Способ приготовления тампонажного раствора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 790670 19) 51)5 Е ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР. МЗирский научно-исследовактно-конструкторский инси глубокого разведочного И, Долганская и М,С. бирский научно-исследоектно-конструкторский иии глубокого разведочно го народныи конгресс(56) Пятый междумии цемента, - М 27. Авторское свидетельство СССМ 821683, кл. Е 21 В 33/138, 1979 Изобретение относится фтяных и газовых скважин к креплению скважин,Известен способ приготовления тампонажного раствора путем смешения цемента, добавок и воды.Недостатком известного способа является то, что добавки не дают возможности получить тампонажный камень высокой прочности при низких температурах,Известен способ приготовления тампонажного раствора, состоящий в том, что перед смешением цемента с водой его охлаждают до отрицательной температуры,Целью изобретения является улучшение качества тампонажного раствора из цемента с различной степенью активности и увеличенным водоцементным фактором для повышения прочности цементного камня на сжатие,(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТАМПОНАЖНОГО РАСТВОРА(57) Использование: крепление скважин в районах Крайнего Севера при бурении, Сущность изобретения: цемент с различной степенью активности (свежий и лежалый) охлаждают, Затворяют при В/Ц 0,66 - 0,76, Помещают в электрогидравлическую камеру для диспергированияРежим обработки электрическим импульсом; частота следования импульсов 0,8 - 1,2 Гц, энергия импульса 0,6 - 1,4 кДж, напряжение в цепи 50 кВ, продолжительность 20 - 250 импульсов, Улучшается качество тампонажного раствора, что позволяет повысить прочность на сжатие цементного камня, 3 табл,Способ приготовления тампонажного раствора включает затворение цемента, предварительно охлажденного до отрицательйых температур, водой, При этом одно-,сО временно с затворением цемента водой его;( ) подвергают электрогидравлическому дис- О пергированию путем обработки электрическим импульсом с частотой следования импульсов 0,8 - 1,2 Гц, энергией в импульсе О,б - 1,4 кДж, напряжением а цепи 50 кВ, а продолжительность обработки составляет20-50 импул ьсов.Технология приготовления облегченного тампонажного раствора состоит в следующем. Предварительно охлажденный до отрицательных температур цемент (-8.-32 С) помещают в камеру, заполненную водой, и сразу же начинают обрабатывать электроимпульсами в определенном режиме: частота следования импульсов 0,8 - 1,21790670 45 50 Гц, энергия в импульсе 0,6 - 1,4 кДж, количество пропускаемых импульсов 20 - 250 при общем напряжении в цепи 50 кВ.П р и м е р 1, В электрогидравлическую (ЭГ) камеру (объем 3 л) заливаем 1 л воды и включаем напряжение 50 кВ при частоте 0,8 Гц, Загружаем предварительно охлажденный цемент до -8, -9 С в количестве 1,5 кг (В/Ц=0,66) и подаем 150 импульсов(по счетчику). Затем останавливаем электрообработку, из образовавшегося тампонажного раствора формируем призмы 1 х 1 х 4 см для испытания прочности камня на сжатие и определяем реологические параметры раствора. Результаты определений: растекаемость 21 см, водоотдача 0, прочность камня на сжатие через 2 суток 10,4 МПа, через 7 суток 17,7 УПа, через 28 суток 23,1 МПа.П р и м е р 2, В ЭГ-камеру объемом 0,8 л заливаем 200 мл воды и включаем напряжение 50 кВ при частоте следования импульсов 1,0 Гц, Загружаем предварительно охлажденный до -20 С цемент в количестве 300 г (В/Ц = 0,66) и подаем 100 импульсов по счетчику. Затем электрообработку останавливаем. Из образовавшегося цементного раствора формируем призмы 1 х 1 х 4 см и определяем реологические свойства, Прочность на сжатие определяем через 2,7,28 суток, Результаты определений; растекаемость 22 см, водоотдача 0прочность камня на сжатие через 2 суток 11,4 МПа, через 7 суток 17,3 УПа, через 28 суток 24,7 МПа.П р и м е р 3, В ЭГ-камеру емкостью 2 л заливаем 0,85 л, включаем напряжение 50 кВ, загружаем 1,130 кг предварительно охлажденного до -32 С цемента (В/Ц = 0,75) и пропускаем 70 импульсов при частоте их следования 1,2 Гц. Затем снимаем напряжеФормула изобретения Способ приготовления тампонакного раствора, включающий затворение цемента, предварительно охлажденного до отрицательных температур, водой, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения качества тампонажного раствора из цемента с различной степенью активности и увеличенным водоцементным фактором для повыше 5 10 15 20 25 30 35 40 ние, системы выключаем, формируем призмы. Определяем реологические свойства раствора, призмы составляем на 2, 7, 28 суток, Результаты определений; растекаемость 20,5 см, водоотдача 0,2/ прочность камня на сжатие через 2 суток 9,6 МПа, через 7 суток 12,3 МПа, через 28 суток 22,0 МПа.Остальные примеры приведены в табл.1, 2, 3. Из их рассмотрения видно, что при помощи обработки электроимпульсами цемент приобретает новое свойство и образующийся цементный камень обладает прочностью на сжатие, превышающей прочность камня, полученного из необработанного цемента; из тампонажного раствора с увеличенным водоцементным фактором, обработанного электроимпульсами, образуется тампонажный камень, обладающий такими же высокими прочностными свойствами, как и камень, полученный из раствора с В/Ц = 0,5; при увеличении водоцементного фактора требуется меньшее количество импульсов (меньшее время) для обработки тампонажного раствора, При ртом для достижения прочности на сжатие от 1,0 до 3,0 МПа при В/Ц = 0,66-0,76 необходимо и достаточно провести обработку в следующем режиме; частота следования импульсов 0,8 - 1,2 Гц, количество импульсов 20 - 200. энергия в импульсе 0,7 - 1,4 кДж, общее напряжение 50 кВ,Таким образом, предлагаемый способ приготовления тампонажного раствора позволяет получить облегченный тампонажный раствор и упрочненный тампонажный камень без опасения смятия колонны, Одна из областей применения способа - восстановление свойств лежалых цементов. ния прочности на сжатие цементного камня, одновременно с затворением цемента водой его подвергают электрогидравлическому диспергированию путем обработки электрическим импульсом с частотой следования импульсов 0,8 - 1,2 Гц, энергией в импульсе 0,6 - 1,4 кДж, напряжением в цепи 50 кВ и с продолжительностью обработки 20 - 250 импульсов,1790670 Таблица 1 Влияние параметров обработки цементных растворов нэ прочность цементного камняП очность на сжатие МПа, че ез с т Номер 28 10,4 17,7 23,1 0,66 150 10,5 17,6 24,7 200 10,3 17,8 23,8 100 150 10,8 17,2 24,3 200 10,7 24,2 17,2 100 11,2 29,4 17,7 60 31,2 11,4 17,6 17,6 40 31,9 11,4 20 11,2 1 6.8 24,0 150 11,0 10 17,1 24,0 200 11,0 24,7 17,3 100 29,4 1 1,4 17,5 13 70 11,4 17,6 30,3 11,2 30 14 17,2 26,2 20 17,0 24,0 15 168 10,6 0,70 60 28,5 16 10,0 0,74 14,9 24,0 50 17 9,6 0,76 12,3 18 22,0 Параметры обработки, тип камеры ЭГ- камера,Зл1790670 Таблица 2 Влияние параметров электрогидравлической обработки растворов из лежалых цементов на прочность на сжатие лежалого камня (отбор проб через три месяца )П очность на сжатие, МПа Энергия в импульсе, кДж Количество им- пульсов Напряжение,кВ Состав раствора и об- работка Частота следования импульсов,Гц Но- мер Через 2 Через 7 сут, сут.Через 28 сут,24,6 0,5 14,8 39,2 18,1 10,2 27,3 0,5 23,2 0,2 0,8 120 50 34,8 0,5 14,1 23,9 50 0,5 0,4 1,0 120 14,4 37,7 14,7 50 38,9 0,5 70 24,3 0,6 1,2 обра- ботка 0,5 1,0 40 15,2 50 24,8 42,3 0,8 15,0 50 24,6 0;5 1,0 0,8 30 41,1 Таблица 3 Влияние параметров электрогидравлической обработки, растворов из лежалых цементов на прочность на сжатие цементного камня-20 240 15,0 24,4 40,1 Составитель С,ДолганскаяТехред М,Моргентал Корректор Т.Палий Редактор О,Стенина Заказ 370 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Состав раствора и об- работ- ка Водо- цементное отношние, В/Ц 0,5 0,66 0,66 0,70 0,70 0,75 0,75 1,0 0,6 1,4 0,6 1,4 0,6 1,4 Частота сле- дования им- пульсов, Гц 0,8 0,8 1,2 0,8 1,2 0,8 1,2 120202502025020250 50 50 50 50 50 50 50 Температура охлаждения,-8 -8 -8, -20 -20 -32 -32 15,5 15,8 16,4 16,7 17,9 14,816,3 25,6 24,8 25,7 25,2 26.0 24,9 24,7 41,7 39,7 39,9 40,2 41,0 40,7 40,9