Тампонажный раствор

 

-л

" < (W

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюз Советских

Социалистических республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 250275 (21) 2107938/22-03 с присоединением заявки йа (23) Приоритет (43) Опубликовано 050978,Бюллетень,% 33 (45) Дата опубликования описания 2507,78 (51) М. Кл.

Е 21 В 33/138

Государстаеинмй комитет

Совета Мимнстроа СССР оо делам изобретеиий и открытий (53) УДКб22 ° 245 ° 4 (088.8) (72) Авторы изобретений

Л.Г. Калашник, Л.И. Новичкова и Е.Н. Ростовский (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт высокомолекулярных соединений аН СССР (54) ТЛМПОНЛжНЫй МСТВОР

Изобретение относится к гидроизо- ляции (тампонажу) мелкопористых и тонкотрещиноватых горных пород растворами на основе синтетических полимеров.

Изобретение может быть .применено при строительстве подземных сооружений: шахт, скважин, оснований плотин и т.п., где величина раскрытия трещин 0,10-0,05 мм и где известные методы тампонажа, например цементация, неэФФективны.

Известен тампонажный раствор, содержащий полиакриламнд (1) .

Тампонам такими растворами достигается эакачиванием их в горные породы, при этом нерастворимый сополимер образуется непосредственно в горной породе.

Недостатками тампонажного раствора являются высокая токсичность мономерного акриламида, поражающего, прежде всего, нервную систему живых организмов быстрый размыв закрепляющих горную породу веществ, так как низкомолекулярные мономеры практически мгновенно могут быть разбавлены пластовыми водами и достичь концентрации, когда полимериэация становится невозможной; прочность получаемых ® гидрогелей невысока, а относительная максимальная деФормация. перед разрушением составляет 0,1-0,8 см.

Известен также тампонажный раствор на основе водорастворимой мочевиноФормальдегидной смолы, отвердителя— щавелевой кислоты и добавки метилсиликата натрия, который уменьшает усадку(2).

Одним из недостатков этого раствора является токсичность тампонажного раствора из-эа выделения газообразного формальдегида. При подкислении раствора происходит выпадение кремниевой кислоты, и он не может использоваться для водоиэоляции мелкопористых и тонкотрещиноватых пород.

В горные породы необходимо эакачивать значительные количества мочевино-формальдегидных смол в виде концентрированных растворов 17-28 вес.%. Раствор характеризуется образованием геля только с уменьшенной усадкой, хрупкость геля при этом существенно не снижается.

Целью изобретения является устра= нение усадки и повышение эластичности тампонажного геля.

Цель достигается тем, что в качестве синтетического полимера раст%

622965 качивать растворы s породы даже с мелкими порами н тонкими трещинами.

В зависимости от концентрации полиметилолакриламида и отвердителя время гелеобраэования при 20 С составляет 1-5 ч, а прочность - до

160 г/см.

Необходимо учесть, что при тампонаже мелкопористых и тонкотрещиноватих горных пород прочность определяется прочностью породного каркаса, 10 поэтому полученная прочность тампонажного геля вполне достаточна для данных условий. Коэффициент фильтрации гидрогелей составляет

2-3 10 см/сек за 90 суток. Такие си

18 стемы относятся к практически не фильтрующим.

Дополнительным существенным преимуществом предлагаемых тампонажных растворов является их полная неток20 сичность, что сохраняет окружающую среду и не ухудшает условий работ в подземних выработках.

Значительно снижается количество полимера, закачиваемого s горные по;5 роды.

Количество щавелевой кислотыg весeВ

Иолекулярная масса исходного полиметилолакрил- : амида

Количество по лиметилолакриламида, вес.Ъ

Ю примера прочность на сдвиг, г/см пределы на-бухания, % за 10 суток. относительный максимум деформации разрыва, см модуль эластичности, г/см";

285,7

501,4

714,2

75 10 ф

25 ° 10

105

2,34

9,4

5,6

120

1,75

3,20

120

5 6

160

0,8

75 10

102

500,2

2,30

115

9,4

1,80

Формула изобретения.

Тампонажный раствор для гидроизоляции мелкопористых и тонкотрещиноватых горних пород на основе водного 55 раствора синтетического полимера и щавелевой кислоты, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью устранения усадки и повыяения эластичности тампонажного геля, он содер- 60 жит в качестйе синтетического полиццциПИ Заказ .4869/32 Тираж 734 Подписное

Филиал ППП Патент, r,Óæãîpîä, ул.Проектная,4 вор содержит полиметалолакриламид и имеет следующий состав, вес.%s

Полиметилолакриламид 5-15

Цавелевая кислота 5-8

Вода Остальное.

В таблице приведены примеры конкретного выполнения с указанием прочностных свойств, установленных на приборе Вейлера-Ребиндера.

Иэ таблицы видно, что образовавшийся гидрогель при длительном выдерживании s водной среде не только не показывает усадки, но набухает на

24-120%. При этом эластичность сохраняется. Для геля иэ 30%-ного раствора мочевино-формальдегицной смолы (например, МФ-17) в аналогичных условиях происходит уменьшение объема на . 26-27%. Добавка метилсиликата натрия мало отражается BB этОм показателе так как випавшая в кислой среде кремневая кислота осаждается в первих стадиях накачивания раствора в породуе

Вязкость предлагаемых тампонажних растворов при 20 колеблется в пределах 2,9-130,5 спэ, что позволяет эаПараметри тампонажного геля мера полиметилолакриламид при следующем соотношении компонентов, вес.В

Полиметилолакриламид 5-15

Щавелевая кислота 5-8

Вода Остальное.

Источники информации, принятие во внимание прн экспертизе:

1. Алишанян Р.P. н др. Полимеры для крепления скважин. И., ВНИИОЭНТ, 1975, с. 18-19.

2. Авторское свидетельство СССР

9 132164, кл. Е 21 В 1/16, 1960.