制造和使用功能梯度复合工具的方法 |
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| 申请号 | CN201280020571.0 | 申请日 | 2012-04-25 | 公开(公告)号 | CN103502563A | 公开(公告)日 | 2014-01-08 |
| 申请人 | 贝克休斯公司; | 发明人 | 徐志跃; M·约翰逊; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种制造复合井下物件的方法。该方法包括：形成至少一个能 腐蚀 的芯部构件，芯部构件包括在井眼 流体 中能以第一腐蚀速率腐蚀的第一材料；和在所述芯部构件上设置至少一个外构件，外构件包括在所述井眼流体中能以第二腐蚀速率腐蚀的第二材料。其中，能腐蚀的芯部构件具有组分梯度或 密度 梯度或其组合。其中，第一腐蚀速率明显比第二腐蚀速率大。还公开了一种使用复合井下物件的方法。该方法包括：形成如上所述的复合井下物件，使用该物件执行第一井眼操作，将所述物件暴露于井眼流体，以及选择性地腐蚀能腐蚀的第二构件。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种制造复合井下物件的方法，包括： |
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| 说明书全文 | 制造和使用功能梯度复合工具的方法[0001] 相关申请的交叉引用 [0002] 本申请要求于2012年4月28日提交的美国申请第13/096442号的权益，其全部内容以引用的方式并入本文。 [0003] 本申请包含的主题涉及与本申请同一天提交的共同未决专利申请（代理人案卷号为WBI4-50897-US）的主题，该专利申请被转让给与本申请相同的受让人，即德克萨斯州休斯顿的贝克休斯公司，其全部内容以引用的方式并入本文。 背景技术[0004] 井下钻探、完井和生产操作通常利用井眼元件或工具，该井眼元件或工具由于其功能因而仅需具有有限的使用寿命，并且必须从井眼移除或在井眼中除去以便恢复流体通道的原有尺寸以用于包括生产烃、隔离CO2等。传统上元件或工具的处理常常是通过将其钻出或铣出井眼，这通常是耗时的并且是昂贵的操作。 [0005] 已经提出通过使用各种井眼流体溶解可降解的聚乳酸聚合物来移除元件或工具。然而，这些聚合物通常不具有机械强度、断裂韧性以及在井眼的工作温度范围内执行井眼元件或工具功能所需的其它机械性能，因此，它们的应用是有限的。 [0006] 已经提出使用其它可降解材料，包括某些可降解金属合金，该可降解金属合金以某些反应性金属（例如铝）为多数成分和以其它合金组分（例如，镓、铟、铋、锡及其它们的混合物和组合）为少数成分形成，且不排除某些次要合金元素，例如，锌、铜、银、镉、铅及其它们的混合物和组合。这些材料可以通过熔化组分的粉末然后固化熔化物以形成合金，或通过冲压、压制、烧结或类似的方式处理上面所提及的量的反应性金属和其它合金成分的粉末混合物而使用粉末冶金。这些材料包括利用重金属的许多组合，所述重金属例如是可能不适合于与材料的降解一起释放到环境中的铅、镉等。另外，它们的形成可能涉及多种熔化现象，这产生了受到各个合金组分的相平衡和固化特征支配的合金结构，并且不会产生最佳的或令人满意的合金微结构、机械性能或溶解特性。 [0007] 因此，非常需要开发一种能用于形成井眼元件或工具的材料，使该井眼元件或工具具有执行其所需功能所需的机械性能，然后通过使用井眼流体进行受控溶解而被从井眼中移除。发明内容 [0008] 在一个示例性实施例中公开了一种制造复合井下物件的方法。所述方法包括：形成至少一个能腐蚀的芯部构件，所述芯部构件包括在井眼流体中能以第一腐蚀速率腐蚀的第一材料，以及在所述芯部构件上设置至少一个外构件，所述外构件包括在井眼流体中能以第二腐蚀速率腐蚀的第二材料，其中，所述能腐蚀的芯部构件具有组分梯度或密度梯度或其组合，其中，所述第一腐蚀速率明显比所述第二腐蚀速率大。 [0009] 在另一个示例性实施例中，公开了一种制造复合井下物件的方法。所述方法包括：形成至少一个芯部构件，所述芯部构件包括在井眼流体中能以第一腐蚀速率腐蚀的第一材料，以及在所述芯部构件上设置至少一个能腐蚀的外构件，所述外构件包括在井眼流体中能以第二腐蚀速率腐蚀的第二材料，其中，所述能腐蚀的外构件具有组分梯度或密度梯度或其组合，其中，所述第二腐蚀速率明显比所述第一腐蚀速率大。 [0010] 在又一个示例性实施例中，公开了一种使用复合井下物件的方法。所述方法包括：形成包括第一构件和能腐蚀的第二构件的复合井下物件，所述第一构件包括在井眼流体中能以第一腐蚀速率腐蚀的第一材料，所述能腐蚀的第二构件包括在井眼流体中能以第二腐蚀速率腐蚀的第二材料，其中，所述能腐蚀的第二构件具有组分梯度或密度梯度或其组合，其中，所述第二腐蚀速率明显比第一腐蚀速率大。所述方法还包括：使用所述物件执行第一井眼操作。所述方法进一步包括：使所述物件暴露于所述井眼流体，和选择性地腐蚀所述能腐蚀的第二构件。 附图说明 [0011] 现在参照附图，其中，在图中相同的元件用相同的附图标记标明。 [0012] 图1是本文公开的井下物件的示例性实施例的剖视图； [0013] 图2是图1中剖面2的剖视图，图示了本文公开的梯度部分的实施例； [0014] 图3是本文公开的梯度部分的另一个实施例的剖视图； [0015] 图4是本文公开的井下物件的第二示例性实施例的剖视图； [0016] 图5是本文公开的井下物件的第三示例性实施例的剖视图； [0017] 图6是本文公开的井下物件的第四示例性实施例的剖视图； [0018] 图7是本文公开的井下物件的第五示例性实施例的剖视图； [0019] 图8是本文公开的井下物件的第六示例性实施例的剖视图； [0020] 图9是本文公开的井下物件的第七示例性实施例的剖视图； [0021] 图10是本文公开的井下物件的第八示例性实施例的剖视图； [0022] 图11是本文公开的井下物件的第九示例性实施例的剖视图； [0023] 图12是本文公开的井下物件的第十示例性实施例的剖视图； [0024] 图13是制造本文公开的井下物件的方法的流程图； [0025] 图14是制造本文公开的井下物件的第二方法的流程图； [0026] 图15是使用本文公开的井下物件的方法的流程图； [0028] 图17是本文公开的纳米基体复合粉末压坯的剖视图； [0029] 图18是本文公开的前体纳米基体复合粉末压坯的剖视图。 具体实施方式[0030] 参照图1-图12，公开了复合井下物件10。复合井下物件10可包括多种钻井工具和元件中的任何一个。这些钻井工具和元件可包括各种分流球12、球座14、塞16、塞座18、盘20、镖状物21、套筒22和管状段23等。复合井下物件10在预定井眼流体24中能选择性地被腐蚀。复合井下物件10可通过使用预定井眼流体24而选择性地被移除。作为替代，通过使用预定井眼流体24来选择性地腐蚀所述物件10的一部分而可使这些复合井下物件10从一种形状重新被配置为另一种形状或者从一种尺寸重新被配置为另一种尺寸。这些特征例如也可组合，例如，通过使用预定井眼流体24或预定井眼流体24的组合将物件 10从一种形状重新配置为另一种形状或者从一种尺寸重新配置为另一种尺寸并随后将所述物件10从井眼中移除。本文所描述的复合井下物件10包括功能梯度复合材料，该功能梯度复合材料包括能快速腐蚀的金属部分26和在预定的井眼流体24中能以慢得多的速率腐蚀的更耐腐蚀的部分28。在某些实施例中，复合井下物件10可包括坚固的、能选择性地快速腐蚀的金属芯部构件30或基部，该金属芯部构件或基部包括第一材料32，所述第一材料包含能腐蚀的金属部分26并且由坚硬的防腐蚀的外构件40保护，外构件包括第二材料 42，所述第二材料包含更耐腐蚀的部分28。在其它实施例中，配置可相反，复合井下物件10可包括坚固的、能选择性地快速腐蚀的金属外构件50或基部，该金属外构件或基部包括第一材料32，所述第一材料包含能腐蚀的金属部分26，该能腐蚀的金属部分包围坚硬的耐腐蚀芯部构件60，所述耐腐蚀芯部构件包含第二材料42，所述第二材料包括更耐腐蚀的部分 28。能腐蚀的金属部分26可包括包含功能梯度材料70的功能梯度部分70，功能梯度材料设置在能腐蚀的金属部分26的第一材料32和更耐腐蚀的部分28的第二材料40之间。这种结构使得工具在使用物件（例如工具操作）期间耐腐蚀，同时允许芯材料在暴露于预定的井眼流体时快速地重新配置或移除。例如，可使用梯度部分70在第一材料32和第二材料 42之间提供微观结构转变，这是因为这些材料可具有明显不同的冶金性能和机械性能。能腐蚀的金属部分26可由本文公开的纳米基体复合材料形成。相对更耐腐蚀的部分28可由比能腐蚀的金属部分26更耐腐蚀的任何适合材料形成，优选地，由明显比能腐蚀的金属部分26更耐腐蚀的任何材料形成，更尤其是，可包括例如表现出高硬度和耐磨性的材料。 [0031] 参照图1，在一个示例性实施例中，复合井下物件包括：至少一个包括第一材料32的能腐蚀的芯部构件30，第一材料32在井眼流体中能以第一腐蚀速率腐蚀。复合井下物件10还包括至少一个设置在芯部构件30上并且包含第二材料42的外构件40，所述第二材料在井眼流体中能以第二腐蚀速率腐蚀，其中，能腐蚀的芯部构件30具有包含组分梯度或密度梯度或其组合的梯度部分70，其中，第一腐蚀速率明显比第二腐蚀速率大。 [0032] 外构件40可具有任何合适的形状或厚度。在一个实施例中，外构件40包括设置在芯部构件30上的一层，这通过如下方式来完成：直接将第二材料42沉积在芯部构件30的梯度部分70的外部部分或外部表面36上，或者可替换地，沉积在设置在芯部构件30上的、单独形成的梯度部分70的外部部分或外部表面36上。可采用各种沉积方法，例如，本文描述的喷镀、溅镀和其它薄膜沉积技术、包覆、粉末的压制、热喷涂或粉末的激光熔融。外构件40也可形成为单独构件和通过包括本文描述的那些方法的任何合适的附接方法而附接在芯部构件30的外部部分36上。例如，外构件40可形成为包括本文描述的纳米基体粉末压坯的粉末压坯，然后通过合适的附接方法附接在芯部构件30的外构件上。合适的附接方法包括等静压压制、扩散结合、热成型、焊接、铜焊、粘合等。外构件40也可形成为一个或多个部分或部段，这些部分或部段彼此附接以包围芯部构件30，可与芯部构件30直接附接或不与芯部构件直接附接。在一个示例性实施例中，外构件40可形成为两个薄壁等分半球，这两个薄壁等分半球可围绕着大体上呈球形的芯部构件30设置，使得等分半球33压靠在芯部构件40上，随后使半球例如通过诸如焊接接头35的接头围绕其接合周缘接合。外构件 40可具有执行井眼操作或与其相关联的物件10操作所需的任何合适的厚度。在一个示例性实施例中，外构件40包括设置在芯部构件30上的较薄的层，更具体地具有达到约为10mm的厚度，更具体地约1mm至约5mm，再更具体地约0.1mm至约2mm。外构件也可包括沉积薄膜，厚度可为500微米或更小，更具体地为100微米或更小，再更具体地为10微米或更小。 [0033] 在某些实施例中，芯部构件30可由外构件40完全或部分地包围，例如外构件40包括完全或部分包围芯部构件30的外层的示例。在其它一些实施例中，外构件40可仅被施加到芯部构件30的一个或多个部分上，例如施加到暴露于井眼流体24的那些部分上。在另外的实施例中，物件10包括大体上呈球形的分流球12，如图1所示。能腐蚀的芯部构件30大体上为球形，外构件40为如图1所示那样设置在芯部构件上的大体上呈球形的层，梯度部分70在芯部构件和外构件之间。在另外的实施例中，物件10包括筒形塞16，如图4所示。能腐蚀的芯部构件30大体上呈筒形，外构件40包括设置在芯部构件30上的包围层。 在又一实施例中，物件10包括中空筒形套筒22，如图5所示。芯部构件30包括围绕纵向轴线设置的中空筒，外构件40包括设置在芯部构件30和梯度部分70上的层。套筒22的一端或两端还可包括座部，例如，锥形球座14或塞座18，如图7所示。在另一个实施例中，物件10可包括筒形盘20，如图6所示。芯部构件30包括筒形盘，外构件40包括设置在芯部构件40和梯度部分70上的层。在另一个实施例中，物件10可包括包含筒形盘部分27和截头圆锥形尾部部分29的镖状物21，如图8所示。截头圆锥形尾部部分29可包括多个锥形翅片31，锥形翅片径向地绕纵向轴线33间隔开。芯部构件30包括筒形盘，外构件40包括设置在芯部构件30和梯度部分70上的层。在又一个实施例中，物件10可包括筒形管状段23，其例如可被用于形成井眼套管的一部分，如图9所示。本领域普通技术人员将发现，包括上面描述的物件10形状的钻井工具或元件可用于多种钻探、完井和生产操作中，这些形式也可包括本文包含的各种特征25，例如，各种孔、狭槽、肩部、槽沟、脊部和类似物，如图 9中与管状段23一起所示的那样。这些形状形式还可彼此嵌套，使得上面描述的多个球或筒或套筒可彼此嵌套，并具有逐渐更大或更小的尺寸。本文描述的具有本文提及的不同形状形式的物件10也可彼此嵌套，比如，较小的球12套在较大的球12内，如图11所示，并且较小的球12套在较大的塞16中，如图12所示，或者反之亦然。 [0034] 能腐蚀的芯部构件30包括能选择性腐蚀的第一材料32。第一材料32可包括能被预定的井眼流体选择性地快速腐蚀的金属材料。更具体地，能选择性腐蚀的金属材料可包括多种纳米基体复合材料，如在于2009年12月8日和于2010年10月27日提交的共同拥有的共同未决美国专利申请12/633,682和12/913,310中所描述的，其全部内容以引用方式并入本文。参照图16，纳米基体复合物为压坯，该压坯可由金属粉末110形成，所述金属粉末包含覆有金属的多个粉末颗粒112。可形成粉末颗粒112以提供粉末110，该粉末包括自由流动的粉末，这种粉末可以被灌注或以其它方式设置在具有各种形状和尺寸的各种模板或模具（未显示）中，并可用于制造本文描述的前体粉末压坯100（图19）和粉末压坯200（图18），所述压坯可用作生产出的各种物件或者可在生产各种物件中使用，所述物件包括各种井眼工具或元件。 [0035] 粉末10中的每个覆有金属的粉末颗粒112都包括颗粒芯114和设置在颗粒芯114上的金属覆层116。颗粒芯114包括芯材料118。芯材料118可包括任何适合形成颗粒芯114的材料，颗粒芯提供可烧结形成重量轻、高强度的粉末压坯200的粉末颗粒112，所述粉末压坯具有可选择和可控制的溶解特性。在一个实施例中，适合的芯材料包括电化学活性金属，该电化学活性金属具有比锌的标准氧化电势大或与锌的标准氧化电势相等的标准氧化电势，在另一个实施例中包括Mg、Al、Mn、Fe或Zn，或其合金、或组合。芯材料118也可包括电化学活性比锌小的其他金属或非金属材料，或其组合。可选择芯材料118以用于在预定井眼流体中提供高溶解率，但也可选择芯材料以用于提供相对较低的溶解率，包括零溶解率，此时，纳米基体材料的溶解导致颗粒芯114在井眼流体的界面处被快速破坏并被从颗粒压坯中释放出来，从而即使芯材料118本身可能具有低溶解率并且包含可能几乎不溶于井眼流体的芯材料120，溶解使用这些芯材料118的颗粒芯114制成的颗粒压坯的有效率也比较高。 [0036] 粉末110的每个覆有金属的粉末颗粒112还均包括设置在颗粒芯114上的金属覆层116。金属覆层116包括金属覆置材料120。金属覆置材料120使粉末颗粒112和粉末110具有金属属性。金属覆层116是一种纳米尺度的覆层。在一个示例性实施例中，金属覆层116的厚度可为约25nm至约2500nm。金属覆层116的厚度可以在颗粒芯114的表面上变化，但优选地在颗粒芯114的表面上厚度大致均匀。金属覆层116可包括单层或作为多层覆结构的多层。金属覆置材料120可包括提供可烧结的外表面121的任何合适的金属覆置材料120，该可烧结的外表面被配置为烧结到相邻的、同样具有金属覆层116和可烧结的外表面121的粉末颗粒112上。在粉末110的一个示例性实施例中，颗粒芯114包括Mg、Al、Mn、Fe或Zn，或其合金、或其组合作为芯材料118，更具体地可包括纯Mg和Mg合金，金属覆层116包括Al、Zn、Mn、Mg、Mo、W、Cu、Fe、Si、Ca、Co、Ta、Re或Ni，或其合金，或其氧化物、氮化物或碳化物，或上述材料的任意组合作为覆置材料120。粉末110也可包括附加粉末或第二粉末30，所述附加粉末或第二粉末散布在多个粉末颗粒112中，如图16所示。在一个示例性实施例中，第二粉末130包括多个第二粉末颗粒132。这些第二粉末颗粒132可被选择用于改变由粉末110和第二粉末130形成的粉末颗粒压坯200的物理特性、化学特性、机械特性或其它特性、或是这些特性的组合。在一个示例性实施例中，改变特性可包括改变梯度部分70中的组分梯度或密度梯度、或其组合。第二粉末颗粒132可覆置有或未覆置金属覆层136。当被覆置时（包括单层覆置或多层覆置），第二粉末颗粒132的覆层136可包括与粉末颗粒112的覆置材料120相同的覆置材料140，或覆置材料140可以不同。第二粉末颗粒132（未覆置）或颗粒芯134可包括提供所需好处的任何合适的材料，包括多种金属。在一个示例性实施例中，当使用包含Mg、Al、Mn、Fe或Zn，或其合金、或组合的被覆置的粉末颗粒112时，合适的第二粉末颗粒132可包括例如Ni、W、Cu、Co或Fe，或其组合。 [0037] 本文所使用的术语“大体上连续的蜂窝式纳米基体216”不表示粉末压坯的主要成分，而是指无论在重量上或是在体积上都次要的一种或多种组分。这与大多数基体复合材料不同在于大多数基体包括的是在重量上或体积上的主要组分。使用术语大体上连续的蜂窝式纳米基体意在描述纳米基体材料220在粉末压坯200中广泛、规则、连续且互连的分布特征。本文使用的“大体上连续”描述了纳米基体材料在整个粉末压坯200中的延伸，以便其在基本上所有散布的颗粒214之间延伸并包围所述基本上所有散布的颗粒。大体上连续用于表示纳米基体不需要完全连续并有秩序地围绕每个散布的颗粒214。例如，某些粉末颗粒112上的颗粒芯114上的覆层116中的缺陷会使颗粒芯114在烧结粉末压坯200期间桥接，因而，即使在粉末压坯的其它部分中纳米基体在大体上是连续的并表现出本文描述的结构，也会导致蜂窝式纳米基体216中产生局部的不连续。本文使用的“蜂窝式”用于表示纳米基体限定了纳米基体材料220的室或单元构成的网络，所述纳米基体材料的室或单元大体上重复、互连并且包围散布的颗粒214并与散布的颗粒互连。本文使用的“纳米基体”用于描述基体的尺寸或尺度，特别是基体在相邻的散布颗粒214之间的厚度。烧结在一起以形成纳米基体的金属覆层本身是纳米尺度厚度的覆层。因为在除了超过两个散布的颗粒214交叉处的大多数地方，纳米基体通常包括使两覆层116与相邻的包含有纳米尺度厚度的粉末颗粒112相互扩散和结合，所以形成的基体也具有纳米尺度厚度（例如，约为本文描述的覆层厚度的两倍），因此也描述为纳米基体。另外，所使用的术语“散布的颗粒214”不表示粉末压坯200的少数成分，而是指在重量上或在体积上是多数的一种或多种成分。使用术语“散布的颗粒”意在传达颗粒芯材料218在粉末压坯200中的非连续和离散分布。 [0038] 散布的颗粒214和颗粒层的蜂窝式网络216的等轴形态来自于粉末颗粒112的烧结和变形，因为这些颗粒压制、相互扩散并且变形以填充颗粒间空隙115。可选择烧结温度和压力以确保粉末压坯200的密度大体上达到了完全理论密度。参照图17，如本文所述，烧结的粉末压坯200可包括烧结的前体粉末压坯100，该前体粉末压坯包括多个变形且机械结合的粉末颗粒。前体粉末压坯100可通过这样的方式形成：将粉末110压制至粉末颗粒112彼此压入的状态，从而使粉末颗粒变形并形成与该变形相关联的颗粒间机械结合或其它结合，所述结合足以使变形的粉末颗粒112相互粘着并形成具有生坯密度的生坯状态粉末压坯，该生坯密度可变化并且部分地由于颗粒间空隙115的存在而小于粉末110的充分压实压坯的理论密度。压制可这样进行，例如，通过在室温下等静压压制粉末110以提供粉末颗粒112形成前体粉末压坯100所需要的变形和颗粒间结合。 [0039] 烧结并动态锻造的粉末压坯200包括包含Mg的散布的颗粒214和包含本文描述的各种纳米基体材料的纳米基体216，该粉末压坯表现出优异的机械强度和低密度。本文所用的动态锻造指的是在足以促进烧结相邻的粉末颗粒12的金属覆层16的温度和时间段下动态地施加负荷，优选地可包括在足以形成烧结的完全致密粉末压坯200的时间和温度下以预定的加载率动态地施加锻造负荷。在一个实施例中，颗粒芯14包括Mg，金属覆层16包括本文所述的多种单层覆层和多层覆层，例如包含Al的多种单层覆层和多层覆层，通过以约450℃至约470℃的温度Ts烧结长达约1小时而不施加锻造压力来执行动态锻造，然后通过以约为0.5至约2ksi/秒的缓变率施加等静压力直到约为30ksi至约60ksi的最大压力Ps来进行动态锻造，这就导致了15秒至约120秒的锻造周期。 [0040] 粉末压坯200包括包含Mg的散布的颗粒214和包含本文描述的多种纳米基体材料220的纳米基体216，该粉末压坯表现出约为至少37ksi的室温压制强度，并且进一步表现出超过大约50ksi的室温压制强度。本文描述类型的粉末压坯200能够达到与基于粉末110的组分的压坯材料的预定理论密度大体上相等的真实密度，所述粉末的组分包括颗粒芯114的组分和金属覆层116的组分的相对量，在本文中也被描述为完全压实的粉末压坯。 粉末压坯200包括包含Mg的散布的颗粒和包含本文描述的多种纳米基体材料的纳米基体 216，该粉末压坯表现出的真正密度约为1.738g/cm3至约2.50g/cm3，这大体上等于预定的理论密度，与预定的理论密度的差异最多为4%。粉末压坯200包括包含Mg的散布的颗粒 214和包含本文描述的多种纳米基体材料的蜂窝式纳米基体216，该粉末压坯在15%的盐酸 2 2 中表现出范围在从约4750mg/cm/hr至约7432mg/cm/hr的腐蚀速率。这一系列的反应提供了，例如在小于一小时中通过改变井眼流体将由这种材料形成的3英寸直径的球从井眼中移除的能力。 [0041] 外构件40设置在芯部构件30上，并且包括在预定的井眼流体24中能以第二腐蚀速率腐蚀的第二材料42。如本文所述，第一材料32的第一腐蚀速率明显比第二材料42的第二腐蚀速率高。外构件40的第二材料42可为任何适合的材料，包括各种金属、聚合物或陶瓷、或其复合物、或其其它组合。合适的材料包括典型地应用在井眼环境中使用的管材中的合金，包括各种等级的钢，尤其是各种等级的不锈钢。其它合适的合金包括Fe基合金、Ni基合金、Co基合金和超级合金。合适的聚合物可包括在足以起到本文所述的第二材料42的作用的一段时间内向预定井眼流体24提供低穿透性的任何聚合物。合适的聚合物包括多种含氟聚合物和聚氨酯。合适的陶瓷可包括金属碳化物、氧化物或氮化物、或其组合，包括碳化钨、碳化硅、碳化硼、氧化铝、氧化锆、氧化铬、氮化硅或氮化钛。 [0042] 在一个实施例中，第一材料32和第二材料42的腐蚀速率的差使得能选择性腐蚀的井下物件10能在存在预定的井眼流体24的情况下用于其预定目的，例如，用于特定的井眼操作，并提供在预定井眼流体24中的足以执行井眼操作的操作寿命或关键服务时间。在另一个实施例中，腐蚀速率的差异使井下物件10能在不暴露于预定井眼流体24的情况下用于其预定目的，例如用于特殊井眼操作，并且一旦井眼操作完成就可引入预定的井眼流体以选择性地腐蚀物件10。上面提供了第一材料32的快速腐蚀速率的示例。第二材料42在井眼流体中的第二腐蚀速率可以是低于第一腐蚀速率的任何合适的速率，更尤其是，其可低大约一个至大约十个数量级，更尤其是，低大约一个至大约三个数量级。这可包括约为2 2 0.001mg/cm/hr至大约1.0mg/cm/hr的腐蚀速率。 [0043] 如图所示，更具体的如图2和图3所示，能腐蚀的芯部构件32具有带组分梯度或密度梯度、或其组合的梯度部分70。在一个实施例中，梯度部分70包括组分梯度或密度梯度、或其组合，该梯度部分包括设置在能腐蚀的芯部构件和外构件之间的一个或多个过渡层。该一个或多个层可用于任何合适的目的，包括例如在具有不同材料属性（比如，不同的晶体结构、不同的热膨胀系数等）的第一材料和第二材料之间提供过渡，以便减小它们之间界面处的应力并促进外构件40附着在芯部构件30上。这一个或多个层还可用于控制物件10的密度，这通过如下方式进行：提供一区域，芯部构件的第一材料32在该区域中可通过增加受控量的另外的材料来调整，例如增加一定量的第二材料42，以便提供具有预定密度的物件10。这一个或多个层还可用于控制物件10的腐蚀速率，这通过如下方式来完成：提供与芯部构件30的第一材料32或外构件40的第二材料42具有不同腐蚀速率的一层或多层，例如提供具有介于第一材料32的腐蚀速率与第二材料42的腐蚀速率之间的腐蚀速率的一层或多层。尽管梯度部分70在上面描述为芯部构件30的组分梯度或密度梯度、或其组合，但应理解梯度部分70也可与外构件40相关联，进一步地，可以考虑使其作为设置在外构件40和芯部构件30之间的单独的梯度件72。尽管组分梯度或密度梯度、或其组合可包括均匀地围绕芯部构件30设置的一层或多层，其也可非均匀地设置作为在芯部构件30和外构件40之间的部分70或区域，并且可用来，例如，在物件10中提供变化的重量分布，包括各种非轴对称的重量分布。这样，组分梯度或密度梯度、或其组合可用于，例如，当物件经过井眼流体在井眼中下降时通过非均匀地对物件10的特定部分进行加重来使物件定位或使其预先放置。 [0044] 梯度部分70以及与其相关联的组分梯度或密度梯度、或其组合可以以任何合适的方式建立。在一个示例性实施例中，组分梯度可通过在芯部构件和外构件之间设置层来建立，该层包括由第一材料32和诸如第二材料的另外的材料混合而成的粉末混合物构成的粉末压坯。即使当芯部构件30和梯度部分70或包含组分梯度的层被压制至完全理论密度时，只要第一材料和其它材料是具有不同密度的不同材料，这种结构就提供组分梯度和密度梯度。例如，如果芯部构件30是通过压制包含镁合金颗粒芯的粉末形成的，并且所述镁合金颗粒芯具有铝或铝合金纳米层以形成纳米基体复合物，该纳米基体复合物包括分散在本文描述的铝或铝合金纳米基体中的分散的镁颗粒，则梯度部分70中可形成组分梯度，该组分梯度是通过压制用于形成芯部构件30的相同的覆有铝的镁粉末颗粒与其它金属或金属合金的纳米颗粒或微颗粒（例如第二材料42的颗粒）的混合物来实现的。虽然组分梯度可通过使用外构件40的第二材料42来形成，密度梯度也可通过使用任何其它材料来形成，所述其它材料包括具有不同于第一材料32的密度的第二材料42。用于形成组分梯度的其它材料可为任何合适的材料，包括各种金属和金属合金、陶瓷、玻璃等。当组分梯度也用于提供密度梯度时，使用包括元素周期表中IVB-VIIB族中的金属的各种高原子量的金属可能是有益的。 [0045] 密度梯度可以以任何合适的方式建立，所述方式包括上面描述将第一材料32的粉末与另外的材料比如第二材料42的粉末混合，然后压制至预定密度，例如压制至这些材料混合物的理论密度，以便形成粉末压坯。密度梯度也可通过将第一材料32的粉末压制至不用于芯部构件30的第一材料32的密度的密度来建立，所述密度包括比芯部构件30的密度大或小的密度。在一个实施例中，芯部构件30可包括第一材料32的粉末的粉末压坯，第一材料的粉末被压至完全理论密度，梯度部分70层可包括第一材料32的粉末的粉末压坯，第一材料的粉末被压至小于完全理论密度。在另一个实施例中，芯部构件30可包括第一材料32的粉末的粉末压坯，第一材料的粉末被压至小于完全理论密度，梯度部分70或层可包括第一材料32的粉末的粉末压坯，第一材料的粉末被压至更高的密度，该密度包括完全理论密度。 [0046] 第一材料32的、具有组分梯度或密度梯度、或其组合的梯度部分70可从邻近外构件40的外部部分35朝远离外构件40的内部部分37延伸，所述梯度部分可以是图2所示的单层或单个区域，或者是如图3所示的多个不连续层或组分梯级。在一个实施例中，梯度部分70可包括第一材料32的、从内部部分37至外部部分35的递减量或递减密度或其组合。例如，在图2中，芯部构件30包括100%重量百分比的第一材料，该第一材料例如是具有散布在其中的镁或镁合金颗粒的铝纳米基体。梯度部分70包括三个具有不同成分的非连续层。第一层80可包括例如大体上呈球形的粉末压坯，该粉末压坯由均质粉末混合物组成，所述粉末混合物包括75%重量百分比的第一材料32和25%重量百分比的第二材料42。第二层82可包括，例如，重量占50%的第一材料32和重量占50%的第二材料42。第三层 84可包括，例如，重量占25%的第一材料32和重量占75%的第二材料42。外构件40包括重量占百分之百的第二材料42。在本实施例中，组分梯度或密度梯度、或其组合，从内部部分37至外部部分35以非连续的梯级变化，对应于提供了多个非连续的组分梯级和密度梯级的层，每个层都具有如上所述的不同的成分或密度。 [0047] 在另一个示例中，芯部构件中的第一材料的组分梯度或密度梯度或其组合从内部部分至外部部分连续地变化，如图2所示。第一构件的量可发生变化，例如，第一材料从在芯部构件30的内部部分37中占重量的75%变化到在外部部分35中占重量的0%。相应地，其它材料比如第二材料42的量也可发生变化，例如，第二材料从在外部部分35中占重量的100%变化到在内部部分37中占重量的0%。在本示例中，能腐蚀的芯部构件30也包括能腐蚀的芯部构件30中的第二材料42的、从接近外构件40的外部部分35朝内部部分37的梯度部分70，该梯度部分具有组分梯度或密度梯度或其组合。 [0048] 外构件40可配置为具有均匀的或可变的厚度，该厚度足以提供井下物件10的预定工作时间，这包括在预定井眼流体24中的预定工作时间，其中，预定井眼流体中第二材料42的腐蚀速率使得外构件变得足够薄，从而预定井眼流体与第一材料32接触并开始快速腐蚀包括其间的梯度部分70的芯部构件30。例如，外构件40的腐蚀可以以第二腐蚀速率大体上均匀地在外构件40的整个表面或部分表面上进行，直至预定井眼流体24破环外构件40并与包括设置在其间的梯度部分70的、芯部构件30的第一材料32接触。在另一个示例中，如图4-图12所示，外构件40可包括一个入口位置90或多个入口位置90，该入口位置被配置成响应于预定井眼条件为预定井眼流体24穿过外构件40进入芯部构件30以便腐蚀能腐蚀的芯部构件30的第一材料32提供入口。井眼条件可包括用于为预定井眼流体24流到能腐蚀的芯部构件30提供入口的任何合适的条件。在一个实施例中，入口位置90可包括外构件40和第二材料42的局部减薄部，这通过提供外构件的表面44上的凹部或能腐蚀的芯部构件30的突出部实现，如图4所示，并且井眼条件可包括将预定井眼流体置于与入口位置90相接触一段足以使预定井眼流体24能腐蚀入口位置90处的第二材料42的厚度的时间。在另一实施例中，入口位置90也可包括不同的入口位置材料92，该入口位置材料可响应于井眼条件或井眼条件的变化而不是预定的井眼流体24而提供通过外构件40的入口。例如，井眼条件可包括足以改变入口位置90的性质的热量或温度或其组合，例如通过包括熔化的相变，或者足以使得预定井眼流体24进入芯部构件40的机械性质的改变。在另一个实施例中，入口位置90可包括止回阀94，并能响应于包括压力变化的井眼条件而使预定井眼流体24进入。也可以使用任何适合的井眼条件来为预定井眼流体24穿过外构件40通过入口位置90到芯部构件30提供入口。在一个示例性实施例中，入口位置90可包括足以为预定井眼流体24响应于井眼条件或井眼条件的变化而通到芯部构件30提供入口的、外构件40的第二材料40的厚度差、组分差或密度差中的至少一种。 [0049] 在一个示例性实施例中，至少一个能腐蚀的构件30和至少一个外构件42可包括多个芯部构件，该多个芯部构件具有相应的多个设置在其上的外构件，其中，相应的芯部构件30和相关的外构件40相互嵌套以形成芯部构件30和外构件40的交替布置，如图11和图12所示。在图11所示实施例中，多个中空球形芯部构件30相互嵌套以形成分流球12的交替布置，分流球包括具有外构件40的芯部构件30。各个芯部构件30和相应的外构件40可通过使用本文描述的方法按顺序形成，使得最里面的外构件40/芯部构件30可被一个或多个相继的更大的外构件40/芯部构件30包围。虽然相同的形状可相互嵌套，例如如图 11所示的多个分流球12，以及多个筒形塞（未显示）或多个嵌套的套筒22或球座14（未显示），不同的形状也可相互嵌套。在图12所示的示例性实施例中，筒形塞16中可嵌套有具有另外形状的物件10，例如分流球12。同样，筒形塞16中可嵌套有一个分流球12或多个分流球12（未显示）。这些配置提供了物件10，其能选择性地腐蚀以将该物件重新构造成另一个物件10，该另一个物件可用于后续的井眼操作，而不需要送入第二或后续的物件10。例如，可使用多个嵌套的球12以使得当在井眼中的特定高度处完井操作时，可移除最外边的外构件40/芯部构件30，并且直径可被选择为使得余下的物件10能穿过球座到达井眼中更低的高度。当然，本领域的普通技术人员将理解相反的布置也能起到作用，使得最外边的外构件40/芯部构件30的移除将能使球通过球座向上移动至井眼更接近地表的部分。 [0050] 尽管上面描述的布置在包括上面描述的应用在内的许多应用中有用，但是第一材料32和第二材料42的相反的布置也是可能的，如图10所示，其中，第一材料包括外构件50，第二材料42包括芯部构件60，使得，外构件50能快速地在井眼流体24中腐蚀以暴露出芯部构件60，芯部构件具有低得多的腐蚀速率。这样，复合井下物件10可包括至少一个能腐蚀的外构件50和至少一个设置在外构件50中的芯部构件60，外构件包括本文描述的在井眼流体24中能以第一腐蚀速率腐蚀的第一材料32，芯部构件包括第二材料42，第二材料在预定井眼流体24中能以第二腐蚀速率腐蚀，其中，能腐蚀的外构件50具有梯度部分70，梯度部分具有组分梯度或密度梯度或其组合，其中，第一腐蚀速率明显比本文描述的第二腐蚀速率大。可能需要这种配置，例如，用于通过使用外构件使物件10在井眼中定位而将物件10定位在井眼中的确定位置，接着暴露于预定井眼流体24以移除外构件50，将芯部构件留在特定位置或方位处。 [0051] 参照图13，公开了如本文描述的一种制造复合井下物件10的方法300。方法300总体上包括：在步骤310中形成至少一个能腐蚀的芯部构件30，所述芯部构件包括在井眼流体24中能以第一腐蚀速率腐蚀的第一材料32；以及在步骤220中在芯部构件30上设置至少一个外构件40，外构件40包括在井眼流体24中能以第二腐蚀速率腐蚀的第二材料42，其中，能腐蚀的芯部构件30具有组分梯度或密度梯度或其组合，其中，第一腐蚀速率明显比第二腐蚀速率大。 [0052] 能腐蚀的芯部构件30可具有任何合适的外形，包括如本文所述的尺寸和形状。在步骤310中形成能腐蚀的芯部构件30可通过使用任何合适的形成方法来进行，包括加压和动态锻造各种粉末压坯，尤其是如本文所述的各种被覆置的金属粉末的粉末压坯。 [0053] 形成步骤310可包括：形成未烧结的粉末压坯或前体粉末压坯100作为能腐蚀的芯部构件30。未烧结的粉末压坯100（图18）例如可通过使用诸如冲压、锻造、挤出、等静压等各种粉末压制方法来形成。通常，用以形成未烧结的粉末压坯或前体粉末压坯100的粉末压制将在在压制时不提供用于加热粉末颗粒的外部热源的情况下进行，或者，作为替代，通过在压制时将粉末加热至明显比选定用于金属覆层的材料的熔化温度低的温度，使得在相邻的粉末颗粒间基本上不会有固态相互扩散。未烧结的粉末压坯100可形成足以保持能腐蚀的芯部构件30的被压实的形状的机械结合，例如，在相邻粉末颗粒的金属覆层之间形成机械结合。未烧结的粉末压坯100将通常具有预定空隙率或密度，所述空隙率或密度的量由与压制相关的因素决定，例如压制压力、压制时间和用于形成压坯的金属粉末的性质。在一个实施例中，未烧结的粉末压坯100可通过压制包括多个金属粉末颗粒的粉末来形成，各个粉末颗粒均包括颗粒芯，颗粒芯包括包含Mg、Al、Zn、Fe或Mn，或其合金、或其组合的芯材料，以及设置在颗粒芯上的金属覆层，其中，压制使得相邻颗粒的金属覆层彼此形成足以形成并保持粉末压坯的形状的机械结合，如图18所示。 [0054] 形成步骤310也可包括：形成烧结的粉末压坯200作为能腐蚀的芯部构件30。烧结的粉末压坯200可包括烧结至基本上获得粉末压坯的完全理论密度，以及部分烧结至获得低于粉末压坯的完全理论密度，包括部分烧结至获得预定空隙率或密度。烧结的粉末压坯通常以在相邻粉末颗粒的金属覆层间相互扩散（例如固态相互扩散）为特征，使得在它们之间形成了化学结合或金属结合。烧结的粉末压坯例如可通过使用诸如冲压、滚压、包括动态锻造的锻造、挤压或包括热等静压的等静压或其组合等各种粉末压制方法来形成。通常，用以形成烧结粉末压坯的粉末压制将结合在压制时提供外部热源以加热粉末颗粒来进行，并且可包括在压制时将粉末加热至接近选择用于金属覆层的材料的熔化温度的温度。在一些实施例中，这可包括将粉末加热至刚好低于金属覆层材料的熔化温度的温度，在其它实施例中，甚至还包括将粉末加热至稍高于金属覆层材料的熔化温度的温度。在一个示例性实施例中，在步骤310中形成烧结的粉末压坯和能腐蚀的芯部构件30包括：形成大体上连续的蜂窝式的纳米基体，该纳米基体包括纳米基体材料和结合层，所述纳米基体材料包括散布在蜂窝式的纳米基体中的多个散布的颗粒，所述散布的颗粒包括包含Mg、Al、Zn、Fe或Mn、或其合金、或其组合的颗粒芯材料，所述结合层在散布的颗粒之间在整个蜂窝式的纳米基体中延伸，如图17所示。 [0055] 梯度部分70和相关的组分密度或密度梯度或其组合可通过任何适合的方法设置在能腐蚀的芯部构件30和外构件40之间。例如，其可与能腐蚀的芯部构件30形成为一体，或者可作为外构件40设置在能腐蚀的芯部构件30上之前设置在能腐蚀的芯部构件30和外构件40之间的单独的梯度部分70或构件，或者通过在外构件40设置在能腐蚀的芯部构件上之前将具有组分梯度或密度梯度或其组合的层沉积在能腐蚀的芯部构件30上形成。在步骤310中形成能腐蚀的芯部构件30可包括：例如，建立第一材料32的、从芯部构件30的邻近外构件40的外部部分36朝向芯部构件30的远离外构件40的内部部分37的组分梯度或密度梯度或其组合，如图2和图3所示。 [0056] 在一个实施例中，形成步骤310包括：建立第一材料32的从邻近外构件40的外部部分37朝向远离外构件40的内部部分35的组分梯度或密度梯度或其组合，这通过从内部部分37至外部部分35连续地改变所述组分梯度或密度梯度或其组合来进行，如图2所示。这例如可通过在梯度部分70中连续地改变第一材料32的密度来实现。可采用第一材料32的粉末的各种形式的喷射成形和熔融来连续地改变密度，例如采用激光烧结前体压坯100、激光直接沉积或覆置、立体光刻或熔融沉积成型沉积方法。这可包括，例如，具有单一粉末尺寸的第一材料32的粉末的渐进式激光熔融，连续地改变能量或功率以便提供粉末颗粒更大或更小程度的熔融和结合以及连续变化的密度。在另一个示例性实施例中，第一材料32的成分或密度或其组合可从内部部分37至外部部分35连续地变化。可对至少两种粉末尺寸的第一材料32采用各种形式的喷射成形和熔融来改变密度或组分或其组合，这通过使用固定的或可变能量密度或功率密度而连续地改变所提供的两种粉末尺寸的值来进行。在又一个示例性实施例中，这可通过改变梯度部分70中第一材料32的组分来执行，这种改变通过在梯度部分70中的第一材料32中引入连续改变量的其它材料（例如第二材料42）来进行。例如，重量上的连续改变量从邻近外构件40的外部部分35中的100%的第二材料42及0%的第一材料32变为内部部分37中的0%的第二材料42及100%的第一材料32。可采用对第一材料的粉末和诸如第二材料的其它材料的粉末进行各种形式的喷射成形和熔融来连续地改变组分，例如，在通过使用固定的或可变的能量密度或功率密度连续地改变粉末的比例的同时采用粉末的激光熔融。可采用各种已知的用于确保被沉积的一种或多种材料均匀覆置的方法，包括在沉积和激光熔融喷射的粉末期间旋转或扫描基层，或作为替代，在沉积期间扫描基层表面的喷射的粉末和激光。 [0057] 在另一个实施例中，形成步骤310包括：建立第一材料32的、从邻近外构件40的外部部分35朝向远离外构件40的内部部分37的组分梯度或密度梯度或其组合，这通过从内部部分37至外部部分35以非连续的级或层改变组分梯度或密度梯度或其组合来进行，如图3所示。每个级中的密度或组分或其组合可通过使用第一材料32或第一材料32和诸如第二材料的其它材料的组合并通过任何合适的方法来改变，所述方法例如上面描述的使用激光熔融粉末的方法。在各级或层中，密度或组分或其组合可不变或可连续地变化。 [0058] 在步骤320中在芯部构件30上设置至少一个外构件40可通过任何合适的方法来执行。在一个实施例中，在步骤320中在芯部构件30上设置外构件40可包括：在芯部构件30设置第二材料42的粉末压坯。这例如可通过压制可用于围住能腐蚀的芯部构件30的一种或多种形式的第二材料42的来进行。例如，如果能腐蚀的芯部构件30大体上为球形，外构件40可包括两个中空半球形粉末压制坯件40，该坯件的尺寸可使其内表面靠着能腐蚀的芯部构件的外表面设置，并且通过接头沿着其毗连的周缘结合，如图1所示。在另一个实施例中，在步骤320中在芯部构件30上设置外构件40可包括：在芯部构件30上设置第二材料42层。第二材料42层可通过任何合适的沉积方法沉积，所述方法包括浸到熔融金属浴中、包含电镀和化学镀的镀覆、溅镀和其它薄膜沉积技术、覆置、粉末压制、热喷射、或将第二材料42的粉末激光熔融在能腐蚀的芯部构件的外表面或外部部分上、或其组合。 [0059] 参照图13，方法300也可选地包括：在步骤330中在外构件上形成入口位置90，如本文所述，入口位置90被配置成响应于井眼条件的变化为井眼流体通到芯部构件提供入口。在步骤330中在外构件上形成入口位置90可通过任何合适的方法来执行。形成步骤330可与在步骤320中在芯部构件30上设置外构件40一体地执行，或者通过另外的一个或多个形成操作来执行。例如，在入口位置90包括第二材料42的局部变薄时，这可通过芯部构件30和/或外构件40的设计来实现。作为替代，其可通过从外构件40上化学地、机械地或以其它方式移除第二材料42来执行。化学移除可通过化学或电化学铣、化学蚀刻或其它化学移除方法来实现，并可包括使用光刻用掩模或图案形成技术来限定入口位置90的形态或形状，接着通过蚀刻或其它材料移除技术适当地移除材料以形成入口位置。机械移除可通过加工、钻孔、研磨或其它材料移除方法来实现。 [0060] 如上面所述的，第一材料32和第二材料42的相反设置也是可能的，如图10和图14总体上所示，并可通过制造复合井下物件10的方法400形成，该方法包括：在410步骤中形成至少一个芯部构件60，所述芯部构件包括在井眼流体24中能以第二腐蚀速率腐蚀的第二材料42，以及在步骤420中在芯部构件60上设置至少一个能腐蚀的外构件50，所述外构件包括在预定井眼流体24中能以第一腐蚀速率腐蚀的第一材料32，其中，能腐蚀的外构件50具有组分梯度或密度梯度或其组合，其中，第一腐蚀速率明显比第二腐蚀速率大。在此结构中，可通过任何合适的方法来形成第二材料42的芯部构件60，所述方法包括铸造、锻造、加工或各种粉末压制方法或其组合。 [0061] 在步骤410中形成能腐蚀的外构件50可包括：建立第一材料32的、从邻近芯部构件60的内部部分37朝向远离芯部构件60的外部部分35的组分梯度或密度梯度或其组合。建立第一材料32的、从邻近芯部构件60的内部部分37朝向远离芯部构件60的外部部分 35的组分梯度或密度梯度或其组合可包括：如本文所描述的那样从内部部分37至外部部分35连续地改变组分梯度或密度梯度或其组合。作为替代，或与其相结合，建立第一材料 32的、从邻近芯部构件60的内部部分37朝向远离芯部构件60的外部部分35的组分梯度或密度梯度或其组合可包括：从内部部分37至外部部分35以非连续的级或层改变组分梯度或密度梯度或其组合。在每个级中，组分梯度或密度梯度可不变，或者可连续地变化，如本文所述。如本文所述，包括组分梯度或或密度梯度或其组合的梯度部分70可被形成为第一材料32的粉末压坯或者第一材料和包括第二材料42的另外的材料的组合的粉末压坯，如本文所述。在一个实施例中，方法400和形成步骤410可包括：建立其它材料的、在能腐蚀的外构件50中从邻近芯部构件的内部部分37朝向外部部分35的组分梯度或密度梯度或其组合，所述其它材料包括芯部构件60的第二材料42，类似于本文中其它地方所描述的第一材料32和第二材料42的组合。 [0062] 在一个实施例中，在步骤420中在芯部构件30上设置能腐蚀的外构件50包括：在芯部构件60上设置第一材料32的粉末压坯。第一材料32的粉末压坯可通过使用本文披露的任何粉末应用或压制方法直接形成在芯部构件60上，或替代地，可单独地作为一个单一件或多个件形成，并通过任何合适的沉积方法设置在芯部构件60上，包括本文所述的方法，以便将第二材料42附接、连接或沉积在第一材料32上。 [0063] 在一个示例性实施例中，公开了使用复合井下物件的方法500，如图15所示。方法500包括：在步骤510中形成复合井下物件，该井下物件包括第一构件30、50和能腐蚀的第二构件40、60，第一构件包括在预定井眼流体24中能以第一腐蚀速率腐蚀的第一能腐蚀的材料32，能腐蚀的第二构件包括在井眼流体中能以第二腐蚀速率腐蚀的第二材料42，其中，第一能腐蚀的构件具有梯度部分70，该梯度部分具有组分梯度或密度梯度或其组合，其中，第一腐蚀速率明显比第二腐蚀速率大。形成步骤510可包括或采用：例如，制造复合井下物件10的方法300或是方法400。方法500还包括：在步骤520中使用物件10来执行第一井眼操作；在步骤530中将物件暴露在预定井眼流体24中；和在步骤540中选择性地腐蚀第一能腐蚀的构件30、50。方法500中用到的物件可包括任何合适的井下物件10，尤其是各种钻井工具和组件。 [0064] 在一个实施例中，井下物件10可包括如本文所描述的各种配置的分流球12、塞16或盘20，其中，在步骤520中使用物件来执行预定井眼操作包括结合压裂、完井或生产操作完全或部分关闭孔。井下物件10具有外构件40，外构件包括第二材料42的薄层或覆层，其足以关闭要关的孔，并耐受预定的井眼流体24一段足以执行预定的井眼操作（例如压裂地层）的时间。可选择外构件40和预定井眼流体24，使得例如经过了足以执行预定井眼操作的时间的条件出现时，预定井眼流体24已经溶解了外构件40，以足以进入芯部构件30，从而芯部构件30快速地被预定井眼流体24腐蚀，使得外构件的任何余下的部分将被破环或分解，因此而移除了分流球12、塞16或盘20并打开了孔。也可以以任意组合的方式使用其它井眼条件，包括对井眼流体加温和/或加压、加入其它物质，比如其它井眼流体以选择性地增加第二材料42的第二腐蚀速率，以便促进其腐蚀，从而为流体流到第一材料32提供入口。 [0065] 在另一个实施例中，井下物件10可包括管状段23，管状段23可用于形成井眼的套管的一部分，其具有一个或多个管状壁部分，管状壁部分包括结构25，该结构包括芯部构件30和外构件40以限定诸如通孔91或开口、盲孔93或盲口、管道、通道、槽95、凸肋97、肩部99或其它结构的结构。在步骤520中使用物件10来执行预定井眼操作可包括任何合适的井眼操作，例如使用管状段23作为用于流体的管道、钢丝绳、线缆、工具、组件或其它穿过管状段的井眼物件，以用于与压裂、完井或生产操作相关联的各种目的。可选择外构件40和井眼流体24，使得当例如经过了足以执行预定井眼操作的时间的条件出现时，预定井眼流体就溶解外构件40，以足以能进入芯部构件30，从而芯部构件30快速地被井眼流体24腐蚀，使得外构件的任何余下的部分被破坏或分解，从而将限定在管状段中的结构暴露出来。这例如可用于类似于穿孔操作创建一个或多个穿过管状段23的开口，或者用于打开管道，例如可用于包括压裂操作在内的许多完井或生产操作。可采用将肩部95或凸肋97暴露在内表面上，以便例如为套筒、球或塞提供座。 [0066] 在又一个实施例中，井下物件10可包括中空筒，该筒可被插到例如套管中并用作套筒22或座，所述座包括球座14或塞座18，中空筒的一个或多个部分包括本文公开的芯部构件30和外构件40。使用步骤520可包括中空筒的任何适合的使用，包括作为可用在套管中的各种固定套筒或滑动套筒，例如用于隐藏或显露套管中开口或管道的套筒，或各种筒形座，该筒形座可与球12或塞16一起使用以打开或关闭井眼以用于与压裂、完井或生产操作相关联的各种目的。可选择外构件40和预定井眼流体24，使得当出现例如经过了足以执行预定井眼操作的时间的条件时，预定井眼流体24已经溶解了外构件40，以足以进入芯部构件30，因而芯部构件30快速地被井眼流体24腐蚀，使得外构件40的任何余下部分被破坏或分解，从而中空筒从井眼中被移除。 [0067] 在步骤530中将物件暴露于预定的井眼流24可包括：将物件10暴露于适合于腐蚀所描述的能腐蚀的第一材料32和第二材料42的任何预定井眼流体24。在一个实施例中，暴露步骤530可包括：将第二材料42的暴露表面浸入井眼流体中一段足以腐蚀穿过第二材料42到达梯度部分70的时间，其中，梯度部分70中的第一材料32开始快速的腐蚀，包括梯度部分70的第一材料32可被快速地移除。合适的井眼流体24可包括水、各种水溶液、盐水或包含有机酸或无机酸的酸，或其组合。在另一个实施例中，在步骤530中将井下物件10暴露于井眼流体24包括：响应于井眼条件而打开第二构件40中的入口位置90，以允许井眼流体进入第一能腐蚀的件，如本文所述。 [0068] 选择性地腐蚀540可包括：完全腐蚀第一能腐蚀的构件30，使得井下物件10通过预定井眼流体24而完全被从井眼中移除。替代地，选择性地腐蚀540可包括：移除井下物件10的一部分。这可包括，例如，腐蚀如本文所述的第一能腐蚀的构件30以改变物件10的形状或尺寸。在一个实施例中，当物件10包括多个嵌套的物件（例如多个嵌套球12）时，如本文所述，选择性地腐蚀步骤540可包括移除最外层，例如最外面的球12，使得物件10的尺寸（例如，直径）减小，余下的部分可穿过座至井眼的另一个部分，更加接近或更加远离地表以固定在另一个座中。选择性地腐蚀步骤540可重复进行，以便相继地移除嵌套物件10并减小所述尺寸，例如减小球12的直径，使得余下部分逐渐地运动通过球座到达井眼的另一个部分，更加接近或更加远离地表以固定在另一个底座中。 |
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