NO20131317A1

NO20131317A1 - Sammensatt artikkel med funksjonell gradient

Info

Publication number: NO20131317A1
Application number: NO20131317A
Authority: NO
Inventors: Michael H Johnson; Zhiyue Xu
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2013-10-01
Publication date: 2013-10-15
Also published as: GB2506022B; CA2833981A1; AU2012249814B2; CA2833981C; CN103518032A; AU2012249814A1; AU2017200486A1; US9631138B2; CN103518032B; US20120276356A1; US20150065401A1; WO2012149007A3; WO2012149007A2; AU2017200486B2; GB2506022A; NO346719B1; US9080098B2; GB201318011D0

Abstract

Det beskrives en sammensatt borehullartikkel. Artikkelen er selektivt korroderbar I et borehullfluld. Artikkelen omfatter minst ett korroderbart kjerneelement som omfatter et første materiale som er korroderbart i et borehullfluld ved en første korrosjonshastighet. Artikkelen omfatter også minst ett ytre element som er anbrakt på kjerneelementet og omfatter et andre materiale som er korroderbart i borehullfluidet ved en andre korrosjonshastighet, der det korroderbare kjerneelementet har en sammensetnlngsgradlent eller en tetthetsgradient, eller en kombinasjon av dette, og der den første korrosjonshastigheten er vesentlig større enn den andre korrosjonshastigheten.

Description

SAMMENSATT ARTIKKEL MED FUNKSJONELL GRADIENT

KRYSSREFERANSE TIL RELATERTE PATENTSØKNADER

[0001] Denne søknaden krever fordelen av US patentsøknad nr. 13/096 413, inngitt 28. april 2011, som er inkorporert her i sin helhet ved referanse.

[0002] Denne søknaden inneholder emne relatert til emnet i sideløpende patentsøknad med Attorney Docket Number WBI4-51865-US inngitt samme dato som denne søknaden; som er overdratt til samme patenthaver som denne søknaden, Baker Hughes Incorporated i Houston, Texas, og inkorporert her i sin helhet ved referanse.

BAKGRUNN

[0003] Borehulloperasjoner med boring, komplettering og produksjon benytter ofte borehullkomponenter eller -verktøy som på grunn av sin funksjon bare trenger å ha begrenset levetid og må fjernes fra eller disponeres i borehullet for å gjenopprette den opprinnelige størrelsen på fluidveien som skal brukes, inkludert hydrokarbonproduksjon, CO2-sekvestrering osv. Disponering av komponenter eller verktøy er konvensjonelt blitt utført ved å frese eller bore komponenten eller verktøyet ut av borehullet, som generelt er tidskrevende og dyre operasjoner.

[0004] Det er blitt foreslått å fjerne komponenter eller verktøy ved å oppløse nedbrytelige polylaktiske polymerer ved hjelp av ulike borehullfluider. Disse polymerene har imidlertid generelt ikke den mekaniske styrken, bruddstyrken og andre mekaniske egenskaper som trengs for å utføre funksjonene til borehullkomponenter eller -verktøy over det operative temperaturområdet i borehullet, og derfor har anvendelsen av dem vært begrenset.

[0005] Det er blitt foreslått andre nedbrytelige materialer, inkludert visse nedbrytelige metallegeringer dannet fra visse reaktive metaller i en større del, så som aluminum, sammen med andre legeringsbestanddeler i en mindre del, så som gallium, indium, vismut, tinn og blandinger og kombinasjoner av dette, og uten å ekskludere visse sekundære legeringselementer, så som sink, kobber, sølv, kadmium, bly, og blandinger og kombinasjoner av dette. Disse materialene kan dannes ved å smelte pulver av bestanddelene og deretter størkne smeiten slik at den danner legeringen, eller ved hjelp av pulvermetallurgi ved å presse, kompaktere, sintre og liknende en pulverblanding av et reaktivt metall og andre legeringsbestanddeler i de nevnte mengdene. Disse materialene kan omfatte mange kombinasjoner som benytter tungmetaller, så som bly, kadmium og liknende som ikke er egnet for utslipp i miljøet i sammenheng med nedbrytingen av materialet. Dannelsen kan også involvere ulike smeltefenomener som fører til legeringsstrukturer som er diktert av faselikevekten og størkningsegenskapene til de respektive lengeringsbestanddelene, og som kanskje ikke fører til optimale eller ønskelige mikrostrukturer, mekaniske egenskaper eller oppløsingsegenskaper hos legeringene.

[0006] Derfor er det svært ønskelig å utvikle materialer som kan brukes til å danne borehullartikler, så som komponenter og verktøy, som har de mekaniske egenskapene som trengs for å utføre deres tiltenkte funksjon og deretter bli fjernet fra borehullet ved kontrollert oppløsning ved hjelp av borehullfluider.

SAMMENDRAG

[0007] I en eksemplarisk utførelsesform beskrives en sammensatt borehullartikkel. Artikkelen er selektivt korroderbar i et borehullfluid. Artikkelen omfatter minst ett korroderbart kjerneelement som omfatter et første materiale som er korroderbart i et borehullfluid ved en første korrosjonshastighet. Artikkelen omfatter også minst ett ytre element som er anbrakt på kjerneelementet og omfatter et andre materiale som er korroderbart i borehullfluidet ved en andre korrosjonshastighet, der det korroderbare kjerneelementet har en sammensetningsgradient eller en tetthetsgradient, eller en kombinasjon av dette, og der den første korrosjonshastigheten er vesentlig større enn den andre korrosjonshastigheten.

[0008] I en annen eksemplarisk utførelsesform beskrives en annen sammensatt borehullartikkel. Artikkelen er også selektivt korroderbar i et borehullfluid. Artikkelen omfatter minst ett kjerneelement som omfatter et første materiale som er korroderbart i et borehullfluid ved en første korrosjonshastighet. Artikkelen omfatter også minst ett ytre element som er anbrakt på kjerneelementet og omfatter et andre materiale som er korroderbart i borehullfluidet ved en andre korrosjonshastighet, der det korroderbare ytre elementet har en sammensetningsgradient eller en tetthetsgradient, eller en kombinasjon av dette, og der den andre korrosjonshastigheten er vesentlig større enn den første korrosj onshastigheten.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0009] Det henvises nå til tegningene, der like elementer har like henvisningstall i de ulike figurene:

[0010] Fig. 1 er et tverrsnittriss av en eksemplarisk utførelsesform av en borehullartikkel som her beskrevet;

[0011] Fig. 2 er et tverrsnittriss av seksjon 2 i fig. 1 som illustrerer en utførelsesform av en gradientdel som her beskrevet;

[0012] Fig. 3 er et tverrsnittriss av en annen utførelsesform av en gradientdel som her beskrevet;

[0013] Fig. 4 er et tverrsnittriss av en andre eksemplarisk utførelsesform av en borehullartikkel som her beskrevet;

[0014] Fig. 5 er et tverrsnittriss av en tredje eksemplarisk utførelsesform av en borehullartikkel som her beskrevet;

[0015] Fig. 6 er et tverrsnittriss av en fjerde eksemplarisk utførelsesform av en borehullartikkel som her beskrevet;

[0016] Fig. 7 er et tverrsnittriss av en femte eksemplarisk utførelsesform av en borehullartikkel som her beskrevet;

[0017] Fig. 8 er et tverrsnittriss av en sjette eksemplarisk utførelsesform av en borehullartikkel som her beskrevet;

[0018] Fig. 9 er et tverrsnittriss av en sjuende eksemplarisk utførelsesform av en borehullartikkel som her beskrevet;

[0019] Fig. 10 er et tverrsnittriss av en åttende eksemplarisk utførelsesform av en borehullartikkel som her beskrevet;

[0020] Fig. 11 er et tverrsnittriss av en niende eksemplarisk utførelsesform av en borehullartikkel som her beskrevet;

[0021] Fig. 12 er et tverrsnittriss av en tiende eksemplarisk utførelsesform av en borehullartikkel som her beskrevet;

[0022] Fig. 13 er et flytskjema over en framgangsmåte for å lage en borehullartikkel som her beskrevet;

[0023] Fig. 14 er et flytskjema over en andre framgangsmåte for å lage en borehullartikkel som her beskrevet;

[0024] Fig. 15 er et flytskjema over en framgangsmåte for å bruke en borehullartikkel som her beskrevet;

[0025] Fig. 16 er et tverrsnittriss av et belagt metallisk pulver brukt til å lage et sammensatt nanomatrisepulverkompakt som her beskrevet;

[0026] Fig. 17 er et tverrsnittriss av et sammensatt nanomatrisepulverkompakt som her beskrevet; og

[0027] Fig. 18 er et tverrsnittriss av et prekursorisk sammensatt nanomatrisepulverkompakt som her beskrevet; og

DETALJERT BESKRIVELSE

[0028] Med henvisning til fig. 1-12 beskrives en sammensatt borehullartikkel 10. Den sammensatte borehullartikkelen 10 kan omfatte hvilke som helst av ulike borehullverktøyer og -komponenter. Disse borehullverktøyene og -komponentene kan omfatte ulike avlederkuler 12, kuleseter 14, plugger 16, pluggseter 18, skiver 20, piler 21, hylser 22, rørseksjoner 23 og liknende. Den sammensatte borehullartikkelen 10 er selektivt korroderbar i et forhåndsbestemt borehullfluid 24. De sammensatte borehullartiklene 10 kan fjernes selektivt ved hjelp av det forhåndsbestemte borehullfluidet 24. Alternativt kan de omkonfigureres fra én form til en annen form eller én størrelse til en annen størrelse ved hjelp av det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 for å selektivt korrodere en del av artikkelen 10. Kombinasjoner av disse trekkene er også mulig, som for eksempel å omkonfigurere artikkelen fra én form til en annen form eller én størrelse til en annen størrelse etterfulgt av å fjerne artikkelen 10 fra borehullet ved hjelp av det forhåndsbestemte borehullfluidet 24, eller en kombinasjon av forhåndsbestemte borehullfluider 24. De sammensatte borehullartiklene 10 som er beskrevet her, omfatter et sammensatt materiale med funksjonell gradient, som omfatter en raskt korroderbar metallisk del 26 og en mer korrosjonsresistent del 28 som er korroderbar ved en mye langsommere hastighet i det forhåndsbestemte borehullfluidet 24.1 visse utførelsesformer kan den sammensatte borehullartikkelen 10 omfatte et seigt, selektivt og raskt korroderbart metallisk kjerneelement 30 eller substrat som omfatter et første materiale 32 som omfatter den korroderbare metalldelen 26 og som er beskyttet av hardt og korrosjonsresistent ytre element 40 som omfatter et andre materiale 42 som omfatter den mer korrosjonsresistente delen 28.1 andre utførelsesformer kan arrangemtet snus, og den sammensatte borehullartikkelen 10 kan omfatte et seigt, selektivt og raskt korroderbart metallisk ytre element 50 eller substrat som omfatter et første materiale 32 som omfatter den korroderbare metalldelen 26 som omfatter et hardt og korrosjonsresistent kjerneelement 60 som omfatter et andre materiale 42 som omfatter den mer korrosjonsresistente delen 28. Den korroderbare metalliske delen 26 kan omfatte en funksjonell gradientdel 70 som omfatter et funksjonell gradientmateriale 70 anbrakt mellom det første materialet 32 hos korroderbar metallisk del 26 og det andre materialet 42 hos mer korrosjonsresistente del 28. En slik struktur gjør at verktøyet kan motstå korrosjon under bruk av artikkelen, så som verktøy operasjon, samtidig som det er mulig med rask omkonfigurering eller fjerning når kjernematerialet eksponeres for det forhåndsbestemte borehullfluidet. Gradientdelen 70 kan for eksempel brukes til å tilveiebringe en mikrostrukturen overgang mellom det første materialet 32 og det andre materialet 42, ettersom disse materialene kan ha vesentlig ulike metallurgiske og mekaniske egenskaper. Den korroderbare metalliske delen 26 kan dannes av et sammensatt nanomatrisemateriale som her beskrevet. Den relativt mer korrosjonsresistente delen 28 kan dannes av et hvilket som helst egnet materiale som er mer korrosjonsresistent enn den korroderbare metalliske delen 26, fortrinnsvis vesentlig mer korrosjonsresistent, og kan mer spesielt omfatte materialer som oppviser høy hardhet og slitasjestyrke, for eksempel.

[0029] Med henvisning til fig. 1 omfatter den sammensatte borehullartikkelen i en eksemplarisk utførelsesform minst ett korroderbart kjerneelement 30 som omfatter et første materiale 32 som er korroderbart i et borehullfluid ved en første korrosjonshastighet. Den sammensatte borehullartikkelen 10 omfatter også minst ett ytre element 40 som er anbrakt på kjerneelementet 30 og omfatter et andre materiale 42 som er korroderbart i borehullfluidet ved en andre korrosjonshastighet, der det korroderbare kjerneelementet 30 har en gradientdel 70 som omfatter en sammensetningsgradient eller en tetthetsgradient, eller en kombinasjon av dette, og der den første korrosjonshastigheten er vesentlig større enn den andre korrosj onshastigheten.

[0030] Det ytre elementet 40 kan ha en hvilken som helst egnet form eller tykkelse. I én utførelsesform omfatter det ytre elementet 40 et lag som er anbrakt på kjerneelementet 30 ved direkte deponering av det andre materialet 42 på en ytre del eller overflate 36 av gradientdelen 70 av kjerneelementet 30, eller alternativt på en ytre del eller overflate av en separat dannet gradientdel 70 som er anbrakt på kjerneelementet 30. Ulike deponeringsmetoder kan anvendes, så som overtrekking, påspruting og andre deponeringsteknikker med tynn film, cladding, kompaktering av et pulver, termisk sprøyting, eller laserfusjon av et pulver som her beskrevet. Det ytre elementet 40 kan også dannes som et separat element og festes til den ytre delen 36 av kjerneelementet 30 ved hjelp av en hvilken som helst egnet festemetode, inkludert de som er beskrevet her. For eksempel kan det ytre elementet 40 dannes som et pulverkompakt, inkludert som et nanomatrisepulver som her beskrevet, og deretter festes til den ytre delen av kjerneelementet 30 ved hjelp av en egnet festemetode. Egnede festemetoder omfatter isostatisk pressing, diffusjonsbinding, termisk forming, sveising, slaglodding, klebemidler og liknende. Det ytre elementet 40 kan også dannes i én eller flere deler eller seksjoner som festes til hverandre slik at de omfatter kjerneelementet 30, enten med eller uten direkte festing til kjerneelementet 30.1 en eksemplarisk utførelsesform kan ytre element 40 være dannet som to tynne halvkuler som kan plasseres rundt et vesentlig sfærisk kjerneelement 30 slik at halvkulene 33 presser mot kjerneelementet 40, etterfulgt av for eksempel å sammenføye halvkulene med en skjøt, så som en sveiseskjøt 35, rundt deres tilstøtende periferier, slik at kjerneelementet 30 omfattes. Det ytre elementet 40 kan ha en hvilken som helst egnet tykkelse nødvendig for å utføre borehulloperasjonen eller - operasjonene til artikkelen 10 det er tilknyttet. I en eksemplarisk utførelsesform omfatter det ytre elementet 40 et relativt tynt lag anbrakt på kjerneelementet 30, og kan mer spesielt ha en tykkelse på opptil rundt 10 mm, og mer spesielt rundt 1 mm til rundt 5 mm, og enda mer spesielt rundt 0,1 mm til rundt 2 mm. Det ytre elementet kan også omfatte en deponert tynn film, og kan ha en tykkelse som er 500 mikrometer eller mindre, og mer spesielt 100 mikrometer eller mindre, og enda mer spesielt 10 mikrometer eller mindre.

[0031] I visse utførelsesformer kan kjerneelementet 30 omsluttes fullstendig eller delvis av det ytre elementet 40, så som eksempler der det ytre elementet 40 omfatter et ytre lag som fullstendig eller delvis omslutter kjerneelementet 30.1 andre utførelsesformer kan det ytre elementet 40 bare påføres på en del eller deler av kjerneelementet 30, så som de som er eksponert for borehullfluidet 24.1 én utførelsesform omfatter artikkelen 10 en vesentlig sfærisk avlederkule 12 som illustrert i fig. 1. Det korroderbare kjerneelementet 30 er vesentlig sfærisk og det ytre elementet 40 er et vesentlig sfærisk lag anbrakt på kjerneelementet som illustrert i fig. 1 med gradientdelen 70 anbrakt mellom dem. I en annen utførelsesform omfatter artikkelen 10 en sylindrisk plugg 16 som illustrert i fig. 4. Det korroderbare kjerneelementet 30 er vesentlig sylindrisk og det ytre elementet 40 omfatter et omsluttende lag anbrakt på kjerneelementet 30.1 enda en utførelsesform omfatter artikkelen 10 en hul sylindrisk hylse 22 som illustrert i fig. 5. Kjerneelementet 30 omfatter en hul hylse anbrakt rundt en langsgående akse, og det ytre elementet 40 omfatter et lag anbrakt på kjerneelementet 30 og gradientdel 70. Hylsen 22 kan også omfatte et sete på én eller begge ender, så som et konisk kulesete 14, eller et pluggsete 18 som illustrert i fig. 7.1 enda en utførelsesform kan artikkelen 10 omfatte en sylindrisk skive 20 som illustrert i fig. 6. Kjerneelementet 30 omfatter en sylindrisk skive, og det ytre elementet 40 omfatter et lag anbrakt på kjerneelementet 30 og gradientdel 70.1 en annen utførelsesform kan artikkelen 10 omfatte en pil 21 som omfatter en sylindrisk skivedel 27 og en frustokonisk haledel 29 som illustrert i fig. 8. Den frustokoniske haledelen 29 kan omfatte en mengde koniske finner 31 som er radialt spredt rundt lengdeaksen 33. Kjerneelementet 30 omfatter en sylindrisk skive, og det ytre elementet 40 omfatter et lag anbrakt på kjerneelementet 30 og gradientdel 70.1 enda en utførelsesform kan artikkelen 10 omfatte en sylindrisk rørseksjon 23, så som kan brukes til å danne en seksjon av et borehullforingsrør som illustrert i fig. 9. Den vanlige fagpersonen vil innse at borehullverktøy eller -komponenter som omfatter artikkelens 10 former beskrevet ovenfor, kan brukes i ulike bore-, kompletterings- og produksjonsoperasjoner, og disse formene kan også omfatte ulike trekk 25 inkorporert deri, så som ulike hull, spor, skuldre, riller, ribber og liknende som illustrert i fig. 9 i sammenheng med en rørseksjon 23. Disse formene kan også nøstes inni hverandre, slik at en mengde sfæriske kuler eller sylindre eller hylser som beskrevet ovenfor kan nøstes inni hverandre og ha progressivt større eller mindre størrelser. Artiklene 10 som her beskrevet med ulike former nevnt her kan også nøstes inni hverandre, så som en mindre kule 12 nøstet inni en større kule 12 som illustrert i fig. 11, og en mindre kule 12 nøstet inni en større plugg 16 som illustrert i fig. 12, eller omvendt.

[0032] Det korroderbare kjerneelementet 30 omfatter et selektivt korroderbart første materiale 32. Det første materialet 32 kan omfatte et metallisk materiale som kan selektivt og raskt kooroderes av det forhåndsbestemte borehullfluidet. Mer spesielt kan det selektivt korroderbare metalliske materialet omfatte ulike sammensatte metalliske nanomatrisematerialer som beskrevet i allment eide sideløpende US patentsøknader: 12/633 682 inngitt 8. desember 2009 og 12/913 310 inngitt 27. oktober 2010, som her er inkorporert i sin helhet ved referanse. Med henvisning til fig. 16 kan de sammensatte nanomatrisekompaktene dannes av et metallisk pulver 110 som omfatter en mengde metalliske, belagte pulverpartikler 112. Pulverpartiklene 112 kan dannes for å tilveiebringe et pulver 110, inkludert frittstrømmende pulver, som kan helles eller på annen måte anbringes i alle typer former (ikke vist) med alle typer former og størrelser, og som kan brukes til å forme prekursoriske pulverkompakter 100 (fig. 19) og pulverkompakter 200 (fig. 18) som her beskrevet, som kan brukes som eller til bruk i produksjon av ulike produksjonsartikler, inkludert ulike borehullverktøyer og -komponenter.

[0033] Hver av de metalliske, belagte pulverpartiklene 112 av pulver 10 omfatter en partikkelkjerne 114 og et metallisk belegg 116 anbrakt på partikkelkjernen 114. Partikkelkjernen 114 omfatter et kjernemateriale 118. Kjernematerialet 118 kan omfatte et hvilket som helst egnet materiale for å danne partikkelkjernen 114 som tilveiebringer pulverpartikkel 112 som kan sintres slik at den danner et lett, svært sterkt pulverkompakt 200 med valgbare og styrbare oppløsnings egenskaper. I én utførelsesform omfatter egnede kjernematerialer elektrokjemisk aktive metaller med et standard oksideringspotensial større eller lik det hos Zn, og i en annen utførelsesform omfatter de Mg, Al, Mn, Fe eller Zn, eller legeringer av disse metallene, eller en kombinasjon av dette. Kjernemateriale 118 kan også omfatte andre metaller som er mindre elektrokjemisk aktive enn Zn, eller ikke-metalliske materialer, eller en kombinasjon av dette. Egnede ikke-metalliske materialer omfatter keramikk, kompositter, glass eller karbon, eller en kombinasjon av dette. Kjernemateriale 118 kan velges slik at det tilveiebringer en høy oppløsningshastighet i et forhåndsbestemt borehullfluid, men kan også velges slik at det tilveiebringer en relativt lav oppløsningshastighet, inkludert null oppløsning, der oppløsning av nanomatrisematerialet får partikkelkjernen 114 til å undermineres raskt og frigjøres fra partikkelkompaktet ved grenseflaten mot borehullfluidet, slik at den effektive oppløsningshastigheten til partikkelkompakter laget ved hjelp av partikkelkjerner 114 av disse kjernematerialene 118 er høy, selv om selve kjernematerialet 118 kan ha en lav oppløsningshastighet, inkludert kjernematerialene 120 som kan være vesentlig uløselige i borehullfluidet.

[0034] Hver av de metalliske, belagte pulverpartiklene 112 av pulver 110 omfatter også et metallisk belegg 116 som er anbrakt på partikkelkjernen 114. Metallisk belegg 116 omfatter et metallisk beleggingsmateriale 120. Metallisk beleggingsmateriale 120 gir pulverpartiklene 112 og pulver 110 sin metalliske natur. Metallisk belegg 116 er et belegg på nanoskala. I en eksemplarisk utførelsesform kan metallisk belegg 116 ha en tykkelse på rundt 25 nm til rundt 2500 nm. Tykkelsen av metallisk belegg 116 kan variere over overflaten av partikkelkjerne 114, men vil fortrinnsvis ha en vesentlig uniform tykkelse over overflaten av partikkelkjerne 114. Metallisk belegg 116 kan omfatte et enkelt lag eller en mengde lag som en beleggstruktur i flere lag. Metallisk beleggingsmateriale 120 kan omfatte et hvilket som helst egnet metallisk beleggingsmateriale 120 som tilveiebringer en sintrebar ytre overflate 121 som er konfigurert til å sintres til en tilstøtende pulverpartikkel 112 som også har et metallisk belegg 116 og en sintrebar ytre overflate 121.1 en eksemplarisk utførelsesform av et pulver 110 omfatter partikkelkjerne 114 Mg, Al, Mn, Fe eller Zn, eller legeringer av dette, eller en kombinasjon av dette, som kjernemateriale 118, og kan mer spesielt omfatte rent Mg og Mg-legeringer, og metallisk belegg 116 omfatter Al, Zn, Mn, Mg, Mo, W, Cu, Fe, Si, Ca, Co, Ta, Re eller Ni, eller legeringer av dette, eller et oksid, nitrid eller et karbid av dette, eller en kombinasjon av hvilke som helst av de ovennevnte materialene som beleggingsmateriale 120. Pulver 110 kan også omfatte et ytterligere eller andre pulver 30 spredt i mengden pulverpartikler 112, som illustrert i fig. 16.1 en eksemplarisk utførelsesform omfatter det andre pulveret 130 en mengde andre pulverpartikler 132. Disse andre pulverpartiklene 132 kan velges slik at de endrer en fysisk, kjemisk, mekanisk eller annen egenskap hos et pulverpartikkelkompakt 200 dannet av pulver 110 og andre pulver 130, eller en kombinasjon av slike egenskaper. I en eksemplarisk utførelsesform kan egenskapsendringen omfatte en gradient i sammensetning eller tetthet, eller en kombinasjon av dette, i gradientdel 70. Andre pulverpartikler 132 kan være uten belegg eller belagt med et metallisk belegg 136. Når de er belagt, inkludert belegg med ett eller flere lag, kan belegget 136 på andre pulverpartiklene 132 omfatte det samme beleggingsmaterialet 140 som beleggingsmateriale 120 på pulverpartiklene 112, eller beleggingsmaterialet 140 kan være forskjellig. Andre pulverpartiklene 132 (uten belegg) eller partikkelkjernene 134 kan omfatte et hvilket som helst egnet materiale for å tilveiebringe ønsket fordel, inkludert mange metaller. I en eksemplarisk utførelsesform, når det anvendes belagte pulverpartikler 112 som omfatter Mg, Al, Mn, Fe eller Zn, eller legeringer av dette, eller en kombinasjon av dette, kan egnede andre pulverpartikler 32 omfatte Ni, W, Cu, Co eller Fe, eller legeringer av dette, eller en kombinasjon av dette, for eksempel.

[0035] Slik den brukes her, dekker ikke termen vesentlig-kontinuerlig cellulær nanomatrise 216 den største bestanddelen i pulverkompaktet, men betegner heller den mindre bestanddelen eller de mindre bestanddelene, enten etter vekt eller etter volum. Dette skiller seg fra de fleste sammensatte matrisematerialer, der matrisen omfatter den største bestanddelen etter vekt eller volum. Bruken av termen vesentlig-kontinuerlig cellulær nanomatrise er ment å beskrive den omfattende, regulære, kontinuerlige og sammenhengende naturen i fordelingen av nanomatrisemateriale 220 inne i pulverkompakt 200. Her brukes «vesentlig-kontinuerlig» til å beskrive utbredelsen av nanomatrisematerialet i hele pulverkompakt 200, slik at det strekker seg mellom og omslutter vesentlig alle de spredte partiklene 214. Vesentlig-kontinuerlig brukes til å indikere at fullstendig kontinuitet og regulær ordning av nanomatrisen rundt hver spredte partikkel 214 ikke er påkrevet. For eksempel kan defekter i belegget 116 over partikkelkjerne 114 på noen pulverpartikler 112 gjøre at det dannes bro mellom partikkelkjernene 114 under sintring av pulverkompaktet 200, slik at det fører til lokale diskontinuiteter inne i den cellulære nanomatrisen 216, selv om nanomatrisen i de andre delene av pulverkompaktet er vesentlig kontinuerlig og oppviser strukturen beskrevet her. «Cellulær» brukes her til å indikere at nanomatrisen definerer et nettverk av generelt gjentakende, sammenhengende avdelinger eller celler av nanomatrisemateriale 220 som omfatter og også forbinder de spredte partiklene 214. «Nanomatrise» brukes her til å beskrive matrisens størrelse eller skala, spesielt matrisens tykkelse mellom tilstøtende spredte partikler 214. De metalliske beleggene som sintres sammen for å danne nanomatrisen, er selv belegg med nanoskalatykkelse. Ettersom nanomatrisen de fleste steder, utenom grenseflaten mellom flere enn to spredte partikler 214, generelt omfatter interdiffusjonen og bindingen mellom to belegg 116 fra tilstøtende pulverpartikler 112 med nanoskalatykkelse, har matrisen som dannes også nanoskalatykkelse (f.eks. omtrent to ganger beleggtykkelsen som beskrives her) og beskrives dermed som en nanomatrise. Videre dekker ikke termen spredte partikler 214, slik den brukes her, den mindre bestanddelen i pulverkompakt 200, men betegner heller den største bestanddelen eller de største bestanddelene, enten etter vekt eller etter volum. Bruken av termen spredte partikler er ment å dekke den diskontinuerlige og diskrete fordelingen av partikkelkjernemateriale 218 inne i pulverkompakt 200.

[0036] Den likeaksede morfologien til de spredte partiklene 214 og det cellulære nettverket 216 hos partikkellag følger av sintring og deformering av pulverpartiklene 112 idet de kompakteres og interdiffunderes og deformeres slik at de fyller rommene 115 mellom partiklene. Sintringstemperaturene og -trykkene kan velges slik at de sikrer at tettheten hos pulverkompakt 200 oppnår vesentlig full teoretisk tetthet. Med henvisning til fig. 17 kan sintret pulverkompakt 200 omfatte et sintret prekursorisk pulverkompakt 100 som omfatter en mengde deformerte, mekanisk bundne pulverpartikler som her beskrevet. Prekursorisk pulverkompakt 100 kan dannes ved kompaktering av pulver 110 til det punkt at pulverpartiklene 112 presses inn i hverandre, slik at de deformeres og danner mekaniske eller andre bindinger mellom partiklene tilknyttet denne deformeringen som er tilstrekkelig til å få de deformerte pulverpartiklene 112 til å feste seg til hverandre og danne et råpulverkompakt med en råtetthet som kan være variert og er mindre enn den teoretiske tettheten hos et fullstendig tett kompakt av pulver 110, delvis på grunn av rom 115 mellom partiklene. Kompaktering kan for eksempel utføres ved å isostatisk presse pulver 110 ved romtemperatur slik at det tilveiebringer den deformeringen og bindingen mellom pulverpartikler 112 som trengs for å danne prekursorisk pulverkompakt 100.

[0037] Sintrede og dynamisk smidde pulverkompakter 200 som omfatter spredte partikler 214 som omfatter Mg, og nanomatrise 216 som omfatter ulike nanomatrisematerialer som her beskrevet, har vist utmerket mekanisk styrke og lav tetthet. Dynamisk smiing vil her si dynamisk anvendelse av en last ved temperatur og i en tid som er tilstrekkelig til å fremme sintring av de metalliske beleggene 16 på tilstøtende pulverpartikler 12, og kan fortrinnsvis omfatte anvendelse av en dynamisk smilast ved en forhåndsbestemt lastehastighet i en tid og ved en temperatur som er tilstrekkelig til å danne et sintret og fullstendig tett pulverkompakt 200.1 en eksemplarisk utførelsesform der partikkelkjernene 14 omfattet Mg og metallisk belegg 16 omfattet ulike belegg i ett og flere lag som her beskrevet, så som ulike belegg i ett og flere lag som omfatter Al, ble den dynamiske smiingen utført ved å sintre ved en temperatur Tspå rundt 450 °C til rundt 470 °C i opptoil rundt 1 time uten anvendelse av et smitrykk, etterfulgt av dynamisk smiing ved å påføre isostatisk trykk ved rampehastigheter mellom rundt 0,5 til rundt 2 ksi/sekund til et maksimalt trykk Ps på rundt 30 ksi til rundt 60 ksi, som førte til smisykluser på 15 sekunder til rundt 120 sekunder.

[0038] Pulverkompakter 200 som omfatter spredte partikler 214 som omfatter Mg, og nanomatrise 216 som omfatter ulike nanomatrisematerialer 220 beskrevet her, har vist trykkfasthet ved romtemperatur på minst rundt 37 ksi, og har videre vist trykkfasthet ved romtemperatur på over rundt 50 ksi. Pulverkompakter 200 av typene beskrevet her er i stand til å oppnå en faktisk tetthet som er vesentlig lik den forhåndsbestemte teoretiske tettheten til et kompaktmateriale basert på sammensetningen av pulver 110, inkludert relative mengder bestanddeler av partikkelkjerner 114 og metallisk belegg 116, og beskrives også her som fullstendig tette pulverkompakter. Pulverkompakter 200 som omfatter spredte partikler som omfatter Mg, og nanomatrise 216 som omfatter ulike nanomatrisematerialer som her beskrevet, har vist faktiske tettheter på rundt 1,738 g/cm<3>til rundt 2,50 g/cm<3>, som er vesentlig lik de forhåndsbestemte teoretiske tetthetene og avviker med høyst 4 % fra de forhåndsbestemte teoretiske tetthetene. Pulverkompakter 200 som omfatter spredte partikler 214 som omfatter Mg, og cellulær nanomatrise 216 som omfatter ulike nanomatrisematerialer som her beskrevet, viser korrosjonshastigheter i 15 % HC1 som strekker seg fra rundt 4750 mg/cm2/t til rundt 7432 mg/cm /t. Dette reaksjonsområdet gir for eksempel evnen til å fjerne en kule med 3 tommer (inch) diameter dannet av dette materialet fra et borehull ved å endre borehullfluidet på mindre enn én time.

[0039] Det ytre elementet 40 er anbrakt på kjerneelementet 30 og omfatter et andre materiale 42 som er korroderbart i det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 ved en andre korrosjonshastighet. Den første korrosjonshastigheten til det første materialet 32 er vesentlig større enn den andre korrosjonshastigheten til det andre materialet 42 som her beskrevet. Det andre materialet 42 hos det ytre elementet 40 kan være et hvilket som helst egnet materiale, inkludert ulike metaller, polymerer eller keramikk, eller sammensetninger av dette, eller andre kombinasjoner av dette. Egnede metaller omfatter legeringer som typisk anvendes i rørprodukter som brukes i et borehullmiljø, inkludert ulike grader av stål, særlig ulike grader av rustfritt stål. Andre egnede legeringer omfatter legeringer og superlegeringer med Fe-basis, Ni-basis og Co-basis. Egnede polymerer kan omfatte alle polymerer som tilveiebringer lav gjennomtrengelighet for det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 i en tid som er tilstrekkelig til å fungere som andre materiale 42 som her beskrevet. Egnede polymerer omfatter ulike fluoropolymerer og polyuretaner. Egnet keramikk kan omfatte metallkarbider, oksider eller nitrider, eller kombinasjoner av dette, inkludert wolframkarbid, silikonkarbid, borkarbid, alumina, zirkonjord, kromoksid, silikonnitrid eller titannitrid.

[0040] I én utførelsesform gjør forskjellen i korrosjonshastigheten mellom det første materialet 32 og det andre materialet 42 det mulig for den selektivt kooroderbare borehullartikkelen 10 å brukes til sitt tiltenkte formål, så som en spesifikk borehulloperasjon, i nærvær av det forhåndsbestemte borehullfluidet 24, og tilveiebringer en operativ levetid eller kritisk servicetid i det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 som er tilstrekkelig til å utføre borehulloperasjonen. I en annen eksemplarisk utførelsesform gjør forskjellen i korrosjonshastighet det mulig for borehullartikkelen 10 å brukes til sitt tiltenkte formål, så som en spesifikk borehulloperasjon, uten å bli eksponert for det forhåndsbestemte borehullfluidet 24, og når borehulloperasjonen første er fullført, kan det forhåndsbestemte borehullfluidet føres inn for å selektivt korrodere artikkelen 10. Eksempler på de raske korrosjonshastighetene til det første materialet 32 er gitt ovenfor. Den andre korrosjonshastigheten til det andre materialet 42 i borehullfluidet kan være en hvilken som helst egnet hastighet som er lavere enn den første korrosjonshastigheten, mer spesielt kan den være øavere med rundt én til rundt ti størrelsesordner, og mer spesielt med rundt én til rundt tre størrelsesordner. Dette kan omfatte korrosjonshastigheter på rundt 0,001 mg/cm<2>/t til rundt 1,0 mg/cm<2>/t.

[0041] Som illustrert i figurene, og mer spesielt i fig. 2 og 3, har det korroderbare kjerneelementet 32 en gradientdel 70 som har en sammensetningsgradient eller en tetthetsgradient, eller en kombinasjon av dette. I én utførelsesform omfatter gradientdelen 70 en sammensetningsgradient eller tetthetsgradient, eller kombinasjon av dette, som omfatter ett eller flere overgangslag anbrakt mellom det korroderbare kjerneelementet og det ytre elementet. Dette laget eller disse lagene kan brukes til ethvert egnet formål, inkludert for eksempel å tilveiebringe en overgang mellom det første materialet og det andre materialet der disse materialene har ulike materialegenskaper, så som ulik krystallstruktur, koeffisient for termisk ekspansjon og liknende, for å redusere belastningene ved grenseflaten mellom dem og fremme fasthengningen mellom det ytre elementet 40 og kjerneelementet 30. Dette laget eller disse lagene kan også brukes til å styre tettheten hos artikkelen 10 ved å tilveiebringe et område der det første materialet 32 hos kjerneelementet kan justeres ved å legge til en kontrollert mengde av et annet materiale, så som en mengde av det andre materialet 42, for å gi artikkelen 10 en forhåndsbestemt tetthet. Dette laget eller disse lagene kan også brukes til å styre korrosjonshastigheten til artikkelen 10 ved å tilveiebringe et lag eller flere lag som har forskjellig korrosjonshastighet fra det første materialet 32 hos kjernelementet 30 eller det andre materialet 42 hos det ytre elementet 40, så som en korrosjonshastighet som ligger mellom korrosjonshastigheten til det første materialet 32 og det andre materialet 42. Selv om dette gradientdelen 70 er beskrevet ovenfor som en sammensetningsgradient eller tetthetsgradient, eller kombinasjon av dette, hos kjerneelementet 30, må det forstås at gradientdelen 70 også kan knyttes til det ytre elementet 40 og videre betraktes som et separat gradientelement 72 anbrakt mellom det ytre elementet 40 og kjerneelementet 30. Selv om sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller kombinasjon av dette, kan omfatte et lag eller en mengde lag anbrakt uniformt rundt kjerneelementet 30, kan det også anbringes ikke-uniformt som en del 70 eller et område mellom kjerneelementet 30 og det ytre elementet 40, og kan for eksempel brukes til å tilveiebringe en varierende vaktfordeling inne i artikkelen 10, inkludert ulike ikke-aksesymmetriske vektfordelinger. Dermed kan sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller kombinasjon av dette, brukes for eksempel til å orientere eller forhåndsposisjonere artikkelen idet den går ned i borehullet gjennom et borehullfluid ved ikke-uniform vekting av en spesifikk del av artikkelen 10.

[0042] Gradientdel 70 og den tilknyttede sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller kombinasjon av dette, kan etableres på en hvilken som helst egnet måte. I en eksemplarisk utførelsesform kan en sammensetningsgradient etableres ved å ordne et lag som omfatter et pulverkompakt av en pulverblanding av det første materialet 32 og et annet materiale, så som det andre materialet 42, mellom kjerneelementet og det ytre elementet. Selv der kjerneelementet 30 og gradientdelen 70 eller laget som omfatter sammensetningsgradienten, kompakters til full teoretisk tetthet, tilveiebringer et slikt arrangement en sammensetningsgradient og en tetthetsgradient så lenge det første materialet og det andre materialet er ulike materialer med ulike tettheter. Hvis for eksempel kjerneelementet 30 dannes ved å kompaktere et pulver som omfatter partikkelkjerner av magnesiumlegering med nanolag av aluminium eller aluminiumlegering for å danne en nanomatrisekompositt som omfatter spredte magnesiumpartikler i en aluminium- eller aluminiumlegering-nanomatrise som her beskrevet, kan en sammensetningsgradient dannes i gradientdel 70 ved å kompaktere en blanding av de samme aluminiumbelagte magnesiumpulverpartiklene som brukes for å danne kjerneelementet 30 med nanopartikler eller mikropartikler av et annet metall eller en annen metallegering, så som partikler av det andre materialet 42. Selv om en sammensetningsgradient kan dannes ved hjelp av det andre materialet 42 hos det ytre elementet 40, kan en tetthetsgradient også dannes ved hjelp av et hvilket som helst annet materiale, inkludert andre materiale 42 som har en tetthet forskjellig fra det første materialet 32. Det andre materialet som brukes til å danne sammensetningsgradienten, kan være et hvilket som helst egnet materiale, inkludert ulike metaller og metallegeringer, keramikk, glass og liknende. Der sammensetningsgradienten også brukes til å tilveiebringe en tetthetsgradient, kan bruken av ulike metaller med høy atomvekt være nyttig, inkludert de i gruppene IVB-VIIB i periodetabellen.

[0043] En tetthetsgradient kan etableres på en hvilken som helst egnet måte, inkludert den beskrevet ovenfor, der et pulver av det første materialet 32 blandes med et pulver av et annet materiale, så som andre materiale 42, og deretter kompakteres til en forhåndsbestemt tetthet, så som den fulle teoretiske tettheten til blandingen av disse materialene, for å danne et pulverkompakt. En tetthetsgradient kan også etableres i gradientdelen 70 ved å kompaktere et pulver av det første materialet 32 til en tetthet forskjellig fra det første materialet 32 hos kjerneelement 30, inkludert en tetthet som er større eller mindre enn tettheten til kjernelementet 30.1 én utførelsesform kan kjerneelementet 30 omfatte et pulverkompakt av et pulver av det første materialet 32 som er kompaktert til full teoretisk tetthet, og et lag med en gradientdel 70 kan omfatte et pulverkompakt av pulveret av det første materialet 32 som kompakteres til mindre enn full teoretisk tetthet. I en annen utførelsesform kan kjerneelementet 30 omfatte et pulverkompakt av et pulver av det første materialet 32 som er kompaktert til mindre enn full teoretisk tetthet, og gradientdel 70 eller -lag kan omfatte et pulverkompakt av pulveret av det første materialet 32 som kompakteres til en høyere tetthet, inkludert full teoretisk tetthet.

[0044] Gradientdelen 70 som har sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller en kombinasjon av dette, av det første materialet 32, kan strekke seg fra en ytre del 35 nær det ytre elementet 40 mot en indre del 37 bort fra det ytre elementet 40, enten som et enkelt lag eller område som vist i fig. 2, eller en mengde diskrete lag eller sammensatte steg, som illustrert i fig. 3.1 én utførelsesform kan gradientdelen 70 omfatte en avtakende mengde eller en avtakende tetthet, eller en kombinasjon av dette, hos det første materialet 32 fra den indre delen 37 til den ytre delen 35. For eksempel omfatter kjerneelementet 30 i fig. 2 100 vektprosent av det første materialet 32, så som en nanomatrise av aluminium som har partikler av magnesium eller magnesiumlegering spredt inni seg. Gradientdel 70 omfatter tre distinkte lag med ulik sammensetning. Det første laget 80 kan for eksempel omfatte et vesentlig sfærisk pulverkompakt av en homogen pulverblanding som omfatter 75 % etter vekt av det første materialet 32 og 25 % etter vekt av det andre materialet 42. Det andre laget 82 kan for eksempel omfatte 50 % etter vekt av det første materialet 32 og 50 % etter vekt av det andre materialet 42. Det tredje laget 84 kan for eksempel omfatte 25 % etter vekt av det første materialet 32 og 75 % etter vekt av det andre materialet 42. Det ytre elementet 40 omfatter 100 % etter vekt av det andre materialet. I denne utførelsesformen varierer sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller en kombinasjon av dette, i diskrete steg fra den indre delen 37 til den ytre delen 35 i samsvar med lag som tilveiebringer en mengde diskrete sammensetnings- eller tetthetssteg, der hvert har en ulik sammensetning og tetthet som beskrevet ovenfor.

[0045] I et annet eksempel varierer sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller en kombinasjon av dette, hos det første materialet i kjerneelementet kontinuerlig fra den indre delen til den ytre delen som illustrert i fig. 2. Mengden av det første elementet kan for eksempel variere fra 100 % etter vekt av det første materialet i den indre delen 37 av kjerneelement 30 til 0 % etter vekt i den ytre delen 35. Tilsvarende kan mengden av det andre materialet, så som andre materiale 42, for eksempel variere fra 100 % etter vekt av det andre materialet i den ytre delen 35 til 0 % etter vekt i den indre delen 37.1 dette eksempelet omfatter det korroderbare kjerneelementet 30 også en gradientdel 70 som har en sammensetningsgradient eller en tetthetsgradient, eller en kombinasjon av dette, hos det andre materialet 42 i det korroderbare kjerneelementet 30 fra den ytre delen 35 nær det ytre elementet 40 mot den indre delen 37.

[0046] Det ytre elementet 40 kan konfigureres til å ha en tykkelse, enten uniform eller en variabel, som er tilstrekkelig til å tilveiebringe en forhåndsbestemt virketid for borehullartikkelen 10, inkludert en forhåndsbestemt virketid i det forhåndsbestemte borehullfluidet 24, hvorpå korrosjonshastigheten til det andre materialet 42 i det forhåndsbestemte borehullfluidet tynner det ytre elementet tilstrekkelig til at det forhåndsbestemte borehullfluidet kontakter det første materialet 32 og begynner å raskt korrodere kjerneelementet 30, inkludert gradientdelen 70 derimellom. For eksempel kan korrosjonen av det ytre elementet 40 gå vesentlig uniformt ved den andre korrosjonshastigheten over hele eller en del av overflaten 44 av det ytre elementet 40 før det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 bryter gjennom det ytre elementet 40 og kontakter det første materialet 32 hos kjerneelement 30, inkludert gradientdelen 70 anbrakt derimellom. I et annet eksempel kan det ytre elementet 40 omfatte et tilgangspunt 90, eller en mengde tilgangspunkter 90, som er konfigurert til å gi tilgang for det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 gjennom det ytre elementet 40 til kjerneelementet 30 for å korrodere det første materialet 32 hos det korroderbare kjerneelementet 30 som reaksjon på et forhåndsbestemt borehullforhold som illustrert i fig. 4-12. Borehullforholdet kan omfatte ethvert egnet forhold som kan brukes til å gi tilgang for det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 til det korroderbare kjerneelementet 30.1 én utførelsesform kan tilgangspunktet 90 omfatte en lokal tynning av det ytre elementet 40 og det andre materialet 42, enten ved å tilveiebringe en fordypning i overflaten 44 av det ytre elementet, eller et utspring på det korroderbare kjerneelementet 30 som vist i fig. 4, og borehullforholdet kan omfatte å sette det forhåndsbestemte borehullfluidet i kontakt med tilgangspunktet 90 i en tid som er tilstrekkelig til å gjøre det mulig for det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 å korrodere tykkelsen av det andre materialet 42 ved tilgangspunktet 90.1 en annen utførelsesform kan tilgangspunktet 90 også omfatte et forskjellig tilgangspunktmateriale 92 som kan gi tilgang gjennom det ytre elementet 40 som reaksjon på et borehullforhold, eller en endring i et borehullforhold, annet enn det forhåndsbestemte borehullfluidet 24. For eksempel kan borehullforholdet omfatte varme eller trykk, eller en kombinasjon av dette, som er tilstrekkelig til å endre en egenskap hos tilgangspunktet 90, så som ved en faseovergang, inkludert smelting, eller en endring i de mekaniske egenskapene som er tilstrekkelig til å gjøre det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 i stand til å få tilgang til kjerneelementet 40.1 en annen utførelsesform kan tilgangspunktet 90 omfatte en tilbakeslagsventil 94 og gi tilgang for det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 som reaksjon på et borehullforhold som omfatter en endring i trykk. Alle egnede borehullforhold kan også brukes til å gi tilgang for det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 gjennom det ytre elementet 40 til kjerneelementet 30 gjennom tilgangspunktet 90.1 en eksemplarisk utførelsesform kan tilgangspunktet 90 omfatte minst én av en tykkelsesforskjell, en sammensetningsforskjell eller en tetthetsforskjell hos det andre materialet 40 hos det ytre elementet 40 som er tilstrekkelig til å gi tilgang for det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 til kjerneelementet 30 som reaksjon på et borehullforhold, eller en endring i et borehullforhold.

[0047] I en eksemplarisk utførelsesform kan det minst ene korroderbare kjerneelementet 30 og det minst ene ytre elementet 42 omfatte en mengde kjerneelementer som har en tilsvarende mengde ytre elementer anbrakt på seg, der de respektive kjerneelementene 30 og tilhørende ytre elementene 40 er nøstet inni hverandre, slik at de danner en vekslende anretning av kjerneelementer 30 og ytre elementer 40 som illustrert i fig. 11 og 12.1 utførelsesformen i fig. 11 er en mengde hule sfæriske kjerneelementer 30 nøstet inni hverandre slik at de danner en vekslende anretning av avlederkuler 12 som omfatter kjerneelementer 30 med ytre elementer 40. Hvert av kjerneelementene 30 og tilsvarende ytre elementer 40 kan dannes sekvensielt ved hjelp av framgangsmåter som beskrives her, slik at det innerste ytre elementet 40/kjernelementet 30 kan omsluttes av ett eller flere suksessivt større ytre elementer 40/kjerneelementer 30. Selv om de samme formene kan nøstes inni hverandre, så som mengden avlederkuler 12 illustrert i fig. 11, samt en mengde sylindriske plugger (ikke vist) eller en mengde nøstede hylser 22 eller kuleseter 14 (ikke vist), er det også mulig å nøste ulike former inni hverandre. I den eksemplariske utførelsesformen illustrert i fig. 12 kan en sylindrisk plugg 16 ha en artikkel 10 som har en annen form nøstet inni seg, så som en avlederkule 12. Likeledes kan en sylindrisk plugg 16 ha en avlederkule 12 eller en mengde avlederkuler 12 nøstet inni seg (ikke vist). Disse konfigurasjonene tilveiebringer en artikkel 10 som kan selektivt korroderes for å omkonfigurere artikkelen til en annen artikkel 10 som kan brukes til en etterfølgende borehulloperasjon uten å måtte kjøre inn den andre eller etterfølgende artikkelen 10. For eksempel kan en mengde nøstede kuler 12 brukes slik at når en borehulloperasjon fullføres ved et spesifikt nivå i borehullet, kan det ytterste ytre elementet 40/kjerneelementet 30 fjernes, og diameterne kan velges slik at den gjenværende artikkelen 10 kan passere gjennom et kulesete til et lavere nivå i borehullet, for eksempel. Den vanlige fagpersonen vil naturligvis forstå at den motsatte ordningen også kan påvirkes, slik at fjerning av det ytterste ytre elementet 40/kjerneelementet 30 vil gjøre kulen i stand til å bli flyttet oppover gjennom et kulesete til en del av borehullet nærmere jordoverflaten.

[0048] Selv om anretningen beskrevet ovenfor er nyttig i mange anvendelser, inkludert de som er beskrevet, er en reversert anretning av det første materialet 32 og det andre materialet 42 også mulig som illustrert i fig. 10, der det første materialet omfatter det ytre elementet 50 og det andre materialet 42 omfatter kjerneelementet 60, slik at det ytre elementet 50 raskt kan korroderes i et forhåndsbestemt borehullfluid 24 for å eksponere kjerneelementet 60 som har en mye lavere korrosjonshastighet. Dermed kan den sammensatte borehullartikkelen 10 omfatte minst ett korroderbart ytre element 50 som omfatter et første materiale 32 som her beskrevet som er korroderbart i et borehullfluid 24 ved en første korrosjonshastighet, og minst ett kjerneelement 60 som er anbrakt inne i det ytre elementet 50 og omfatter et andre materiale 42 som er korroderbart i det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 ved en andre korrosjonshastighet, der det korroderbare ytre elementet 50 har en gradientdel 70 som har en sammensetningsgradient eller en tetthetsgradient, eller en kombinasjon av dette, og der den første korrosjonshastigheten er vesentlig større enn den andre korrosjonshastigheten som her beskrevet. En slik konfigurasjon kan for eksempel være ønskelig for å posisjonere en artikkel 10 i borehullet på et visst sted ved hjelp av det ytre elementet for å orientere artikkelen 10 inne i borehullet, etterfulgt av eksponering for det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 for å fjerne det ytre elementet 50 og etterlate kjerneelementet på et spesifikt sted eller i en spesifikk orientering.

[0049] Med henvisning til fig. 13 beskrives en framgangsmåte 300 for å lage sammensatte borehullartikler 10 som her beskrevet. Framgansmåten 300 omfatter generelt å danne 310 minst ett korroderbart kjerneelement 30 som omfatter et første materiale 32 som er korroderbart i et borehullfluid 24 ved en første korrosjonshastighet og anbringe 220 minst ett ytre element 40 på kjerneelementet 30, der det ytre elementet 40 omfatter et andre materiale 42 som er korroderbart i borehullfluidet ved en andre korrosjonshastighet, der det korroderbare kjerneelementet 30 har en sammensetningsgradient eller en tetthetsgradient, eller en kombinasjon av dette, og der den første korrosjonshastigheten er vesentlig større enn den andre korrosjonshastigheten.

[0050] Det korroderbare kjerneelementet 30 kan ha en hvilken som helst egnet konfigurasjon, inkludert størrelse og form, som her beskrevet. Å danne 310 det korroderbare kjerneelementet 30 kan utføres ved hjelp av en hvilken som helst egnet dannelsesmetode, inkludert pressing og dynamisk smiing av ulike pulverkompakter, særlig pulverkompakter av ulike belagte metalliske pulvere som her beskrevet.

[0051] Å danne 310 kan omfatte å danne et usintret eller prekursorisk pulverkompakt 100 som det korroderbare kjerneelementet 30. Et usintret pulverkompakt 100 (fig. 18) kan for eksempel dannes ved å ta i bruk ulike pulverkompakteringsmetoder så som pressing, smiing, ekstrusjon, isostatisk pressing og liknende. Generelt vil pulverkompakteringen for å danne et usintret eller prekursorisk pulverkompakt 100 utføres uten å tilveiebringe en ekstern varmekilde for å varme opp pulverpartiklene under kompaktering, eller alternativt ved å varme opp pulveret under kompaktering til en temperatur som er vesentlig lavere enn en smeltetemperatur hos materialet som er valgt som metallisk belegg, slik at det i vesentlighet ikke er noen interdiffusjon av fast stoff mellom tilstøtende pulverpartikler. Usintrede pulverkompakter 100 kan danne mekaniske bindinger, for eksempel mellom det metalliske belegget på tilstøtende pulverpartikler, som er tilstrekkelig til å opprettholde en kompaktert form av det korroderbare kjerneelementet 30. Usintrede pulverkompakter 100 vil generelt ha en forhåndsbestemt porøsitet eller tetthet, med mengden porøsitet eller tetthet bestemt av faktorer tilknyttet kompakteringen, så som kompakteringstrykket og -tiden og naturen av det metalliske pulveret som brukes til å danne kompaktet. I én utførelsesform kan det usintrede pulverkompaktet 100 dannes ved å kompaktere et pulver som omfatter en mengde metalliske pulverpartikler, der hver pulverpartikkel omfatter en partikkelkjerne, partikkelkjernen omfatter et kjernemateriale som omfatter Mg, Al, Zn, Fe eller Mn, eller legeringer av dette, eller en kombinasjon av dette, og et metallisk belegg anbrakt på partikkelkjernen, der kompaktering får det metalliske belegget på tilstøtende partikler til å danne mekaniske bindinger til hverandre som er tilstrekkelig til å danne og opprettholde formen på pulverkompaktet som illustrert i fig. 18.

[0052] Å danne 310 kan omfatte å danne et sintret pulverkompakt 200 som det korroderbare kjerneelementet 30. Et sintret pulverkompakt 200 kan omfatte sintring for å oppnå vesentlig full teoretisk tetthet hos pulverkompaktet, i tillegg til delvis sintring for å oppnå mindre enn full teoretisk tetthet hos pulverkompaktet, inkludert delvis sintring for å oppnå en forhåndsbestemt porøsitet eller tetthet. Sintret pulverkompakter vil generelt være kjennetegnet av interdiffusjon, så som interdiffusjon av fast stoff, mellom de metalliske beleggene på tilstøtende pulverpartikler, slik at kjemiske eller metalliske bindinger dannes mellom dem. Et sintret pulverkompakt kan for eksempel dannes ved å ta i bruk ulike pulverkompakteringsmetoder så som pressing, rulling, smiing inkludert dynamisk smiing, ekstrusjon eller isostatisk pressing inkludert varm isostatisk pressing, eller en kombinasjon av dette, og liknende. Generelt vil pulverkompaktering for å danne et sintret pulverkompakt utføres i sammenheng med å tilveiebringe en ekstern varmekilde for å varme opp pulverpartiklene under kompaktering, og kan omfatte å varme opp pulveret under kompaktering til en temperatur nær smeltepunktet til materialet som er valgt som metallisk belegg. I noen utførelsesformer kan dette omfatte å varme opp pulveret til en temperatur rett under et smeltepunkt til det metalliske beleggingsmaterialet, og i andre utførelsesformer kan det til og med omfatte å varme opp pulveret til en temperatur som er litt over et smeltepunkt til det metalliske beleggingsmaterialet. I en eksemplarisk utførelsesform omfatter det å danne 310 det sintrede pulverkompaktet og det korroderbare kjerneelementet 30 å danne en vesentlig-kontinuerlig, cellulær nanomatrise som omfatter et nanomatrisemateriale som omfatter en mengde spredte partikler som omfatter et partikkelkjernemateriale som omfatter Mg, Al, Zn, Fe eller Mn, eller legeringer av dette, eller en kombinasjon av dette, spredt i den cellulære nanomatrisen, og bindelag som strekker seg gjennom hele den cellulære nanomatrisen mellom de spredte partiklene som illustrert i fig. 17.

[0053] Gradientdelen 70 og den tilknyttede sammensetnings- eller tetthetsgradient, eller kombinasjon av dette, kan anbringes mellom det korroderbare kjerneelementet 30 og det ytre elementet 40 ved hjelp av en hvilken som helst egnet framgangsmåte. Den kan dannes integrert med det korroderbare kjerneelementet 30 eller som en separat gradientdel 70 eller - element som er anbrakt mellom det korroderbare kjerneelementet 30 og det ytre elementet 40 før det ytre elementet 40 anbringes på det korroderbare kjerneelementet 30, eller ved å anbringe et lag som har sammensetnings- eller tetthetsgradient, eller kombinasjon av dette, på det korroderbare kjerneelementet 30 før det ytre elementet 40 anbringes på det, for eksempel.

Å danne 310 det korroderbare kjerneelementet 30 kan omfatte å etablere sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller en kombinasjon av dette, av det første materialet 32, fra en ytre del 35 av kjerneelementet 30 nær det ytre elementet 40 mot en indre del 37 av kjerneelementet 30 bort fra det ytre elementet 40, som illustrert i fig. 2 og 3, for eksempel.

[0054] I én utførelsesform omfatter det å danne 310 å etablere sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller en kombinasjon av dette, av det første materialet 32, fra en ytre del 37 nær det ytre elementet 40 mot en indre del 35 bort fra det ytre elementet 40 ved å variere sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller en kombinasjon av dette, kontinuerlig fra den indre delen 37 til den ytre delen 35 som vist i fig. 2. Dette kan for eksempel gjøres ved å variere tettheten til det første materialet 32 kontinuerlig i gradientdelen 70. Ulike former for sprøyteforming og fusjon av et pulver av det første materialet 32 kan anvendes for å variere tettheten kontinuerlig, så som lasersintring av et prekursorisk kompakt 100, direkte laserdeponering eller cladding, stereolitografi og smeltedeponerings- og modelleringsdeponeringsmetoder. Dette kan for eksempel omfatte progressiv laserfusjon av et pulver av det første materialet 32 som har en enkelt pulverstørrelse med kontinuerlig varierende energi eller kraft for å tilveiebringe større og mindre grader av fusjon og binding av pulverpartiklene og en kontinuerlig varierende tetthet. I en annen eksemplarisk utførelsesform kan sammensetningen eller tettheten, eller en kombinasjon av dette, hos det første materialet 32 varieres kontinuerlig fra den indre delen 37 til den ytre delen 35. Ulike former for sprøyteforming og fusjon av minst to pulverstørrelser av det første materialet 32 kan anvendes for å variere tettheten eller sammensetningen, eller en kombinasjon av dette, ved å kontinuerlig varierer mengden av de to pulverstørrelsene som tilveiebringes ved hjelp av en fast eller en variabel energi- eller krafttetthet. I enda en eksemplarisk utførelsesform kan dette utføres ved å variere sammensetningen av det første materialet 32 i gradientdelen 70 ved å inkorporere en kontinuerlig varierende mengde av et annet materiale, så som det andre materialet 42, i det første materialet 32 i gradientdelen 70. For eksempel en kontinuerlig varierende mengde etter vekt fra 100 % andre materiale 42/0 % første materiale 32 i den ytre delen 35 nær det ytre elementet 40 til 0 % andre materiale 42/100 % første materiale 32 i den indre delen 37. Ulike former for sprøyteforming og fusjon av pulvere av det første materialet og det andre materialet, så som andre materiale, kan anvendes for å variere sammensetningen kontinuerlig, så som laserfusjon av pulverne idet de samtidig tilsettes i kontinuerlig varierende proporsjoner ved hjelp av en fast eller variabel energi- eller krafttetthet. Ulike kjente framgangsmåter for å sikre uniform dekning av materialet eller materialene som anbringes, kan anvendes, inkludert å rotere eller rastre substratet under anbringelse og laserfusjon av et sprøytet pulver, elelr alternativt å rastre et sprøytet pulver og laser over overflaten av substratet under anbringelse.

[0055] I en annen utførelsesform omfatter det å danne 310 å etablere

sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller en kombinasjon av dette, av det første materialet 32, fra en ytre del 35 nær det ytre elementet 40 mot en indre del 37 bort fra det ytre elementet 40 ved å variere sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller en kombinasjon av dette, i diskrete steg eller lag fra den indre delen 37 til den ytre delen 35 som vist i fig. 3. Tettheten eller sammensetningen, eller en kombinasjon av dette, i hvert av stegene kan varieres ved hjelp av det første materialet 32, eller en kombinasjon av det første materialet 32 og et annet materiale, så som det andre materialet 42, ved hjelp av en hvilken som helst egnet framgangsmåte, så som framgangsmåtene som bruker laserfusjon av pulvere som beskrevet ovenfor. I hvert steg eller lag kan tettheten eller sammensetningen, eller kombinasjon av dette, være konstant eller variere kontinuerlig.

[0056] Å anbringe 320 minst ett ytre element 40 på kjerneelementet 30 kan utføres av en hvilken som helst egnet framgangsmåte. I én utførelsesform kan det å anbringe 320 det ytre elementet 40 på kjerneelementet 30 omfatte å anbringe et pulverkompakt av det andre materialet 42 på kjerneelementet 30. Dette kan for eksempel utføres ved å kompaktere en form eller en mengde former av det andre materialet 42 som kan brukes til å omslutte det korroderbare kjerneelementet 30. Hvis for eksempel det korroderbare kjerneelementet 30 er vesentlig sfærisk, kan det ytre elementet 40 omfatte to hule halvkuleformede pulverkompaktelementer 40 som er gitt en størrelse slik at deres indre overflate kan anbringes mot en ytre overflate av det korroderbare kjerneelementet og skjøtes langs sine tilstøtende perifere kanter av en skjøt som vist i fig. 1.1 en annen utførelsesform kan det å anbringe 320 det ytre elementet 40 på kjerneelementet 30 omfatte å anbringe et lag av det andre materialet 42 på kjerneelementet 30. Et lag av det andre materialet 42 kan anbringes ved hjelp av en hvilken som helst egnet anbringelsesmetode, inkludert å dyppes i et smeltet metallbad, plettering inkludert elektroplettering og elektroløs plettering, påspruting og andre anbringelsesteknikker med tynn film, cladding, kompaktering av pulver, termalsprøyting, eller laserfusjon av et pulver av det andre materialet 42 på den ytre overflaten eller delen av det korroderbare kjerneelementet, eller en kombinasjon av dette.

[0057] med henvisning til fig. 13 kan framgangsmåte 300 valgfritt også omfatte å danne 330 et tilgangspunkt 90 på det ytre elementet, der tilgangspunktet 90 er konfigurert til å gi tilgang for et borehullfluid til kjerneelementet som reaksjon på en endring i et borehullforhold som her beskrevet. Å danne 330 tilgangspunktet 90 på det ytre elementet 40 kan utføres av en hvilken som helst egnet dannelsesmetode. Å danne 330 kan utføres integrert i sammenheng med å anbringe 320 det ytre elementet 40 på kjerneelementet 30 eller ved en ytterligere dannelsesoperasjon eller -operasjoner. For eksempel kan, der tilgangspunktet 90 omfatter en lokal tynning av det andre materialet 42, dette utføres ved design av kjerneelementet 30 og/eller det ytre elementet 40. Alternativt kan det utføres ved kjemisk, mekanisk eller annen fjerning av andre materiale 42 fra det ytre elementet 40. Kjemisk fjerning kan utføres ved hjelp av kjemisk eller elektrokjemisk fresing, etsing eller andre kjemiske fjerningsmetoder, og kan omfatte bruken av fotolitografiske maskerings- eller møsntringsteknikker for å definere formen på tilgangspunktet 90 etterfulgt av egnet materialfjerning ved etsing eller andre materialfjerningsteknikker for å danne tilgangspunktet. Mekanisk fjerning kan utføres ved hjelp av maskinering, boring, kverning eller andre materialfjerningsmetoder.

[0058] Som beskrevet ovenfor er en reversert anretning av det første materialet 32 og det andre materialet 42 også mulig som illustrert generelt i fig. 10 og 14, og kan dannes ved hjelp av en framgangsmåte 400 for å lage en sammensatt borehullartikkel 10 som omfatter å danne minst ett kjerneelement 60 som omfatter et andre materiale 42 som er korroderbart i et borehullfluid ved en andre korrosjonshastighet og anbringe 420 minst ett korroderbart ytre element 50 på kjerneelementet 60 som omfatter et første materiale 32 som er korroderbart i det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 ved en første korrosjonshastighet, der det korroderbare ytre elementet 50 har en sammensetningsgradient eller en tetthetsgradient, eller en kombinasjon av dette, og der den første korrosjonshastigheten er vesentlig større enn den andre korrosjonshastigheten. I denne konfigurasjonen kan kjerneelementet 60 av det andre materialet 42 dannes ved hjelp av en hvilken som helst egnet fabrikeringsmetode, inkludert støping, smiing, maskinering eller ulike pulverkompakteringsmetoder, eller en kombinasjon av dette.

[0059] Å danne 410 det korroderbare ytre elementet 50 kan omfatte å etablere sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller en kombinasjon av dette, av det første materialet 32 fra en indre del 37 nær kjerneelementet 60 mot en ytre del 35 bort fra kjerneelementet 60. Å etablere sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller en kombinasjon av dette, av det første materialet 32, fra en indre del 37 nær kjerneelementet 60 mot en ytre del 35 bort fra kjerneelementet 60 kan omfatte å variere

sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller en kombinasjon av dette,

kontinuerlig som her beskrevet fra den indre delen 37 til den ytre delen 35. Alternativt, eller i kombinasjon med dette, kan det å etablere sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller en kombinasjon av dette, av det første materialet 32 fra en indre del 37 nær kjerneelementet 60 mot en ytre del 35 bort fra kjerneelementet 30, omfatte å variere sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller en kombinasjon av dette, i diskrete steg eller lag fra den indre delen 37 til den ytre delen 35. Innenfor hvert steg kan sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten være konstant eller variere kontinuerlig som her beskrevet. Som her beskrevet kan gradientdelen 70, inkludert sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten , eller en kombinasjon av dette, dannes som et pulverkompakt av det første materialet 32, eller en kombinasjon av det første materialet og et annet materiale, inkludert det andre materialet 42, som her beskrevet. I én utførelseform kan framgangsmåten 400 og å danne 410 omfatte å etablere en sammensetningsgradient eller en tetthetsgradient, eller en kombinasjon av dette, av et annet materiale, inkludert det andre materialet 42 av kjerneelementet 60, i det korroderbare ytre elementet 50 fra den indre delen 37 nær kjerneelementet, mot den ytre delen 35, analogt til kombinasjoner av første materiale 32 og andre materiale 42 som beskrevet et annet sted her.

[0060] I én utførelsesform omfatter det å anbringe 420 det korroderbare ytre elementet 50 på kjerneelementet 30 å anbringe et pulverkompakt av det første materialet 32 på kjerneelementet 60. Pulverkompaktet av det første materialet 32 kan dannes direkte på kjerneelementet 60 ved hjelp av en hvilken som helst av pulverpåførings- eller kompakteringsmetodene som er beskrevet her, eller alternativt kan dannes separat som et enkelt stykke eller i flere stykker, og anbringes på kjerneelementet 60 ved hjelp av en hvilken som helst egnet anbringelsesmetode, inkludert framgangsmåtene her beskrevet, for å feste, skjøte eller på annen måte anbringe det andre materialet 42 på det første materialet 32.

[0061] I en eksemplarisk utførelsesform beskrives en framgangsmåte 500 for å bruke en sammensatt borehullartikkel som illustrert i fig. 15. Framgansmåten 500 omfatter å danne 510 en sammensatt borehullartikkel som omfatter et første element 30, 50 som omfatter et første korroderbart materiale 32 som er korroderbart i et forhåndsbestemt borehullfluid 24 ved en første korrosjonshastighet, og et andre korroderbart element 40, 60 som omfatter et andre materiale 42 som er korroderbart i borehullfluidet ved en andre korrosjonshastighet, der det første korroderbare elementet har en gradientdel 70 som har en sammensetningsgradient eller en tetthetsgradient, eller en kombinasjon av dette, og der den første korrosjonshastigheten er vesentlig større enn den andre korrosjonshastigheten. Å danne 510 kan omfatte eller ta i bruk for eksempel hvilken som helst av framgangsmåte 300 og framgangsmåte 400 for å lage en sammensatt borehullartikkel 10. Framgangsmåten 500 omfatter også å bruke 520 artikkelen 10 til å utføre en første borehulloperasjon; å eksponere 530 artikkelen for det forhåndsbstemte borehullfluidet 24; og selektivt korrodere 540 det første korroderbare elementet 30, 50. Artikkelen brukt i framgangsmåte 500 kan omfatte en hvilken som helst egnet borehullartikkel 10, særlig ulike borehullverktøyer og - komponenter.

[0062] I én utførelsesform kan borehullartiklene 10 omfatte ulike

konfigurasjoner av avlederkuler 12, plugger 16 eller skiver 20 som her beskrevet, der det å bruke 520 artikkelen til å utføre en forhåndsbestemt borehulloperasjon omfatter å helt eller delvis lukke en åpning i sammenheng med oppsprekking, komplettering eller produksjonsoperasjon. Borehullartikkelen 10 har et ytre element 40 som omfatter et tynt lag eller belegg av det andre materialet 42 som er tilstrekkelig til å lukke den ønskede åpningen og motstå det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 i en tid som er tilstrekkelig til å utføre den forhåndsbestemte borehulloperasjonen, så som å sprekke opp en jordformasjon. Det ytre elementet 40 og det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 kan velges slik at når det inntreffer et forhold, så som for eksempel har gått en tid som er tilstrekkelig til å fullføre den

forhåndsbestemte borehulloperasjonen, har det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 oppløst det ytre elementet 40 tilstrekkelig til å få tilgang til kjerneelementet 30, hvorpå kjerneelementet 30 raskt korroderes av det forhåndsbestemte borehullfluidet 24, noe som får eventuell gjenværende del av det ytre elementet til å kollapse eller desintegrere, slik at avlederkulen 12, pluggen 16 eller skiven 20 fjernes og åpningen åpnes. Andre borehullforhold kan også anvendes i enhver kombinasjon, inkludert å øke en temperatur og/eller et trykk i et borehullfluid, føre inn et annet stoff, så som et annet borehullfluid for å selektivt øke den andre korrosjonshastigheten til det andre materialet 42 for å lette korrosjonen av det for å gi fluidet tilgang til det første materialet 32.

[0063] I en annen utførelsesform kan borehullartikkelen 10 omfatte en rørseksjon 23 som kan brukes til å danne en del av et foringsrør i et borehull som har én eller flere deler av rørveggen som omfatter trekk 25 som omfatter et kjerneelement 30 og ytre element 40 for å definere et trekk, så som et gjennomgående hull 91 eller åpning, et blindhull 93 eller en blindåpning, ledning, passasje, rille 95, utstikkende ribbe 97, skulder 99 eller annet trekk. Å bruke 520 artikkelen 10 til å utføre en forhåndsbestemt borehulloperasjon kan omfatte enhver egnet borehulloperasjon, så som å bruke en rørseksjon 23 som en ledning for fluider, slicklines, wirelines, verktøy, komponenter eller andre borehullartikler gjennom rørseksjonen for ulike formål tilknyttet oppsprekking, komplettering eller produksjonsoperasjoner. Det ytre elementet 40 og borehullfluidet 24 kan velges slik at når det inntreffer et forhold, så som for eksempel har gått en tid som er tilstrekkelig til å fullføre den forhåndsbestemte borehulloperasjonen, oppløser borehullfluidet det ytre elementet 40 tilstrekkelig til å få tilgang til kjerneelementet 30, hvorpå kjerneelementet 30 raskt korroderes av borehullfluidet 24, noe som får eventuell gjenværende del av det ytre elementet til å kollapse eller desintegrere, noe som eksponerer trekket definert i rørseksjonen. Dette kan for eksempel brukes til å skape en åpning eller flere åpninger gjennom rørseksjonen 23 analogt med en perforerende operasjon, eller å åpne en ledning så som kan brukes til en rekke kompletterings- eller produksjonsoperasjoner, inkludert en oppsprekkingsoperasjon. Eksponering av en skulder 95 eller utstikkende ribbe 97 på en indre overflate kan for eksempel brukes til å tilveiebringe et sete for en hylse, kule eller plugg.

[0064] I enda en utførelsesform kan borehullartikkelen 10 omfatte en hul sylinder som for eksempel kan føres inn i et foringsrør og brukes som en hylse 22 eller et sete, inkludert et kulesete 14 eller pluggsete 18, som har én eller flere deler av den hule sylinderen som omfatter et kjerneelement 30 og ytre element 40 som her beskrevet. Å bruke 520 kan omfatte enhver egnet bruk av den hule sylinderen, inkludert som vekselvis faste eller glidende hylser som kan brukes inne i et foringsrør, så som hylser som brukes til å skjule eller avdekke en åpning eller ledning i et foringsrør, eller ulike sylindriske seter som kan brukes med en kule 12 eller plugg 16 for å åpne eller lukke borehullet for ulike formål tilknyttet oppsprekking, komplettering eller produksjonsoperasjoner. Det ytre elementet 40 og det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 kan velges slik at når det inntreffer et forhold, så som for eksempel har gått en tid som er tilstrekkelig til å fullføre en forhåndsbestemt borehulloperasjon, har det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 oppløst det ytre elementet 40 tilstrekkelig til å få tilgang til kjerneelementet 30, hvorpå kjerneelementet 30 raskt korroderes av borehullfluidet 24, noe som får eventuell gjenværende del av det ytre elementet 40 til å kollapse eller desintegrere, slik at den hule sylinderen fjernes fra borehullet.

[0065] Å eksponere 530 artikkelen for det forhåndsbestemte borehullfluidet 24 kan omfatte å eksponere artikkelen 10 for eventuelt forhåndsbestemt borehullfluid 24 som er egnet for å korrodere det korroderbare første materialet 32 og det andre materialet 42 som her beskrevet. I én utførelsesform kan det å eksponere 530 omfatte å nedsenke en eksponert overflate av det andre materialet 42 i borehullfluidet i en tid som er tilstrekkelig til å korrodere gjennom det andre materialet 42 til gradientdelen 70, der det første materialet 32 i gradientdelen 70 begynner å korrodere raskt og det første elementet 30, inkludert gradientdelen 70, kan fjernes raskt. Egnede borehullfluider 24 kan omfatte vann, ulike vandige løsninger, saltoppløsninger eller syrer, inkludert organiske eller uorganiske syrer, eller en kombinasjon av dette. I en annen utførelsesform omfatter det å eksponere 530 borehullartikkelen 10 for borehullfluidet 24 å åpne et tilgangspunkt 90 i det andre elementet 40 som reaksjon på et borehullforhold for å gi borehullfluidet tilgang til det første korroderbare elementet som her beskrevet.

[0066] Selektiv korrodering 540 kan omfatte å fullstendig korrodere det første korroderbare elementet 30 slik at borehullartikkelen 10 fjernes helt fra borehullet av det forhåndsbestemte borehullfluidet 24. Alternativt kan selektiv korrodering 540 omfatte å fjerne en del av borehullartikkelen 10. Dette kan for eksempel omfatte å korrodere det første korroderbare elementet 30 som her beskrevet for å endre formen eller størrelsen på artikkelen 10.1 én utførelsesform, der artikkelen 10 omfatter en mengde nøstede artikler, så som en mengde kuler 12, som her beskrevet, kan selektiv korrodering 540 omfatte å fjerne et ytterste lag, så som en ytterste kule 12, slik at størrelsen (f.eks. diameteren) på artikkelen 10 reduseres og den gjenværende delen kan passere gjennom et sete til en annen seksjon av borehullet, enten nærmere eller lenger unna jordoverflaten, for å setes i et annet sete. Selektiv korrodering 540 kan gjentas for å suksessivt fjerne nøstede artikler 10 og redusere størrelsen, så som diameteren på en kule 12, noe som gjør at den gjenværende delen progressivt kan beveges gjennom et kulesete til en annen seksjon av borehullet, enten nærmere eller lenger unna jordoverflaten, for å setes i et annet sete.

[0067] Selv om det er vist og beskrevet foretrukne utførelsesformer, kan det gjøres modifiseringer og utskiftninger i disse uten at det avviker fra oppfinnelsens formål og omfang. Følgelig må det forstås at den foreliggende oppfinnelsen er beskrevet ved hjelp av illustrasjoner og ikke begrensning.

Claims

1. Sammensatt borehullartikkel, som omfatter: minst ett korroderbart kjerneelement som omfatter et første materiale som er korroderbart i et borehullfluid ved en første korrosjonshastighet; og minst ett ytre element som er anbrakt på kjerneelementet og omfatter et andre materiale som er korroderbart i borehullfluidet ved en andre korrosjonshastighet, der det korroderbare kjerneelementet har en sammensetningsgradient eller en tetthetsgradient, eller en kombinasjon av dette, og der den første korrosjonshastigheten er vesentlig større enn den andre korrosjonshastigheten.

2. Artikkel i henhold til krav 1, der sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller en kombinasjon av dette, hos det første materialet strekker seg fra en ytre del nær det ytre elementet mot en indre del unna det ytre elementet.

3. Artikkel i henhold til krav 2, der sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller en kombinasjon av dette, omfatter en avtakende mengde eller en avtakende tetthet, eller en kombinasjon av dette, hos det første materialet fra den indre delen til den ytre delen.

4. Artikkel i henhold til krav 3, der sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller en kombinasjon av dette, hos det første materialet i kjerneelementet varierer kontinuerlig fra den indre delen til den ytre delen.

5. Artikkel i henhold til krav 3, der sammensetningsgradienten eller tetthetsgradienten, eller en kombinasjon av dette, varierer i diskrete steg fra den indre delen til den ytre delen.

6. Artikkel i henhold til krav 2, der det korroderbare kjerneelementet også omfatter en sammensetningsgradient eller en tetthetsgradient, eller en kombinasjon av dette, hos det andre materialet i det korroderbare kjerneelementet fra den ytre delen nær det ytre elementet mot den indre delen.

7. Artikkel i henhold til krav 1, som ytterligere omfatter et tilgangspunkt konfigurert til å gi tilgang for borehullfluidet til kjerneelementet som reaksjon på et borehullforhold.

8. Artikkel i henhold til krav 1, der tilgangspunktet omfatter minst én av en tykkelsesforskjell, en sammensetningsforskjell eller en tetthetsforskjell hos det andre materialet som er tilstrekkelig til å gi tilgang for borehullfluidet til kjerneelementet som reaksjon på et borehullforhold.

9. Artikkel i henhold til krav 1, der det korroderbare kjerneelementet er vesentlig sfærisk og det ytre elementet er et vesentlig sfærisk lag anbrakt på kjerneelementet.

10. Artikkel i henhold til krav 1, der det korroderbare kjerneelementet er vesentlig sylindrisk og det ytre elementet omfatter et lag anbrakt på kjerneelementet.

11. Artikkel i henhold til krav 9, der kjerneelementet omfatter en hul hylse anbrakt rundt en langsgående akse, og det ytre elementet omfatter et lag anbrakt på kjerneelementet.

12. Artikkel i henhold til krav 1, der det første materialet omfatter et pulvermetallkompakt som omfatter en vesentlig-kontinuerlig, cellulær nanomatrise som omfatter et nanomatrisemateriale; en mengde spredte partikler som omfatter et partikkelkjerneelementmateriale som omfatter Mg, Al, Zn, Fe eller Mn, eller legeringer av dette, eller en kombinasjon av dette, spredt i den cellulære nanomatrisen; og bindelag som strekker seg gjennom hele den cellulære nanomatrisen mellom de spredte partiklene.

13. Artikkel i henhold til krav 1, der det andre materialet omfatter et pulverkompakt.

14. Artikkel i henhold til krav 1, der det andre materialet omfatter et metall, en polymer eller en keramikk, eller en kombinasjon av dette.

15. Artikkel i henhold til krav 1, der det minst ene korroderbare kjerneelementet og det minst ene ytre elementet omfatter en mengde kjerneelementer som har en tilsvarende mengde ytre elementer anbrakt på seg, der de respektive kjerneelementene og tilhørende ytre elementene er nøstet inni hverandre, slik at de danner en vekslende anretning av kjerneelementer og ytre elementer.

16. Sammensatt borehullartikkel, som omfatter: minst ett kjerneelement som omfatter et andre materiale som er korroderbart i et borehullfluid ved en andre korrosjonshastighet; og minst ett korroderbart ytre element som er anbrakt på kjerneelementet og omfatter et første materiale som er korroderbart i borehullfluidet ved en første korrosjonshastighet, der det korroderbare ytre elementet har en sammensetningsgradient eller en tetthetsgradient, eller en kombinasjon av dette, og der den første korrosjonshastigheten er vesentlig større enn den andre korrosjonshastigheten.

17. Artikkel i henhold til krav 16, der det korroderbare ytre elementet har en sammensetningsgradient hos det første materialet fra en ytre del nær en ytre overflate mot en indre del nær kjerneelementet.

18. Artikkel i henhold til krav 17, der sammensetningsgradienten hos det første materialet omfatter en avtakende mengde av det første materialet fra den ytre delen til den indre delen.

19. Artikkel i henhold til krav 18, der sammensetningsgradienten hos det første materialet varierer kontinuerlig fra den ytre delen til den indre delen.

20. Artikkel i henhold til krav 18, der sammensetningsgradienten hos det første materialet varierer i diskrete steg fra den ytre delen til den indre delen, der hvert steg har en vesentlig konstant mengde av det første materialet.

21. Artikkel i henhold til krav 17, der det ytre elementet også omfatter en sammensetningsgradient hos det andre materialet i det ytre elementet fra den indre delen nær kjerneelementet mot den ytre delen, og sammensetningsgradienten hos det andre materialet omfatter en avtakende mengde av det andre materialet fra den indre delen mot den ytre delen.

22. Artikkel i henhold til krav 16, der det første materialet omfatter et pulvermetallkompakt som omfatter en vesentlig-kontinuerlig, cellulær nanomatrise som omfatter et nanomatrisemateriale; en mengde spredte partikler som omfatter et partikkelkjerneelementmateriale som omfatter Mg, Al, Zn, Fe eller Mn, eller legeringer av dette, eller en kombinasjon av dette, spredt i den cellulære nanomatrisen; og bindelag som strekker seg gjennom hele den cellulære nanomatrisen mellom de spredte partiklene.

23. Artikkel i henhold til krav 16, der det andre materialet omfatter et pulverkompakt.

24. Artikkel i henhold til krav 16, der det andre materialet omfatter et metall, en polymer eller en keramikk, eller en kombinasjon av dette.