CN107777965B - 一种高强度高密度水泥浆的制备方法 - Google Patents
一种高强度高密度水泥浆的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107777965B CN107777965B CN201710965274.8A CN201710965274A CN107777965B CN 107777965 B CN107777965 B CN 107777965B CN 201710965274 A CN201710965274 A CN 201710965274A CN 107777965 B CN107777965 B CN 107777965B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- barite
- parts
- slurry
- heating
- expanded vermiculite
- 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.)
- Active
Links
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 claims abstract description 77
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 77
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 claims abstract description 77
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 61
- 239000010428 baryte Substances 0.000 claims abstract description 47
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 58
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 43
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 32
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 20
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 15
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 14
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 13
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 13
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 12
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 12
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 6
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 6
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 6
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 6
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 claims description 6
- RYYKJJJTJZKILX-UHFFFAOYSA-M sodium octadecanoate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O RYYKJJJTJZKILX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 abstract description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- -1 alkali metal salt Chemical class 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 3
- PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 1-(2,3-difluorophenyl)ethanone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC(F)=C1F PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 229940047670 sodium acrylate Drugs 0.000 abstract description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 18
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
- C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
- C09K8/467—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
-
- 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
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/10—Coating or impregnating
- C04B20/12—Multiple coating or impregnating
-
- 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
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- 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
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/20—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the density
-
- 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
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
Abstract
本发明公开了一种高强度高密度水泥浆的制备方法，属于水泥制备技术领域。本发明中重晶石粉在丙烯酸钠作用下在去离子水中分散成重晶石浆料，在一定温度下球磨得到纳米重晶石浆料，膨胀蛭石浸泡在纳米重晶石浆料时由于膨胀蛭石有微孔结构会吸附纳米重晶石浆料，晶核粒子由于表面亲水吸附层的空间位阻作用和静电排斥作用抑制颗粒的团聚，使用的改性作用物质有机碱金属盐能够使周围水泥浆中渗透压升高，增加砂浆内水溶液的粘度，利用聚合物优异的保水性能，确保砂浆中有充足的水分，有机碱金属盐层贯穿于膨胀蛭石砂浆的骨架中，形成密实的聚合物砂浆复合体，有效抑制砂浆收缩裂缝，水泥浆中难以形成气泡、裂缝，从而使水泥浆的强度得到提高。
Description
技术领域
本发明公开了一种高强度高密度水泥浆的制备方法，属于水泥制备技术领域。
背景技术
水泥浆是固井中使用的工作液，水泥浆的功能是固井。固井作业是由套管向井壁与套管的环空注入水泥浆并让它上返至一定高度，水泥浆随后变成水泥石将井壁与套管固结起来。
水泥浆由水、水泥、外加剂和外掺料组成。水泥浆的外加剂与外掺料是为了调节水泥浆性能，需在其中加入一些特殊物质，其加入量小于或等于水泥质量5%的物质成为外加剂；其加入量大于水泥质量5%的物质，则称为外掺料。
固井可以达到下列目的：
1.固定和保护套管：钻井过程中所下的套管，都必须通过固井作业将它固定起来。此外，套管外的水泥石可减少地层对套管的挤压，起保护套管的作用。
2.保护高压油气层：当钻遇高压油气层时，易发生井喷事故，要提高钻井液密度以平衡地层压力，钻完高压油气层后，必须下套管固井，将高压油气层保护起来。3.封隔严重漏失层和其他复杂层：当钻遇严重漏失层时，可采取降低钻井液密度和（或）加堵漏材料的方法钻井，钻完严重漏失层后，也必须下套管固井，将它封隔起来，使它不影响后面的钻井。当钻遇其他复杂层（如易坍塌地层）时，也可在钻完该层后用下套管固井的方法解决。
随着社会的发展，人们对各方面的要求都提高，目前市面上用的水泥浆都存在强度低以及密度较低的缺陷，因此，发明一种高强度高密度水泥浆对水泥制备技术领域具有积极意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对水泥浆强度低以及密度较低的缺陷，提供了一种保温高密度水泥浆的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种保温高密度水泥浆的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取重晶石矿石置于磨石机中研磨，过筛得到重晶石粉，按重量份数计，将30～35份重晶石粉、50～55份去离子水和10～15份聚丙烯酸钠放入高速分散机中高速分散，得到重晶石浆料；
（2）向带有夹套冷却装置的球磨机中加入500～600mL水，对重晶石浆料加热升温，预热，向球磨机中加入300～350mL预热后的重晶石浆料进行研磨处理， 研磨后，得到纳米重晶石浆料；
（3）称取500～550g蛭石，置于电阻炉中，通电升温，焙烧，得到膨胀蛭石，将膨胀蛭石置于磨石机中研磨，过120目筛得到膨胀蛭石粉，将膨胀蛭石粉与纳米重晶石浆料混合，置于高速离心机中离心处理，去除上层液，得到下层粉渣，将下层粉渣置于烘箱中，加热升温，干燥，得到改性膨胀蛭石粉；
（4）称取700～800g改性膨胀蛭石粉分散在装有1.5～2.0L蒸馏水的烧杯中，搅拌，加热升温，向烧杯中加入200～230mL偏铝酸钠溶液，继续升温，用硫酸溶液调节pH，保温后，将70～80mL质量分数为20%硬脂酸钠溶液加入烧杯中，再保温，得到反应产物，将反应产物置于布氏漏斗中减压抽滤后，放入烘箱中加热升温，干燥，得到双层包覆改性蛭石粉；
（5）按重量份数计，称取70～80份普通硅酸盐水泥、40～50份水、30～40份双层包覆改性蛭石粉、20～30份生石灰、3～5份硫酸钠和9～12份石膏，置于水泥预拌机中搅拌后，得到保温高密度水泥浆。
步骤（1）所述的研磨时间为3～4h，筛的规格为100目，高速分散机的转速为3500～4000r/min，高速分散时间为10～15min。
步骤（2）所述的加热升温后温度为50～55℃，预热时间为20～25min，研磨时间为30～40min。
步骤（3）所述的通电升温后温度为1200～1300℃，焙烧时间为3～4h，研磨时间为4～5h，膨胀蛭石粉与纳米重晶石浆料混合的质量比为2︰3，高速离心机离心转速为3000～3200r/min，加热升温后温度为80～90℃，干燥时间为5～7h。
步骤（4）所述的搅拌时间为30～40min，加热升温后温度为50～60℃，偏铝酸钠溶液的质量分数为30%，继续升温后温度为85～90℃，硫酸溶液的质量分数为60%，用硫酸溶液调节pH 为3～4，第一次保温时间为35～40min，第二次保温时间为40～50min，烘箱加热升温后温度为100～110℃，干燥时间为2～3h。
步骤（5）所述的水泥预拌机的转速为70～80r/min ，搅拌时间为30～45min。
本发明的有益效果是：
（1）本发明中重晶石粉在丙烯酸钠作用下在去离子水中分散成重晶石浆料，在一定温度下球磨得到纳米重晶石浆料，再将膨胀蛭石浸泡在纳米重晶石浆料时由于膨胀蛭石有微孔结构会吸附纳米重晶石浆料，将膨胀蛭石的密度增大，得到膨胀蛭石粉，膨胀蛭石粉经表面改性，形成双层包覆结构后，水泥浆中固液界面的双亲性提高，吸附在新生成的硅酸盐晶核表面上，改变水泥浆体系的粘度和颗粒表面的zeta电位，并形成双电层保护膜，晶核粒子由于表面亲水吸附层的空间位阻作用和静电排斥作用抑制颗粒的团聚，使得一次粒子的粒径变小，使粒子堆砌更紧密，从而达到提高水泥浆密度的目的；
（2）本发明中使用的改性作用物质有机碱金属盐能够使周围水泥浆中渗透压升高，增加砂浆内水溶液的粘度，提高砂浆的初粘性及施工和易性，利用聚合物优异的保水性能，确保砂浆中有充足的水分，供水泥水化、硬化，以达到在保证砂浆密度不变的情况下提高强度，有机碱金属盐层贯穿于膨胀蛭石砂浆的骨架中，形成密实的聚合物砂浆复合体，有效抑制砂浆收缩裂缝的产生，使得水泥浆中难以形成气泡、裂缝，从而使水泥浆的强度得到提高。
具体实施方式
取重晶石矿石置于磨石机中研磨3～4h，过100目筛得到重晶石粉，按重量份数计，将30～35份重晶石粉、50～55份去离子水和10～15份聚丙烯酸钠放入高速分散机中以3500～4000r/min的转速高速分散10～15min，得到重晶石浆料；向带有夹套冷却装置的球磨机中加入500～600mL水，对重晶石浆料加热升温至50～55℃，预热20～25min，向球磨机中加入300～350mL预热后的重晶石浆料进行研磨处理， 研磨30～40min后，得到纳米重晶石浆料；称取500～550g蛭石，置于电阻炉中，通电升温至1200～1300℃，焙烧3～4h，得到膨胀蛭石，将膨胀蛭石置于磨石机中研磨4～5h，过120目筛得到膨胀蛭石粉，将膨胀蛭石粉与纳米重晶石浆料按质量比为2︰3混合，置于高速离心机中以3000～3200r/min的转速离心处理，去除上层液，得到下层粉渣，将下层粉渣置于烘箱中，加热升温至80～90℃，干燥5～7h，得到改性膨胀蛭石粉；称取700～800g改性膨胀蛭石粉分散在装有1.5～2.0L蒸馏水的烧杯中，搅拌30～40min，加热升温至50～60℃，向烧杯中加入200～230mL质量分数为30%的偏铝酸钠溶液，继续升温至85～90℃，用质量分数为60%的硫酸溶液调节pH至3～4，保温35～40min后，将70～80mL质量分数为20%硬脂酸钠溶液加入烧杯中，再保温40～50min，得到反应产物，将反应产物置于布氏漏斗中减压抽滤后，放入烘箱中加热升温至100～110℃，干燥2～3h，得到双层包覆改性蛭石粉；按重量份数计，称取70～80份普通硅酸盐水泥、40～50份水、30～40份双层包覆改性蛭石粉、20～30份生石灰、3～5份硫酸钠和9～12份石膏，置于水泥预拌机中以70～80r/min的转速搅拌30～45min后，得到保温高密度水泥浆。
实例1
取重晶石矿石置于磨石机中研磨3h，过100目筛得到重晶石粉，按重量份数计，将30份重晶石粉、50份去离子水和10份聚丙烯酸钠放入高速分散机中以3500r/min的转速高速分散10min，得到重晶石浆料；向带有夹套冷却装置的球磨机中加入500mL水，对重晶石浆料加热升温至50℃，预热20min，向球磨机中加入300mL预热后的重晶石浆料进行研磨处理，研磨30min后，得到纳米重晶石浆料；称取500g蛭石，置于电阻炉中，通电升温至1200℃，焙烧3h，得到膨胀蛭石，将膨胀蛭石置于磨石机中研磨4h，过120目筛得到膨胀蛭石粉，将膨胀蛭石粉与纳米重晶石浆料按质量比为2︰3混合，置于高速离心机中以3000r/min的转速离心处理，去除上层液，得到下层粉渣，将下层粉渣置于烘箱中，加热升温至80℃，干燥5h，得到改性膨胀蛭石粉；称取700g改性膨胀蛭石粉分散在装有1.5L蒸馏水的烧杯中，搅拌30min，加热升温至50℃，向烧杯中加入200mL质量分数为30%的偏铝酸钠溶液，继续升温至85℃，用质量分数为60%的硫酸溶液调节pH至3，保温35min后，将70mL质量分数为20%硬脂酸钠溶液加入烧杯中，再保温40min，得到反应产物，将反应产物置于布氏漏斗中减压抽滤后，放入烘箱中加热升温至100℃，干燥2h，得到双层包覆改性蛭石粉；按重量份数计，称取70份普通硅酸盐水泥、40份水、30份双层包覆改性蛭石粉、20份生石灰、3份硫酸钠和9份石膏，置于水泥预拌机中以70r/min的转速搅拌30min后，得到保温高密度水泥浆。
实例2
取重晶石矿石置于磨石机中研磨3.5h，过100目筛得到重晶石粉，按重量份数计，将32份重晶石粉、52份去离子水和12份聚丙烯酸钠放入高速分散机中以3700r/min的转速高速分散12min，得到重晶石浆料；向带有夹套冷却装置的球磨机中加入550mL水，对重晶石浆料加热升温至52℃，预热22min，向球磨机中加入3200mL预热后的重晶石浆料进行研磨处理， 研磨35min后，得到纳米重晶石浆料；称取520g蛭石，置于电阻炉中，通电升温至1250℃，焙烧3.5h，得到膨胀蛭石，将膨胀蛭石置于磨石机中研磨4.5h，过120目筛得到膨胀蛭石粉，将膨胀蛭石粉与纳米重晶石浆料按质量比为2︰3混合，置于高速离心机中以3100r/min的转速离心处理，去除上层液，得到下层粉渣，将下层粉渣置于烘箱中，加热升温至85℃，干燥6h，得到改性膨胀蛭石粉；称取750g改性膨胀蛭石粉分散在装有1.7L蒸馏水的烧杯中，搅拌35min，加热升温至55℃，向烧杯中加入210mL质量分数为30%的偏铝酸钠溶液，继续升温至87℃，用质量分数为60%的硫酸溶液调节pH至3，保温37min后，将75mL质量分数为20%硬脂酸钠溶液加入烧杯中，再保温45min，得到反应产物，将反应产物置于布氏漏斗中减压抽滤后，放入烘箱中加热升温至105℃，干燥2.5h，得到双层包覆改性蛭石粉；按重量份数计，称取75份普通硅酸盐水泥、45份水、35份双层包覆改性蛭石粉、25份生石灰、4份硫酸钠和11份石膏，置于水泥预拌机中以75r/min的转速搅拌35min后，得到保温高密度水泥浆。
实例3
取重晶石矿石置于磨石机中研磨4h，过100目筛得到重晶石粉，按重量份数计，将35份重晶石粉、55份去离子水和15份聚丙烯酸钠放入高速分散机中以4000r/min的转速高速分散15min，得到重晶石浆料；向带有夹套冷却装置的球磨机中加入600mL水，对重晶石浆料加热升温至55℃，预热25min，向球磨机中加入350mL预热后的重晶石浆料进行研磨处理，研磨40min后，得到纳米重晶石浆料；称取550g蛭石，置于电阻炉中，通电升温至1300℃，焙烧4h，得到膨胀蛭石，将膨胀蛭石置于磨石机中研磨5h，过120目筛得到膨胀蛭石粉，将膨胀蛭石粉与纳米重晶石浆料按质量比为2︰3混合，置于高速离心机中以3200r/min的转速离心处理，去除上层液，得到下层粉渣，将下层粉渣置于烘箱中，加热升温至90℃，干燥7h，得到改性膨胀蛭石粉；称取800g改性膨胀蛭石粉分散在装有2.0L蒸馏水的烧杯中，搅拌40min，加热升温至60℃，向烧杯中加入230mL质量分数为30%的偏铝酸钠溶液，继续升温至90℃，用质量分数为60%的硫酸溶液调节pH至4，保温40min后，将80mL质量分数为20%硬脂酸钠溶液加入烧杯中，再保温50min，得到反应产物，将反应产物置于布氏漏斗中减压抽滤后，放入烘箱中加热升温至110℃，干燥3h，得到双层包覆改性蛭石粉；按重量份数计，称取80份普通硅酸盐水泥、50份水、40份双层包覆改性蛭石粉、30份生石灰、5份硫酸钠和12份石膏，置于水泥预拌机中以80r/min的转速搅拌45min后，得到保温高密度水泥浆。
对比例
以河北某公司生产的高强度高密度水泥浆作为对比例 对本发明制得的高强度高密度水泥浆和对比例中的高强度高密度水泥浆进行性能检测，检测结果如表1所示：
1、测试方法：
抗压强度测试采用抗压强度测试仪进行检测；
密度测试按GB/T 208-2014 水泥密度测定方法国家标准进行检测；
表1
| 测试项目 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 对比例 |
| 养护1天后的抗压强度（MPa） | 40.65 | 46.11 | 50.09 | 24.56 |
| 养护5天后的抗压强度（MPa） | 49.03 | 50.12 | 55.23 | 25.01 |
| 密度(g/cm<sup>3</sup>) | 2.30 | 2.35 | 2.40 | 2.05 |
注：抗压强度测试在温度为120℃的环境下进行；
密度测试在温度为115℃的环境下进行。
根据上述中数据可知，本发明制得的高强度高密度水泥浆在120℃的高温下抗压强度达到40MPa以上，可见本发明制得的水泥浆强度高，密度达到2.3 g/cm3 以上，密度高，具有广阔的应用前景。
Claims (6)
1.一种高强度高密度水泥浆的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取重晶石矿石置于磨石机中研磨，过筛得到重晶石粉，按重量份数计，将30～35份重晶石粉、50～55份去离子水和10～15份聚丙烯酸钠放入高速分散机中高速分散，得到重晶石浆料；
（2）向带有夹套冷却装置的球磨机中加入500～600mL水，对重晶石浆料加热升温，预热，向球磨机中加入300～350mL预热后的重晶石浆料进行研磨处理， 研磨后，得到纳米重晶石浆料；
（3）称取500～550g蛭石，置于电阻炉中，通电升温，焙烧，得到膨胀蛭石，将膨胀蛭石置于磨石机中研磨，过120目筛得到膨胀蛭石粉，将膨胀蛭石粉与纳米重晶石浆料混合，置于高速离心机中离心处理，去除上层液，得到下层粉渣，将下层粉渣置于烘箱中，加热升温，干燥，得到改性膨胀蛭石粉；
（4）称取700～800g改性膨胀蛭石粉分散在装有1.5～2.0L蒸馏水的烧杯中，搅拌，加热升温，向烧杯中加入200～230mL偏铝酸钠溶液，继续升温，用硫酸溶液调节pH，保温后，将70～80mL质量分数为20%硬脂酸钠溶液加入烧杯中，再保温，得到反应产物，将反应产物置于布氏漏斗中减压抽滤后，放入烘箱中加热升温，干燥，得到双层包覆改性蛭石粉；
（5）按重量份数计，称取70～80份普通硅酸盐水泥、40～50份水、30～40份双层包覆改性蛭石粉、20～30份生石灰、3～5份硫酸钠和9～12份石膏，置于水泥预拌机中搅拌后，得到保温高密度水泥浆。
2.根据权利要求1所述的一种高强度高密度水泥浆的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的研磨时间为3～4h，筛的规格为100目，高速分散机的转速为3500～4000r/min，高速分散时间为10～15min。
3.根据权利要求1所述的一种高强度高密度水泥浆的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的加热升温后温度为50～55℃，预热时间为20～25min，研磨时间为30～40min。
4.根据权利要求1所述的一种高强度高密度水泥浆的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的通电升温后温度为1200～1300℃，焙烧时间为3～4h，研磨时间为4～5h，膨胀蛭石粉与纳米重晶石浆料混合的质量比为2︰3，高速离心机离心转速为3000～3200r/min，加热升温后温度为80～90℃，干燥时间为5～7h。
5.根据权利要求1所述的一种高强度高密度水泥浆的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的搅拌时间为30～40min，加热升温后温度为50～60℃，偏铝酸钠溶液的质量分数为30%，继续升温后温度为85～90℃，硫酸溶液的质量分数为60%，用硫酸溶液调节pH 为3～4，第一次保温时间为35～40min，第二次保温时间为40～50min，烘箱加热升温后温度为100～110℃，干燥时间为2～3h。
6.根据权利要求1所述的一种高强度高密度水泥浆的制备方法，其特征在于：步骤（5）所述的水泥预拌机的转速为70～80r/min ，搅拌时间为30～45min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710965274.8A CN107777965B (zh) | 2017-10-17 | 2017-10-17 | 一种高强度高密度水泥浆的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710965274.8A CN107777965B (zh) | 2017-10-17 | 2017-10-17 | 一种高强度高密度水泥浆的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107777965A CN107777965A (zh) | 2018-03-09 |
| CN107777965B true CN107777965B (zh) | 2020-08-18 |
Family
ID=61434499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710965274.8A Active CN107777965B (zh) | 2017-10-17 | 2017-10-17 | 一种高强度高密度水泥浆的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107777965B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108658488B (zh) * | 2018-05-03 | 2020-11-03 | 宋俊芳 | 一种防辐射保温板及其制备方法 |
| CN109761557B (zh) * | 2019-01-30 | 2021-09-10 | 浙江广天构件股份有限公司 | 一种聚合物湿拌砂浆 |
| WO2021178672A2 (en) * | 2020-03-04 | 2021-09-10 | Cui Jessica | Heat and fire resistant geopolymer materials |
| CN112322259B (zh) * | 2020-11-04 | 2023-03-21 | 中国石油大学(华东) | 钻井液用表面改性重晶石粉及其制备方法和水基钻井液 |
| CN115259625B (zh) * | 2022-07-27 | 2023-12-29 | 成都大有石油钻采工程有限公司 | 强化水基钻井废弃泥浆固液分离用增效剂、增效破胶剂及其制备方法和使用方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110082442A (ko) * | 2010-01-11 | 2011-07-19 | 이동희 | 초경량 시멘트 단열재의 제조방법 |
| CN105294124A (zh) * | 2015-10-26 | 2016-02-03 | 丁芬 | 一种高强度自流浇注料及其施工方法 |
| CN105294123A (zh) * | 2015-10-26 | 2016-02-03 | 丁芬 | 一种适用于低温环境的高强度自流浇注料及其施工方法 |
| CN107244857A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-10-13 | 新疆国利衡清洁能源科技有限公司 | 一种固井水泥浆及其制备方法 |
-
2017
- 2017-10-17 CN CN201710965274.8A patent/CN107777965B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110082442A (ko) * | 2010-01-11 | 2011-07-19 | 이동희 | 초경량 시멘트 단열재의 제조방법 |
| CN105294124A (zh) * | 2015-10-26 | 2016-02-03 | 丁芬 | 一种高强度自流浇注料及其施工方法 |
| CN105294123A (zh) * | 2015-10-26 | 2016-02-03 | 丁芬 | 一种适用于低温环境的高强度自流浇注料及其施工方法 |
| CN107244857A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-10-13 | 新疆国利衡清洁能源科技有限公司 | 一种固井水泥浆及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107777965A (zh) | 2018-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107777965B (zh) | 一种高强度高密度水泥浆的制备方法 | |
| CN109020419B (zh) | 一种隧道仰拱超细无机注浆料及其制备方法 | |
| CN104479667B (zh) | 一种低密度中强度石油压裂支撑剂及其制备方法 | |
| WO2019153240A1 (zh) | 一种适用于页岩气井的强封堵钻井液及其制备方法 | |
| CN110862246A (zh) | 一种固井用弹韧性树脂水泥浆及其制备方法 | |
| CN110734752A (zh) | 一种堵漏剂及其制备方法 | |
| CN108865087A (zh) | 一种热固性环氧树脂固井工作液 | |
| CN108675752B (zh) | 一种高强耐高温抗侵蚀油井水泥及其制备方法 | |
| CN112760084A (zh) | 一种油基钻井液用堵漏剂及其制备方法和应用 | |
| CN110004793B (zh) | 环保型塑胶跑道 | |
| CN110903815A (zh) | 一种高强度堵漏浆 | |
| Gang et al. | A green shale inhibitor developed from lignin sulfonate and the mechanism study | |
| CN106893050A (zh) | 一种石油开采用油溶覆膜支撑剂及其制备方法和应用 | |
| CN113429163B (zh) | 一种用于固井作业的水泥组合物、水泥浆体系及其制备方法 | |
| CN107721272B (zh) | 一种高韧性、高弹塑性、高密度的固井用水泥浆 | |
| CN108048057B (zh) | 一种调剖剂及调剖方法 | |
| CN112142361B (zh) | 聚丙烯酸树脂在气井固井的自修复剂中的应用、自修复剂及制备方法、水泥组合物、水泥浆 | |
| CN110228975B (zh) | 一种水泥浆的制备工艺 | |
| CN114456780B (zh) | 一种高温高密度防塌钻井液组合物及其钻井液、制备方法和应用 | |
| CN113548839B (zh) | 一种基于地质聚合物的堵漏剂及制备方法 | |
| CN109942252B (zh) | 一种水泥凝胶材料及其制备方法和应用 | |
| CN113604205B (zh) | 快凝型高分子合成改性乳化沥青堵水剂的制备及施工方法 | |
| CN115477503A (zh) | 一种再生环保型混凝土及其制备工艺 | |
| CN115093837A (zh) | 一种固壁剂及其制备方法和应用 | |
| CN109749725A (zh) | 一种高温磷酸盐热固树脂胶凝体系及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200717 Address after: 318050, the first seven villages in Xinqiao Town, Luqiao District, Zhejiang City, Taizhou Province, No. 24, Wu 3 District Applicant after: Luo Xianhua Address before: 215489 Gaojiacun, Xinhua Village Committee, Yonghong Street, Zhonglou District, Changzhou City, Jiangsu Province Applicant before: Gao Jun |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230728 Address after: 201718 Floor 1, Building 3, No. 2850, Lianxi Road, Jinze, Qingpu District, Shanghai Patentee after: Shanghai Zhicarbon Power Engineering Co.,Ltd. Address before: 318050, the first seven villages in Xinqiao Town, Luqiao District, Zhejiang City, Taizhou Province, No. 24, Wu 3 District Patentee before: Luo Xianhua |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240409 Address after: Room 308, 3rd Floor, Building 1, No. 239 Xitai Road, Xuhui District, Shanghai, 200000 Patentee after: Zhonghan Energy (Shanghai) Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 201718 Floor 1, Building 3, No. 2850, Lianxi Road, Jinze, Qingpu District, Shanghai Patentee before: Shanghai Zhicarbon Power Engineering Co.,Ltd. Country or region before: China |