DE102019203952A1

DE102019203952A1 - Beschichtetes stützmittel

Info

Publication number: DE102019203952A1
Application number: DE102019203952.9A
Authority: DE
Inventors: Zheng Zhang
Original assignee: Guangzhou Xingcheng Yihao Ltd
Current assignee: Guangzhou Xingcheng Yihao Ltd
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2020-09-24

Abstract

Die Erfindung offenbart ein beschichtetes Stützmittel, umfassend ein Aggregat und ein Harzschichtmaterial zum Beschichten des Aggregats, wobei das Aggregat aus Bauxitabgängen als einem Rohmaterial hergestellt wird und das Harzschichtmaterial Epoxydharz und Epoxydharzhärtungsmittel umfasst.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet des beschichteten Stützmittels und betrifft insbesondere ein beschichtetes Stützmittel, das aus Bauxitabgängen als ein Rohmaterial hergestellt wird.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Das Stützmittel ist ein Feststoffteilchen, das der Frakturierung gewidmet ist. Nach Frakturierung kann das Stützmittel so gegen die Wandfläche des frakturierten Gesteins drücken, dass dieses sich nicht wieder schließen kann, und die sich ergebende hydraulische Fraktur wird ein Strömungsleitkanal, der zum Bohrloch führt. In China werden diese künstlichen Stützmittel, die durch Sintern oder Abspritzen von Bauxit als dem Hauptmaterial hergestellt werden, kollektiv als ein Keramsit bezeichnet. Die relative Dichte der Keramsitstützmittel im In- und Ausland liegt in einem Bereich von 2,70 - 3,60, und ihre Schüttdichte liegt im Bereich von 1,60 - 2,10 g/cm³, beide höher als die von natürlichem Quarzsand.
Mit der schnellen Entwicklung der Stahl- und Tonerdeindustrie in China hat auch die Freisetzungsmenge von Bauxitabgängen zugenommen, um dadurch die ökologische Umwelt zu zerstören und das normale Leben der Menschen ernsthaft zu beeinträchtigen. Um die Abgänge vollständig zu rezyklieren, die ökologische Umwelt zu verbessern, Schaden in Profit zu wandeln und Abfall in etwas Nützliches, wird ein Programm zur Herstellung von Keramsitstützmitteln aus den Abgängen als ein Rohmaterial vorgeschlagen. Wenn es jedoch bei Tiefbohrfrakturierung angewandt wird, wird das Keramsit unter hohem Schließdruck brechen und eine große Menge Schutt und feinen pulvrigen Sand erzeugen. Der feine pulvrige Sand wandert in die Fraktur und blockiert den Strömungskanal, um dadurch die Strömungsleitfähgkeit der Fraktur stark zu verschlechtern. Das beschichtete Stützmittel wird durch Auftragen einer Schicht von Polymermaterial auf die Oberfläche des Keramsitstützmittelaggregats produziert und weist die Merkmale niedrige relative Dichte, hohe Stärke, niedrige Bruchrate und gute Rundheit, Sphärizität und chemische Reaktionsträgheit auf. Bei dem Beschichtungsverfahren solcher Produkte muss das Keramsit jedoch erhitzt werden und verursacht Energieverbrauch; und während des Produktionsverfahrens kommt es zur Rauch- und Gaserzeugung, die Umweltverschmutzung verursachen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Angesichts der vorstehend beschriebenen Probleme beim Stand der Technik stellt die vorliegende Erfindung ein beschichtetes Stützmaterial durch Beschichten eines Keramsitstützmittels mit einer Harzfolie bereit.
Das von der vorliegenden Erfindung zu lösende technische Problem wird von den folgenden technischen Lösungen gelöst:

Ein beschichtetes Stützmittel, das ein Aggregat und ein Harzschichtmaterial zum Beschichten des Aggregats umfasst, wobei das Aggregat aus einem Abfall herstellt wird, der aus Abgangsabfall als ein Rohmaterial gewählt wird, und wobei das Harzschichtmaterial Epoxydharz und Epoxydharzhärtungsmittel umfasst.

Vorzugsweise werden 150 - 300 Gewichtsteile Aggregat und 10 - 20 Gewichtsteile Harzschichtmaterial verwendet.
Das Epoxydharzhärtungsmittel hat einen Funktionalitätsgrad von ≥ 2. Das Epoxydharzhärtungsmittel mit einem Funktionalitätsgrad von ≥ 2 zeigt eine gute Reaktionsaktivität und kann die umfassende Oberflächenleistung und chemische Reaktionsträgheit des Harzfolienkörpers der Stützmittelflächenüberzugsschicht verbessern.
Das Epoxydharzhärtungsmittel wird in einer Menge von 20 - 35 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Harzschichtmaterials, verwendet.
Das Aggregat hat eine Partikelgröße von 0,100 mm - 2,800 mm.
Das Aggregat wird aus Bauxitabgängen als dem Hauptrohmaterial in den folgenden Schritten hergestellt:

(1) Wiegen nach Gewichtsteilen, die Bauxitabgänge 40 - 75, Flugasche 60 - 65, Sinterhilfe 20 - 25, Quarzsand 5 - 10, Tonerdepulver 3 - 7, Kugelmühlenhilfe 1 - 2 und Wasser 20 - 50;
(2) Brechen der Bauxitabgänge und kontinuierliches Trockenmahlen der gebrochenen Bauxitabgänge;
(3) Platzieren des Ergebnisses von Schritt (2) zusammen mit der Flugasche, dem Quarzsand und der Kugelmahlhilfe in eine Kugelmühle und durch Zugeben von Wasser vollständiges Mischen, um ein gemischtes Material zu erhalten;
(4) Trocknen des gemischten Materials von Schritt (3) und daraus Bilden von Pellets;
(5) Zugeben der Sinterhilfe, Sintern bei einer hohen Temperatur, um einen Keramsitrohling zu erhalten;
(6) Zugeben des Tonerdepulvers zum Keramsitrohling zum Polieren und Entfernen von Pulver, um das Aggregat zu erhalten.

Es gibt keine Einschränkung hinsichtlich der Bauxitarten, doch wird bevorzugt, Shanix-Bauxit zu verwenden.
Die Bauxitabgänge haben eine chemische Hauptzusammensetzung von Al₂O₃ ≥ 55 %, Fe₂O₃ ≤ 3 %, CaO ≤ 2 % und K₂O + Na₂O ≤ 1 %.
Das beschichtete Stützmittel wird in den folgenden Schritten hergestellt:

(a) Gießen des Aggregats in einen Sandmischer;
(b) Mischen des Epoxydharzes und des Epoxydharzhärtungsmittels, Zugeben eines Lösemittels und gleichmäßiges Rühren zur vollständigen Auflösung, um eine Mischung zu erhalten;
(c) Zugeben der Mischung des Epoxydharzes und des Epoxydharzhärungsmittels zum Aggregat, Rühren und vollständiges Aushärten;
(d) Lufttrocknen und gleichförmiges Dispergieren und
(e) Sieben und Verpacken.

Das erfindungsgemäße beschichtete Stützmittel wird durch Auftragen einer Schicht von Polymermaterial auf die Oberfläche des Keramsitstützmittelgaggregats hergestellt und hat die Vorteile eines einfachen Produktionsverfahrens, niedriger relativer Produktdichte, hoher Stärke, niedriger Bruchrate, guter Sphärizität, chemischer Reaktionsträgheit und keiner Verschmutzung während der Produktion; das erfindungsgemäße beschichtete Stützmittel wird weitgehend in Ölfeld- und Gasfeldfrakturierung eingesetzt und kann die verwendete Menge von Frakturierungsflüssigkeit reduzieren, die Frakturströmungsleitfähigkeit verbessern und den effektiven Zeitraum der Frakturierung verlängern; und das erfindungsgemäße beschichtete Stützmittel kann helfen, den Ölertrag zu verbessern, und zeigt große Signifikanz für die Durchführung der Ölfelderschließung bei niedriger Durchlässigkeit.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden beispielhaften spezifischen Ausführungsformen weiter erklärt, doch die vorliegende Erfindung ist nicht auf die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
Herstellung Beispiel 1
Herstellung von Keramsitstützmittelaggregat 1
40 Gewichtsteile Bauxitabgänge wurden gewogen und in einen Hammerbrecher gegeben, um ungefähr 30 Minuten lang pulverisiert zu werden, und dann wurde ein grobes Bauxitpulvermaterial erhalten und herausgenommen. 35 Gewichtsteile Kaolin und 2 Gewichtsteile Kugelmahlhilfe wurden jeweils gewogen und zusammen mit dem groben Bauxitpulvermaterial in eine Kugelmühle gegeben, 50 Gewichtsteile Wasser wurden dann zugegeben, und das Ergebnis wurde ungefähr 45 Minuten lang kugelgemahlen, um ein gemischtes Pulvermaterial zu erhalten. Das erhaltene Pulvermaterial wurde dann in einen Scheibengranulierer gegeben und mit Wasserdampf zum Granulieren besprüht, um Granalien zu erhalten, die Granalien wurde mit einem 120-Maschen-Sieb gesiebt und dann zusammen mit 7 Gewichtsteilen Sinterhilfe in einen Drehofen gegeben, um bei 1280 - 1350 °C gesintert zu werden, um einen Keramsitrohling herzustellen. 5 Gewichtsteile Tonerdepulver wurden zugegeben, um den Keramsitrohling zu polieren, und dann wurde das Tonerdepulver entfernt, um ein Keramsitstützmittelaggregat 1 zu erhalten.
Herstellung Beispiel 2
Herstellung von Keramsitstützmittelaggregat 2
45 Gewichtsteile Bauxitabgänge wurden gewogen und in einen Hammerbrecher gegeben, um ungefähr 30 Minuten lang pulverisiert zu werden, und dann wurde ein grobes Bauxitpulvermaterial erhalten und herausgenommen. 37 Gewichtsteile Kaolin und 1,5 Gewichtsteil Kugelmahlhilfe wurden jeweils gewogen und dann zusammen mit dem groben Bauxitpulvermaterial in eine Kugelmühle gegeben, 60 Gewichtsteile Wasser wurden dann zugegeben, und das Ergebnis wurde ungefähr 45 Minuten lang kugelgemahlen, um ein gemischtes Pulvermaterial zu erhalten. Das erhaltene Pulvermaterial wurde in einen Scheibengranulierer gegeben und zum Granulieren mit Wasserdampf besprüht, um Granalien zu erhalten, die Granalien wurden mit einem 120-Maschen-Sieb gesiebt und wurden dann zusammen mit 9 Gewichtsteilen der Sinterhilfe in einen Drehofen gegeben, um bei 1280 - 1350 °C gesintert zu werden, um einen Keramsitrohling herzustellen. 4 Gewichtsteile Tonerdepulver wurden zugegeben, um den Keramsitrohling zu polieren, und dann wurde das Tonerdepulver entfernt, um ein Keramsitstützmittelaggregat 2 zu erhalten.
Herstellung Beispiel 3
Herstellung von Keramsitstützmittelaggregat 3
53 Gewichtsteile Bauxitabgänge wurden gewogen und in einen Hammerbrecher gegeben, um ungefähr 35 Minuten lang pulverisiert zu werden, und dann wurde ein grobes Bauxitpulvermaterial erhalten und herausgenommen. 40 Gewichtsteile Kaolin und 2 Gewichtsteile Kugelmahlhilfe wurden jeweils gewogen und dann zusammen mit dem groben Bauxitpulvermaterial in eine Kugelmühle gegeben, 55 Gewichtsteile Wasser wurden dann zugegeben, und das Ergebnis wurde ungefähr 40 Minuten lang kugelgemahlen, um ein gemischtes Pulvermaterial zu erhalten. Das erhaltene Pulvermaterial wurde in einen Scheibengranulierer gegeben und zum Granulieren mit Wasserdampf besprüht, um Granalien zu erhalten, die Granalien wurden mit einem 120-Maschen-Sieb gesiebt und wurden dann zusammen mit 8 Gewichtsteilen der Sinterhilfe in einen Drehofen gegeben, um bei 1280 - 1350 °C gesintert zu werden, um einen Keramsitrohling herzustellen. 5,5 Gewichtsteile Tonerdepulver wurden zugegeben, um den Keramsitrohling zu polieren, und dann wurde das Tonerdepulver entfernt, um ein Keramsitstützmittelaggregat 3 zu erhalten.
Herstellung Beispiel 4
Herstellung von Keramsitstützmittelaggregat 4
49 Gewichtsteile Bauxitabgänge wurden gewogen und in einen Hammerbrecher gegeben, um ungefähr 40 Minuten lang pulverisiert zu werden, und dann wurde ein grobes Bauxitpulvermaterial erhalten und herausgenommen. 32 Gewichtsteile Kaolin und 1 Gewichtsteil Kugelmahlhilfe wurden jeweils gewogen und dann zusammen mit dem groben Bauxitpulvermaterial in eine Kugelmühle gegeben, 50 Gewichtsteile Wasser wurden dann zugegeben, und das Ergebnis wurde ungefähr 30 Minuten lang kugelgemahlen, um ein gemischtes Pulvermaterial zu erhalten. Das erhaltene Pulvermaterial wurde in einen Scheibengranulierer gegeben und zum Granulieren mit Wasserdampf besprüht, um Granalien zu erhalten, die Granalien wurden mit einem 120-Maschen-Sieb gesiebt und wurden dann zusammen mit 5 Gewichtsteilen der Sinterhilfe in einen Drehofen gegeben, um bei 1280 - 1350 °C gesintert zu werden, um einen Keramsitrohling herzustellen. 4 Gewichtsteile Tonerdepulver wurden zugegeben, um den Keramsitrohling zu polieren, und dann wurde das Tonerdepulver entfernt, um ein Keramsitstützmittelaggregat 4 zu erhalten.
Herstellung Beispiel 5
Herstellung von Keramsitstützmittelaggregat 5
44 Gewichtsteile Bauxitabgänge wurden gewogen und in einen Hammerbrecher gegeben, um ungefähr 40 Minuten lang pulverisiert zu werden, und dann wurde ein grobes Bauxitpulvermaterial erhalten und herausgenommen. 38 Gewichtsteile Kaolin und 1,5 Gewichtsteil Kugelmahlhilfe wurden jeweils gewogen und dann zusammen mit dem groben Bauxitpulvermaterial in eine Kugelmühle gegeben, 50 Gewichtsteile Wasser wurden dann zugegeben, und das Ergebnis wurde ungefähr 30 Minuten lang kugelgemahlen, um ein gemischtes Pulvermaterial zu erhalten. Das erhaltene Pulvermaterial wurde in einen Scheibengranulierer gegeben und zum Granulieren mit Wasserdampf besprüht, um Granalien zu erhalten, die Granalien wurden mit einem 120-Maschen-Sieb gesiebt und wurden dann zusammen mit 6 Gewichtsteilen der Sinterhilfe in einen Drehofen gegeben, um bei 1280 - 1350 °C gesintert zu werden, um einen Keramsitrohling herzustellen. 4,7 Gewichtsteile Tonerdepulver wurden zugegeben, um den Keramsitrohling zu polieren, und dann wurde das Tonerdepulver entfernt, um ein Keramsitstützmittelaggregat 5 zu erhalten.
Beispiel 1
200 Gewichtsteile Aggregat 1, 15 Gewichtsteile Epoxydharz und 3 Gewichtsteile Härtungsmittel wurden gewogen. Das Aggregat wurde in einen Sandmischkessel gegeben, auf 200 °C erhitzt und dann bei einer Rotationsgeschwindigkeit von ungefähr 100 Um/min 1 Stunde lang sandgemischt. Epoxydharz wurde hinzugegeben, und, nachdem die Temperatur auf 150 °C gesenkt worden war, wurde ein Härtungsmittel zugegeben, das Ergebnis wurde weiter 30 Minuten lang bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 70 Um/min sandgemischt, und dann wurde die Temperatur auf 50 °C gesenkt, und das Ergebnis wurde herausgenommen, um ein beschichtetes Stützmittel 1 zu erhalten.
Beispiel 2
260 Gewichtsteile Aggregat 2, 20 Gewichtsteile Epoxydharz und 6 Gewichtsteile Härtungsmittel wurden gewogen. Das Aggregat wurde in einen Sandmischkessel gegeben, auf 200 °C erhitzt und wurde dann bei einer Rotationsgeschwindigkeit von ungefähr 100 Um/min 1,5 Stunde lang sandgemischt. Epoxydharz wurde hinzugegeben, und, nachdem die Temperatur auf 150 °C gesenkt worden war, wurde ein Härtungsmittel zugegeben, das Ergebnis wurde weiter 45 Minuten lang bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 70 Um/min sandgemischt, und dann wurde die Temperatur auf 50 °C gesenkt, und das Ergebnis wurde herausgenommen, um ein beschichtetes Stützmittel 2 zu erhalten.
Beispiel 3
300 Gewichtsteile Aggregat 3, 20 Gewichtsteile Epoxydharz und 7 Gewichtsteile Härtungsmittel wurden gewogen. Das Aggregat wurde in einen Sandmischkessel gegeben, auf 200 °C erhitzt und wurde dann bei einer Rotationsgeschwindigkeit von ungefähr 100 Um/min 1,5 Stunden lang sandgemischt. Epoxydharz wurde hinzugegeben, und, nachdem die Temperatur auf 150 °C gesenkt worden war, wurde ein Härtungsmittel zugegeben, das Ergebnis wurde weiter 1 Stunde lang bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 70 Um/min sandgemischt, und dann wurde die Temperatur auf 50 °C gesenkt, und das Ergebnis wurde herausgenommen, um ein beschichtetes Stützmittel 3 zu erhalten.
Beispiel 4
200 Gewichtsteile Aggregat 4, 15 Gewichtsteile Epoxydharz und 3,5 Gewichtsteile Härtungsmittel wurden gewogen. Das Aggregat wurde in einen Sandmischkessel gegeben, auf 200 °C erhitzt wurde dann bei einer Rotationsgeschwindigkeit von ungefähr 100 Um/min 45 Minuten lang sandgemischt. Epoxydharz wurde hinzugegeben, und, nachdem die Temperatur auf 150 °C gesenkt worden war, wurde ein Härtungsmittel zugegeben, das Ergebnis wurde weiter 1 Stunde lang bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 70 Um/min sandgemischt, und dann wurde die Temperatur auf 50 °C gesenkt, und das Ergebnis wurde herausgenommen, um ein beschichtetes Stützmittel 4 zu erhalten.
Beispiel 5
210 Gewichtsteile Aggregat 5, 18 Gewichtsteile Epoxydharz und 4 Gewichtsteile Härtungsmittel wurden gewogen. Das Aggregat wurde in einen Sandmischkessel gegeben, auf 200 °C erhitzt und wurde dann bei einer Rotationsgeschwindigkeit von ungefähr 100 Um/min 45 Minuten lang sandgemischt. Epoxydharz wurde hinzugegeben, und, nachdem die Temperatur auf 150 °C gesenkt worden war, wurde ein Härtungsmittel zugegeben, das Ergebnis wurde weiter 1 Stunde lang bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 70 Um/min sandgemischt, und dann wurde die Temperatur auf 50 °C gesenkt, und das Ergebnis wurde herausgenommen, um ein beschichtetes Stützmittel 5 zu erhalten.

Die Eigenschaften der bei Beispielen 1 - 5 hergestellten beschichteten Stützmittel wurden in der folgenden Tabelle 1 gezeigt: Tabelle 1

	Säurelösbarkeit (%)	Schüttdichte (g/cm³)	52MPa Bruchrate (%)	Trübung (FTU)
Beispiel1	2,64	1,41	2,68	≤50
Beispiel2	2, 76	1,42	2, 71	≤50
Beispiel3	3,02	1,4	3, 12	≤50
Beispiel4	2,09	1,33	2, 16	≤50
Beispiel5	2,62	1,38	2,51	≤50
Im Handel erhältliches beschichtetes Stützmittel	3,32	1,59	3,97	≤50

Wie aus den Daten in Tabelle 1 zu ersehen ist, erzielt das erfindungsgemäße beschichtete Stützmittel durch Beschichten der Oberfläche des Keramsitstützmittelaggregats mit der Epoxydfolie bei einem in der vorliegenden Erfindung gezeigten Verhältnis höhere Stärke und höheren Säurewiderstand, während es die Dichte weiter reduziert, verglichen mit einem herkömmlichen beschichteten Stützmittel und einem unbeschichteten Aggregat.

Claims

Beschichtetes Stützmittel, umfassend nach Gewichtsteilen ein Aggregat 120 - 260 und ein Harzschichtmaterial 13 - 20 zum Beschichten des Aggregats, wobei das Aggregat aus Bauxitabgängen als einem Rohmaterial hergestellt wird, und das Harzschichtmaterial Epoxydharz und Epoxydharzhärtungsmittel umfasst, wobei das Epoxydharzhärtungsmittel in einer Menge von 20 - 35 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Harzschichtmaterials, verwendet wird.
Beschichtetes Stützmittel nach Anspruch 1, wobei das Epoxydharzhärtungsmittel einen Funktionalitätsgrad von ≥2 aufweist.
Beschichtetes Stützmittel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Aggregat eine Partikelgröße von 0,100 mm - 2,800 mm aufweist.
Beschichtetes Stützmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Bauxitabgänge eine chemische Hauptzusammensetzung von Al₂O₃ ≥ 55 %, Fe₂O₃ ≤ 3 %, CaO ≤ 2 % und K₂O + Na₂O ≤ 1 % aufweisen.
Verfahren zur Herstellung des beschichteten Stützmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend die folgenden Schritte: (a) Gießen des Aggregats in einen Sandmischer; (b) Mischen des Epoxydharzes und des Epoxydharzhärtungsmittels, Zugeben eines Lösemittels und gleichmäßiges Rühren zum vollständigen Auflösen, um eine Mischung zu erhalten; (c) Zugeben der Mischung des Epoxydharzes und des Epoxydharzhärtungsmittels zum Aggregat, Rühren und vollständiges Härten; (d) Lufttrocknen und gleichmäßiges Dispergieren und (e) Sieben und Verpacken.
Verfahren zur Herstellung des beschichteten Stützmittels nach Anspruch 5, wobei das Aggregat mit den folgenden Schritten hergestellt wird: (1) Wiegen, nach Gewichtsteilen, die Bauxitabgänge 40 - 75, Flugasche 60 - 65, Sinterhilfe 20 - 25, Quarzsand 5 - 10, Tonerdepulver 3 - 7, Kugelmahlhilfe 1 - 2 und Wasser 20 - 50; (2) Brechen der Bauxitabgänge und kontinuierliches Trockenmahlen der gebrochenen Bauxitabgänge; (3) Platzieren des Ergebnisses von Schritt (2) zusammen mit der Flugasche, dem Quarzsand und der Kugelmahlhilfe in eine Kugelmühle und vollständiges Mischen durch Zugabe von Wasser, um ein gemischtes Material zu erhalten; (4) Trocknen des gemischten Materials von Schritt (3) und daraus Formen von Pellets; (5) Zugeben der Sinterhilfe, Sintern bei einer hohen Temperatur, um einen Keramsitrohling zu erhalten; und (6) Zugeben des Tonerdepulvers zum Keramsitrohling zum Polieren und Entfernen von Pulver, um das Aggregat zu erhalten.