CN108586826A - 复合化学泥浆材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合化学泥浆材料，包括粘土和化学泥浆，所述化学泥浆包括田菁胶、预糊化淀粉、黄原胶、硼砂、氢氧化钠和防腐剂。本发明采用上述结构的复合化学泥浆材料及其制备方法，可以代替膨润土制浆，成本低，失水率极低，满足施工方的需求。

Description

复合化学泥浆材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及泥浆生产方法的技术领域，特别是涉及一种复合化学泥浆材料及其制备方法。
背景技术
膨润土是粘土的一种，它的主要成份为蒙脱石，属于层状结构的含水硅铝酸盐矿物，膨润土逐渐分散在淡水中致使泥浆的粘度、切力不断增加。膨润土主要作用在于提高体系的塑性粘度、静切力和动切力，以增强钻井液对钻屑的悬浮和携带能力；同时降低滤失量，形成致密泥饼，增强造壁性。膨润土和水组成水平定向钻进过程中用的泥浆，在水平定向钻进过程中泥浆具有携带和悬浮钻屑、稳定井壁及冷却和冲洗钻头的作用。随着社会的快速发展，膨润土的应用越来越多，膨润土的需求也在不断增加，导致膨润土的价格越来越高。
目前，市场上膨润土的价格根据地理位置有不同，基本维持在1000-2000元/吨之间，大型水库、水电站的防渗墙是用钠基膨润土加氢氧化钠制得浆液做的产品，成本比较高，大概60-100元/m3，价格高。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合化学泥浆材料及其制备方法，可替代膨润土制浆，成本低，失水率极低，满足施工方的需求。
为实现上述目的，本发明提供了一种复合化学泥浆材料，包括粘土和化学泥浆，所述化学泥浆包括田菁胶、预糊化淀粉、黄原胶、硼砂、氢氧化钠和防腐剂。
优选的，所述化学泥浆的组分及其质量分数为：田菁胶0.5-1.5份、预糊化淀粉1-2份、黄原胶0.1-0.5份、硼砂0.1-0.3份、氢氧化钠0.1-0.5份和防腐剂0.1-0.5份。
优选的，所述化学泥浆的组分及其质量分数为：田菁胶1份、预糊化淀粉1份、黄原胶0.3份、硼砂0.2份、氢氧化钠0.3份和防腐剂0.1份。
优选的，所述防腐剂包括多聚甲醛或布洛伯尔的一种或多种。
一种复合化学泥浆材料的制备方法，步骤如下：
(1)在高速搅拌装置内加入水，然后依次加入田菁胶、预糊化淀粉、黄原胶、硼砂和氢氧化钠，加入物料的同时进行高速搅拌；
(2)在步骤(1)获得的搅拌物中依次加入粘土和防腐剂，加入物料的同时进行高速搅拌，即得。
优选的，步骤(1)高速搅拌装置进行高速搅拌的速度为2880rpm，步骤(2)高速搅拌装置进行高速搅拌的速度为1440rpm。
优选的，步骤(1)和步骤(2)搅拌的时间均为5min。
因此，本发明采用上述复合化学泥浆材料及其制备方法，具有如下优点：
(1)建造每立方用1.8-2公斤复合化学泥浆材料，成本为30-50元，相较于现有技术的成本降低50％左右，综合效益可观；
(2)失水率在10％-20％之间，失水率极低，满足施工方的要求。
化学泥浆的各组分作用如下：
田菁胶作为增稠剂和稳定剂，溶于水中形成水溶性亲水胶。pH6～11范围内是稳定的，pH7.0时粘度最高，pH3.5时粘度最低。田菁胶的溶液属于假塑性非牛顿流体，其粘度随剪切率的增加而明显降低，显示出良好剪切稀释性能。能与络合物中的过渡金属离子形成具有三维网状结构的高粘度弹性胶冻，其粘度比原胶液高10～50倍。
预糊化淀粉用作降失水剂，是一种加工简单，用途广泛的变性淀粉，应用时只要用冷水调成糊，免除了加热糊化的麻烦。
黄原胶具有悬浮性，黄原胶对不溶性固体和油滴具有良好的悬浮作用。黄原胶溶胶分子能形成超结合带状的螺旋共聚体，构成脆弱的类似胶的网状结构，所以能够支持固体颗粒、液滴和气泡的形态，显示出很强的乳化稳定作用和高悬浮能力。
硼砂作为交联剂，可以提高粘度。氢氧化钠可以调节适合的pH值，提高泥浆性能指标。防腐剂可以稳定泥浆的性质不发生变化，保证泥浆的性能。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例一
一种复合化学泥浆材料，包括粘土和化学泥浆，化学泥浆的组分及其质量分数为：田菁胶1份、预糊化淀粉1份、黄原胶0.3份、硼砂0.2份、氢氧化钠0.3份和防腐剂0.1份。防腐剂包括多聚甲醛或布洛伯尔的一种或多种。
一种复合化学泥浆材料的制备方法，步骤如下：
(1)在高速搅拌装置内加入1000g水中依次加入1000g田菁胶、1000g预糊化淀粉、300g黄原胶、200g硼砂和300g氢氧化钠，加入物料的同时进行高速搅拌；
步骤(1)高速搅拌装置进行高速搅拌的速度为2880rpm。
步骤(1)搅拌的时间为5min。
(2)在步骤(1)获得的搅拌物中依次加入800g粘土和100g防腐剂，加入物料的同时进行高速搅拌，即得含水量为12％的复合化学泥浆材料。
步骤(2)高速搅拌装置进行高速搅拌的速度为1440rpm。
步骤(2)搅拌的时间为5min。
实施例二
一种复合化学泥浆材料，包括0.4份粘土和化学泥浆，化学泥浆的组分及其质量分数为田菁胶0.6份、预糊化淀粉1.1份、黄原胶0.1份、硼砂0.1份、氢氧化钠0.2份、防腐剂0.3份和水1000份。
复合化学泥浆材料的制备流程同实施例一。
实施例三
一种复合化学泥浆材料，包括1.3份粘土和化学泥浆，化学泥浆的组分及其质量分数为田菁胶1.5份、预糊化淀粉1.8份、黄原胶0.45份、硼砂0.3份、氢氧化钠0.5份和防腐剂0.5份和水1000份。
复合化学泥浆材料的制备流程同实施例一。
因此，本发明采用上述结构的复合化学泥浆材料及其制备方法，成本低，失水率极低，满足施工方的需求。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳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：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种复合化学泥浆材料，其特征在于：包括粘土和化学泥浆，所述化学泥浆包括田菁胶、预糊化淀粉、黄原胶、硼砂、氢氧化钠和防腐剂。
2.根据权利要求1所述的一种复合化学泥浆材料，其特征在于：所述化学泥浆的组分及其质量分数为：田菁胶0.5-1.5份、预糊化淀粉1-2份、黄原胶0.1-0.5份、硼砂0.1-0.3份、氢氧化钠0.1-0.5份和防腐剂0.1-0.5份。
3.根据权利要求1所述的一种复合化学泥浆材料，其特征在于：所述化学泥浆的组分及其质量分数为：田菁胶1份、预糊化淀粉1份、黄原胶0.3份、硼砂0.2份、氢氧化钠0.3份和防腐剂0.1份。
4.根据权利要求1所述的一种复合化学泥浆材料，其特征在于：所述防腐剂包括多聚甲醛或布洛伯尔的一种或多种。
5.一种如权利要求1-4任意项所述的复合化学泥浆材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)在高速搅拌装置内加入水，然后依次加入田菁胶、预糊化淀粉、黄原胶、硼砂和氢氧化钠，加入物料的同时进行高速搅拌；
(2)在步骤(1)获得的搅拌物中依次加入粘土和防腐剂，加入物料的同时进行高速搅拌，即得。
6.根据权利要求5所述的一种复合化学泥浆材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)高速搅拌装置进行高速搅拌的速度为2880rpm，步骤(2)高速搅拌装置进行高速搅拌的速度为1440rpm。
7.根据权利要求5所述的一种复合化学泥浆材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)和步骤(2)搅拌的时间均为5min。
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