CN105906318A - 利用煤矸石制备低密度陶粒支撑剂及其制备方法 - Google Patents
利用煤矸石制备低密度陶粒支撑剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105906318A CN105906318A CN201610253752.8A CN201610253752A CN105906318A CN 105906318 A CN105906318 A CN 105906318A CN 201610253752 A CN201610253752 A CN 201610253752A CN 105906318 A CN105906318 A CN 105906318A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- low
- gangue
- density
- content
- sand
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 25
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 23
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 18
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 8
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 3
- 229910006295 Si—Mo Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract 1
- GALOTNBSUVEISR-UHFFFAOYSA-N molybdenum;silicon Chemical compound [Mo]#[Si] GALOTNBSUVEISR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 abstract 1
- 238000009495 sugar coating Methods 0.000 abstract 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 abstract 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 8
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 8
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 4
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- DLHONNLASJQAHX-UHFFFAOYSA-N aluminum;potassium;oxygen(2-);silicon(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[K+] DLHONNLASJQAHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Substances [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 1
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 1
- 239000010879 coal refuse Substances 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- YOBAEOGBNPPUQV-UHFFFAOYSA-N iron;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Fe].[Fe] YOBAEOGBNPPUQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000031068 symbiosis, encompassing mutualism through parasitism Effects 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 235000012222 talc Nutrition 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B33/13—Compounding ingredients
- C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/80—Compositions for reinforcing fractures, e.g. compositions of proppants used to keep the fractures open
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/77—Density
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
本发明公开了一种利用工业固体废弃物煤矸石和砂土制备低密度陶粒支撑剂的工艺，其原料组成为：煤矸石75～90%，砂土10～25%。所述制备工艺是按一定质量百分比称取煤矸石和砂土进行混料，然后加入适量粘结剂，在糖衣锅或爱立许强力搅拌机中成球，最后于硅钼棒箱式炉或回转窑中1100～1200℃之间烧结，冷却后过筛，即得到具有一定粒度分布的低密度陶粒支撑剂。所制备的陶粒，使用性能符合SY/T5108‑2014技术标准。本发明使用煤矸石作为主要原料，极大地降低了陶粒支撑剂的制备成本，也为煤矸石的再利用开辟了一条新途径，同时烧结温度较低，节约能耗，符合国家提倡的建设节约型社会的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种陶粒支撑剂的制备方法，具体地说涉及一种利用固废煤矸石制备低密度陶粒支撑剂的方法，属于油气田压裂施工开采用支撑剂技术领域。
背景技术
陶粒支撑剂是石油、天然气工业水力压裂过程中，随压裂液一起泵入到地层裂缝中起支撑裂缝、增大油气导流率的专用材料。在水力压裂总成本中，压裂支撑剂费用占整个作业费用的比例较大，不仅代表着油气井初期耗资的一大部分，而且决定着油气井或油田的经济寿命；水力压裂效果的成败，有效期的长短主要取决于支撑剂的质量。目前支撑剂主要有三类：陶粒、石英砂和树脂包砂。石英砂强度低并且破裂后的碎屑会堵塞裂缝，降低导流率，不能满足深井开采的要求，主要用于浅层油气井；各种树脂包砂解决了石英砂强度低的难题，但生产成本高，工艺复杂，所以很少使用；烧结陶粒因强度高、化学稳定性好、优越的性价比已被越来越多的油田广泛采用，主要用于深层油气井，但密度偏高，容易对压裂设备造成损害。80年代早期出现了莫来石与刚玉质中密度陶粒，内部晶须状的莫来石晶粒能起到补强增韧的效果，其具有相对密度较低和输送性能好的优点，填补了低强度石英砂和高强度烧结陶粒之间的空白。低密度陶粒由于密度适中，不易沉淀，便于泵送，降低了对压裂液粘度的要求，减少了对泵的伤害，有效地降低了施工难度和成本，所以研制低密陶粒支撑剂是十分必要的。通常人们习惯把体积密度和视密度分别是1.65 g/cm3以下和3.0 g/cm3以下的支撑剂称为低密度支撑剂。
随着油气井压裂作业的不断发展，对油气压裂支撑剂的需求也在不断地发生变化。目前国内能用作压裂支撑剂的天然石英砂性能要求基本满足14MPa和28MPa，但对于35MPa闭合压力下，其性能指标较差，尤其是破碎率不达标。使用高强度陶粒砂代替天然石英砂用于35MPa闭合压力下作业会造成材料浪费而增加成本，而且高强度陶粒砂密度较高需要使用偏贵的压裂携带液进行作业，从而又增加了施工成本。
中国专利（公开号：CN 104592970A）提出了一种制备超低密度陶粒砂支撑剂的方法，该方法由紫砂土15～20%、硅石10～15%和生铝矿石65～75%为原料，经混合研磨、造粒、在回转窑1250～1300℃煅烧1～1.5小时制得，其体积密度小于1.5g/cm3；中国专利（公开号：CN 104099082A）公开了一种新型低密度高强度陶粒压裂支撑剂的制备方法，该方法使用铝矾土、滑石、莫来石、偏高岭土、钾长石、钛白粉、锰粉、纳米碳酸钙就、三氧化二铁及原硅酸镁为原料制得，其体积密度为0.89～1.07g/cm3；中国专利（公开号：CN 103992786A）提出了一种超低密度空心陶粒支撑剂的制备方法，该方法由35～45%的铝矾土、0.05～0.15%的锰粉、5～15%的煤粉经喷雾造粒、在1100～1500℃下烧结2～4小时制得，其体积密度为1. 2g/cm3左右；中国专利（公开号：CN 102899017A）公开了一种超低密度陶粒支撑剂的制备方法，该方法选用生矾土、硅藻土、轻质氧化镁和粘土为原料制得，其体积密度为1.52g/cm3左右；中国专利（公开号：CN 102899015A）公开了一种利用粉煤灰制备低密度陶粒支撑剂的方法，该方法以铝矾土、粉煤灰和锰粉为原料制得，其体积密度在1.45～1.59g/cm3之间。
目前未见使用固废煤矸石制备低密度陶粒支撑剂的报道。煤矸石是一种在煤形成过程中与煤伴生、共生的岩石，是煤炭生产和加工过程中排放的固体废弃物。目前我国煤矸石已累计堆存达50亿吨以上，而煤矸石还没有行之有效的处理方式，主要用作回填煤矿采空区、铺路、土壤改良、做建筑材料和发电等，有时会存在严重的二次污染。煤矸石的大量堆存不仅占用大量的土地资源，也对农作物和周边环境造成污染，同时在一定程度上造成了资源的浪费。煤矸石的主要成分为SiO2和Al2O3，是陶粒支撑剂的主要成分，而其它成分如CaO、Fe2O3、MgO等可以作为烧结助熔剂和矿化剂，所以煤矸石适合用来制备陶粒支撑剂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对现有技术中陶粒砂存在的不足之处，本发明提出一种利用固废煤矸石制备低密度陶粒支撑剂，其具有低的体积密度、低的视密度、较高抗破碎能力及表面光洁度较好等优点。利用本发明技术方案制备的陶粒支撑剂能降低油田开采成本，并能使油田增产。
采用的技术方案是：按一定的质量百分比称取煤矸石及砂土进行混料，加入适量粘结剂造粒，在糖衣锅或爱立许强力搅拌机中滚动成球，烘干后置于硅钼棒箱式炉或回转窑中在1100～1200℃之间烧结保温2～3小时，冷却后取出过20/40目筛，即得低密度陶粒支撑剂。
所述的煤矸石及砂土粒度均小于0.038mm，即均过400目筛。
所述煤矸石中Al2O3含量为21～38%，SiO2含量为51～66%；砂土中Al2O3含量为25～29%，SiO2含量为51～60%。
所述的粘结剂为水或PVA水溶液，其中PVA占溶液总质量的0.5～3%，添加量为10～15%。
所述的生坯干燥温度为90～110℃。
所述的烧结制度指烧结温度为1100～1200℃，升温速率为5℃/min，保温时间为2～3h。
采用上述工艺制备的陶粒支撑剂，性能符合SY/T5108-2014技术标准。
与现有方法相比，本发明的特点是采用原料来源丰富且成本低廉的固体废弃物煤矸石和砂土为主要原料，未添加任何助剂，在较低的烧结温度下成功制得了低密度陶粒支撑剂。制备工艺简单易行，容易实现大规模生产。该技术不仅实现了固废物煤矸石的高附加值再生利用，极大地改善了环境污染，同时也降低了支撑剂的烧结温度，节约能耗，且制备的低密度陶粒支撑剂性能符合SY/T5108-2014技术标准。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做详细说明：本实施例是以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下面的实施例。
本发明的原料为：煤矸石及砂土。所述煤矸石中SiO2含量为51～66%，Al2O3含量为21～38%，CaO含量为0.5～3%，MgO含量为3～4%，Fe2O3含量为2～15%；所述砂土中SiO2含量为51～60%，Al2O3含量为25～29%， Fe2O3含量为4～9%。利用本发明中的工艺方法制备出的低密度陶粒支撑剂，其圆球度均不小于0.8，酸溶解度小于7%，体积密度小于1.35 g/cm3，视密度介于2.3～2.6 g/cm3，浊度<100FTU，35MPa闭合压力下破碎率均<10%。
实施例1：
将煤矸石、砂土分别粉磨至粒径小于400目标准筛的筛孔尺寸，按照质量百分比煤矸石75%、砂土25% 配料，然后添加15%的水或水溶液进行造粒，筛选出20/40目的球粒进行干燥得到半成品，将半成品于1110℃、1120℃下保温3h烧成，冷却后过20/40目的标准筛，即得低密度陶粒支撑剂。
制备的低密度陶粒支撑剂，1110℃、1120℃下烧成的陶粒支撑剂的圆球度均为0.8，浊度均小于100FTU，酸溶解度分别为5.74%、5.96%，体密度分别为1.20 g/cm3、1.21 g/cm3，视密度分别为2.33 g/cm3、2.43 g/cm3，35MPa闭合压力下破碎率分别为8.53%、8.15%。
实施例2：
将煤矸石、砂土分别粉磨至粒径小于400目标准筛的筛孔尺寸，按照质量百分比煤矸石80%、砂土20% 配料，然后添加13%的水或水溶液进行造粒，筛选出20/40目的球粒进行干燥得到半成品，将半成品于1140℃、1160℃下保温2.5h烧成，冷却后过20/40目的标准筛，即得低密度陶粒支撑剂。
制备的低密度陶粒支撑剂，1140℃、1160℃下烧成的陶粒支撑剂的圆球度均为0.8，浊度均小于100FTU，酸溶解度分别为6.12%、6.06%，体密度分别为1.21 g/cm3、1.24 g/cm3，视密度分别为2.39 g/cm3、2.41 g/cm3，35MPa闭合压力下破碎率分别为7.92%、7.54%。
实施例3：
将煤矸石、砂土分别粉磨至粒径小于400目标准筛的筛孔尺寸，按照质量百分比煤矸石85%、砂土15% 配料，然后添加12%的水或水溶液进行造粒，筛选出20/40目的球粒进行干燥得到半成品，将半成品于1180℃、1200℃下保温2h烧成，冷却后过20/40目的标准筛，即得低密度陶粒支撑剂。
制备的低密度陶粒支撑剂，1180℃、1200℃下烧成的陶粒支撑剂的圆球度均为0.8，浊度均小于100FTU，酸溶解度分别为6.34%、6.79%，体密度分别为1.27 g/cm3、1.26 g/cm3，视密度分别为2.43 g/cm3、2.51 g/cm3，35MPa闭合压力下破碎率分别为6.73%、6.45%。
实施例4：
将煤矸石、砂土分别粉磨至粒径小于400目标准筛的筛孔尺寸，按照质量百分比煤矸石90%、砂土10% 配料，然后添加10%的水或水溶液进行造粒，筛选出20/40目的球粒进行干燥得到半成品，将半成品于1165℃、1180℃下保温2h烧成，冷却后过20/40目的标准筛，即得低密度陶粒支撑剂。
制备的低密度陶粒支撑剂，1165℃、1180℃下烧成的陶粒支撑剂的圆球度均为0.8，浊度均小于100FTU，酸溶解度分别为6.48%、6.51%，体密度分别为1.27 g/cm3、1.29 g/cm3，视密度分别为2.43 g/cm3、2.42 g/cm3，35MPa闭合压力下破碎率分别为7.01%、6.8%。
Claims (5)
1.一种低密度陶粒支撑剂及其制备工艺，其特征在于，使用固废煤矸石作为主要原料，砂土为次要原料，所制备的陶粒支撑剂主要用来代替天然石英砂于35MPa闭合压力下压裂作业使用。
2.根据权利要求1所述的一种低密度陶粒支撑剂及其制备工艺，其特征在于，该工艺包含如下步骤：
（a）将煤矸石、砂土分别粉磨至粒径小于400目标准筛的筛孔尺寸，得到原材料；
（b）将上述原材料按一定比例进行配比并进行均匀混合，得到混合粉料；
（c）将上述粉料置于糖衣锅或爱立许强力搅拌机中造粒，同时添加混合料的10～15%的水或水溶液，并筛选出所需规格的球粒；
（d）将上述球粒置于烘箱中在90～110℃进行干燥，得到半成品；
（e）将上述半成品置于硅钼棒箱式炉或回转窑中按特定的烧结制度程序升温烧结，冷却后过筛，得到低密度陶粒支撑剂。
3.根据权利要求2所述的一种低密度陶粒支撑剂及其制备工艺，其特征在于，所述煤矸石主要成分：SiO2含量为51～66%，Al2O3含量为21～38%，CaO含量为0.5～3%，MgO含量为3～4%，Fe2O3含量为2～15%，其添加量为75～90%；所述砂土主要成分：SiO2含量为51～60%，Al2O3含量为25～29%， Fe2O3含量为4～9%，其添加量为10～25%。
4.根据权利要求2所述的一种低密度陶粒支撑剂及其制备工艺，其特征在于，所述的粘结剂为水或PVA水溶液，其中PVA水溶液的浓度为3～8%，添加量为10～15%。
5.根据权利要求2所述的一种低密高强陶粒支撑剂及其制备工艺，其特征在于，所述的烧结温度为1100～1200℃，升温速率为5℃/min，保温时间为2～3h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610253752.8A CN105906318A (zh) | 2016-04-22 | 2016-04-22 | 利用煤矸石制备低密度陶粒支撑剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610253752.8A CN105906318A (zh) | 2016-04-22 | 2016-04-22 | 利用煤矸石制备低密度陶粒支撑剂及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105906318A true CN105906318A (zh) | 2016-08-31 |
Family
ID=56751661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610253752.8A Pending CN105906318A (zh) | 2016-04-22 | 2016-04-22 | 利用煤矸石制备低密度陶粒支撑剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105906318A (zh) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106396624A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-15 | 西咸新区海创化工科技有限公司 | 一种煤矸石支撑剂及其制备方法 |
| CN106967408A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-07-21 | 太原理工大学 | 一种超低密度陶粒支撑剂及其制备方法 |
| CN107265972A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-10-20 | 太原科技大学 | 一种公路减速带用混凝土料及其制备方法 |
| CN107267134A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-10-20 | 太原理工大学 | 一种用于煤层气开采的低密度压裂支撑剂及其制备方法 |
| CN109536158A (zh) * | 2017-09-21 | 2019-03-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种低密度陶粒支撑剂及其制备方法 |
| CN109626960A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-04-16 | 攀枝花秉扬科技股份有限公司 | 一种煤矸石陶粒支撑剂及其制备方法 |
| CN109809724A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-05-28 | 中国地质调查局沈阳地质调查中心 | 一种煤矸石基陶粒及其制备方法 |
| CN110093149A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-08-06 | 太原理工大学 | 一种煤矸石基多孔陶粒支撑剂的制备方法 |
| CN110606728A (zh) * | 2019-09-21 | 2019-12-24 | 河南祥盛陶粒有限公司 | 一种轻质微孔陶粒砂及其制备工艺 |
| CN115678533A (zh) * | 2021-07-22 | 2023-02-03 | 攀枝花秉扬科技股份有限公司 | 一种利用煤矸石为原料的低密度高强度陶粒支撑剂及其制备方法 |
| CN116177881A (zh) * | 2023-02-22 | 2023-05-30 | 四川君和环保股份有限公司 | 一种超低密度陶粒压裂支撑剂及其制备方法 |
| CN116790230A (zh) * | 2023-06-26 | 2023-09-22 | 西安石油大学 | 一种裂缝漏失刚性架桥堵漏材料及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101787270A (zh) * | 2010-03-31 | 2010-07-28 | 阳泉市长青石油压裂支撑剂有限公司 | 低密度陶粒支撑剂及其制备方法 |
| CN102127418A (zh) * | 2010-12-29 | 2011-07-20 | 北京奇想达科技有限公司 | 超轻质支撑剂及其制备方法 |
| CN103288426A (zh) * | 2013-05-28 | 2013-09-11 | 陕西科技大学 | 一种利用工业废料制备页岩气专用压裂支撑剂的方法 |
| EP2698409A1 (en) * | 2012-08-17 | 2014-02-19 | Baltic Ceramics S.A. | Light ceramic proppants and a method of manufacturing of light ceramic proppants |
-
2016
- 2016-04-22 CN CN201610253752.8A patent/CN105906318A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101787270A (zh) * | 2010-03-31 | 2010-07-28 | 阳泉市长青石油压裂支撑剂有限公司 | 低密度陶粒支撑剂及其制备方法 |
| CN102127418A (zh) * | 2010-12-29 | 2011-07-20 | 北京奇想达科技有限公司 | 超轻质支撑剂及其制备方法 |
| EP2698409A1 (en) * | 2012-08-17 | 2014-02-19 | Baltic Ceramics S.A. | Light ceramic proppants and a method of manufacturing of light ceramic proppants |
| CN103288426A (zh) * | 2013-05-28 | 2013-09-11 | 陕西科技大学 | 一种利用工业废料制备页岩气专用压裂支撑剂的方法 |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106396624B (zh) * | 2016-08-30 | 2019-05-03 | 北京众博达石油科技有限公司 | 一种煤矸石支撑剂及其制备方法 |
| CN106396624A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-15 | 西咸新区海创化工科技有限公司 | 一种煤矸石支撑剂及其制备方法 |
| CN106967408A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-07-21 | 太原理工大学 | 一种超低密度陶粒支撑剂及其制备方法 |
| CN107267134A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-10-20 | 太原理工大学 | 一种用于煤层气开采的低密度压裂支撑剂及其制备方法 |
| CN107267134B (zh) * | 2017-06-12 | 2019-11-12 | 太原理工大学 | 一种用于煤层气开采的低密度压裂支撑剂及其制备方法 |
| CN107265972A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-10-20 | 太原科技大学 | 一种公路减速带用混凝土料及其制备方法 |
| CN109536158B (zh) * | 2017-09-21 | 2021-11-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种低密度陶粒支撑剂及其制备方法 |
| CN109536158A (zh) * | 2017-09-21 | 2019-03-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种低密度陶粒支撑剂及其制备方法 |
| CN109809724A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-05-28 | 中国地质调查局沈阳地质调查中心 | 一种煤矸石基陶粒及其制备方法 |
| CN109626960A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-04-16 | 攀枝花秉扬科技股份有限公司 | 一种煤矸石陶粒支撑剂及其制备方法 |
| CN110093149A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-08-06 | 太原理工大学 | 一种煤矸石基多孔陶粒支撑剂的制备方法 |
| CN110606728A (zh) * | 2019-09-21 | 2019-12-24 | 河南祥盛陶粒有限公司 | 一种轻质微孔陶粒砂及其制备工艺 |
| CN115678533A (zh) * | 2021-07-22 | 2023-02-03 | 攀枝花秉扬科技股份有限公司 | 一种利用煤矸石为原料的低密度高强度陶粒支撑剂及其制备方法 |
| CN116177881A (zh) * | 2023-02-22 | 2023-05-30 | 四川君和环保股份有限公司 | 一种超低密度陶粒压裂支撑剂及其制备方法 |
| CN116177881B (zh) * | 2023-02-22 | 2023-11-28 | 四川君和环保股份有限公司 | 一种超低密度陶粒压裂支撑剂及其制备方法 |
| CN116790230A (zh) * | 2023-06-26 | 2023-09-22 | 西安石油大学 | 一种裂缝漏失刚性架桥堵漏材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105906318A (zh) | 利用煤矸石制备低密度陶粒支撑剂及其制备方法 | |
| CN105524607B (zh) | 一种以高铝粉煤灰为原料制备低密度陶粒支撑剂的方法 | |
| CN101914374B (zh) | 高强度陶粒支撑剂及其生产方法 | |
| CN103288425B (zh) | 一种利用废矿渣制备页岩气专用压裂支撑剂的方法 | |
| CN105778886A (zh) | 一种低密高强陶粒支撑剂及其制备工艺 | |
| CN105131933B (zh) | 超低密度陶粒支撑剂及其制备方法 | |
| CN101831286B (zh) | 低密度高强度陶粒支撑剂及其生产方法 | |
| CN105925257B (zh) | 一种低密度陶粒支撑剂及其制备方法 | |
| CN116177881B (zh) | 一种超低密度陶粒压裂支撑剂及其制备方法 | |
| CN102199422B (zh) | 一种压裂支撑剂及其制备方法和深井压裂方法 | |
| CN109626960A (zh) | 一种煤矸石陶粒支撑剂及其制备方法 | |
| CN105777024B (zh) | 一种油气田环保压裂支撑剂及制备方法 | |
| CN102757780B (zh) | 一种石油压裂支撑剂及其生产方法 | |
| CN104371703B (zh) | 一种以高铝粉煤灰为原料制备石油压裂支撑剂的方法 | |
| CN104560006A (zh) | 一种利用镁渣制备陶粒支撑剂的工艺及陶粒支撑剂 | |
| CN103468239A (zh) | 以焦宝石为原料的低密高强陶粒支撑剂及其制备方法 | |
| CN103102057B (zh) | 自粘结和预分解的玻璃配合料的制备方法 | |
| CN104891855B (zh) | 一种从煤矸石中提取硫酸稀土用于混凝土添加剂的方法 | |
| CN108046756B (zh) | 利用钒钛磁铁矿预选抛尾渣制备压裂陶粒支撑剂的方法 | |
| CN103172354A (zh) | 一种页岩气开采用压裂支撑剂的制备方法 | |
| CN104986975A (zh) | 一种g级油井水泥及其加工工艺 | |
| CN103756665B (zh) | 一种以焦宝石为原料的低密度支撑剂及其制备方法 | |
| CN106190092B (zh) | 以焦宝石熟料和白云石为原料制备的低密度陶粒支撑剂及其制备方法 | |
| CN104130764B (zh) | 一种压裂支撑剂用添加剂、压裂支撑剂及制备方法 | |
| CN109825278A (zh) | 一种轻质高强煤层气支撑剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |