KR20210041265A - A coated proppant - Google Patents

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KR20210041265A
KR20210041265A KR1020190123729A KR20190123729A KR20210041265A KR 20210041265 A KR20210041265 A KR 20210041265A KR 1020190123729 A KR1020190123729 A KR 1020190123729A KR 20190123729 A KR20190123729 A KR 20190123729A KR 20210041265 A KR20210041265 A KR 20210041265A
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acrylate resin
coated proppant
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더야오 탕
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더야오 탕
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    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/80Compositions for reinforcing fractures, e.g. compositions of proppants used to keep the fractures open
    • C09K8/805Coated proppants

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Abstract

Disclosed is coated proppant comprising an aggregate and a resin layer material for coating the aggregate, wherein the aggregate is produced from bauxite tailings as raw materials, and the resin layer material contains a methyl acrylate resin and a methyl acrylate resin curing agent.

Description

코팅된 프로판트{A COATED PROPPANT}Coated proppant{A COATED PROPPANT}

본 발명은 코팅된 프로판트(proppant)의 분야에 관한 것이고, 특히 원료인 보크사이트 광미(tailing)로부터 생성되는 코팅된 프로판트에 관한 것이다.The present invention relates to the field of coated proppants, and in particular to coated proppants resulting from the raw material bauxite tailing.

프로판트는 파쇄(fracturing)에 지정된 고체 입자이다. 파쇄 후, 프로판트는 파쇄된 암석의 벽 표면을 지지하여 이 암석이 재밀폐될 수 없고, 결과적인 유압 균열(hydraulic fracture)은 유정보어(wellbore)로 이어지는 유동-전도(flow-conduction) 채널이 된다. 중국에서, 주원료인 보크사이트를 소결하거나 제팅(jetting)함으로써 생성되는 이 인공 프로판트는 집합적으로 세람사이트(ceramsite)라 지칭된다. 중국 내외에서, 세람사이트 프로판트의 상대 밀도는 2.70 내지 3.60의 범위에 있고, 이의 부피 밀도는 1.60-2.10 g/cm3의 범위에 있고, 두 가지 모두 천연 규사의 것보다 더 크다.Proppant is a solid particle designated for fracturing. After crushing, the proppant supports the wall surface of the crushed rock so that the rock cannot be resealed, and the resulting hydraulic fracture becomes a flow-conduction channel leading to the wellbore. . In China, this artificial proppant produced by sintering or jetting the main raw material bauxite is collectively referred to as ceramsite. Inside and outside China, the relative density of ceramsite proppant is in the range of 2.70 to 3.60, and its bulk density is in the range of 1.60-2.10 g/cm 3 , both of which are greater than that of natural silica sand.

중국에서 철강 및 알루미늄 산업의 빠른 발전으로, 보크사이트 광미의 배출 양이 또한 증가하여, 생태적 환경을 파괴하고 사람의 일상적 삶에 심각한 영향을 준다. 광미를 완전히 리사이클하고, 생태적 환경을 개선하고, 해로움을 이로움으로 전환하고, 폐기물을 유용한 것으로 전환하기 위해서, 원료인 광미로부터 세람사이트 프로판트를 생성하는 방식이 제안된다. 그러나, 이것이 깊은 유정 파괴에 적용될 때, 세람사이트는 높은 폐쇄 압력 하에 파괴되어 많은 양의 잔해 및 미세하게 분말이 된 샌드(sand)를 생성한다. 미세하게 분말이 된 샌드는 균열 내에서 이동하여 유동 채널을 막아, 균열의 유동 전도성을 크게 열화시킨다. 코팅된 프로판트는 세람사이트 프로판트 골재의 표면 상에 폴리머 재료의 층을 코팅함으로써 생성되고, 낮은 상대 밀도, 높은 강도, 낮은 파괴율, 및 양호한 둥그스럼, 구형 및 화학적 비활성성의 특징을 갖는다. 그러나, 이러한 제품의 코팅 프로세스에서, 세람사이트는 가열될 필요가 있어, 에너지 소비를 유발하고, 생성 프로세스 동안 연기 및 가스가 생성되어, 환경 오염을 유발한다.With the rapid development of the steel and aluminum industry in China, the amount of bauxite tailings discharged also increases, destroying the ecological environment and seriously affecting people's daily life. In order to completely recycle the tailings, improve the ecological environment, turn harm into good, and turn waste into useful ones, a method of producing ceramsite proppant from the raw material tailings is proposed. However, when it is applied to deep oil well destruction, the ceramsite is destroyed under high closing pressure, producing a large amount of debris and finely powdered sand. The finely powdered sand moves within the crack and blocks the flow channel, greatly deteriorating the flow conductivity of the crack. The coated proppant is produced by coating a layer of a polymer material on the surface of the ceramsite proppant aggregate and has the characteristics of low relative density, high strength, low fracture rate, and good roundness, spherical and chemical inertness. However, in the coating process of these products, ceramsite needs to be heated, causing energy consumption, and smoke and gases are generated during the production process, causing environmental pollution.

위에서 설명된 종래 기술의 문제점을 고려하여, 본 발명은 세람사이트 프로판트 상에 레진 필름을 코팅함으로써 코팅된 프로판트를 제공한다.In view of the problems of the prior art described above, the present invention provides a coated proppant by coating a resin film on the ceramsite proppant.

본 발명에 의해서 해결될 기술적 문제는 다음의 기술적 해결책에 의해서 해소된다:The technical problem to be solved by the present invention is solved by the following technical solution:

골재 및 이 골재를 코팅하기 위한 레진 층 재료를 포함하는 코팅된 프로판트로서, 골재는 원료인 보크사이트 광미로부터 선택된 폐기물로부터 생성되고, 레진 층 재료는 메틸 아크릴레이트 레진 및 메틸 아크릴레이트 레진 경화제를 포함한다.A coated proppant comprising an aggregate and a resin layer material for coating the aggregate, wherein the aggregate is produced from waste selected from the raw material bauxite tailings, and the resin layer material includes methyl acrylate resin and methyl acrylate resin curing agent. do.

바람직하게는, 중량부가 150 내지 300(weight part)인 골재 및 중량부가 10 내지 20인 레진 층 재료가 사용된다.Preferably, an aggregate having a weight part of 150 to 300 (weight part) and a resin layer material having a weight part of 10 to 20 are used.

메틸 아크릴레이트 레진 경화제의 기능성도(degree of functionality)는 2 이상이다. 2 이상의 기능성도를 갖는 메틸 아크릴레이트 레진 경화제는 양호한 반응 활동성(reaction activity)을 갖고, 프로판트 표면 코팅 층의 레진 필름체의 표면 압축 성능 및 화학적 비활성성을 향상시킬 수 있다.The degree of functionality of the methyl acrylate resin curing agent is 2 or more. The methyl acrylate resin curing agent having a degree of functionality of 2 or more has good reaction activity, and can improve the surface compression performance and chemical inertness of the resin film body of the proppant surface coating layer.

메틸 아크릴레이트 레진 경화제는 레진 층 재료의 전체 중량을 기준으로 20 내지 35 wt%의 양으로 사용된다.The methyl acrylate resin curing agent is used in an amount of 20 to 35 wt% based on the total weight of the resin layer material.

골재의 입자 사이즈는 0.100mm 내지 2.800mm이다.The particle size of the aggregate is 0.100mm to 2.800mm.

골재는 다음 단계를 통해서 주원료인 보크사이트 광미로부터 생성된다:Aggregates are produced from the main raw material bauxite tailings through the following steps:

(1) 중량부에 의해, 40 내지 75인 보크사이트 광미, 60 내지 65인 플라이 애시(fly ash), 20 내지 25인 소결 보조제, 5 내지 10인 규사, 3 내지 7인 알루미나 분말, 1 내지 2인 볼 밀링 보조제 및 20 내지 50인 물을 계량하는 단계;(1) By parts by weight, 40 to 75 bauxite tailings, 60 to 65 fly ash, 20 to 25 sintering aid, 5 to 10 silica sand, 3 to 7 alumina powder, 1 to 2 Metering the phosphorus ball milling aid and water of 20 to 50;

(2) 보크사이트 광미를 파쇄하고, 파쇄된 보크사이트 광미를 계속적으로 건식 분쇄(dry grinding)하는 단계; (2) crushing the bauxite tailings, and continuously dry grinding the crushed bauxite tailings;

(3) (2) 단계의 결과물을 플라이 애시, 규사 및 볼 밀링 보조제와 함께 볼 밀에 놓고, 물을 추가함으로써 완전히 혼합하여 혼합된 재료를 얻는 단계;(3) placing the result of step (2) on a ball mill together with fly ash, silica sand and ball milling aid, and adding water to thoroughly mix to obtain a mixed material;

(4) (3) 단계의 혼합된 재료를 건조시키고 이로부터 펠렛을 형성하는 단계;(4) drying the mixed material of step (3) and forming pellets therefrom;

(5) 소결 보조제를 추가하고, 고온에서 소결하여 세람사이트 블랭크를 얻는 단계;(5) adding a sintering aid and sintering at high temperature to obtain a ceramsite blank;

(6) 알루미나 분말을 세람사이트 블랭크에 추가하여 연마하고, 분말을 제거하여 골재를 얻는 단계.(6) Alumina powder is added to the ceramsite blank to be polished, and the powder is removed to obtain an aggregate.

보크사이트의 종류에 대한 제한은 없으나, 산서(Shanxi) 보크사이트를 사용하는 것이 바람직하다.There is no limitation on the type of bauxite, but it is preferable to use Shanxi bauxite.

보크사이트 광미는 Al2O3≥55%, Fe2O3≤3%, CaO≤2% 및 K2O+Na2O≤1%의 주된 화학 조성을 갖는다.The bauxite tailings have the main chemical composition of Al 2 O 3 ≥55%, Fe 2 O 3 ≤3%, CaO≤2% and K 2 O+Na 2 O≤1%.

코팅된 프로판트는 다음 단계에 의해서 생성된다:Coated proppant is produced by the following steps:

(a) 샌드 믹서 내로 골재를 공급하는 단계;(a) feeding the aggregate into the sand mixer;

(b) 메틸 아크릴레이트 레진 및 메틸 아크릴레이트 레진 경화제를 혼합시키고, 솔벤트를 추가하고, 균일하게 교반하여 완전히 용해시켜 혼합물을 얻는 단계;(b) mixing the methyl acrylate resin and the methyl acrylate resin curing agent, adding a solvent, and stirring evenly to completely dissolve to obtain a mixture;

(c) 메틸 아크릴레이트 레진과 메틸 아크릴레이트 레진 경화제의 혼합물을 골재에 추가하고, 교반하고, 완전히 경화시키는 단계;(c) adding a mixture of methyl acrylate resin and methyl acrylate resin curing agent to the aggregate, stirring, and completely curing;

(d) 공기 건조시키고 균일하게 확산시키는 단계; 및(d) air drying and uniformly spreading; And

(e) 체질하고 패키징하는 단계.(e) sieving and packaging.

본 발명의 코팅된 프로판트는 세람사이트 프로판트 골재의 표면 상에 폴리머 재료의 층을 코팅함으로써 생성되고, 단순한 생산 공정, 낮은 제품 상대 밀도, 높은 강도, 낮은 파괴율, 양호한 구형 및 화학적 비활성성, 및 생산 중 무공해의 장점을 갖고; 본 발명의 코팅된 프로판트는 유전 및 가스전 파쇄작업에 널리 사용되고, 파쇄 유체의 사용량을 감소시키고, 균열 유동 전도성을 향상시키고, 파쇄의 유효 기간을 연장시킬 수 있고; 본 발명의 코팅된 프로판트는 오일 생산량을 향상시키는 데 도움을 줄 수 있고, 저투과성 유전의 활용을 위해 매우 중요하다.The coated proppant of the present invention is produced by coating a layer of a polymer material on the surface of a ceramsite proppant aggregate, a simple production process, low product relative density, high strength, low fracture rate, good sphericity and chemical inertness, and Has the advantage of no pollution during production; The coated proppant of the present invention is widely used in oil and gas field crushing operations, can reduce the amount of crushing fluid used, improve crack flow conductivity, and extend the shelf life of crushing; The coated proppant of the present invention can help to improve oil production, and is very important for the utilization of low permeability oil fields.

본 발명이 다음의 특정 실시예에 의해서 더욱 설명될 것이나, 본 발명이 아래에서 설명되는 특정 실시예에 한정되지 않는다.The invention will be further explained by the following specific embodiments, but the invention is not limited to the specific embodiments described below.

제조 예 1Manufacturing Example 1

세람사이트 프로판트 골재 1의 제조Preparation of ceramsite proppant aggregate 1

중량부가 40인 보크사이트 광미가 측정되었고 햄머 크러셔(hammer crusher) 내로 추가되어 약 30분 동안 분쇄되었고, 다음으로 보크사이트 조분말(coarse powder) 재료가 얻어져 취출되었다. 중량부가 35인 고령토(kaolin) 및 중량부가 2인 볼 밀링 보조제가 각각 계량되었고 보크사이트 조분말 재료와 함께 볼 밀 내로 추가되었고, 중량부가 50인 물이 다음으로 추가되었고, 결과물이 약 45분 동안 볼 밀링되어 혼합된 분말 재료를 얻었다. 얻어진 분말 재료는 디스크 조립기(granulator) 내로 추가되었고, 수증기가 분무되고, 조립화되어 그래뉼(granule)이 얻어졌고, 이 그래뉼은 120인 메쉬 시브(sieve)로 체질되었고 다음으로 중량부가 7인 소결 보조제와 함께 로터리 킬른(rotary kiln) 내로 추가되어 1280 내지 1350℃에서 소결되어 세람사이트 블랭크를 생성하였다. 중량부가 5인 알루미나 분말이 추가되어 세람사이트 블랭크를 연마하였고, 다음으로 알루미나 분말을 제거하여 세람사이트 프로판트 골재 1을 얻었다.Bauxite tailings with a weight of 40 were measured and added into a hammer crusher and pulverized for about 30 minutes, and then a bauxite coarse powder material was obtained and taken out. Kaolin with a weight of 35 and a ball milling aid with a weight of 2 were weighed, respectively, and added into the ball mill with the coarse bauxite powder material, water of 50 weight was then added, and the resultant was for about 45 minutes. Ball milled to obtain a mixed powder material. The obtained powder material was added into a disk granulator, water vapor was sprayed, and granulated to obtain a granule, which was sieved into a 120 mesh sieve, followed by a sintering aid having a weight of 7 And added into a rotary kiln and sintered at 1280 to 1350° C. to produce a ceramsite blank. Alumina powder of 5 parts by weight was added to polish the ceramsite blank, and then the alumina powder was removed to obtain ceramsite proppant aggregate 1.

제조 예 2Manufacturing example 2

세람사이트 프로판트 골재 2의 제조Preparation of ceramsite proppant aggregate 2

중량부가 45인 보크사이트 광미가 측정되었고 햄머 크러셔 내로 추가되어 약 30분 동안 분쇄되었고, 다음으로 보크사이트 조분말 재료가 얻어져 취출되었다. 중량부가 37인 고령토 및 중량부가 1.5인 볼 밀링 보조제가 각각 계량되었고 보크사이트 조분말 재료와 함께 볼 밀 내로 추가되었고, 중량부가 60인 물이 다음으로 추가되었고, 결과물이 약 45분 동안 볼 밀링되어 혼합된 분말 재료를 얻었다. 얻어진 분말 재료는 디스크 조립기 내로 추가되었고, 수증기가 분무되고, 조립화되어 그래뉼이 얻어졌고, 이 그래뉼은 120인 메쉬 시브로 체질되었고 다음으로 중량부가 9인 소결 보조제와 함께 로터리 킬른 내로 추가되어 1280 내지 1350℃에서 소결되어 세람사이트 블랭크를 생성하였다. 중량부가 4인 알루미나 분말이 추가되어 세람사이트 블랭크를 연마하였고, 다음으로 알루미나 분말을 제거하여 세람사이트 프로판트 골재 2를 얻었다.Bauxite tailings having a weight of 45 were measured and added into a hammer crusher and pulverized for about 30 minutes, and then a coarse bauxite powder material was obtained and taken out. Kaolin with a weight of 37 and a ball milling aid with a weight of 1.5 were weighed, respectively, and added into the ball mill with the coarse bauxite powder material, water with a weight of 60 was added next, and the resultant was ball milled for about 45 minutes. A mixed powder material was obtained. The obtained powder material was added into a disk granulator, water vapor was sprayed and granulated to obtain granules, which were sieved into a 120 mesh sieve and then added into a rotary kiln together with a sintering aid of 9 parts by weight to It was sintered at 1350° C. to produce a ceramsite blank. Alumina powder of 4 parts by weight was added to polish the ceramsite blank, and then the alumina powder was removed to obtain ceramsite proppant aggregate 2.

제조 예 3Manufacturing Example 3

세람사이트 프로판트 골재 3의 제조Preparation of ceramsite proppant aggregate 3

중량부가 53인 보크사이트 광미가 측정되었고 햄머 크러셔 내로 추가되어 약 35분 동안 분쇄되었고, 다음으로 보크사이트 조분말 재료가 얻어져 취출되었다. 중량부가 40인 고령토 및 중량부가 2인 볼 밀링 보조제가 각각 계량되었고 보크사이트 조분말 재료와 함께 볼 밀 내로 추가되었고, 중량부가 55인 물이 다음으로 추가되었고, 결과물이 약 40분 동안 볼 밀링되어 혼합된 분말 재료를 얻었다. 얻어진 분말 재료는 디스크 조립기 내로 추가되었고, 수증기가 분무되고, 조립화되어 그래뉼이 얻어졌고, 이 그래뉼은 120인 메쉬 시브로 체질되었고 다음으로 중량부가 8인 소결 보조제와 함께 로터리 킬른 내로 추가되어 1280 내지 1350℃에서 소결되어 세람사이트 블랭크를 생성하였다. 중량부가 5.5인 알루미나 분말이 추가되어 세람사이트 블랭크를 연마하였고, 다음으로 알루미나 분말을 제거하여 세람사이트 프로판트 골재 3을 얻었다.Bauxite tailings having a weight of 53 were measured and added into a hammer crusher and crushed for about 35 minutes, and then a coarse bauxite powder material was obtained and taken out. Kaolin with a weight of 40 and a ball milling aid with a weight of 2 were weighed, respectively, and added into the ball mill together with the coarse bauxite powder material, water with a weight of 55 was added next, and the resultant was ball milled for about 40 minutes. A mixed powder material was obtained. The obtained powder material was added into a disk granulator, water vapor was sprayed and granulated to obtain granules, which were sieved with a mesh sieve of 120 and then added into a rotary kiln together with a sintering aid of 8 parts by weight and added from 1280 to It was sintered at 1350° C. to produce a ceramsite blank. Alumina powder having a weight of 5.5 was added to polish the ceramsite blank, and then the alumina powder was removed to obtain a ceramsite proppant aggregate 3.

제조 예 4Manufacturing Example 4

세람사이트 프로판트 골재 4의 제조Preparation of ceramsite proppant aggregate 4

중량부가 49인 보크사이트 광미가 측정되었고 햄머 크러셔 내로 추가되어 약 40분 동안 분쇄되었고, 다음으로 보크사이트 조분말 재료가 얻어져 취출되었다. 중량부가 32인 고령토(kaolin) 및 중량부가 1인 볼 밀링 보조제가 각각 계량되었고 보크사이트 조분말 재료와 함께 볼 밀 내로 추가되었고, 중량부가 50인 물이 다음으로 추가되었고, 결과물이 약 30분 동안 볼 밀링되어 혼합된 분말 재료를 얻었다. 얻어진 분말 재료는 디스크 조립기 내로 추가되었고, 수증기가 분무되고, 조립화되어 그래뉼이 얻어졌고, 이 그래뉼은 120인 메쉬 시브로 체질되었고 다음으로 중량부가 5인 소결 보조제와 함께 로터리 킬른 안으로 추가되어 1280 내지 1350℃에서 소결되어 세람사이트 블랭크를 생성하였다. 중량부가 4인 알루미나 분말이 추가되어 세람사이트 블랭크를 연마하였고, 다음으로 알루미나 분말을 제거하여 세람사이트 프로판트 골재 4를 얻었다.Bauxite tailings having a weight of 49 were measured and added into a hammer crusher and pulverized for about 40 minutes, and then a coarse bauxite powder material was obtained and taken out. Kaolin with a weight of 32 and a ball milling aid with a weight of 1 were weighed, respectively, and added into the ball mill together with the coarse bauxite powder material, water of 50 weight was added next, and the resultant was for about 30 minutes. Ball milled to obtain a mixed powder material. The obtained powder material was added into a disk granulator, and water vapor was sprayed and granulated to obtain granules, which were sieved with a mesh sieve of 120 and then added into a rotary kiln with a sintering aid of 5 parts by weight and 1280 to It was sintered at 1350° C. to produce a ceramsite blank. Alumina powder of 4 parts by weight was added to polish the ceramsite blank, and then the alumina powder was removed to obtain a ceramsite proppant aggregate 4.

제조 예 5Manufacturing Example 5

세람사이트 프로판트 골재 5의 제조Preparation of ceramsite proppant aggregate 5

중량부가 44인 보크사이트 광미가 측정되었고 햄머 크러셔 내로 추가되어 약 40분 동안 분쇄되었고, 다음으로 보크사이트 조분말 재료가 얻어져 취출되었다. 중량부가 38인 고령토 및 중량부가 1.5인 볼 밀링 보조제가 각각 계량되었고 보크사이트 조분말 재료와 함께 볼 밀 내로 추가되었고, 중량부가 50인 물이 다음으로 추가되었고, 결과물이 약 30분 동안 볼 밀링되어 혼합된 분말 재료를 얻었다. 얻어진 분말 재료는 디스크 조립기 내로 추가되었고, 수증기가 분무되고, 조립화되어 그래뉼이 얻어졌고, 이 그래뉼은 120인 메쉬 시브로 체질되었고 다음으로 중량부가 6인 소결 보조제와 함께 로터리 킬른 내로 추가되어 1280 내지 1350℃에서 소결되어 세람사이트 블랭크를 생성하였다. 중량부가 4.7인 알루미나 분말이 추가되어 세람사이트 블랭크를 연마하였고, 다음으로 알루미나 분말을 제거하여 세람사이트 프로판트 골재 5를 얻었다.Bauxite tailings having a weight of 44 were measured and added into a hammer crusher and crushed for about 40 minutes, and then a coarse bauxite powder material was obtained and taken out. Kaolin with a weight of 38 and a ball milling aid with a weight of 1.5 were weighed, respectively, and added into the ball mill together with the coarse bauxite powder material, water with a weight of 50 was then added, and the resultant was ball milled for about 30 minutes. A mixed powder material was obtained. The obtained powder material was added into a disk granulator, and water vapor was sprayed and granulated to obtain granules, which were sieved with a mesh sieve of 120 and then added into a rotary kiln with a sintering aid of 6 parts by weight to It was sintered at 1350° C. to produce a ceramsite blank. Alumina powder having 4.7 parts by weight was added to polish the ceramsite blank, and then the alumina powder was removed to obtain a ceramsite proppant aggregate 5.

예 1Example 1

중량부가 200인 골재 1, 중량부가 15인 메틸 아크릴레이트 레진 및 중량부가 3인 경화제가 계량되었다. 골재는 샌드 혼합 케틀(sand mixing kettle) 내에 놓였고 200 °C로 가열되었고, 다음으로 1시간 동안 약 100 rpm의 회전 속도에서 샌드 혼합되었다. 메틸 아크릴레이트 레진이 여기에 추가되었고, 온도가 150 °C로 낮춰진 후, 경화제가 추가되었고, 결과물은 70 rpm의 회전 속도로 30 분 동안 더 샌드 혼합되었고, 다음으로 온도가 50 °C로 낮춰졌고, 결과물은 취출되어 코팅된 프로판트 1을 얻었다.Aggregate 1 with a weight of 200, methyl acrylate resin with a weight of 15, and a curing agent with a weight of 3 were weighed. The aggregate was placed in a sand mixing kettle and heated to 200 °C and then sand mixed at a rotational speed of about 100 rpm for 1 hour. Methyl acrylate resin was added here, after the temperature was lowered to 150 °C, a curing agent was added, and the resultant was further sand mixed for 30 minutes at a rotation speed of 70 rpm, and then the temperature was lowered to 50 °C. And the resultant was taken out to obtain coated propant 1.

예 2Example 2

중량부가 260인 골재 2, 중량부가 20인 메틸 아크릴레이트 레진 및 중량부가 6인 경화제가 계량되었다. 골재는 샌드 혼합 케틀 내에 놓였고 200 °C로 가열되었고, 다음으로 1.5 시간 동안 약 100 rpm의 회전 속도에서 샌드 혼합되었다. 메틸 아크릴레이트 레진이 여기에 추가되었고, 온도가 150 °C로 낮춰진 후, 경화제가 추가되었고, 결과물은 70 rpm의 회전 속도로 45 분 동안 더 샌드 혼합되었고, 다음으로 온도가 50 °C로 낮춰졌고, 결과물은 취출되어 코팅된 프로판트 2를 얻었다.Aggregate 2 with a weight of 260, methyl acrylate resin with a weight of 20, and a curing agent with a weight of 6 were weighed. The aggregate was placed in a sand mixing kettle and heated to 200 °C and then sand mixed at a rotation speed of about 100 rpm for 1.5 hours. Methyl acrylate resin was added here, after the temperature was lowered to 150 °C, a curing agent was added, and the resultant was further sand mixed for 45 minutes at a rotation speed of 70 rpm, then the temperature was lowered to 50 °C. And the resultant was taken out to obtain coated propant 2.

예 3Example 3

중량부가 300인 골재 3, 중량부가 20인 메틸 아크릴레이트 레진 및 중량부가 7인 경화제가 계량되었다. 골재는 샌드 혼합 케틀 내에 놓였고 200 °C로 가열되었고, 다음으로 1.5 시간 동안 약 100 rpm의 회전 속도에서 샌드 혼합되었다. 메틸 아크릴레이트 레진이 여기에 추가되었고, 온도가 150 °C로 낮춰진 후, 경화제가 추가되었고, 결과물은 70 rpm의 회전 속도로 1 시간 동안 더 샌드 혼합되었고, 다음으로 온도가 50 °C로 낮춰졌고, 결과물은 취출되어 코팅된 프로판트 3을 얻었다.Aggregate 3 with a weight of 300, methyl acrylate resin with a weight of 20, and a curing agent with a weight of 7 were weighed. The aggregate was placed in a sand mixing kettle and heated to 200 °C and then sand mixed at a rotation speed of about 100 rpm for 1.5 hours. Methyl acrylate resin was added here, after the temperature was lowered to 150 °C, a curing agent was added, and the resultant was sand mixed for an additional hour at a rotation speed of 70 rpm, and then the temperature was lowered to 50 °C. And the resultant was taken out to obtain coated propant 3.

예 4Example 4

중량부가 200인 골재 4, 중량부가 15인 메틸 아크릴레이트 레진 및 중량부가 3.5인 경화제가 계량되었다. 골재는 샌드 혼합 케틀 내에 놓였고 200 °C로 가열되었고, 다음으로 45 분 동안 약 100 rpm의 회전 속도에서 샌드 혼합되었다. 메틸 아크릴레이트 레진이 여기에 추가되었고, 온도가 150 °C로 낮춰진 후, 경화제가 추가되었고, 결과물은 70 rpm의 회전 속도로 1 시간 동안 더 샌드 혼합되었고, 다음으로 온도가 50 °C로 낮춰졌고, 결과물은 취출되어 코팅된 프로판트 4를 얻었다.Aggregate 4 with a weight of 200, methyl acrylate resin with a weight of 15, and a curing agent with a weight of 3.5 were weighed. The aggregate was placed in a sand mixing kettle and heated to 200 °C, then sand mixed at a rotational speed of about 100 rpm for 45 minutes. Methyl acrylate resin was added here, after the temperature was lowered to 150 °C, a curing agent was added, and the resultant was sand mixed for an additional hour at a rotation speed of 70 rpm, and then the temperature was lowered to 50 °C. And the resultant was taken out to obtain coated propant 4.

예 5Example 5

중량부가 210인 골재 5, 중량부가 18인 메틸 아크릴레이트 레진 및 중량부가 4인 경화제가 계량되었다. 골재는 샌드 혼합 케틀 내에 놓였고 200 °C로 가열되었고, 다음으로 45 분 동안 약 100 rpm의 회전 속도에서 샌드 혼합되었다. 메틸 아크릴레이트 레진이 여기에 추가되었고, 온도가 150 °C로 낮춰진 후, 경화제가 추가되었고, 결과물은 70 rpm의 회전 속도로 1 시간 동안 더 샌드 혼합되었고, 다음으로 온도가 50 °C로 낮춰졌고, 결과물은 취출되어 코팅된 프로판트 5를 얻었다.Aggregate 5 with a weight of 210, methyl acrylate resin with a weight of 18, and a curing agent with a weight of 4 were weighed. The aggregate was placed in a sand mixing kettle and heated to 200 °C, then sand mixed at a rotational speed of about 100 rpm for 45 minutes. Methyl acrylate resin was added here, after the temperature was lowered to 150 °C, a curing agent was added, and the resultant was sand mixed for an additional hour at a rotation speed of 70 rpm, and then the temperature was lowered to 50 °C. And the resultant was taken out to obtain coated propant 5.

예 1 내지 예 5에서 제조된 코팅된 프로판트의 특성이 다음 표 1에서 보여졌다:The properties of the coated proppants prepared in Examples 1-5 are shown in Table 1 below:

산 용해도
(%)
Acid solubility
(%)
부피 밀도
(g/cm3)
Bulk density
(g/cm3)
52MPa
파괴율
(%)
52MPa
Destruction rate
(%)
탁도 (FTU)Turbidity (FTU)
예 1Example 1 2.642.64 1.411.41 2.682.68 ≤50≤50 예 2Example 2 2.762.76 1.421.42 2.712.71 ≤50≤50 예 3Example 3 3.023.02 1.41.4 3.123.12 ≤50≤50 예 4Example 4 2.092.09 1.331.33 2.162.16 ≤50≤50 예 5Example 5 2.622.62 1.381.38 2 512 51 ≤50≤50 상업적 상용가능한 코팅된 프로판트Commercially available coated proppant 3.323.32 1.591.59 3.973.97 ≤50≤50

표 1의 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 보여지는 비율에서 세람사이트 프로판트 골재의 표면 상에 메틸 아크릴레이트 레진 필름을 코팅함으로써, 본 발명의 코팅된 프로판트는, 종래의 코팅된 프로판트 및 미코팅된 골재와 비교하여, 밀도를 더욱 감소시키면서, 더 높은 강도 및 내산성을 구현한다.As can be seen from the data in Table 1, by coating a methyl acrylate resin film on the surface of the ceramsite proppant aggregate at the ratio shown in the present invention, the coated proppant of the present invention is a conventional coated proppant. And compared with the uncoated aggregate, while further reducing the density, it realizes higher strength and acid resistance.

Claims (6)

중량부(weight part)가 120 내지 260인 골재(aggregate) 및 상기 골재를 코팅하기 위해 중량부가 13 내지 20인 레진 층 재료를 포함하는 코팅된 프로판트(proppant)로서,
상기 골재는 원료인 보크사이트 광미(tailing)로부터 생성되고,
상기 레진 층 재료는 메틸 아크릴레이트(Methyl acrylate) 레진 및 메틸 아크릴레이트 레진 경화제를 포함하고,
상기 메틸 아크릴레이트 레진 경화제는 상기 레진 층 재료의 전체 중량을 기준으로 20 내지 35 wt%의 양으로 사용되는,
코팅된 프로판트.
As a coated proppant comprising an aggregate having a weight part of 120 to 260 and a resin layer material having a weight part of 13 to 20 to coat the aggregate,
The aggregate is produced from the raw material bauxite tailing,
The resin layer material includes a methyl acrylate resin and a methyl acrylate resin curing agent,
The methyl acrylate resin curing agent is used in an amount of 20 to 35 wt% based on the total weight of the resin layer material,
Coated proppant.
제1항에 있어서,
상기 메틸 아크릴레이트 레진 경화제의 기능성도(degree of functionality)는 2 이상인, 상기 코팅된 프로판트.
The method of claim 1,
The degree of functionality of the methyl acrylate resin curing agent is 2 or more, the coated proppant.
제1항에 있어서,
상기 골재의 입자 사이즈는 0.100mm 내지 2.800mm인, 상기 코팅된 프로판트.
The method of claim 1,
The particle size of the aggregate is 0.100mm to 2.800mm, the coated proppant.
제1항에 있어서,
상기 보크사이트 광미는 Al2O3≥55%, Fe2O3≤3%, CaO≤2% 및 K2O+Na2O≤1%의 주된 화학 조성을 갖는, 상기 코팅된 프로판트.
The method of claim 1,
The bauxite tailings have the main chemical composition of Al 2 O 3 ≥55%, Fe 2 O 3 ≤3%, CaO≤2% and K 2 O+Na 2 O≤1%, the coated proppant.
제1항에 따른 상기 코팅된 프로판트를 생성하기 위한 방법에 있어서,
(a) 샌드 믹서(sand mixer) 내로 상기 골재를 공급하는 단계;
(b) 상기 메틸 아크릴레이트 레진 및 상기 메틸 아크릴레이트 레진 경화제를 혼합시키고, 솔벤트(solvent)를 추가하고, 균일하게 교반하여 완전히 용해시켜 혼합물을 얻는 단계;
(c) 상기 메틸 아크릴레이트 레진과 상기 메틸 아크릴레이트 레진 경화제의 상기 혼합물을 상기 골재로 추가하고, 교반하고, 완전히 경화시키는 단계;
(d) 공기 건조시키고 균일하게 확산시키는 단계; 및
(e) 체질하고 패키징하는 단계;를 포함하는,
상기 코팅된 프로판트를 생성하기 위한 방법.
In the method for producing the coated proppant according to claim 1,
(a) feeding the aggregate into a sand mixer;
(b) mixing the methyl acrylate resin and the methyl acrylate resin curing agent, adding a solvent, and stirring evenly to completely dissolve to obtain a mixture;
(c) adding the mixture of the methyl acrylate resin and the methyl acrylate resin curing agent to the aggregate, stirring, and completely curing;
(d) air drying and uniformly spreading; And
(e) sieving and packaging; containing,
A method for producing the coated proppant.
제5항에 있어서,
상기 코팅된 프로판트를 생성하기 위한 방법에 있어서,
(1) 중량부에 의해, 40 내지 75인 상기 보크사이트 광미, 60 내지 65인 플라이 애시(fly ash), 20 내지 25인 소결 보조제, 5 내지 10인 규사(quartz sand), 3 내지 7인 알루미나 분말, 1 내지 2인 볼 밀링(ball milling) 보조제 및 20 내지 50인 물을 계량하는 단계;
(2) 상기 보크사이트 광미를 파쇄하고, 상기 파쇄된 보크사이트 광미를 계속적으로 건식 분쇄(dry grinding)하는 단계;
(3) 상기 (2) 단계의 결과물을 상기 플라이 애시, 상기 규사 및 상기 볼 밀링 보조제와 함께 볼 밀(ball mill)에 놓고, 물을 추가함으로써 완전히 혼합하여 혼합된 재료를 얻는 단계;
(4) 상기 (3) 단계의 상기 혼합된 재료를 건조시키고 이로부터 펠렛(pellet)을 형성하는 단계;
(5) 상기 소결 보조제를 추가하고, 고온에서 소결하여 세람사이트 블랭크(ceramsite blank)를 얻는 단계; 및
(6) 상기 알루미나 분말을 상기 세람사이트 블랭크에 추가하여 연마하고, 분말을 제거하여 상기 골재를 얻는 단계;
를 포함하는, 상기 코팅된 프로판트를 생성하기 위한 방법.
The method of claim 5,
In the method for producing the coated proppant,
(1) By weight, 40 to 75 of the bauxite tailings, 60 to 65 fly ash, 20 to 25 sintering aid, 5 to 10 quartz sand, 3 to 7 alumina Metering powder, 1 to 2 ball milling aids and 20 to 50 water;
(2) crushing the bauxite tailings and continuously dry grinding the crushed bauxite tailings;
(3) placing the result of step (2) in a ball mill together with the fly ash, the silica sand, and the ball milling aid, and adding water to obtain a mixed material by thoroughly mixing;
(4) drying the mixed material of step (3) and forming a pellet therefrom;
(5) adding the sintering aid and sintering at high temperature to obtain a ceramsite blank; And
(6) adding and polishing the alumina powder to the ceramsite blank, and removing the powder to obtain the aggregate;
Including a method for producing the coated proppant.
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