Состав для закрепления преимущественно соленосных пород

Союз СоветсиикСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю 883240(51)М. Кл. Е 02 О 3/12 Гоеударстекнный квинтет СССР по делам нзобретеннй н открытнй(72) Авторы изобретения 7) Заявител сесоюзныи научно-исследовательский и прогалургии СОСТАВ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО СОЛЕНОСНЫХ ПОРОД Изобретение оситс к составай одержащего елях устройвес, тампоасыще нныиолиинтетичес раст 13 для закрепления водорастворимые ства водонепрони нирования трещи скважин,е оли в ц аемых з 8-30, ьных монометр и компонентов вяжущееодержащее смесь ви и каве стенках но следующем сес.%: Известен ния грунт Карбамид состав 1) длвключающийая смола кислота за,кревес.%1 40-60 велева 10 20 30,1-0,5Остальное ексаметилентетрамин изким к предлагаемомусущности и достигаемляется состав 2 дляунта преимущественноиках на основе насыра; соли и синтетичесс инициатором и ускорзации, в который дляоизоляционных свойствнты введены в состав Наиболее бл по технической му эффекту яв закрепления гр в соляных руди щенного раство кого вяжущего телем полимери повышения гидр грунта компоне в вес.ч:Акриламид 70-90Соли акриловойкислоты 5 Гидроокись кальция доПолиакриламид 2-7Инициатор полимеризацииперсульфат аммония,% от,1-1,1% . веса синтетическоговяжущегоУскоритель полимеризациигидросульфат натрия,% от-О, 1-1,.4веса синтетического вяжущегоНедостатками известных составов вляются низкие гидроизоляционные войства закрепленной породыи боль ой расход состава.883240 1 О 15 понентов, нес.ч.: Цель изобретения - повышение гидроизоляционных свойств закрепленной породы и снижение расхода составаПоставленная цель достигается тем, что состан для закрепления преимущественно соленосных пород, включающий насыщенный водный раствор солей, входящих в состав породы, или минералиэованную воду, акриламид и/или метакриламид, акрилаты , инициатор и ускоритель полимеризации, дополнительно содержит пераформ или формальдегид, хлористый кальций или хлористый магний, неионогенные высокомолекулярные водорастворимые соединения и регулятор рН при следующем соотношении ком 4Введение в состав для закрепления грунта дополнительно параформа или формальдегида позволяет получить в результате их взаимодействия с амидом метилольные производные, которые затем в процессе полимеризации мономеров в кислой среде конденсируются с образованием водонерастворимогопространственного полимера. Исполь 3зование неионогенного высокомолекулярного соединения ведет к увеличению вязкости растворов, в результатечего снижается расход реагентов призакачке раствора в грунт. Кроме того,высокомолекулярные добавки вступаютво взаимодействие с грунтом и полиакрилатами с образованием водородныхи т,п, связей, н результате чего поНасыщенный водный раствор солей или минерализованная вода 70-90 Акриламид и/или метакриламид 10-30 Акрилаты 0,4-6,0 Инициатор полимеризации 0,01-0,25 Ускоритель полимеризацииПараформ или формальдегид 0,3-3,0 Хлористый кальцийили хлористый магний О, 1-1,0 Неионогенные высокомолекулярные водорастворимые соединения 0,2-1,4 Регулятор рН, обеспечивающий получениерН 4-6 0,001-0,015 При этом в качестве неионогенныхвысокомолекулярных водорастворимыхсоединений состав содержит поливини-ловый спирт или полиэтиленоксидв качестве акрилатов - по крайнеймере компонент иэ группы: акриловаякислота, метакриловая кислота, сольакрилоной кислоты, соль метакриловойкислоты,Кроме того, при использовании вкачестве акрилатов акриловой илиметакриловой кислоты в качестве регулятора рН состав содержит щелочь.Использование н предлагаемом сос-.,тане недефицитныхнинилъных мономе"рон позноляе расширить область применения состава и повысить его гидро-изоляционные свойства.2025ЗО 35 40 45 50 55 Ввиду возможного образования буферных растворов при внесении компонентов состава в рассолы различного типа, нельзя указать количественный расход кислоты, входящей в состав для закрепления грунта, поэтому контроль за кислотностью ведут по величине рН жидкой фазы и регулируют путем введения в состав кислоты до подачи в систему инициаторов полимеризации.Использование в качестве акрилатов помимо солей акрилоной кислоты, акрилавой и метакриловой кислот, а вышается адгеэия состава с грунтом.Замена полиакриламида на неионогенныевысокомолекулярные соединения способствует увеличению молекулярного веса образующегося полимера, так как в отличие от полиакриламида они не вызывают обрыва цепи по радиальной полимеризации акриловых мономеров. Добавка вместо практически нераство,римой гидроокиси кальция хорошо растворимого хлорида кальция или магния позволяет создать в системе дополнительные связи с помощью двухвалентных ионов. Введение в состав кислотыпозволяет довести рН раствора до 4-6, что,в свою очередь, позволяет регулировать скорость поликонденсации метилольных производных и продолжительность полимеризации винильных мономерон. В случае использования в качестве акрилатов акрилоной или метакриловой кислот, для доведения нужной величины рН полимериэуемого раствора используют щелочи, напримеР МаОН, ИНОН, при этом среда остается кислой в интервале рН 4-6,0 20 25 ЭО Э 5 40 45 50 55 5 8также смесей этих кислот с их солями,позволяет точнее регулировать скорость поликонденсации и повыситьадгезию состава с грунтом.Состав дпя закрепления содержащего соли грунта готовят следующимобразом,В раствор солей, полученный путемрастворения в воде солей, входящихв состав грунта либо в рассол, отобранный непосредственно из грунта,добавляют акриламид или метакриламнд.После растворения винильных мономеров в растворе минеральных солей внего добавляют параформ илн водныйраствор формальдегида 1 в пересчетена 100% Н-СОН), доводят величинурН раствора до 4-6 путемдобавлениярегулятора кислотности, например,серной, соляной или уксусной кислоты, либо, в случае использованияв качестве акрилата или метакриловойкислоты - щелочи, например, МаОН илиННОН. Затем добавляют водный раствор высокомолекулярного соединенияполивиниловый спирт или полиэтиленоксид и хлористый кальций или хлористый магний. После тщательного перемешивания всех компонентов в растворвводят инициатор полимеризации - персульфат аммония и ускоритель полимеризации - гидросульфат натрия, Полученный таким образом раствор нагнетают в грунт, в котором происходитполимеризация мономеров и поликонденсация полимеров, в результате чеговозникает прочное водостойкое соединение - полимер-грунтП р и м е р 1, Готовят известный состав для закрепления грунтана основе насыщенного водного раствора хлоридов калия и натрия и вяжущего с инициатором и ускорителемполимеризации, Такой состав в количестве 0,1 м закачивают в грунт,Ъпредставленный сильвинитом, глинами,силикатами и карбонатами, Через30 сут перемычка из закрепленногоданным составом грунта оказаласьразрушенной, а рассолы грунта сталипоступать в горную выработку.П р и м е р 2, К 80 вес.ч. рассола, содержащего 23,3% хлористогонатрия и 10% хлористого калия, полученного путем растворения сильвинитовой породы в воде, добавляют приперемешивании 18 вес,ч, кристаллического акриламида, 2 вес,ч, акриловойкислоты 1,2 вес,ч.параформа:0,6 вес.ч 83240о хлористого магнияф 1,4 вес.ч.поливинилового спирта, доводят рН раст"вора до 5 добавлением гидроокисиклелия, Полученную таким путем массуперемешивают втечение 30 мин до полного растворения всех компонентов,Затем в раствор добавляют при работающей мешалке 0,04 вес.ч,персульфата аммония и 0,006 вес,ч.тиосульфатанатрия. Раствор в течение 10 минперемешивают и закачивают насосамив грунт, представленный сильвинитом,силикатами, карбонатами. При этомрасход состава сократился на 5%,а герметичность перемычек из закрепленного грунта не была нарушенадаже через 8 мес. Н р и м е р 3. К 90. вес.ч. минерализованной воды, содержащей следующие катионы и анионы, мг/л: Иа+ или К 440,0; МН 0,2; Сайф 114,2; Ид 43,2; Сцфф 0,01; С 1 653,1 и 50306,6, добавляют 30 вес,ч. метакриламнда 6 вес.ч. акриловой кислоты, 1 вес.ч. полиэтиленоксида, 1 вес,ч, хлористого кальция, 3 вес.ч. (в пересчете на 100% Н-СОН) водного раствора формальдегнда. Полученный раствор имеет рН 4,1. Раствор тщательно перемешивают и добавляют 0,225 вес.ч. персульфата аммония. Затем приготовленную массу закачивают насосами в закрепное пространство ствола ниже зоны течи минерализованных вод. При этом поступ 1 ение воды в нижележащие горизонты прекратилось и была достигнута ,надежная гидроизоляция ствола..П р и и е р 4. К 70 вес.ч. рассола, содержащего 23,3% хлористого натрия и 10% хлористого калия, добавляют при перемешивании 1 О вес.ч. акриламида; 0,4 вес,ч. акриловой кислоты 0,3 вес.ч. параформа 0,2 вес.ч. поливинилового спирта; О, вес.ч. хлористого кальция, рН полученного состава 4,6. Такую смесь тщательно перемешивают в течение 20 мин, затем при работающей мешалке добавляют 0,05 вес.ч. персульфата аммония и 0,015 вес,ч. тиосульфата натрия. Такой состав закачивают в сильвинитовый пласт, из которого предварительно сжатым воздухом вытеснены грунтовые воды,. После полимеризации и поли- конденсации состава получили прочную водостойкую систему, не пропускающую грунтовые воды.883240 0330 0,1-1,0 Формула изобретения 0,2-1,4 10 4-6 10-300,4-0,6 0,001-0,015 Таким образом, предлагаемый состав позволяет закреплять породы, содержащие руды хлоридного типа - сильвии, сильвинит, галит, а также минерализованную воду. 1. Состав для закрепления преимущественно соленосных пород, включающий насыщенный. водный раствор солей, входящих в состав породы, или минерализованную воду, акриламид и/или метакриламид, акрилаты, инициатор и ускоритель полимериэации, о т л и" ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения гидроизоляционных свойств закрепленндй породы и снижения расхода состава, он дополнительно содержит параформ или формальдегид, хлористый кальций или хлористый магний, неибногенные высокомолекулярцре- аодбрастворимые соединения и регулятор рН при следующем соотношенйй компонентов, вес.ч.: Насыщенный водный раствор солей или минерализованная вода 70-90 Акриламид и/илиметакриламидАкрилатыИнициатор полимеризации 0,01-0,25 Ускоритель поли- меризации 8 Параформ или формальдегидХлористый кальций или хлористый магнийНеионогенные высокомолекулярныеводорастворимые соединенияРегулятор рН, обеспечивающий получение величины рН 2. Состав по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве неионогенных высокомолекулярных водорастворимых соединений он содержит поливиниловый спирт или полиэтиленоксид.3. Состав па.пп.1 и 2, о т л и " гО ч а ю щ и й с я тем, что, в качестве акрилатов он содержит по крайнеймере компонент из группы: акриловаякислота, метакриловая кислота, сольакриловой кислоты, соль метакриловой 25 кислоты е4. Состав по пп.1-3, о т л и ч аю щ и Й с я тем, что при использо.вании в качестве акрилатов акриловойили метакриловой Кислоты он содержит 5 О в качестве регулятора рН щелочь.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 534547, кл. Е 02 0 3/12, 19742. Авторское свидетельство СССРВ 395543, кл. Е 02 0 3/12, 1971.Заказ 10140 41 Тираж 696 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП Патент , г. Ужгород, ул, Проектная, 4