CN1393424A - 高强度陶粒支撑剂的制造方法 - Google Patents
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Abstract
高强度陶粒支撑剂的制造方法。它以100重量份轻烧铝矾土为基料，加入如下辅料，粘土2～15份，镧系金属氧化物1～10份，二氧化锰0.3～3份，氧化镁0.1～3份；基、辅料混合后共磨成细粉，然后加水松解后在成球机制成球粒，再送入窑炉按烧结温度1100～1500℃，烧结时间0.5～5小时，烧制得成品。本发明制造出来的产品抗压强度达到了69MPa以上，成品破碎率≤10％，在60MPa闭合压力下导流能力达到54.8微米2·厘米。具有成品抗压强度高，圆球度好，工艺简单，制作成本低的特点。可用于陶粒支撑剂的生产中。
Description
本发明涉及一种石油、天然气井压裂工艺使用的支撑剂的制造方法，特别是一种高强度的陶粒支撑剂的制造方法。
支撑剂是油气深井、超深井压裂工艺特需的关键材料，对提高油、气产量和延长油、气井的使用寿命起着重要作用。目前69MPa以上的高强度陶粒支撑剂基本上是国外进口。国外产品虽然性能较好，但存在着制作成本高，售价高的缺陷。
本发明的目的在于：提供一种高强度陶粒支撑剂的制造方法。它是在现有制造方法基础上，通过改进原、辅料的成份和配比，以及控制粉料的粒径和烧结温度来达到发明目的的。
本发明的技术方案：按下述步骤制造高强度陶粒支撑剂。
a、将Al2O3含量≥75％的铝矾土，在600～1000℃焙烧后粉碎成粒径≤3mm的颗粒料，得A料；
b、以100重量份A料为基料，在基料中加入以下辅料：粘土2～15份，镧系金属氧化物1～10份，二氧化锰0.3～3份，氧化镁0.1～3份；基、辅料混合后进入磨机共磨成粒径≤0.05mm的微粉粒，得B料；
c、向B料加水，经松解后在成球机中制成粒径为0.45～0.9mm的球粒，得C料；
d、将C料送入窑炉烧制，烧结温度控制在1100～1500℃，烧结时间0.5～5小时，得成品。
上述的高强度陶粒支撑剂的制造方法中，步骤b中所述的镧系金属氧化物是二氧化铈。
上述的高强度陶粒支撑剂的制造方法中，步骤b中所述的加入二氧化铈最好是加入二氧化铈1～5份。
前述的高强度陶粒支撑剂的制造方法中，步骤C中所述的球粒，最好是圆度和球度均≥0.9的球粒。
与现有技术比较，本发明改进了原、辅料的成份及配比，提高了对粉料径的要求，采用了较宽的烧结温度范围。制造出来的产品抗压强度达到了69MPa以上。经权威机构检测，成品破碎率≤10％，在60MPa闭合压力下导流能力达到54.8微米2·厘米。具有成品抗压强度高，圆球度好，工艺简单，制作成本低的特点。可用于陶粒支撑剂的生产中。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
实施例1：按下述步骤制造抗压强度为69MPa的高强度陶粒支撑剂。
a、将Al2O3含量≥75％的铝矾土，在600～1000℃焙烧后粉碎成粒径≤3mm的颗粒料，得A料；
b、以100重量份A料为基料，在基料中加入以下辅料：膨润土2～6份，氟碳铈精矿1～4份，二氧化锰0.3～1份，氧化镁0.1～0.8份；将基、辅料混合后进入磨机共磨成粒径≤0.05mm的微粉粒，得B料；
c、向B料加水，经松解后在在转速为10～30r/min且与水平面成60°倾角的荸荠形的成球机中制成粒径为0.45～0.9mm，圆度和球度均≥0.9的球粒，得C料；
d、将C料进行筛分后装入隧道窑或转窑烧制，烧结温度控制在1100～1500℃，烧结时间0.5～4小时，然后再经抛光、除尘、筛分得成品。
实施例2：制造抗压强度为86MPa的高强度陶粒支撑剂。
按实施例1的制造步骤，步骤b调整为以100重量份A料为基料，在基料中加入以下辅料：膨润土3～10份，氟碳铈精矿2～8份，二氧化锰0.4～2份，氧化镁0.3～1.5份；将基、辅料混合后进入磨机共磨成粒径≤0.05mm的微粉粒，得B料；其它步骤不变，可得到抗压强度为86MPa的高强度陶粒支撑剂。
实施例3：制造抗压强度为100MPa的高强度陶粒支撑剂。
按实施例1的制造步骤，步骤b调整为以100重量份A料为基料，在基料中加入以下辅料：膨润土4～15份，氟碳铈精矿3～10份，二氧化锰0.5～3份，氧化镁0.5～3份；将基、辅料混合后进入磨机共磨成粒径≤0.05mm的微粉粒，得B料；其它步骤不变，可得到抗压强度为100MPa的高强度陶粒支撑剂。
本发明所述的各种氧化物，可以采用氧化物含量较高的物质，如各种氧化物含量较高的精矿石。也可以是纯金属物质，如金属铈、锰、镁。其中二氧化铈仅从制造成本考虑给出用量范围，如果不考虑成本，用量可以加大。
Claims (4)
1、高强度陶粒支撑剂的制造方法，其特征在于：按下述步骤制造：
a、将Al2O3含量≥75％的铝矾土，在600～1000℃焙烧后粉碎成粒径≤3mm的颗粒料，得A料；
b、以100重量份A料为基料，在基料中加入以下辅料：粘土2～15份，镧系金属氧化物1～10份，二氧化锰0.3～3份，氧化镁0.1～3份；基、辅料混合后进入磨机共磨成粒径≤0.05mm的微粉粒，得B料；
c、向B料加水，经松解后在成球机中制成粒径为0.45～0.9mm的球粒，得C料；
d、将C料送入窑炉烧制，烧结温度控制在1100～1500℃，烧结时间0.5～5小时，得成品。
2、根据权利要求1所述的高强度陶粒支撑剂的制造方法，其特征在于：步骤b中所述的镧系金属氧化物是二氧化铈。
3、根据权利要求2所述的高强度陶粒支撑剂的制造方法，其特征在于：步骤b中所述的加入二氧化铈是加入二氧化铈1～5份。
4、根据权利要求1至3中任一权利要求所述的高强度陶粒支撑剂的制造方法，其特征在于：步骤C中所述的球粒，是圆度和球度均≥0.9的球粒。
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