Способ закрепления грунта

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для укрепления грунтов. Цель изобретения - увеличение прочности геля, закрепленного грунта и радиуса закрепления. Способ закрепления грунта включает последовательное нагнетание в него 5 - 10%-ного водного раствора омыленного талового пека и 10%-ного водного раствора хлористого кальция, вслед за нагнетанием которого в грунт нагнетают сжатый воздух. Прочность геля (статическое сдвигу) 18200 - 27000 мг/см<SP POS="POST">2</SP>, радиус закрепления 19,2 см., 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 02 D 3/12

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР и.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, .";.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4241152/31-33 (22) 08,05,87 (46) 30,06.90, Бюл, ¹ 24 (71) Уфимский нефтяной институт

{72) М,Ф, Каримов, А.Г. Латыпов, О.Г. Малеева, В.А. Кайгородов, И.В, Арбузов, Г,И. Либерман, А.И. Бережной и М,Г. Гейхман (53) 624.138.4(088.8) (56) Ржаницын Б.А. Силикатиэация песчаных грунтов, М.: 1949, с; 10 — 11 и 35 — 36.

Авторское свидетельство СССР

М 662288220099, кл, Е 01 С 7/36, 1977, Изобретение относится к строительству и может быть использовано для укрепления грунта.

Цель изобретения — увеличение прочности геля, закрепленного грунта и радиуса закрепления.

Изобретение осуществляется следующим образом, Через пробуренную скважину в грунт нагнетают последовательно в одинаковых количествах 5 — 10%-ный водный раствор омыленного талового пека, 10%-ный водный раствор хлористого кальция, а пОтом воздух в количестве, превышающем не менее чем в 10 раэ количество гелеобразующего раствора (ОТП).

Омыленный таловый пек (ОТП) представляет собой отход целлюлозно-бумажного производства (табл.1).

ОТП в нормал ьн ых условиях и редставляет собой продукт твердой консистенции с удельным весом 0,95-1 г/см, температура

3 размягчения составляет 75 С, нетоксичен, пожаробезопасен, удобен в транспортиров(54) СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА (57) Изобретение относится к строительству и может быть использовано для укрепления грунтов. Цель изобретения — увеличение прочности геля, закрепленного грунта и радиуса закрепления. Способ закрепления грунта включает последовательное нагнетание в него 5 — 10%-ного водного раствора омыленного талового пека и 10%-ного водного раствора хлористого кальция, вслед эа нагнетанием которого в грунт нагнетают сжатый воздух. Прочность геля (статическое сдвигу) 18200 — 27000 мг/см, радиус закреп2 ления 19,2 см. 4 табл. ке. Стоимость 1 тонны — 200 руб. Растворяясь в пресной воде, образует коллоидный раствор. При взаимодействии водного раствора ОТП осадителем геля (раствором

СаС|2), содержащим двухвалентные катио- 1 ны Са и ионы СГ, происходит образование гелеобразной массы, характеризующейся высокой механической прочностью. Благодаря этому существенно повышается эф- Ф" фективность упрочнения пористого грунта. 4

Высокая механическая прочность обра- Я зовавшегося геля объясняется сильными молекулярными взаимодействиями между скоагулированными частицами ОТП, благодари присутствию в них парафинов и окисленных углеводородов, Верхний предел концентрации водного раствора ОТП соответствует верхней границе, при которой наблюдается хорошая фильтруемость раствора, Более высокие концентрации его вызывают затухание фильтрации вследствие закупорки пор грунта коллоидными частицами. Нижняя граница определяется порогом коагуляции, 15747,29 когда начинается процесс гелеобразования при контакте его с осадителем (раствором

СаС12).

Экспериментальная проверка предлагаемого способа укрепления грунта была осуществлена в лабораторных условиях на моделях песчаного грунта. Геометрические параметры моделей пласта,гидродинамические условия проведения эксперимента выбирались с соблюдением. равенства критериев подобия для модельного и натурного грунта.

Модели пластов представляли собой металлические трубы с внутренним диаметром 0,05 и длиной 0,5 м, набитые кварцевым песком с размером фракции 0,063-0,25 мм.

Коэффициент проницаемости моделей пласта составлял 3,4 мкм, Для предотвращения проскальзывания фильтрующихся флюидов вдоль внутренней поверхности труб последние для обеспечения сцепления с песком обрабатывались абразивом, В ка честве флюида, насыщающего при реализации аэрационного осушения, служил азот.

Упрощение модели песчаного грунта осуществлялось следующим образом.

Первоначально модель грунта во всех случаях вакуумировалась и насыщалась водопроводной водой. После этого с торца модели грунта, освобожденного от фильтрующего пескоудерживающего элемента, в пласт нагнетались гелеобразующие агенты; растворы ОТП в пресной воде. Объем использованных для упрочнения пласта гелеобразующих агентов составлял 10/ от объема порового пространства модели пласта. После нагнетания в модель пласта гелеобразующих агентов на. вход модели подавался эквивалентный объем осадителя геля (10,— ный водный раствор CaClz) и азот в обьеме, десятикратно превышающем объем гелеобразующего раствора ОТП, Эффективность упрочнения грунта определялась по величине предельного перепада давления, соответствующего началу выноса грунта из моделей со стороны, где были закачаны гелеобразующие агенты и продавочные флюиды, а также азот. Перепад давления между. торцами модели создавался при помощи жидкости (водопроводной воды). нагнетаемой в грунт под избыточным давлением с противоположно5 го торца модели (моделировалась фильтрация воды при разгрузке грунта в процессе его выработки). Во всех случаях моделирования перепад давления повышался постепенно до начала выноса песка из модели, 10 Эффективность укрепления песка определялась величиной предельного перепада давления, при котором начинается вынос песка.

Результаты этих испытаний представле15 ны в табл. 2.

В свободном обьеме исследовались прочностные свойства самого геля, получаемого из водного раствора ОТП и силиката натрия (по прототипу) при смешении их с

20 10/-ным водным раствором СаОг. Прочность гелей оценивалась по величине статического напряжения сдвига на приборе

СНС-1, Исследовались гели, полученные в различных по степени разбавления водой

25 гелеобразующих растворах.

Результаты этих исследований представлены в табл. 3.

Результаты по определению радиуса закрепления песка предлагаемым способом

30 представлены в табл.4, Как видно из табл. 2, 3 и 4, предлагаемый способ укрепления грунта обеспечивает получение геля и закрепленного грунта с высокой прочностью, а также достижение

35 большого радиуса закрепления грунта.

Формула изобретения

Способ закрепления грунта, включающий последовательное нагнетание водного

40 раствора гелеобразующего агента и 10 ного водного раствора хлористого кальция, отличающийся тем, что, с целью увеличения прочности геля, закрепленного грунта и радиуса закрепления грунта, в ка45 честве гелеобразующего агента используют

5 — 10 -ный водный раствор омыленного талового пека, а после нагнетания раствора хлористого кальция в грунт нагнетают сжа-. тый воздух, 50

1574729

Таб лица1

Химический состав омыленного талового пека по ОСТ 13 — 145 — 82

Таблица2

Величина предельного перепада давления,соответствующего выносу пес-. ка из модели грунта, МПа

Способ упрочнения пористого грунта

Гелеобразующим агентом на основе силиката натрия (прототип)

Гелеобразующим агентом на основе

10 мэс раствора ОТП в воде

Гелеобразующим агентом на основе

5 мас. раствора ОТП в воде

Гелеобразующим агентом на основе

2 мас. аство а ОТП в воде

0,32

0,56

0,44

0,28

Таблица3

Статическое напряжение сдвига, образованного из силиката натрия, мг/см (прототип)

Таблица4

Ра и с зак епления г нта,см

Гелеобразующий агент на основе

ОТП

Гелеобразующий агент на основе силиката натрия и ототип

12,8

Содержание пресной воды (растворителя) в гелеобразующем агенте, мас.

Условия образования и распростране, ния геля в пористом грунте

Последовательное нагнетание гелеобразующего агента и осадителя геля (10 -ный водный раствор CaClz)

Последовательное нагнетание гелеобразующего агента, осадителя геля (10 -ный водный раствор CaCb) и проталкивание смеси воздухом в обьеме, см

1890

Статическое напряжение сдвига геля, образованного из омыленного талового пека (ОТП), мг/см

26620

1574729

Продолжение табл.4

П р и м е ч а е и е: Объем гелеобразующего агента составлял 100 см .

Составитель Е.Бикбулатова

Техред М.Моргентал Корректор M.Ñàìáoðñêàÿ

Редактор В.Ковтун

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1762 Тираж 554 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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