Способ закрепления грунта

)5 Е 02 2 ТЕНК МалеИ. Лин песча 36 1 а О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЪПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Уфимский нефтяной институт(56) Ржаницын Б.А. Силикатиэацияных грунтов, М.: 1949, с; 10 - 11 и 35Авторское свидетельство СССРМ 628209, 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 - 100-ный водный раствор омыленного талового пека, 100/О-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, температура3размягчения 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,ь-ного водного раствора хлористого кальция, вслед эа нагнетанием которого в грунт нагнетают сжатый воздух. Прочность геля (статическое сдвигу) 18200 - 27000 мг/см, радиус закреп 2ления 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 катионы Са и ионы СГ, происходит образование гелеобразной массы, характеризующейсявысокой механической прочностью. Благодаря этому существенно повышается эффективность упрочнения пористого грунта.Высокая механическая прочность образовавшегося геля объясняется сильными молекулярными взаимодействиями между скоагулированными частицами ОТП, благодаря 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, 15747,29когда начинается процесс гелеобразования при контакте его с осадителем (раствором СаС 12).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 геле- образующих агентов составлял 10 от объема порового пространства модели пласта. После нагнетания в модель пласта геле- образующих агентов на. вход модели подавался эквивалентный объем осадителя геля (10-ный водный раствор СаС 2) 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 подизбыточным давлением с противоположно 5 готорца модели (моделировалась фильтрация воды при разгрузке грунта в процессеего выработки), Во всех случаяхмоделирования перепад давления повышался постепенно до начала выноса песка из модели,10 Эффективность укрепления песка определялась величиной предельного перепададавления, при котором начинается выноспеска.Результаты этих испытаний представле 15 ны в табл. 2.В свободном обьеме исследовалисьпрочностные свойства самого геля, получаемого из водного раствора ОТП и силикатанатрия (по прототипу) при смешении их с20 10 -ным водным раствором СаС 12. Прочность гелей оценивалась по величине статического напряжения сдвига на прибореСНС, Исследовались гели, полученные вразличных по степени разбавления водой25 гелеобразующих растворах.Результаты этих исследований представлены в табл, 3.Результаты по определению радиуса закрепления песка предлагаемым способом30 представлены в табл.4,Как видно из табл. 2, 3 и 4, предлагаемый способ укрепления грунта обеспечивает получение геля и закрепленного грунта свысокой прочностью, а также достижение35 большого радиуса закрепления грунта,Формула изобретенияСпособ закрепления грунта, включающий последовательное нагнетание водного40 раствора гелеобразующего агента и 10 - ного водного раствора хлористого кальция,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения прочности геля, закрепленногогрунта и радиуса закрепления грунта, в ка 45 честве гелеобразующего агента используют5 - 10 -ный водный раствор омыленного талового пека, а после нагнетания растворахлористого кальция в грунт нагнетают сжа-.тый воздух,501574729 Таб лицэ 1 Химический состав омыленного талового пека по ОСТ 13 - 145 - 82 Таблица 2 Величина предельного перепада давления,соответствующего выносу песка из модели грунта,МПа Способ упрочнения пористого грунтаГелеобразующим агентом на основесиликата натрия (прототип)Гелеобразующим агентом на основе10 мэс раствора ОТП в водеГелеобразующим агентом на основе5 мас.-",ь раствора ОТП в водеГелеобразующим агентом на основе2 мас.аство а ОТП в воде 0,32 0,56 0,44 0,28 Таблица 3 Статическое напряжение сдвига, образованного из силиката натрия, мг/см (прототип)2 Таблица 4 Ра и с зак епления г нта,см Гелеобразующийагент на основеОТП Гелеобразующийагент на основесиликата натрияи ототип 13 12,8 Содержание пресной воды (растворителя) в гелеобразующем агенте,мас,10 30 50 70 90 95 Условия образования и распростране,ния геля в пористом грунте Последовательное нагнетание гелеобразующего агента и осадителя геля(10 -ный водный раствор СаС 2)и проталкивание смеси воздухом вобьеме, см 1400 1710 1700 1860 1880 1890 Статическое напряжение сдвига геля,образованного изомыленного талового пека1574729 Продолжение табл.4 П р и м е ч а е и е: Объем гелеобразующего агента составлял 100 с тор М,Самборска Редактор В.Ковту Про аказ 1762 ВНИИПИ Го Составитель Е,БикбулатоТехред М.Моргентал Тираж 554 Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10