Сырьевая смесь для получения тампонажного вяжущего гидротермальным способом
Изобретение относится к области крепления нефтяных и газовых скважин в условиях многолетней мерзлоты.Цель изобретения - повьшение прочности цементного камня за счет стабилизации сырьевой смеси при одновременном упрощении технологии приготовления вяжущего . Смесь содержит компоненты при их следующем соотношении,мае.%: отход производства фосфорной кислоты - дигидрат фосфоргипса 85,0-88,0; портландцемент 11,0-13,0; отход производства фтористого алюминия 1,0- 3,0. В качестве регулятора кристаллизации используют малеиновую кислоту , фталевый ангидрцц, щелочный сток производства капролактама, лигносульфонаты и др. Готовят смесь фосфогипса, портландцемента, отход производства фтористого алюминия, воды и малеиновой кислоты, подают в автоклав - реактор для гидротермальной обработки при 120-130°С, Р 2-3 атм. Обработка смеси в автоклаве приводит к увеличению использования вяжзтцих свойств портландцемента и дополнительному образованию гидросилшсатов кальция. Наличие в смеси вяжущего гидроокиси кальцияи продуктов ее взаимодействия с отходом способствует удлинению сроков его скватьшания, а продуктов гидратации - уплотнению. 1 табл. i СЛ 4 4: 00 со 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК ((9(SU (Ill (5и 4 E 21 В 33/138, С 04 В 11/26
Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
;(21) 4011026/22-03 . ( (22) 13.08.85 (46) 15,10.87. Бюл. 11- 38 (71) Государственный всесоюзный научно-исследовательский инстигут строительных материалов и конструкций им. П.П.Будникова (72) В.В. Иваницкий, Н.Б,Антоничева, Л.В.Балкевич, В.А.Терехов, А.И.Булатов, Ю.Я.Тарадыменко, В.П.Тимовский, В,А.Кушу, А.И.Алексеев, Б.А.Артомасов, А.В.Воронцов и Т.Г.Репенкова (53) 622.245.42 (088.8) (56) Патент CUA Р 3891454, кл. 106-89, опублик. 1975.
Авторское свидетельство СССР
119 1025869, кл. F. 21 В 33/138, 1981. (54) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ
ТАМПОНАЖНОГО ВЯ)КУЩЕГО ГКЦРОТЕРМАЛЪНЫМ СПОСОБОМ (57) Изобретение относится к области крепления нефтяных и газовых скважин в условиях многолетней мерзлоты. Цель изобретения — повышение прочности цементного камня за счет стабилизации сырьевой смеси при одновременном упращении технологии приготовления вяжущего. Смесь содержит компоненты при их следующем соотношении,мас.%: отход производства фосфорной кислоты — дигидрат фосфоргипса 85,0-88,0; портландцемент 11,0-13,0; отход производства фтористого алюминия 1,03,0. В качестве регулятора кристаллизации используют малеиновую кислоту, фталевый ангидрид, щелочный сток производства капролактама, лигносульфонаты и др. Готовят смесь фосфогип-. са, портландцемента, отход производства фтористого алюминия, воды и малеиновой кислоты, подают в автоклав— реактор для гидротермальной обработки при 120-130 С, Р = 2-3 атм.
Обработка смеси в автоклаве приводит к увеличению использования вяжущих свойств портландцемента и дополнительному образованию гидросиликатов кальция. Наличие в смеси вяжущего гидроокиси кальция и продуктов ее взаимодействия с отходом способствует удлинению сроков его скватывания, а продуктов гидратации — уплотнению.
1 табл.
1344893
Изобретение относится к технологии изготовления тампонажных материалов для крепления нефтяных и газовых скважин в условиях многолетней мерзлоты.
Цель изобретения — повышение прочности цементного камня за счет стабилизации сырьевой смеси при одновременном упрощении технологии приготовления вяжущего.
Поставленная цель достигается тем, что сырьевая смесь для получения тампонажного вяжущего гидротермальным способом, включающая дигидрат фосфогипса — отход производства фосфорной кислоты и портландцемента, дополнительно содержит отход производства фтористого алюминия при следующем соотношении компонентов„ мас. :
Дигидрат фосфогипса 85-88
Портландцемент 11 †!3
Отход производства фтористого алюминия 1,0-3, 0
В качестве сырьевых материалов используют фосфогипс, со,цержащий, :
CaS0, 2Н 0 97 Ос 1,5
F 0,4
Н О Остальное
Портландцемент марок 300-400
Отход производства фтористого алю. миния содержит в пересчете на сухое, мпс. :
Кремнегель {510 ) 22 — 25
11 0 69 — 70
А1 1 — 2
F 5 — 6
В качестве регулятора кристаллизации используют малеиновую кислоту, фталевый ангидрид, щелочной сток производства капролактама, лигносульфонаты и др.
Пример. Готовят смесь фосфогипса, портландцемента, отхода производства фтористого алюминия, воды и малеиновой кеслоты. Приготовленную смесь подают в автоклав-реактор для гидротермальной обработки при 120130 С и P = 2-3 атм.
В процессе гидротермальной обработки происходят следующие процессы:
Перекристаллизация дигидрата сульфата кальция фосфогипса в g -полугидрат сульфата кальция.
Гидратация порлтандцемента с образованием гидросульфоалюмината и гидросиликатов кальция и выделением свободной гидроокиси кальция.
2! 5
Взаимодействие гидроокиси кальция с кислыми примесями фосфогипса и отхода производства фтористого алюминия и образование труднорастворимых фосфатов и фторидов кальция.
Взаимодействие гидроокиси. кальция с активной двуокисью кремния отхода производства фтористого алюминия и образование низкоосновных гидросиликатов кальция.
Суспенэию d-полугидрата сульфата кальция с добавками, полученную в автоклаве фильтруют на вакуум-фильтре, влажный полугидрат сушат и измельчают. В процессе помола происходит дополнительная активация негидратированного портландцемента и несвязанного Si0, что приводит к увеличению использования вяжущих свойств портлан.ццемента и дополнительному образованию гидросиликатов кальция. Это обуславливает повышение прочности цементного камня.
Наличие в составе вяжущего гидроокиси кальция и продуктов ее взаимодействия с отходом производства фтористого алюминия способствует удлинению сроков его схватывания, а продуктов гидратации портландцемента— уплотнению и упрочнению структуры камня на основе этого вяжущего. Введение отхода производства фтористого алюминия увеличивает прочностные показатели камня сформированного из полученного вяжущего.
Свойства вяжущих, твердевших в водных условиях, представлены в таблице.
С уменьшением количества портланд-, цемента менее 11Х и отхода производства фтористого алюминия менее 1% укорачиваются сроки схватывания и отсутствует эффект увеличения прочности. Увеличение количества портланд-. цемента более 13 и отхода более З приводит к перерасходу цемента и снижению производительности вакуумфильтра установки за счет кольматации соединениями — продуктами гидратации портландцемента и взаимодействия гидроокиси кальция и кремнегеля отхода.
Как видно из таблицы, предлагаемое вяжущее для тампонажных целей (по сравнению с известными ) имеет следующие преимущества: увеличение прочностных показателей в 1,4-1,6 раза;
i 344893
1 нижение содержания портландцемента с 30 до 13X отсутствие дополнительного введения портландцемента при помоле и регулятора-замедлителя сроков схватывания, что существенно упрощает процесс получения вяжущего.
Формула и з о б р е т е н и я
Сырьевая смесь для получения тампонажного вяжущего гидротермальным способом, включающая дигидрат фосфоСостав сырьевой смеси, мас.7
Растекаемост о кону
У
АЗНИН,с
ТемпеГ ратура испы" ний, С
Сроки схвать>вания, ч-мин
Прочность, ИПа> сут
При изгибе
При скатни
Портландцемент
Фо сфогипс
Отход произВодства д! г, Начало
Конец
7 28
7 28
86,5 10
22,0 22 1-30
3,5
1-45
2,5
4,9
8,1
7,5
16,0
20,1
2-15
2,2
4,5
7,2
7,0
15,5
l9,5
1-4O
88,5 ll
0,5
21,0
2,2
4,8
7,3
7,З
15,2
19,8
2-00
2,0
4,4
6,5
6,2
18,4
14,2
3-!о
3,6 5,9
ВВ,0 11
1,0
21,9
8,9
8,4
17>7
27,1
5,6
3-40
3,2
8,О
8,0
17,0
26,2
87,0 !1
2,0
21,9 з-го
9,7
З-7
7,7
9,5
22,1
32 ° 4
3-2
7,1
9,0
3-35
9,0
20,7
30,4
86,0 11
22,0
3,0
22 1-50
8,О
7,6
3-25
3-8
12,0
10,9
О 2-20
3-50
3-4! о,l
36,1
24,) 3-8
22,1 22
85,5 11
3,5
2-00
3-40
8,0
10,9
36,9
11,9
2 — 30
4-ОО
7,7
24,2
35,9
3,5
Il,О
lO,З
)1,0 11,4
2,0
85,0 12
2-00 г-зо
21,9 22
7,0
32,Ь
3,8
23,2
3 — 15
3-40
)о,з
10,5
31,5
3,5
6,6
22,Ь
23,4 32,8
85,0 13
2-05
2,0
3-20
22
3,9
11,2
7,1
3,5
31,6
I U,4
10,6
2-30
З-50
6,5
22,8
37>1!
2,3
8,2
)З,o
26>3
83,0 )4
2-20
4-00
3,0
22> 3
4,1
25,8
36,5
I1>2
3-50
4-30
3,7
7,7!
),3
П р и м е ч а н и е. В качестве регулятора кристаллизации испольэовали малеиновую кислоту в количестве
0,02-0,042 от массы фосфогипса.
Аналогичные результаты были получены с различными регуляторами кристаллизации фталевый, малеиновый ангидриды, водный раствор малеинового ангидрида, нейтралиЗованного известью ипи гндроксндом калия, щелочной сток производства капролактама, лигносульфонаты технические и др.
BHHHIIH Заказ 4896/32 Тираж 532 Подписное
Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
О 2-00
22 1-00
О 1-28
22 1-40
О 2-10
22 1 — 45
О 2-10 г)пзса-отход производства фосфорной кислоты и лортландцемент, о т л ив ч а ю щ а я с я тем, что, с целью
5 повьш)ения прочности цементного камня за счет стабилизации сырьевой смеси при одновременном упрощении технологии приготовления вяжущего, она дополнительно содержит отход производ10 ства фтористого алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.Х:
Дигидрат фосфогипса 85,0-88,0
Портландцемент 11,0-13
Отход производства фтористого алюминия 1,0-3,0
