CN106543995A - 一种镁合金废屑再利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镁合金废屑再利用方法，所述再利用方法是将收集到的镁合金废屑经粉碎形成粒料和片料，这些镁合金碎料与可溶纤维一起配制油气井酸化压裂作业用的暂堵剂。本发明充分利用了镁合金除了优良力学性能之外所具有的良好酸溶特性，从而将其经操作简单而方便的加工处理后与可溶纤维组合在一起，形成油气井酸化压裂作业用的暂堵剂，由此可见，本发明以操作简单而方便、经济性好的方式对镁合金废屑实现了彻底回收，其在油气井的开采作业中性能好、收益大，达到了较高性价比的回收再利用，实用性强。

Description

一种镁合金废屑再利用方法
技术领域
本发明涉及镁合金废屑的回收再利用技术。
背景技术
镁合金是以镁为基料加入其他元素组成的合金，其具有密度小、比强度高、比刚度大、导热性和导电性好、无磁性等特点。镁合金作为一种功能结构材料，其在航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门得到了大量应用，发展迅速。由于镁合金在工业生产中的需求量巨大，因而，在镁合金的生产、加工过程中，每年都会产生大量的镁合金边角料-即废屑。
目前，对于镁合金废屑的处理主要是二次回炉重炼，调配成其它合金后参与铸造。此技术措施虽然使镁合金废屑变废为宝、实现了回收再利用，然而，其熔炼成本不仅相对较高，而且二次铸造中的杂质很难去除，从而导致所成型的镁合金材料的结构性能大打折扣，适用领域受限。
长期以来，镁合金生产、加工行业都在尝试探索一种回收彻底、操作方便、经济性好、收益大、性价比高的镁合金废屑再利用方法，但截至目前未能如愿。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对镁合金生产、加工行业的需求和上述现有技术的不足，提供一种回收彻底、操作方便、经济性好、收益大、性价比高的镁合金废屑再利用方法。
本发明所采用的技术方案是：一种镁合金废屑再利用方法，所述再利用方法是将收集到的镁合金废屑经粉碎形成粒料和片料，这些镁合金碎料与可溶纤维一起配制油气井酸化压裂作业用的暂堵剂。
所述镁合金碎料以携带液中100～300kg/m3的量与占携带液重量1.5％的可溶纤维配制在一起。
所述镁合金碎料的粒径为1～100目，其中，粒径为1～40目的大目碎料与粒径为40～100目的小目碎料的质量比为1:9～9:1。作为优选，所述大目碎料的粒径为4～40目，所述小目碎料的粒径为40～60目，所述大目碎料与小目碎料的质量比为7:3。
所述镁合金废屑的镁含量≥85％。所述镁合金废屑主要来自于镁合金加工中生产的边角料，包括块状废屑、片状废屑、纤维状废屑和颗粒状废屑。
所述可溶纤维为聚乳酸纤维、聚乙醇酸纤维、聚乙烯醇纤维、聚己内酯纤维和聚丁二酸丁二醇酯纤维中的任一种。作为优选，所述可溶纤维为聚乙烯醇纤维。
所述可溶纤维的长度为4～6mm。作为优选，所述可溶纤维的长度为6mm。
本发明的有益效果是：上述再利用方法充分利用了镁合金除了优良力学性能之外所具有的良好酸溶特性，从而将其经操作简单而方便的加工处理后与可溶纤维组合在一起，形成油气井酸化压裂作业用的暂堵剂，它所配制的暂堵剂具有耐高温、封堵强度高、封堵效果稳定、溶解可控性好、可靠性高的特点，在酸性环境中可迅速溶解，进而在酸化增产作业中能够以此封堵储层，迫使作业流体转向、形成新的裂缝，提高油气产量，而当作业完成后，依靠地层作业残酸、地层水的返排在很短的时间内完全溶解，从而迅速恢复地层油气通道，由此可见，本发明以操作简单而方便、经济性好的方式对镁合金废屑实现了彻底回收，其在油气井的开采作业中性能好、收益大，达到了较高性价比的回收再利用，实用性强。
具体实施方式
本发明为镁合金生产、加工过程中，所产生剩余边角料-废屑的回收再利用方法，它将收集到的镁合金废屑经粉碎形成粒料和片料，再将这些镁合金碎料与可溶纤维一起配制成油气井酸化压裂作业用的暂堵剂，它的携带液为胍胶隔离液或黄原胶隔离液。下面以实验数据、结合多个实施例对本发明的内容作进一步的说明。
实施例1
本发明包括下列步骤：
步骤1.收集镁含量≥85％的镁合金废屑，这些镁合金废屑主要来自于镁合金加工中生产的边角料，它包括但不限于块状废屑、片状废屑、纤维状废屑和颗粒状废屑；
步骤2.将以上所收集的镁合金废屑通过金属粉碎机进行粉碎处理，要求粉碎成粒径范围在1～100目之间的粒料和片料；
步骤3.采用振筛机对粉碎的碎料进行筛选，其中选得粒径为40目(约0.43mm)的大目碎料70g，选得粒径为60目(约0.25mm)的小目碎料30g，将它们混合在一起，在该混合碎料中，大目碎料与小目碎料的质量比为7:3；
步骤4.在1L浓度为0.4％的胍胶基液中，加入长度为6mm的聚乙烯醇纤维15g和上述混合好的镁合金碎料100g(即聚乙烯醇纤维是胍胶携带液重量的1.5％，胍胶携带液密度按照1.0g/cm3计算，镁合金碎料在携带液中的浓度为100kg/m3)，再加入胍胶交联剂，进行搅拌形成交联冻胶；
步骤5.采用高温高压酸化暂堵解堵实验仪模拟0.5mm的裂缝宽度进行暂堵评价实验，在常温下，加压到2MPa下，保持40min，测试滤失量为110mL；继续加压到4MPa，保持40min，测试滤失量为0mL；继续加压到10MPa，保持40min，测试滤失量为0mL，成功封堵；
步骤6.仪器泄压，将残余胍胶携带液及暂堵剂取出，保留缝口及裂缝中的暂堵剂，加入2％的盐酸500mL模拟返排液对暂堵裂缝进行解堵实验，加压2MPa，12min后击穿，测试滤失量为510mL，成功解堵。
上述方法为实验过程，在实际使用中，镁合金碎料以携带液中100～300kg/m3的量与占携带液重量1.5％的可溶纤维配制在一起。
上述方法中的大目碎料和小目碎料是它们相对而言的，通常将粒径为1～40目的碎料划分为大目碎料，将粒径为40～100目的碎料划分为小目碎料，划分它们的界值40目非特定指大目还是小目，而是在其所处当下环境中相对而言。
上述方法中，可溶纤维还可以采用聚乳酸纤维、聚乙醇酸纤维、聚己内酯纤维或聚丁二酸丁二醇酯纤维代替。
实施例2
本发明包括下列步骤：
步骤1.收集镁含量≥85％的镁合金废屑，这些镁合金废屑主要来自于镁合金加工中生产的边角料，它包括但不限于块状废屑、片状废屑、纤维状废屑和颗粒状废屑；
步骤2.将以上所收集的镁合金废屑通过金属粉碎机进行粉碎处理，要求粉碎成粒径范围在1～100目之间的粒料和片料；
步骤3.采用振筛机对粉碎的碎料进行筛选，其中选得粒径为20目(约0.85mm)的大目碎料70g，选得粒径为40目(约0.43mm)的小目碎料30g，将它们混合在一起，在该混合碎料中，大目碎料与小目碎料的质量比为7:3；
步骤4.在1L浓度为0.4％的胍胶基液中，加入长度为6mm的聚乙烯醇纤维15g和上述混合好的镁合金碎料100g(即聚乙烯醇纤维是胍胶携带液重量的1.5％，胍胶携带液密度按照1.0g/cm3计算，镁合金碎料在携带液中的浓度为100kg/m3)，再加入胍胶交联剂，进行搅拌形成交联冻胶；
步骤5.采用高温高压酸化暂堵解堵实验仪模拟1.0mm的裂缝宽度进行暂堵评价实验，在常温下，加压到2MPa下，保持40min，测试滤失量为420mL；继续加压到4MPa，保持40min，测试滤失量为180mL；继续加压到10MPa，保持40min，测试滤失量为0mL，成功封堵；
步骤6.仪器泄压，将残余胍胶携带液及暂堵剂取出，保留缝口及裂缝中的暂堵剂，加入2％的盐酸500mL模拟返排液对暂堵裂缝进行解堵实验，加压2MPa，14min后击穿，测试滤失量为520mL，成功解堵。
实施例3
本发明包括下列步骤：
步骤1.收集镁含量≥85％的镁合金废屑，这些镁合金废屑主要来自于镁合金加工中生产的边角料，它包括但不限于块状废屑、片状废屑、纤维状废屑和颗粒状废屑；
步骤2.将以上所收集的镁合金废屑通过金属粉碎机进行粉碎处理，要求粉碎成粒径范围在1～100目之间的粒料和片料；
步骤3.采用振筛机对粉碎的碎料进行筛选，其中选得粒径为10目(约2.00mm)的大目碎料160g，选得粒径为40目(约0.43mm)的小目碎料40g，将它们混合在一起，在该混合碎料中，大目碎料与小目碎料的质量比为8:2；
步骤4.在1L浓度为0.4％的胍胶基液中，加入长度为5mm的聚乙烯醇纤维15g和上述混合好的镁合金碎料100g(即聚乙烯醇纤维是胍胶携带液重量的1.5％，胍胶携带液密度按照1.0g/cm3计算，镁合金碎料在携带液中的浓度为100kg/m3)，再加入胍胶交联剂，进行搅拌形成交联冻胶；
步骤5.采用高温高压酸化暂堵解堵实验仪模拟2.0mm的裂缝宽度进行暂堵评价实验，在常温下，加压到2MPa下，保持40min，测试滤失量为290mL；继续加压到4MPa，保持40min，测试滤失量为10mL；继续加压到10MPa，保持40min，测试滤失量为0mL，成功封堵；
步骤6.仪器泄压，将残余胍胶携带液及暂堵剂取出，保留缝口及裂缝中的暂堵剂，加入2％的盐酸500mL模拟返排液对暂堵裂缝进行解堵实验，加压2MPa，12min后击穿，测试滤失量为515mL，成功解堵。
实施例4
本发明包括下列步骤：
步骤1.收集镁含量≥85％的镁合金废屑，这些镁合金废屑主要来自于镁合金加工中生产的边角料，它包括但不限于块状废屑、片状废屑、纤维状废屑和颗粒状废屑；
步骤2.将以上所收集的镁合金废屑通过金属粉碎机进行粉碎处理，要求粉碎成粒径范围在1～100目之间的粒料和片料；
步骤3.采用振筛机对粉碎的碎料进行筛选，其中选得粒径为8目(约2.36mm)的大目碎料150g，选得粒径为60目(约0.25mm)的小目碎料150g，将它们混合在一起，在该混合碎料中，大目碎料与小目碎料的质量比为5:5；
步骤4.在1L浓度为0.4％的胍胶基液中，加入长度为4mm的聚乙烯醇纤维15g和上述混合好的镁合金碎料100g(即聚乙烯醇纤维是胍胶携带液重量的1.5％，胍胶携带液密度按照1.0g/cm3计算，镁合金碎料在携带液中的浓度为100kg/m3)，再加入胍胶交联剂，进行搅拌形成交联冻胶；
步骤5.采用高温高压酸化暂堵解堵实验仪模拟3.0mm的裂缝宽度进行暂堵评价实验，在常温下，加压到2MPa下，保持40min，测试滤失量为250mL；继续加压到4MPa，保持40min，测试滤失量为210mL；继续加压到10MPa，保持40min，测试滤失量为20mL，成功封堵；
步骤6.仪器泄压，将残余胍胶携带液及暂堵剂取出，保留缝口及裂缝中的暂堵剂，加入2％的盐酸500mL模拟返排液对暂堵裂缝进行解堵实验，加压2MPa，14min后击穿，测试滤失量为510mL，成功解堵。
实施例5
本发明包括下列步骤：
步骤1.收集镁含量≥85％的镁合金废屑，这些镁合金废屑主要来自于镁合金加工中生产的边角料，它包括但不限于块状废屑、片状废屑、纤维状废屑和颗粒状废屑；
步骤2.将以上所收集的镁合金废屑通过金属粉碎机进行粉碎处理，要求粉碎成粒径范围在1～100目之间的粒料和片料；
步骤3.采用振筛机对粉碎的碎料进行筛选，其中选得粒径为6目(约3.35mm)的大目碎料30g，选得粒径为80目(约0.21mm)的小目碎料70g，将它们混合在一起，在该混合碎料中，大目碎料与小目碎料的质量比为3:7；
步骤4.在1L浓度为0.4％的胍胶基液中，加入长度为6mm的聚乙烯醇纤维15g和上述混合好的镁合金碎料100g(即聚乙烯醇纤维是胍胶携带液重量的1.5％，胍胶携带液密度按照1.0g/cm3计算，镁合金碎料在携带液中的浓度为100kg/m3)，再加入胍胶交联剂，进行搅拌形成交联冻胶；
步骤5.采用高温高压酸化暂堵解堵实验仪模拟4.0mm的裂缝宽度进行暂堵评价实验，在常温下，加压到2MPa下，1min后，测试滤失量为1L，未封堵住。
对比实施例5
本发明包括下列步骤：
步骤1.收集镁含量≥85％的镁合金废屑，这些镁合金废屑主要来自于镁合金加工中生产的边角料，它包括但不限于块状废屑、片状废屑、纤维状废屑和颗粒状废屑；
步骤2.将以上所收集的镁合金废屑通过金属粉碎机进行粉碎处理，要求粉碎成粒径范围在1～100目之间的粒料和片料；
步骤3.采用振筛机对粉碎的碎料进行筛选，其中选得粒径为6目(约3.35mm)的大目碎料120g，选得粒径为80目(约0.21mm)的小目碎料80g，将它们混合在一起，在该混合碎料中，大目碎料与小目碎料的质量比约为6:4；
步骤4.在1L浓度为0.4％的胍胶基液中，加入长度为6mm的聚乙烯醇纤维15g和上述混合好的镁合金碎料200g(即聚乙烯醇纤维是胍胶携带液重量的1.5％，胍胶携带液密度按照1.0g/cm3计算，镁合金碎料在携带液中的浓度为200kg/m3)，再加入胍胶交联剂，进行搅拌形成交联冻胶；
步骤5.采用高温高压酸化暂堵解堵实验仪模拟4.0mm的裂缝宽度进行暂堵评价实验，在常温下，加压到2MPa下，40min后，测试滤失量为240mL；继续加压到4MPa，保持40min，测试滤失量为100mL；继续加压到10MPa，保持40min，测试滤失量为0mL，成功封堵；
步骤6.仪器泄压，将残余胍胶携带液及暂堵剂取出，保留缝口及裂缝中的暂堵剂，加入2％的盐酸500mL模拟返排液对暂堵裂缝进行解堵实验，加压2MPa，13min后击穿，测试滤失量为520mL，成功解堵。
实施例6
本发明包括下列步骤：
步骤1.收集镁含量≥85％的镁合金废屑，这些镁合金废屑主要来自于镁合金加工中生产的边角料，它包括但不限于块状废屑、片状废屑、纤维状废屑和颗粒状废屑；
步骤2.将以上所收集的镁合金废屑通过金属粉碎机进行粉碎处理，要求粉碎成粒径范围在1～100目之间的粒料和片料；
步骤3.采用振筛机对粉碎的碎料进行筛选，其中选得粒径为4目(约4.75mm)的大目碎料70g，选得粒径为50目的小目碎料30g，将它们混合在一起，在该混合碎料中，大目碎料与小目碎料的质量比为7:3；
步骤4.在1L浓度为0.4％的胍胶基液中，加入长度为6mm的聚乙烯醇纤维15g和上述混合好的镁合金碎料100g(即聚乙烯醇纤维是胍胶携带液重量的1.5％，胍胶携带液密度按照1.0g/cm3计算，镁合金碎料在携带液中的浓度为100kg/m3)，再加入胍胶交联剂，进行搅拌形成交联冻胶；
步骤5.采用高温高压酸化暂堵解堵实验仪模拟5mm的裂缝宽度进行暂堵评价实验，在常温下，加压到2MPa下，1min后，测试滤失量为1L，未封堵住。
对比实施例6
本发明包括下列步骤：
步骤1.收集镁含量≥85％的镁合金废屑，这些镁合金废屑主要来自于镁合金加工中生产的边角料，它包括但不限于块状废屑、片状废屑、纤维状废屑和颗粒状废屑；
步骤2.将以上所收集的镁合金废屑通过金属粉碎机进行粉碎处理，要求粉碎成粒径范围在1～100目之间的粒料和片料；
步骤3.采用振筛机对粉碎的碎料进行筛选，其中选得粒径为4目(约4.75mm)的大目碎料210g，选得粒径为50目的小目碎料90g，将它们混合在一起，在该混合碎料中，大目碎料与小目碎料的质量比为7:3；
步骤4.在1L浓度为0.4％的胍胶基液中，加入长度为6mm的聚乙烯醇纤维15g和上述混合好的镁合金碎料300g(即聚乙烯醇纤维是胍胶携带液重量的1.5％，胍胶携带液密度按照1.0g/cm3计算，镁合金碎料在携带液中的浓度为300kg/m3)，再加入胍胶交联剂，进行搅拌形成交联冻胶；
步骤5.采用高温高压酸化暂堵解堵实验仪模拟5mm的裂缝宽度进行暂堵评价实验，在常温下，加压到2MPa下，保持40min，测试滤失量为280mL；继续加压到4MPa，保持40min，测试滤失量为80mL；继续加压到10MPa，保持40min，测试滤失量为0mL，成功封堵；
步骤6.仪器泄压，将残余胍胶携带液及暂堵剂取出，保留缝口及裂缝中的暂堵剂，加入2％的盐酸500mL模拟返排液对暂堵裂缝进行解堵实验，加压2MPa，14min后击穿，测试滤失量为520mL，成功解堵。
上述实施例1至实施例6的测试数据见表1所示。
表1本发明各实施例样品在暂堵实验中的暂堵效果
以上各实施例仅用以说明本发明，而非对其限制；尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本发明依然可以对上述各实施例中的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种镁合金废屑再利用方法，其特征在于：所述再利用方法是将收集到的镁合金废屑经粉碎形成粒料和片料，这些镁合金碎料与可溶纤维一起配制油气井酸化压裂作业用的暂堵剂。
2.根据权利要求1所述镁合金废屑再利用方法，其特征在于：所述镁合金碎料以携带液中100～300kg/m3的量与占携带液重量1.5%的可溶纤维配制在一起。
3.根据权利要求1或2所述镁合金废屑再利用方法，其特征在于：所述镁合金碎料的粒径为1～100目，其中，粒径为1～40目的大目碎料与粒径为40～100目的小目碎料的质量比为1:9～9:1。
4.根据权利要求3所述镁合金废屑再利用方法，其特征在于：所述大目碎料与小目碎料的质量比为7:3。
5.根据权利要求1所述镁合金废屑再利用方法，其特征在于：所述镁合金废屑的镁含量≥85%。
6.根据权利要求1或2所述镁合金废屑再利用方法，其特征在于：所述可溶纤维为聚乳酸纤维、聚乙醇酸纤维、聚乙烯醇纤维、聚己内酯纤维和聚丁二酸丁二醇酯纤维中的任一种。
7.根据权利要求1或2所述镁合金废屑再利用方法，其特征在于：所述可溶纤维的长度为4～6mm。
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