Способ получения расширяющей добавки

.8)ев М.М., Тима .технология вяМ.: Высшая шкоПроектирован тампонажных а, 1978,го ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР .О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюэный наутельский институт пжин и буровым раств(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСШИРЯЮЩЕЙ ДОБАВКИ, включающий получениеокиси кальция путем обжига исходно сырья мергелистых пород, содержащих не более 67 глинистых примесей, и его последующий помол, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения расширяющего и напрягающего действия добавки, увеличения прочности цементного камня в ранние сроки твердения, уменьшения водосмесевого отношения цементного раствора с расширяющей добавкой обжиг исходЭо ного сырья ведут при 1450-1500 С, затем в него вводят в сухом виде или в виде водных растворов замедляющие и пластифицирующие реагенты " сульфит-спиртовую барду и продукт конденсации нафталинсульфокислот с формальдегидом в количестве 0,2-2,0 и 0,5"2,0 Ж (на сухое вещество) от массы сухой смеси соответственно, а затем полученную смесь подвергают помолу до удельной поверхности 3000- 6000 см /г.12 2820 Содержание компонентов в добавке после обжига Состав Гидратная.вода Свободная Са 0 Трехкальциевый Полуторныесиликат окислы АУ и Ре 1 7 г/кг Х г/кг 7. г/кг Х г/кг 1 75 750 10 100 4 40 1 О 100 2 82 820 71 71 3 94 940 1,5 15 0,5 7 э 5 750,5 5 0,8 50 11,5 1152 2 2030 0,5 5 4 70 700 12 120 5 5 96 960 1 0,2 10 6 93 930 7 82 820 7 1 71 8 82 820 7 1 71 0,5 7,5 0,5 7,5 75 9 82 820 71 71 0,5 7,5 10 82 820 7 1 0,5 71 75 и Использование добавки данного состава дает ии Добавка образует с цементным растворомкнм Известный состав. Изобретение относится к способам получения добавок для тампОнажных материалов, используемых при креплении нефтяных и газовых скважин в сложных геолого-технических условиях, а именно материалов, применяемых для приданиятампонажным ,растворам и цементному камню свойства расширения и напря" жения. Цель изобретения - повышение расширяющего и напрягающего действиядобавки, увеличение прочности цементного камня в ранние сроки твер дения, уменьшение водосмесевого отношения цементного раствора с расширяющей добавкой.П р и м е р, Предварительно измельченное до удельной поверхности,.10 1200 см /г исходное сырье - мергеТаблица 1 Температура обжига, С оличество вводимых добавок Удельнаяповерхность,см /г Прочие примеси Сигносульфо- наты Ф Х г/к;0,81 2,1 21 1400 0,1 62003,5 1000 3900 35 2,5 25 1500 , 5500 29 1 2,9 10 2,0 20 1500 2,5 25 1500 29 1,3 2,9 13 5500 2,9 29 1,3 13 5000 3000 2,9 29 1 2,0 20 1475 1 О растянутые сроки схватывания и малую прочность.труднорегулируемую по срокам схватывания смесь. листую породу для получения извести (1000 г) обжигают в силитовой печи при 1450 С в течение 5 ч. После обожига получают 600 г окиси кальция, которую мелют в лабораторной шаровой мельнице до удельной поверхности 4500 см /г совместно с 0,23 по массе (2 г) ССБ и 1 Ж (10 г) продукта конденсации нафталинсульфокислот с формальдегидом (С). Добавки вво 222820 4дят в виде 307-ных водных растворов,пересчет производят на сухое .вещество. По результатам химического анализа содержание полуторных окисловА 1 и Ре в смеси 0,57 (5 г), трехкальциевого силиката 7, 1 Ж (7 1 г) (состав3, табл.1). Для сравнения добавку изэтого же карбонатного сырья готовятпо известному способу (состав 6, 1 ф табл. 1).5 1222820 6Составы добавок приведены в табл.1, тампонажного портландцемента привесравнительные данные испытаний до- дены в табл. 2,бавок в качестве расширяющих для Таблица В/С ДавлеОпыт Добавка Температура опыта С Предел прочностина изгиб,МПа,привремени твердения сут. Под- вижСроки схватывания Х от Сосние расши вяжу- щего тав по табл.1 ность Нача- Конец рения,МПа раствора,см ло 20 22 8 ч 20 мин 12 чЗОмин 0,6 2,7,0,5 2 1 3 2 5 0,4 21,5 22 1,7 4,9 9,0 3,9 615 7 30 5 035 22 22 540 7 10. 25 60 112 48 4 3, 5 0,42 22 22 6 00 7 40 6 30 8 40 5 6 10 .05 20 22 5 0,4 22 22 6 00 7 25 6 407 27 032 215 22 600 7 10 8 2 3 0,38 22,0 22 6 15 7 40 21,5 22 Р5 40 7 00 2,55 6,0 11,25 4,83 9 7 5 035 5 0,35 22,0 22 2,5 6,02 11,3 4,82 550 7 10 5 0,35 215 22 5 50 7 00 2,48 5,98 11,1 4,84 21,0 22 5 0,5 7 40 1050 0,8 3,0 6,9 1,9 20,0 75 3 15 4 00 2,2 4,0 8,8 5 0,4 21,5 75 2 00 2 40 3,0 6,1 10,9 4,1 5 0,35 22,0 75 3,8 8,6 16,2 5,2 140 210 1 55 2 30 2 30 3 20 5 0,42 22,0 75 3,3 7,4 11,4 4,2 1,6 3,0 7,1 2,3 20,0 75 10 0,5 7 40 10 00 0,75 2,9 6,9 0,2 0,5 0,48 21,0 22 18 2 19 2 6,0 0,3 21,5 22 5 15 7 00 1,5 3,1 2,2 4,9 9Измерение давления расширения, измеренного в цементном кольце с помощью магнитоупругих датчиков усилия с ферритовыми сердечниками приведено в табл.З. Определяют характеристики раствора и камня, но формы с образцами хранят в воде, не расформовывая до испытаний. 10 8 11 9 12 6 13 14 1 15 2 16 3 17 6 2,0 5,0 9,5 4,0 1,6 5,2 1,8 2,0 4,9 9,0 3,7 2,4 6,2 12,0 4,95 2,3 5,4 10,8 3,91222820 Таблица 3 Опыт Давление расширения МПа при времени Добавка расширения, ч 3 6 9 12 г24 Состав 7 от 48 168 (7 сут) по вяжубабл,1 щего 3,9 3,95 3,96 0,5 3,6 3,0 4,5 4,8 4,83 4,85 2 2 5 0,6 1,9 4,0 3 3 4,0 4,04 3,6 0,3 1,4 4,05 3,1 3,7 3,72 3,74 4 10 5 0,2 2,8 3,1 5 6 10 0,6 1,8 1,83 0,1 1,6 1,85 П р и м е ч а н и е. Материал - тампонажный портландцемент. го 25 Составитель Е. ТангалычевРедактор В. Петраш Техред И.Попович Корректор.М. Максимишинец Заказ 1682/31Тираж 548 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР 113035, Москва Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Обжиг природного сырья при 1450- 1500 С позволяет получить плотный малрпористый материал, не эагущающий тампонажный раствор на ранней стадии с временем гашения от одного до нескольких часов. Удельная поверхность расширяющей добавки выбрана исходя иэ того, что, размеры частиц добавки должны быть соизмеримы с размерами частиц портландцемента; увеличение размеров час- Зо тиц может вызвать неравномерность изменения объема при испытании помол до удельной поверхности более 6000 мс /г экономически нецелесообразен, кроме того, слышкбм тонкое измельчение 35 ухудшает свойства окиси кальция при хранении.При помоле в шаровую мельницувводят замедляющие икластифицирующидобавки. В качестве последних возможно использование лигносульфонатов,продуктов конденсации нафталинсудьфокислоты сформальдегидом,пластификаторов на основе меламиновых смол идр.Добавки вводят в виде водных растворов или сухих компонентов, причемколичество сухих компонентов увеличивают на 307 по сравнению с воднымирастворами, так как эффективностьдействия сухих компонентов ниже. Желательно одну из добавок вводить ввиде водного раствора, поскольку втаком случае достигается более пол 1 ное обволакивание частиц окиси кальция пленкой иэ гидроксида кальция ипластификаторов,