RU2136845C1 - Grouting mortar - Google Patents
Grouting mortar Download PDFInfo
- Publication number
- RU2136845C1 RU2136845C1 RU97122217A RU97122217A RU2136845C1 RU 2136845 C1 RU2136845 C1 RU 2136845C1 RU 97122217 A RU97122217 A RU 97122217A RU 97122217 A RU97122217 A RU 97122217A RU 2136845 C1 RU2136845 C1 RU 2136845C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement
- microspheres
- mortar
- water
- stone
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, получению тампонажного раствора на основе цемента, включающего соли кальция, натрия и воду, и может быть использовано при цементировании скважин. The invention relates to the oil and gas industry, in particular, the production of cement-based cement slurry, including calcium, sodium, and water salts, and can be used in well cementing.
Известен тампонажный раствор для глушения и цементирования скважин, содержащий цемент, конденсированную сульфит-спиртовую барду, хлорид кальция и воду [1]. Known grouting solution for killing and cementing wells, containing cement, condensed sulphite-alcohol stillage, calcium chloride and water [1].
Недостатком данного раствора является большая плотность (1850-1950 кг/м3) и недостаточная прочность камня.The disadvantage of this solution is its high density (1850-1950 kg / m 3 ) and the insufficient strength of the stone.
Также известным является тампонажный раствор, включающий, мас.%: цемент 1,0; хлорид кальция 0,05-0,10; вода 0,50-0,70 [2]. Известный тампонажный раствор хотя и имеет достаточную прочность, однако большое содержание хлорида кальция способствует интенсивному трещинообразованию цементного камня в процессе твердения. Кроме того, повышается себестоимость раствора в целом из-за высокой цены на хлорид кальция. Also known is cement slurry, including, wt.%: Cement 1.0; calcium chloride 0.05-0.10; water 0.50-0.70 [2]. The well-known cement slurry, although it has sufficient strength, however, the high content of calcium chloride contributes to the intensive crack formation of cement stone in the hardening process. In addition, the cost of the solution as a whole increases due to the high price of calcium chloride.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому - прототипом - является тампонажный раствор, включающий портландцемент, воду, отход производства кальцинированной соды [3]. Основным недостатком известного раствора, низкие прочностные характеристики камня, трудности с доставкой солевой компоненты - дистиллерной жидкости, большое водоотделение тампонажного раствора, из-за чего в пласт проникает большое количество фильтрата цементного раствора, что отрицательно сказывается на вызове притока из пласта. The closest technical solution to the claimed - the prototype - is cement slurry, including Portland cement, water, waste production of soda ash [3]. The main disadvantage of the known mortar is the low strength characteristics of the stone, difficulties with the delivery of the salt component - distillation fluid, the large water separation of the grout, due to which a large amount of cement mortar penetrates into the formation, which negatively affects the flow inflow from the formation.
Целью изобретения является, повышение прочности цементного камня, снижение водоотделения. The aim of the invention is to increase the strength of cement stone, reducing water separation.
Поставленная цель достигается тем, что в тампонажном растворе в качестве солевой компоненты используют предварительно прокаленный в распылительной сушилке при 550-650oC отход производства кальцинированной соды стадии дистилляции - дистиллерную жидкость - следующего состава, мас.%:
CaCl2 - 59,40-65,80
CaSO4 - 0,05-0,10
Ca(ОН)2 - 0,05-0,10
NaCl - 32,15-38,50
и тампонажный раствор содержит микросферы нерасклассифицированные при следующем содержании компонентов, мас.%:
Цемент - 43,5-62,5
Дистиллерная жидкость - 0,7 - 6,2
Микросферы нерасклассифицированные - 6,5 - 19,9
Вода - Остальное,
причем соотношение цемент: микросферы (75-90):(10-25).The goal is achieved in that the plugging solution as salt components are used precalcined in a spray drier at 550-650 o C waste soda ash production distillation step - distiller fluid - the following composition: wt%.
CaCl 2 - 59.40-65.80
CaSO 4 - 0.05-0.10
Ca (OH) 2 - 0.05-0.10
NaCl - 32.15-38.50
and the cement slurry contains microspheres unclassified with the following content of components, wt.%:
Cement - 43.5-62.5
Distiller liquid - 0.7 - 6.2
Unclassified microspheres - 6.5 - 19.9
Water - The rest,
and the ratio of cement: microspheres (75-90) :( 10-25).
Микросферы нерасклассифицированные являются составной частью золы, которая образуется при сжигании угля. Микросферы - это полые сферические частицы диаметром от 30 до 350 мкм, с толщиной стенок от 2 до 10 мкм. Частицы представляют собой правильные сферы со сплошными непористыми стенками. Внутренняя часть частиц заполнена в основном азотом и двуокисью углерода. Микросферы обладают низкой плотностью (насыпная масса 0,25-0,5 г/см3), высокой прочностью на сжатие (до 50 МПа), устойчивы к воздействию кислот.Unclassified microspheres are an integral part of the ash that forms when coal is burned. Microspheres are hollow spherical particles with a diameter of 30 to 350 microns, with a wall thickness of 2 to 10 microns. Particles are regular spheres with continuous non-porous walls. The inner part of the particles is filled mainly with nitrogen and carbon dioxide. Microspheres have a low density (bulk density 0.25-0.5 g / cm 3 ), high compressive strength (up to 50 MPa), and are resistant to acids.
Химический состав, мас.%:
SiO2 - 50-60
Al2O3 - 25-35
Fe2O3 - 1,8-2,0
CaO - 1-5
MgO - 0,5-1,5
Na2O - 0,3 - 1,5
K2O - 0,2-2,9
П.п.п. - 0,3-1,4.Chemical composition, wt.%:
SiO 2 - 50-60
Al 2 O 3 - 25-35
Fe 2 O 3 - 1.8-2.0
CaO - 1-5
MgO - 0.5-1.5
Na 2 O - 0.3 - 1.5
K 2 O - 0.2-2.9
P.p.p. - 0.3-1.4.
Таким образом, в предлагаемом изобретении используются новые ингредиенты, что дает основание утверждать о соответствии предлагаемого решения критерию "новизна". Thus, in the present invention uses new ingredients, which gives reason to assert that the proposed solution meets the criterion of "novelty."
В научно-технической и патентной литературе ранее не приводились сведения об использовании микросферы нерасклассифицированной при приготовлении тампонажных растворов на основе портландцемента с солевой композицией. Известно использование стеклянных и керамических шариков и газонаполненных микробаллонов [4, 5]. Применение микросфер дает не известный ранее эффект повышения прочности камня, не достигавшийся ранее применением микробаллонов. Это обусловлено тем, что микросфера на 50-60% состоит из SiO2 и имеет аморфизированное строение, благодаря этому повышается их реакционная активность в щелочной среде, которая появляется при гидратации портландцемента или других вяжущих. В результате этого продукты гидратации начинают кристаллизоваться из пересыщенного раствора на поверхности микросфер, т.е. они (микросферы) являются активными компонентами в составе твердеющего тампонажного раствора и вносят таким образом дополнительный вклад в повышение прочности камня. Использовавшиеся ранее микробаллоны имеют гидрофобную поверхность, поэтому не образуют химических связей с продуктами твердения и являются инертными в составе камня. То же относится и к стеклянным и керамическим шарикам. Использование шариков в силу их гидрофобности ведет к повышению водоцементного отношения (водосодержания растворов), поэтому неизбежно повышение пористости камня и резкое ухудшение прочности. Кроме того, растворы с микробаллонами и шариками расслаиваются из-за низкой концентрации структурообразующей фазы в растворе (всплытие облегчающих добавок). Таким образом, сказанное выше указывает на соответствие заявляемого изобретения критерию "изобретательский уровень".The scientific, technical and patent literature has not previously provided information on the use of microspheres unclassified in the preparation of cement slurries based on Portland cement with a salt composition. It is known to use glass and ceramic balls and gas-filled microballoons [4, 5]. The use of microspheres gives a previously unknown effect of increasing the strength of a stone, not previously achieved by the use of microballoons. This is due to the fact that the microsphere is 50-60% SiO 2 and has an amorphous structure, due to which their reaction activity in an alkaline environment increases, which appears during the hydration of Portland cement or other binders. As a result of this, hydration products begin to crystallize from a supersaturated solution on the surface of the microspheres, i.e. they (microspheres) are active components in the composition of the hardening grouting mortar and thus make an additional contribution to increasing the strength of the stone. Microballoons used earlier have a hydrophobic surface; therefore, they do not form chemical bonds with hardening products and are inert in the composition of the stone. The same applies to glass and ceramic balls. The use of balls due to their hydrophobicity leads to an increase in the water-cement ratio (water content of solutions), therefore, an increase in the porosity of the stone and a sharp deterioration in strength are inevitable. In addition, solutions with microballoons and balls exfoliate due to the low concentration of the structure-forming phase in the solution (surfacing of lightening additives). Thus, the foregoing indicates the conformity of the claimed invention to the criterion of "inventive step".
Пример реализации изобретения
Для приготовления раствора состава 6 (табл. 1) готовится 1000 г раствора, включающего 513 г цемента, 64 г сухой солевой композиции, 128 г микросфер и 295 г воды. Тампонажную смесь готовят следующим образом. Растворяют вначале в воде солевую компоненту, а затем на этом растворе затворяют смесь цемента и микросферы. Водотвердое отношение при этом 0,46. У полученного раствора измеряются согласно ГОСТ растекаемость и плотность. Затем заливаются образцы балочек для определения прочности камня. Простота приготовления раствора и контроля свойств свидетельствуют о соответствии его критерию "практическая применимость".An example implementation of the invention
To prepare a solution of composition 6 (Table 1), 1000 g of a solution is prepared, including 513 g of cement, 64 g of a dry salt composition, 128 g of microspheres and 295 g of water. The grouting mixture is prepared as follows. First, the salt component is dissolved in water, and then a mixture of cement and microspheres is closed on this solution. The water-solid ratio is 0.46. The resulting solution is measured according to GOST spreadability and density. Then samples of beams are poured to determine the strength of the stone. The simplicity of the preparation of the solution and the control of properties indicate compliance with its criterion of "practical applicability".
Для приготовления тампонажного раствора использовали солевую композицию следующего состава, мас.%:
CaCl2 - 61,6,
CaSO4 - 0,1
NaCl - 33,4
Ca(ОН) - 0,18
Приготовленные тампонажные смеси и их показатели приведены в таблицах 1, 2.To prepare the cement slurry used the salt composition of the following composition, wt.%:
CaCl 2 - 61.6,
CaSO 4 - 0.1
NaCl - 33.4
Ca (OH) - 0.18
The prepared grouting mixtures and their indicators are shown in tables 1, 2.
На основании представленных данных в таблицах можно сделать вывод, что заявляемый тампонажный раствор с использованием в качестве солевой компоненты отходов производства соды в стадии дистилляции, дополнительно содержащую микросферы нерасклассифицированые, имеет существенно низкую плотность и превосходит известный тампонажный раствор по прочности камня. При этом раствор имеет низкое водоотделение. Сроки схватывания раствора находятся в пределах требований ГОСТ 1581-91. Наилучшие показатели тампонажных смесей приведены в опытах N 4,5. Кроме того, использование отходов производства соды в определенной степени решает вопрос их утилизации и, частично, экологические проблемы. Based on the data presented in the tables, it can be concluded that the inventive cement slurry using soda in the distillation stage as a salt component, additionally containing unclassified microspheres, has a significantly low density and exceeds the well-known grouting mortar in stone strength. In this case, the solution has a low water separation. The setting time of the solution is within the requirements of GOST 1581-91. The best performance grouting mixtures are given in
Источники информации
1. Рахимкулов Р.Ш., Шарипов А.У. Применение ПАВ для регулирования технологических свойств тампонажного раствора и камня. Нефтяное хозяйство, 1976, N 7.Sources of information
1. Rakhimkulov R.Sh., Sharipov A.U. The use of surfactants to regulate the technological properties of cement slurry and stone. Oil industry, 1976,
2. А.с. СССР N 967969, кл. E 21 В 33/188, 1978. 2. A.S. USSR N 967969, class E 21 B 33/188, 1978.
3. Патент РФ N 2059792,кл. E 21 В 33/138, 1996. 3. RF patent N 2059792, cl. E 21 B 33/138, 1996.
4. Патент США N 3804058, кл. 166-292, опублик. 1974. 4. US patent N 3804058, cl. 166-292, published. 1974.
5. Крылов В. И. Изоляция поглощающих пластов в глубоких скважинах. М.: Недра, 1980. С. 132-134 5. Krylov V. I. Isolation of absorbing formations in deep wells. M .: Nedra, 1980.S. 132-134
Claims (1)
CaCl2 - 59,4 - 65,80
CaSO4 - 0,05 - 0,10
NaCl - 32,15 - 38,50
Ca(OH)2 - 0,05 - 0,10
нерасклассифицированные микросферы, отличающийся тем, что нерасклассифицированные микросферы имеют химический состав, мас.%:
SiO2 - 50 - 60
Al2O3 - 25 - 35
Fe2O3 - 1,8 - 2,0
CaO - 1,0 - 1,5
MgO - 0,5 - 1,5
Na2O - 0,3 - 1,5
K2O - 0,2 - 2,9
П.п.п. - 0,3 - 1,4
при этом тампонажный раствор содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
Цемент - 43,5 - 62,5
Дистеллерная жидкость - отход производства кальцинированной соды - 0,7 - 6,2
Микросферы нерасклассифицированные - 6,5 - 19,9
Вода - Остальное
причем соотношение цемент : микросферы составляет (75 - 90) : (10 - 25).Cement slurry containing cement, calcined at 550 - 650 o C waste soda ash production - distiller liquid of the following composition, wt.%:
CaCl 2 - 59.4 - 65.80
CaSO 4 - 0.05 - 0.10
NaCl - 32.15 - 38.50
Ca (OH) 2 - 0.05 - 0.10
unclassified microspheres, characterized in that the unclassified microspheres have a chemical composition, wt.%:
SiO 2 - 50 - 60
Al 2 O 3 - 25 - 35
Fe 2 O 3 - 1.8 - 2.0
CaO - 1.0 - 1.5
MgO - 0.5 - 1.5
Na 2 O - 0.3 - 1.5
K 2 O - 0.2 - 2.9
P.p.p. - 0.3 - 1.4
while the cement slurry contains components in the following ratio, wt.%:
Cement - 43.5 - 62.5
Distiller liquid - waste from soda ash production - 0.7 - 6.2
Unclassified microspheres - 6.5 - 19.9
Water - Else
moreover, the ratio of cement: microspheres is (75 - 90): (10 - 25).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97122217A RU2136845C1 (en) | 1997-12-23 | 1997-12-23 | Grouting mortar |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97122217A RU2136845C1 (en) | 1997-12-23 | 1997-12-23 | Grouting mortar |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2136845C1 true RU2136845C1 (en) | 1999-09-10 |
Family
ID=20200847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97122217A RU2136845C1 (en) | 1997-12-23 | 1997-12-23 | Grouting mortar |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2136845C1 (en) |
-
1997
- 1997-12-23 RU RU97122217A patent/RU2136845C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mehta | Studies on blended Portland cements containing Santorin earth | |
RU2057250C1 (en) | Grouting solution for cementing gas/oil drill holes and method for preparation the same | |
RU2723311C2 (en) | Ultralight mineral foam | |
Davis | A review of pozzolanic materials and their use in concretes | |
RU2136845C1 (en) | Grouting mortar | |
EP1180504A1 (en) | Pore forming and set accelerating building material additive and process for making the same | |
US4762561A (en) | Volume-stable hardened hydraulic cement | |
RU2000126505A (en) | CEMENT MORTAR FOR INSULATING WALLS, METHOD FOR CREATING AN INSULATING WALL AND APPLICATION OF DOMAIN SLAG FOR PREPARING A CEMENT MORTAR | |
KR100508207B1 (en) | Cement Admixture for high strength, shrinkage-reducing and cold-construction, and cement composite incorporating the admixture | |
RU2256774C2 (en) | Light-weight oil-well cement mix (variants) | |
RU2184211C2 (en) | Light-weight grouting mortar | |
KR20000001536A (en) | Process for producing waterproof agent containing natural zeolite | |
RU2151271C1 (en) | Light grouting mortar | |
RU2085527C1 (en) | Expanding addition to cement | |
RU2116273C1 (en) | Guard structure of light-weight concrete and concrete mix | |
RU2059791C1 (en) | Tamponage solution | |
RU2017698C1 (en) | Concrete mixture | |
SU1502810A1 (en) | Lightweight plugging composition | |
SU1046217A1 (en) | Concrete mix | |
RU2036298C1 (en) | Bridging composition | |
SU1760087A1 (en) | Grouting mortar | |
RU1770302C (en) | Raw mixture for preparation of laying solution | |
RU2059588C1 (en) | Raw materials mixture for production of silicate brick | |
RU2059793C1 (en) | Tamponage solution | |
RU2229449C2 (en) | Expanding cement mix |