Способ получения расширяющей добавки

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5р 4 Е 21 В 33/138

Й, ) OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3759418/22-03 (22) 29.06.84 (46) 07.04.86. Бюл. У 13 (71) Всесоюэный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) М.М.Николаев, Ю.Я.Тарадыменко, П.Н.Хорьков, В.П.Тимовский и В.В .Галимона (53) 622. 245 .42 (088. 8) (56) Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тима™. шев В.В. Химическая технология вяжущих материалов. — М.: Высшая школа, 1980, с.90.

Данюшевский В.С. Проектирование оптимальных составов тампонажных цементов. — М.: Недра, 1978, с. 259-261. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСШИРЯЮЩЕЙ ДОБАВКИ, включающий получение окиси кальция путем обжига исходного

„„SU„„1222820 A сырья мергелистых пород, содержащих не более 67 глинистых примесей, и

его последующий помол, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения расширяющего и напрягающего действия добавки, увеличения прочности цементного камня в ранние сроки твердения, уменьшения водосмесевого отношения цементного раствора с расширяющей добавкой обжиг исходЭ о ного сырья ведут при 1450-1500 С, затем в него вводят в сухом виде или в виде водных растворов замедляющие и пластифицирующие реагенты - сульфит-спиртовую барду и продукт конденсации нафталинсульфокислот с формальдегидом в количестве 0,2-2,0 и

0,5""2 ОХ (на сухое вещество) от массы сухой смеси соответственно, а затем полученную смесь подвергают помолу до удельной поверхности 30006000 см /г.

12? 2820

Содержание компонентов в добавке после обжига т

Состав

Гидратная .вода

Свободная Са0 Трехкальциевый Полуторные силикат окислы АУ и Ре

7 r/êã

Х г/кг 7.

r/êã Х г/кг

1 75 750 10 100 4

40 10

100

0,5

7,5 75

0 5 5

0,8

50 11,5 115

2 2 20

30 05 5

4 70 700 12 120 5

5 96 960 1

0,2

6 93

930

0,5

7,5

0 5

7,5

0 5

7,5

10 82 820 7,1

0,5

7,,5

75 и Использование добавки данного состава дает ии Добавка образует с цементным раствором кнм Известный состав.

Изобретение относится к способам получения добавок для тампбнажных материалов, используемых при креплении нефтяных и газовых скважин в сложных геолого-технических условиях, а именно материалов, применяедля придания тампонажным .растворам и цементному камню свойства расширения и напряжения.

2 82 820 7 1 71

3 94 940 1,5 15

7 82 820 7 1 71

8 82 820 7 1 71

9 82 820 7 1 71

Цель изобретения — повышение расширяющего и напрягающего действия добавки, увеличение прочности цементного камня в ранние сроки твердения, уменьшение водосмесевого отношения цементного раствора с расширяющей добавкой.

Пример. Предварительно измельченное до удельной поверхности,.

1200 см /г исходное сырье — мергеТаблица 1

Температура обжига, С оличество вводимых добавок

Удельная поверхность, см /г

Прочие примеси

С-3 игносульфонаты

Х r/ê

Х г/кг Х r/кг

10 2 20 0,5 5 1450

3250

2 9. 29 1 10

2 20 1500

5500

0 2 2 1 10 1450

3,2

6000

15 4 40 0,2 2 1550

3000

1,5

;0,8

2, 1 21 1400

0,1

6200 3,5

1000

3900

2,5 25 1500, 5500

29 1

2,9

2,0 20 1500

2,5 25 1500

1,3

2,9

5500

2,9

1,3

5000

3000

2,9

29 1

2,0 20 1475

1О растянутые сроки схватывания и малую прочность. труднорегулируемую по срокам схватывания смесь. листую породу для получения извести (1000 r) обжигают в силитовой печи при 1450 С в течение 5 ч. После обо жига получают 600 r окиси кальция, которую мелют в лабораторной шаровой мельнице до удельной поверхности

4500 см /г совместно с 0,2Х по массе (2 r) ССБ и fX (10 г) продукта конденсации нафталинсульфокислот с формальдегидом (С-3). Добавки вво222820 4 дят в виде ЗОХ-ных водных растворов, пересчет производят на сухое .вещество. По результатам химического анализа содержание полуторных окислов

А1 u Fe в смеси 0,5Х (5 r), трехкальциевого силиката 7, 1Х (7 1 r) (состав

3, табл.1). Для сравнения добавку из этого же карбонатного сырья готовят по известному способу (состав 6, 1б табл. 1).

5 1222820 6

Составы добавок приведены в табл.1, тампонажного портландцемента привесравнительные данные испытаний до- дены в табл. 2. бавок в качестве расширяющих для

Таблица 2

В/С

ДавлеОпыт Добавка

Температура опыта

ОС

Предел прочности на изгиб,МПа,при времени твердения сут.

ПодвижСроки схватывания

7 от

Сосние расши вяжущего тав по табл.1 ность

Нача- Конец рения, MIIa раствора, см ло

20 22 8ч20мин12ч30мин 0,6 2,7, 0 5

2 1

3 2

5 04 215 22

1749 90 39

6 15 7 30

5 0,35 22 22 5 40 7 10. 2,5 6,0 11,2 4,8

4 3, 5 0,42 22 22 6 00 7 40

6 30 8 40

5 6 10 .05

20 22

5 0,4 22 22 6 00 7 25

6 40

7 2 7 032 215 22

600 7 10

8 2

3 0,38 22,0 22 6 15 7 40

21,5 22

5 40 7 00 2,55 6,0 11,25 4,83

9 7 5 035

5 О 35 22 0 22

2,5 6,02 11,3 4,82

5 50 7 10

5 0,35 21„5 22 5 50 7 00 2,48 5,98 11,1 4,84

21,0 22

5 0 5

7 40 1050

0,8 3,0 6,9 1,9

0,5

20,0 75 3 15 4 00

2,2 4,0 8,8

5 0,4 21,5 75 2 00 2 40

3,0 6,1 10,9 4,1

5 0,35 22,0 75

3,8 8,6 16,2 5,2

140 210

1 55 2 30

2 30 3 20

5 0,42 22,0 75

3,3 7,4 11,4 4,2

1630 71 23

20,0 75

10 0,5

7401000075296902

0,5 0,48 21,0 22

18 2

19 2 6,0 0,3 21,5 22 5 15 7 00

1,5 3, 1 2,2 4,9

Измерение давления расширения, измеренного в цементном кольце с помощью магнитоупругих датчиков усилия с ферритовыми сердечниками приведено в табл.3.

Определяют характеристики раствора и камня, но формы с образцами хранят в воде, не расформовывая до испытаний.

10 8

11 9

12 6

13

14 1

15 2

16 3

17 6

2050 95 40

1,6 5,2 1,8

2,0 4,9 9,0 3,7

2,4 6,2 12,0 4,95

2,3 5,4 10 8 3,9

1222820

Та блица 3

Опыт

Давление расширения МПа при времени

Добавка расширения, ч

А А

3 6 9 12 г

Состав 7 от

48 168 (7 сут) по вяжубабл.1 щего

3,9 3,95

3,96

0 5

3,6

1,5

3,0

4 5 4 8 4 83 4 85

2 2 5

0,6

1,9

4,0

3 3

4,0 4,04

3,6

0,3

1,4

4 05

3,1

3,7 3,72 3,74

4 10 5

0,2

1,2

2,8

3,1

5 6

0,6

1,8 1,83

0,1

1,6

1,85

П р и м е ч а н и е. Материал — тампонажный портландцемент.

25

Составитель Е. Тангалычев

Редактор В. Петраш Техред И.Попович Корректор.М. Максимишинец

Заказ 1682/31 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Обжиг природного сырья при 14501500 С позволяет получить плотный малрпористый материал, не эагущающий тампонажный раствор на ранней стадии с временем гашения от одного до нескольких часов.

Удельная поверхность расширяющей добавки выбрана исходя иэ того, что, размеры частиц добавки должны быть соизмеримы с размерами частиц портландцемента; увеличение размеров час- Зо тиц может вызвать неравномерность изменения объема при испытании помол до удельной поверхности более 6000мс /г экономически нецелесообразен, кроме того, слышком тонкое измельчение 35 ухудшает свойства окиси кальция при хранении. !

При помоле в шаровую мельницу вводят замедляющие и йластифицирующи добавки. В качестве последних возможно использование лигносульфонатов, продуктов конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом,пластификаторов на основе меламиновых смол идр.

Добавки вводят в виде водных растворов или сухих компонентов, причем количество сухих компонентов- увеличивают на 307. по сравнению с водными растворами, так как эффективность действия сухих компонентов ниже. Желательно одну из добавок вводить в виде водного раствора, поскольку в таком случае достигается более пол1ное обволакивание частиц окиси кальция пленкой иэ гидроксида кальция и пластификаторов,