del grosor de la reducción determinados en diversos períodos de inmersión a una temperatura establecida con el uso de numerosas piezas moldeadas. Por ejemplo, los comprimidos de compuesto de PGA/GF (fibra de vidrio) (= 70/30) del Ejemplo 1 y los comprimidos de PGA sola del Ejemplo comparativo 1, que se describen, posteriormente, se usaron para producir piezas moldeadas de la manera descrita anteriormente, y se determinó cambios en el grosor de la reducción con el tiempo en la prueba de descomposición en agua (120°C, 80°C y 60°C) y se muestran, respectivamente, en las Figuras 2 - 4. <Velocidad de reducción del grosor inicial> Con referencia a la Figura 2 que muestra los resultados de una prueba de descomposición en agua a 120°C, por ejemplo, en comparación con la velocidad de reducción del grosor inicial (promedio de 4 horas iniciales) (= 0.36 mm/h, según un lado) de las piezas moldeadas de PGA sola que se representan con círculos negros, la velocidad de reducción del grosor inicial ( =0.04 mm/h) del fragmento moldeado de compuesto de PGA/GF que se representa con círculos blancos aumenta aproximadamente 0.11 veces, de manera que se observa una supresión notable de la velocidad de reducción del grosor inicial al incorporar fibra de vidrio (GF) . <Velocidad de reducción del grosor final> Nuevamente con referencia a la Figura 2, la pieza de prueba hasta después de aproximadamente 36 horas de inmersión en agua se encontraba en un estado sólido, lo que permitió determinar el grosor, y la linealidad de la velocidad de reducción del grosor fue, además, buena, de manera que se considera que el período de supresión inicial de la velocidad de reducción del grosor continuó hasta este momento. Por lo tanto, se puede asumir que una velocidad de reducción del grosor final (según un lado) es por lo menos un valor obtenido al dividir una mitad del grosor residual t en ese momento con un tiempo transcurrido (= X - 36 =Y = 12 h) desde este momento hasta un momento X (=aproximadamente 48 horas) cuando no se observó el residuo de la pieza sólida, por ejemplo, (t/Y) = 11/2/12 =0.46 mm/h o más. Por lo tanto, la relación de velocidad de reducción del grosor final/velocidad de reducción del grosor inicial puede calcularse a 0.46/0.04 = 11.5 > 1.5, para cumplir con el requisito de la presente invención.

De aquí en adelante, se describe los ejemplos de preparación de diversos comprimidos para la prueba de descomposición en agua mencionada anteriormente.

Ejemplo 1 <Condiciones> de la composición El PGA solo (Mw (peso molecular promedio ponderado) = 200,000, producido por Kureha Corp.) y la fibra de vidrio (GF) unida con una mezcla de resina de uretano y resina epoxi ( "GL-HF" , producida por Owens Corning Co. ; diámetro de eje más corto: 10 µp? y longitud de la fibra: 3 mm) se suministraron en una relación de peso de 70/30 por medio de un alimentador en un extrusor de doble husillo ( "2D25S" , fabricado por Toyo Seiki Seisakusyo, Ltd. ) y se extrusaron por medio de un husillo con una estructura de trayectoria completa a una temperatura de extrusión de 250°C para preparar los comprimidos (diámetro: aproximadamente 3 mm, longitud: aproximadamente 3 mm) por medio de una peletizadora . Como resultado, se obtuvo comprimidos de compuesto que contienen fibra corta de GF con una relación de aspecto de 33. El peso molecular de los comprimidos de compuesto se calculó a 180,000.

Ejemplo 2 Los comprimidos se prepararon de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto por el cambio de la estructura de husillo del extrusor de doble husillo para aplicar una tensión de corte durante el amasado, seguido por extrusión. Se descubrió que los comprimidos contienen fibra de GF con una relación de aspecto de 18.

Ejemplo 3 Los comprimidos se prepararon de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto por el uso de fibra de vidrio molida ("EFH50-31", por medio de Central Glass CO., Ltd.; diámetro de eje más corto: 11 µp? y longitud de la fibra: 50 µp?) como la fibra de vidrio (GF) . La relación de aspecto de la fibra corta de GF se calculó a 4 a partir de los valores nominales del fabricante. Ejemplo 4 Los comprimidos se prepararon de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto por el cambio de la relación de peso de PGA y la fibra de vidrio hasta 90/10.

Ejemplo 5 Los comprimidos se prepararon de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto por el uso de la fibra de vidrio molida que se usó en el Ejemplo 3 y el cambio de la relación de peso hasta 90/10.

Ejemplo 6 Los comprimidos se prepararon de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto por el uso de fibra de carbono ("CFEPU-HC" , fabricada por Nippon Polymer Sangyo K.K.; diámetro de eje más corto: 6 µp?, longitud: 3 mm) como el material de refuerzo. La relación de aspecto de la fibra de carbono fue de 32.

Ejemplo 7 Los comprimidos se prepararon de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto por el uso de fibra de aramida ( "TECNORA" , fabricada por Teijin Co.; diámetro de eje más corto: 12 µ?t?, longitud: 3 mm) como el material de refuerzo. La relación de aspecto se calculó a 250 a partir de los valores nominales del fabricante .

Ejemplo 8 El Ejemplo 1 se repitió, excepto por el cambio del material de refuerzo a fibra de vidrio (GF) unida con resina epoxi ( "03JAFT592S" , fabricada por Owens Corning Co . ; diámetro de eje más corto: 10 pm y longitud de la fibra: 3 mm) . Como resultado, se obtuvo comprimidos de compuesto que contienen fibra corta de GF con una relación de aspecto de 35. El peso molecular de los comprimidos de compuesto se calculó a 200,000.

Ejemplo 9 El Ejemplo 1 se repitió, excepto por el cambio del material de refuerzo a fibra de vidrio (GF) unida con resina de uretano ( "03JAFT692" , fabricada por Owens Corning Co.; diámetro de eje más corto: 10 µp\ y longitud de la fibra: 3 mm) . Como resultado, se obtuvo comprimidos de compuesto que contienen fibra corta de GF con una relación de aspecto de 32. El peso molecular de los comprimidos de compuesto se calculó a 170,000.

Ejemplo comparativo 1 Los comprimidos de PGA usados en el Ejemplo 1 se usaron tal como estaban, sin mezclar un material de refuerzo.

(Ejemplo comparativo 2) Los comprimidos se prepararon de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto por el cambio del material de refuerzo a talco y el cambio de la relación de peso hasta 50/50.

(Ejemplo comparativo 3) Los comprimidos se prepararon de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto por el cambio del material de refuerzo a arena de sílice y el cambio de la relación de peso hasta 50/50. (Ejemplo comparativo 4) Los comprimidos se prepararon de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto por el cambio del material matriz a ácido poliláctico cristalino (PLLA, "4032D", fabricado por Nature Works LLC; Mw = 260,000, punto de fusión: 170°C) .

(Ejemplo comparativo 5) Los comprimidos de PLLA usados en el Ejemplo comparativo 4 se usaron tal como estaban, sin mezclar el material de refuerzo. <Prueba de descomposición en agua> Los comprimidos obtenidos en los ejemplos y ejemplos comparativos descritos anteriormente se usaron en la prueba de descomposición en agua descrita anteriormente a 120°C de la manera descrita anteriormente para determinar la velocidad de reducción del grosor. Los resultados se muestran, colectivamente, en la Tabla 1 a continuación.

Tabla 1 * : ND significa "no determinado" .

Además, las piezas moldeadas de los comprimidos del Ejemplo 1 y del Ejemplo comparativo 1 se sometieron, además, a la prueba de descomposición en agua a 80 °C y 60°C, además de la prueba de descomposición en agua a 120 °C. Los datos resultantes del cambio del grosor con el tiempo se muestran, respectivamente, en las Figuras 2 - 4.

Además, el cambio del grosor con el tiempo por la prueba de descomposición en agua a 120°C se determinó de la misma manera con respecto a los comprimidos de los Ejemplos 2 y 3 que contienen las fibras de vidrio con relaciones de aspecto diferentes a las del Ejemplo 1. Los resultados se muestran en la Figura 5 junto con el resultado del Ejemplo 1. Se comprende que incluso los productos moldeados que contienen fibras de vidrio similares producen, notablemente, períodos iniciales diferentes para suprimir las velocidades de reducción del grosor debido a las relaciones de aspecto diferentes. Además, a partir de una comparación del Ejemplo comparativo 4 y el Ejemplo 1 en la Tabla 1, se observa que el efecto de supresión de la velocidad de reducción del grosor al incorporar la fibra de refuerzo que logra el elemento de la herramienta para fondos de pozos de la presente invención, esencialmente, no se logra en el Ejemplo comparativo 4 con el uso de la resina de PLLA en lugar de la resina de PGA como la resina matriz (base) .

Aplicabilidad industrial Como se describió anteriormente, de conformidad con la presente invención, se proporciona un elemento de la herramienta para fondos de pozos que es una herramienta para formar o reparar fondos de pozos para la recuperación de recursos de hidrocarburos que incluyen petróleo y gas, o una parte de la herramienta, que tiene la capacidad de suprimir el colapso en un período inicial y permitir un colapso rápido en un período final y es particularmente adecuada como un elemento de envasado o sellado.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (7)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un elemento de la herramienta para fondos de pozos para la recuperación de recursos de hidrocarburos, caracterizado porque comprende un cuerpo moldeado de una resina de ácido poliglicólico mezclada con un material de refuerzo inorgánico u orgánico de fibra corta y tiene características de velocidad de reducción del grosor cuando se conserva en agua a 120°C, que incluyen: una velocidad de reducción del grosor inicial (como un promedio para un período de mantenimiento durante 4 horas) que es a lo máximo 0.8 veces la de un cuerpo moldeado de la resina de ácido poliglicólico sola, y tiene una velocidad de reducción del grosor final (después de que el grosor se reduce hasta 50% o menos de un grosor inicial) que es mayor que 1.5 veces la velocidad de reducción del grosor inicial.

2. Un elemento de la herramienta para fondos de pozos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además la velocidad de reducción del grosor inicial es a lo máximo 0.3 veces la velocidad de reducción del grosor inicial del cuerpo moldeado de la resina de ácido glicólico sola y la velocidad de reducción del grosor final es por lo menos 8.0 veces la velocidad de reducción del grosor inicial.

3. Un elemento de la herramienta para fondos de pozos de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque además el material de refuerzo de fibra corta tiene un diámetro de ej e más corto (D) de 0.1-1000 µp? y una relación de aspecto (L/D) de 2-1000.

4. Un elemento de la herramienta para fondos de pozos de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque además el material de refuerzo de fibra corta comprende fibra de vidrio, fibra de carbono o fibra de aramida .

5. Un elemento de la herramienta para fondos de pozos de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 4 , caracterizado porque además el material de refuerzo de fibra corta se ha unido con un agente de engomado.

6. Un elemento de la herramienta para fondos de pozos de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque además el agente de engomado comprende una resina epoxi .

7. Un elemento de la herramienta para fondos de pozos de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque además el material de refuerzo de fibra corta comprende fibra de vidrio, fibra de carbono o fibra de aramida unida con un agente de engomado de resina epoxi.