Тампонажный раствор

ОП ИСАНИ ЕИЗЬЬРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциалистическихРеспубликио делам нэооретеннй н открытнй(5 З) УЙК 62224542 (088 8) И. Г. Лугинина, Н. Т. Логачев и М. А, 11 утренкогВсесоюзный научно - исследовательский и проектноконструкторский институт по осушению месторождеполезных ископаемых, специальным горным работарудничной геологии и маркшейдерскому делу(54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР 1Изобретение относится к тампонажным растворам, применяемым для скважин в шахтном,гидротехническом и промышленно - гражданскомстроительстве при уплотнении и укреплениигорных пород и грунтов,Известен тампонажный раствор для высокотемпературных скважин, содержащий шлак металлургический, жидкое стекло и сиштоф 11,Однако этот раствор плохо твердеет в обычных условиях, т,е. при 18 - 25 С, и в течение7 - 10 сут не набирает прочность,Таблица 1 Ингредиенты, вес.% Прочность прн сжатии,кГс/см, в возрасте Периодтекучести, мнн Жидкое 7 сут 28 сут стекло 45,3 9,0 10,2 9,4 0,25 36,8 3,5 0,84 42,0 20,9 5,1 26,0 5,6 0,93 15,4 22,7 22,7 0,33 3,5 9,2 2,1 ЦементШлак Вода 2Известен также тампонажный раствор, содержащий портландцемент, доменный гранулированный шлак, жидкое стекло и воду, при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:Портландцемент 0,85 - М,ЗШлак 0,85 - 363Вода 15,9 - 73,0Жидкое стекло 9,4 - 74,5 2,Физико-механические свойства этого раствора (период текучести и прочность при сжатии)приведены в табл. 1,956755Продолжение табл,Ингредиенты, вес,6)% рочность при сжатии,Гс/см, в возрасте Периодтеку.чести,111 лак Жидкоестекло емент сут 28 сут 0,7 8,0,5 20,7 8,0 16,8 2,21,0 сти е текуч тажного раском факторе,45 ажныйс прис.%: тамно аммоф нтов, в аблица Ингредиенты, в Ра,с.плыв редел кучести, мин Предел прочности п Гс/см, в возрасте атии,Портл цемен да Аммофо л с 7,5,0,1 20 23,0 195 Данные табл 1 свидетельстцуют о том, чтопериод текучести большинства исследуемыхсоставов известного раствора составляет от не.скольких секунд до 1,5 мин,Быстрое загустевание тампонажного раствораи потеря им текучести вызывает затрудненияи осложнения при нагнетании этих растворовв скважины. Увеличение периода текучести до10 мин и более путем увеличения содержанияжидкого стекла, воды и доменного гранулиро.ванного шлака в растворе приводит к нежелательному явлению - раствор в течение длительного времени (10 - 20 сут) не твердеет и пред., 30ставляет собой мягкую желеобразную массу.По условиям эксплуатаций особенно в шахтномстроительстве, тампонажный раствор должениметь период текучести, достаточный для при.готовления и нагнетания его в скважину, т.е.от 15 до 60 мин. Затвердевая, раствор должениметь прочность при сжатии в 7 сут, возрастене менее 5 кГс/смз. Как видно из данныхтабл. 1, известный раствор не удовлетворяетпредаявляемым требованиям,40 Цель изобретения - увеличени и механической прочности тамно вора при пониженном водоцемен Эта цель достигается тем, что раствор дополнительно содержит следующем соотношении компон 58,05 6,45 3,25 32,25 7 4 6 37 3)19 31 9 1)21 Портландцемент 24,3 - 57,4 Доменный гранулированный шлак 4,8 - 31,9 Жидкое, стекло 2,42 - 4,46 Вода 31,5 - 48,0 Аммофос 0,46 - 1,21П р и м е р, Для приготовления тампонажного раствора брали портландцемент марки "400 Белгородского завода, доменный грану. лированный шлак, размолотый до удельной поверхности 2700-300 см/г) жидкое стекло с кремнеэемистым модулем 3,2 и плотностью 1,45 г/см, аммофос и воду. Порядок смешивания компонентов был следующий: аммофос предварительно растворяли в воде, этим раст. вором затворяли смесь порошка портландцемент с доменным гранулированным шлаком и после 3-х мин перемешивания вводили жидкое стек. ло, Раствор перемешивали в течение 5 мин, после чего определяли текучесть (расплыв) с помощью конуса АэНИИ. (Период времени от момента введения в раствор жидкого стекла до момента резкого загустевания, когда раствор терял подвижность и способность к течению, принимали за период текучести). В мо. мент загустевания. раствор помешали в формы кубиков для испытания на механическую прочность при сжатии в 7 - и 28-сут возрасте. Образцы раствора твердели в воде при 22+1 С,Результаты испытаний тампдйажного раствора представлены в табл, 2.Вода. Аммофос сут 19 35 322 19,14 3,19 0 0,1 32,2 12 18 20 Р ,08 4470 147 8,0 5 32,25 3,25 32,2 23,0 1,93 0,96 19 31,9 31,93 3,19 4,88 2,44 4,85 2,42 18 50 0,1 8,8 43,56,0 0,8 48,43 12 8 14,55 2,43 24,40 2,44 24,30 2)43 2 .150 8,55 19,0 7,9 8,0 48 4,40 71 17,0 0 0,48 4,Формула изобретенияТампонажный раствор, включающий портов ландцемент, доменный гранулированный алак,жидкое стекло и воду, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения его текучести механической прочности при пониженномводоцементиом факторе, он дополнительно со 35 держит аммофос при следующем соотношениикомпонентов, вес%:Портландцемент 24,3 - 57)4Доменный гранулированный шлак40 Жидкое стеклоВодаАммофос 0Источники информации,принятые во внимание прн экспертизе45 1. Авторское свидетельство СССР Р 618532,кл. Е 21 В 33/138, 1973,2. Патент Франции У 2127741,кл. Е 02 О 3/00, опублик. 1972 (прототип). 4,8 - 31,9 ,2,42 - "4,46 31,5 - 48,0 ,48-1,21 тель М. НиколаеваМ, Коштура Сост Техр Корректор Н. Король,Подписное Редактор И. Касарда Тираж 623ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб;, д, 4/5 Заказ 6548/1 Филиал ППП "Патент", г. тная, 4 од, ул. П 34,10 14,63 2,44 48,С введением добавки аммофоса периодтекучести увеличивается, следовательно, тампонажный раствор в течение необходимого времени сохраняет подвижное состояние, чтооблегчает его нагнетание, Прочность затвердевшего тампонажнбго раствора с добавкой аммо.фоса в 1,5 - 3,0 раза больше прочности растворабез добавки,Это позволяет использовать предлагаемыйраствор в различных областях строительства -в шахтном, гидротехническом и промышленногражданском, во много раз сократить расходсиликата натрия, а также снизить количествоинъекционных скважин за счет более низкойвязкости большей текучести и, следовательно,более высокой проникающей способности. Предлагаемый раствор прост в приготовлении и не содержит дорогостоящих, дефицитных токсичных веществ,1 тредел прочности при сжатии,кГс/см, в возрасте