RU2235702C2 - Method of manufacturing ceramic disjoining members for oil wells - Google Patents
Method of manufacturing ceramic disjoining members for oil wells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2235702C2 RU2235702C2 RU2002127076/03A RU2002127076A RU2235702C2 RU 2235702 C2 RU2235702 C2 RU 2235702C2 RU 2002127076/03 A RU2002127076/03 A RU 2002127076/03A RU 2002127076 A RU2002127076 A RU 2002127076A RU 2235702 C2 RU2235702 C2 RU 2235702C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metasilicate
- disjoining
- members
- proppants
- ceramic
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области формованных керамических изделий и может быть использовано для изготовления расклинивателей нефтяных скважин. Все известные заявителю керамические расклиниватели изготавливаются только из алюмосиликатного сырья с содержанием оксида алюминия свыше 28% (см, например, патент РФ №2163227 или ГОСТ 51761-2001). Керамических расклинивателей с высокой прочностью другого состава в научно-технической и патентной литературе не обнаружено.The invention relates to the field of molded ceramic products and can be used for the manufacture of proppants for oil wells. All ceramic proppants known to the applicant are made only from aluminosilicate raw materials with an alumina content of over 28% (see, for example, RF patent No. 2163227 or GOST 51761-2001). Ceramic proppants with high strength of a different composition in the scientific, technical and patent literature were not found.
Техническая задача, на решение которой направлено изобретение -повышение эксплуатационных характеристик керамических расклинивателей, т.е. повышение прочности при одновременном снижении микротвердости и насыпного веса. Эта задача при использовании известных технических решений принципиально невозможно, так как для повышения прочности необходимо повышать содержание оксида алюминия, при этом неизбежно растет микротвердость и насыпной вес (см., например, рекламу фирм-производителей “Carboceramisc” или “Norton США).The technical problem to which the invention is directed is to increase the operational characteristics of ceramic proppants, i.e. increase in strength while reducing microhardness and bulk density. This task when using well-known technical solutions is fundamentally impossible, since to increase strength it is necessary to increase the content of aluminum oxide, while microhardness and bulk density will inevitably increase (see, for example, an advertisement by manufacturers of “Carboceramisc” or “Norton USA).
Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе изготовления керамических расклинивателей нефтяных скважин в качестве керамического материала берут метасиликат магния и/или метасиликат кальция, который последовательно измельчают, гранулируют до насыпного веса сырых гранул не менее 1,2 г/см3 и обжигают при температуре 1215-1290°С.The stated technical problem is achieved by the fact that in the method of manufacturing ceramic oil well proppants, magnesium metasilicate and / or calcium metasilicate are taken as ceramic material, which are subsequently crushed, granulated to a bulk density of raw granules of at least 1.2 g / cm 3 and calcined at a temperature 1215-1290 ° C.
Измельчение метасиликатов магния и/или кальция производят до фракции менее 0,1 мм, а грануляцию - до фракции 0,2-1,8 мм. Измельченный метасиликат перед грануляцией смешивают с модифицирующими и спекающими добавками, например диоксидом титана, силиката циркония, оксидом железа, глиной и др.Grinding of magnesium and / or calcium metasilicates is carried out to a fraction of less than 0.1 mm, and granulation to a fraction of 0.2-1.8 mm. Before granulation, the crushed metasilicate is mixed with modifying and sintering additives, for example, titanium dioxide, zirconium silicate, iron oxide, clay, etc.
При температуре обжига менее 1215°С пористый материал не спекается “в черепок” и прочность таких расклинивателей слабая, а при температуре обжига свыше 1290°С происходит спекание гранул между собой. Все параметры способа определены экспериментально.At a firing temperature of less than 1215 ° C, the porous material does not sinter “into a shard” and the strength of such proppants is weak, and at a firing temperature above 1290 ° C, the granules sinter together. All parameters of the method are determined experimentally.
Метасиликат магния и/или кальция синтезируют из самых распространенных и дешевых видов природного сырья - магнезитов, доломитов, известняков, бруситов, диатомитов и других материалов.Magnesium and / or calcium metasilicate are synthesized from the most common and cheapest types of natural raw materials - magnesites, dolomites, limestones, brucites, diatomites and other materials.
Заявляемый способ был реализован в лабораторных условиях, а наиболее характерные составы метасиликата магния и/или метасиликата кальция (т.е. 3 состава) при температурах обжига 1215-1290°С без указания на технологические параметры измельчения и грануляции приведены в таблице. Методика оценки свойств расклинивателей была выполнена по ГОСТ Р 51761-2001 в сравнении с существующими расклинивателями из алюмосиликатов Боровичского комбината огнеупоров и ООО “ФОРЭС” (г. Екатеринбург).The inventive method was implemented in laboratory conditions, and the most characteristic compositions of magnesium metasilicate and / or calcium metasilicate (i.e. 3 compositions) at firing temperatures of 1215-1290 ° C without indicating the technological parameters of grinding and granulation are shown in the table. The methodology for evaluating the properties of proppants was performed in accordance with GOST R 51761-2001 in comparison with the existing proppants from aluminosilicates of the Borovichi Refractory Plant and OOO FORES (Ekaterinburg).
Пример 1. Метасиликат магния (MgSiO3 клиноэнстатит) измельчали, смешивали со спекающей добавкой (глиной), гранулировали до насыпной плотности сырых гранул 1,3 г/см3 и обжигали при температуре 1215°С.Example 1. Magnesium metasilicate (MgSiO 3 clinoenstatite) was crushed, mixed with a sintering additive (clay), granulated to a bulk density of crude granules of 1.3 g / cm 3 and calcined at a temperature of 1215 ° C.
Пример 2. Метасиликат кaльция-мaгния(CaMgSiО6 - диопсид) измельчали, смешивали со спекающей добавкой (TiО2), гранулировали до насыпной плотности сырых гранул 1,32 г/см3 и обжигали при температуре 1220°С.Example 2. Calcium-magnesium magnesium metasilicate (CaMgSiО 6 - diopside) was crushed, mixed with a sintering additive (TiО 2 ), granulated to a bulk density of crude granules of 1.32 g / cm 3 and calcined at a temperature of 1220 ° C.
Пример 3. Метасиликат кальция (CaSiO3 - волластонит) измельчали, смешивали со спекающей добавкой (ZrSiО4), гранулировали до насыпной плотности сырых гранул 1,26 г/см3 и обжигали при температуре 1290°С.Example 3. Calcium metasilicate (CaSiO 3 - wollastonite) was ground, mixed with a sintering additive (ZrSiО 4 ), granulated to a bulk density of crude granules of 1.26 g / cm 3 and calcined at a temperature of 1290 ° C.
Полученные показатели свойств керамических расклинивателей по 1-3 примерам приведены в таблице.The obtained properties of ceramic proppants for 1-3 examples are given in the table.
В таблице указаны составы из предлагаемого класса материалов, так как любые другие соотношения между СаО и MgO в указанных пределах дают такие же высококачественные керамические расклиниватели.The table shows the compositions of the proposed class of materials, since any other ratios between CaO and MgO within the specified limits give the same high-quality ceramic proppants.
В таблице указаны составы из предлагаемого класса материалов, так как любые другие соотношения между СаО и MgO в указанных пределах дают такие же высококачественные керамические расклиниватели.The table shows the compositions of the proposed class of materials, since any other ratios between CaO and MgO within the specified limits give the same high-quality ceramic proppants.
Свойства керамических расклинивателей (по ГОСТ Р 51761 - 2001)Properties of ceramic proppants (according to GOST R 51761 - 2001)
Из таблицы видно, что заявляемые керамические расклиниватели имеют более высокие эксплуатационные характеристики в сравнении с известными:The table shows that the inventive ceramic proppants have higher performance in comparison with the known:
- более высокую прочность расклинивателей, а это позволяет использовать их при более высоких давлениях гидроразрыва, т.е. обеспечивает более высокую нефтеотдачу скважин гидроразрыва;- higher strength of the proppants, and this allows you to use them at higher fracturing pressures, i.e. provides higher oil recovery for fracturing wells;
- более низкую микротвердость, что обеспечивает увеличение срока службы дорогостоящего оборудования для их закачки и гидроразрыва скважин;- lower microhardness, which ensures an increase in the service life of expensive equipment for their injection and fracturing of wells;
- более низкую насыпную плотность, что дает экономию средств у потребителя, так как закачку расклинивателей в нефтяную скважину ведут из расчета объема материла, а приобретают у потребителя на вес.- lower bulk density, which saves money from the consumer, since the proppants are pumped into the oil well based on the calculation of the volume of material, and purchased from the consumer by weight.
Авторами отмечено, что, несмотря на более низкие показатели механических свойств керамики из метасиликата магния и/или кальция по сравнению с высокоглиноземистой керамикой, сопротивление раздавливанию керамических расклинивателей нефтяных скважин из метасиликата магния и/или кальция выше, чем из высокоглиноземистой керамики. Это неожиданный факт, хотя известно, что предел прочности при изгибе керамики из метасиликата магния и/или кальция составляет 130-180 н/мм2, а из высокоглиноземистой керамики - 150-250 н/мм2. Этот пародоксальный факт авторы могут объяснить как следствие более низкого модуля упругости керамики из метасиликата магния и/или кальция (60×103-90×103 н/мм2) по сравнению с высокоглиноземистой керамикой (150-350×103 н/мм2). При раздавливании в первом случае происходит более значительная пластическая деформация и площадь точечных контактов между расклинивателями увеличивается, а хрупкое разрушение наступает при более высоких давлениях.The authors noted that, despite the lower mechanical properties of ceramics made from magnesium and / or calcium metasilicate, compared with high-alumina ceramics, the crushing resistance of ceramic oil proppants made from magnesium and / or calcium metasilicate is higher than that from high-alumina ceramics. This is an unexpected fact, although it is known that the tensile strength in bending of ceramics from magnesium metasilicate and / or calcium is 130-180 n / mm 2 , and from high-alumina ceramics - 150-250 n / mm 2 . The authors can explain this paradoxical fact as a consequence of the lower modulus of elasticity of ceramics made of magnesium metasilicate and / or calcium (60 × 10 3 -90 × 10 3 n / mm 2 ) compared with high-alumina ceramics (150-350 × 10 3 n / mm 2 ). When crushing in the first case, more significant plastic deformation occurs and the area of point contacts between the proppants increases, and brittle fracture occurs at higher pressures.
Результаты многократных лабораторных испытаний показали, что заявляемый способ изготовления керамических расклинивателей из нетрадиционных материалов (метасиликатов магния и/или кальция) должен пройти промышленные испытания в середине октября 2002 года в цехе керамических расклинивателей ООО “Форэс” (г. Екатеринбург), после чего будет решен вопрос о их серийном производстве.The results of multiple laboratory tests showed that the claimed method of manufacturing ceramic proppants from non-traditional materials (magnesium and / or calcium metasilicates) should undergo industrial tests in mid-October 2002 in the workshop of ceramic proppants LLC “Fores” (Ekaterinburg), after which it will be decided the question of their mass production.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002127076A RU2235702C9 (en) | 2002-10-10 | 2002-10-10 | Method of manufacturing ceramic disjoining members for oil wells |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002127076A RU2235702C9 (en) | 2002-10-10 | 2002-10-10 | Method of manufacturing ceramic disjoining members for oil wells |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002127076A RU2002127076A (en) | 2004-04-20 |
RU2235702C2 true RU2235702C2 (en) | 2004-09-10 |
RU2235702C9 RU2235702C9 (en) | 2019-02-14 |
Family
ID=33433064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002127076A RU2235702C9 (en) | 2002-10-10 | 2002-10-10 | Method of manufacturing ceramic disjoining members for oil wells |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2235702C9 (en) |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7521389B2 (en) | 2006-08-04 | 2009-04-21 | Ilem Research And Development Establishment | Ceramic proppant with low specific weight |
EA012705B1 (en) * | 2007-11-06 | 2009-12-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Proppant and a method of making same |
US7648934B2 (en) | 2006-08-04 | 2010-01-19 | Ilem Research And Development Establishment | Precursor compositions for ceramic products |
RU2446200C1 (en) * | 2010-10-05 | 2012-03-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Manufacturing method of light-weight siliceous proppant, and proppant |
RU2459852C1 (en) * | 2011-04-19 | 2012-08-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Manufacturing method of ceramic proppant, and proppant itself |
RU2463329C1 (en) * | 2011-05-06 | 2012-10-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Method of producing silicon-magnesium proppant, and proppant |
RU2476476C2 (en) * | 2011-06-10 | 2013-02-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Manufacturing method of ceramic proppant, and proppant itself |
RU2476478C1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-02-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Manufacturing method of magnesium-silicate proppant, and proppant itself |
RU2476477C1 (en) * | 2011-09-12 | 2013-02-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Manufacturing method of composite magnesium-silicate proppant, and proppant itself |
RU2501831C1 (en) * | 2012-06-20 | 2013-12-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Magnesium silicate proppant obtaining method |
RU2513792C1 (en) * | 2012-11-29 | 2014-04-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Method for manufacturing of light-weight high-silica magnesium-containing proppant for production of shale hydrocarbons |
RU2514053C1 (en) * | 2013-01-15 | 2014-04-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Charge for production of porous filler |
RU2515661C1 (en) * | 2013-01-31 | 2014-05-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Method of producing ceramic proppants |
US8785356B2 (en) | 2010-06-03 | 2014-07-22 | Obshchestvo s ogranichennoy otvetstvennostyu “FORES” (OOO “FORES”) | Method for the production of a lightweight magnesium silicate proppant and a proppant |
RU2535540C1 (en) * | 2013-08-15 | 2014-12-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Ultralight siliceous magnesium-containing proppant manufacturing method |
RU2615197C1 (en) * | 2016-02-09 | 2017-04-04 | Общество с ограниченной ответственностью ФОРЭС | Magnesium-silicate proppant |
WO2017142439A1 (en) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Ника-Петротэк" | Ceramic proppant and method for producing same |
RU2651680C1 (en) * | 2016-11-15 | 2018-04-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Красноярский Завод Проппантов" | Method for manufacture of lightweight magnesia-quartz proppant |
RU2655335C2 (en) * | 2016-05-06 | 2018-05-25 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Ceramic proppant |
RU2666560C1 (en) * | 2017-08-16 | 2018-09-11 | Сергей Фёдорович Шмотьев | Method of producing ceramic proppants |
-
2002
- 2002-10-10 RU RU2002127076A patent/RU2235702C9/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БЕТЕХИН А.Г. Курс минералогии. - М.: Госгеолиздат, 1951, с.387. * |
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7521389B2 (en) | 2006-08-04 | 2009-04-21 | Ilem Research And Development Establishment | Ceramic proppant with low specific weight |
US7648934B2 (en) | 2006-08-04 | 2010-01-19 | Ilem Research And Development Establishment | Precursor compositions for ceramic products |
EA012705B1 (en) * | 2007-11-06 | 2009-12-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Proppant and a method of making same |
US8785356B2 (en) | 2010-06-03 | 2014-07-22 | Obshchestvo s ogranichennoy otvetstvennostyu “FORES” (OOO “FORES”) | Method for the production of a lightweight magnesium silicate proppant and a proppant |
RU2446200C1 (en) * | 2010-10-05 | 2012-03-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Manufacturing method of light-weight siliceous proppant, and proppant |
RU2459852C1 (en) * | 2011-04-19 | 2012-08-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Manufacturing method of ceramic proppant, and proppant itself |
RU2463329C1 (en) * | 2011-05-06 | 2012-10-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Method of producing silicon-magnesium proppant, and proppant |
RU2476476C2 (en) * | 2011-06-10 | 2013-02-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Manufacturing method of ceramic proppant, and proppant itself |
RU2476477C1 (en) * | 2011-09-12 | 2013-02-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Manufacturing method of composite magnesium-silicate proppant, and proppant itself |
RU2476478C1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-02-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Manufacturing method of magnesium-silicate proppant, and proppant itself |
RU2501831C1 (en) * | 2012-06-20 | 2013-12-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Magnesium silicate proppant obtaining method |
RU2513792C1 (en) * | 2012-11-29 | 2014-04-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Method for manufacturing of light-weight high-silica magnesium-containing proppant for production of shale hydrocarbons |
RU2514053C1 (en) * | 2013-01-15 | 2014-04-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Charge for production of porous filler |
RU2515661C1 (en) * | 2013-01-31 | 2014-05-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Method of producing ceramic proppants |
RU2535540C1 (en) * | 2013-08-15 | 2014-12-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Ultralight siliceous magnesium-containing proppant manufacturing method |
RU2615197C1 (en) * | 2016-02-09 | 2017-04-04 | Общество с ограниченной ответственностью ФОРЭС | Magnesium-silicate proppant |
WO2017142439A1 (en) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Ника-Петротэк" | Ceramic proppant and method for producing same |
CN108603102A (en) * | 2016-02-19 | 2018-09-28 | 尼卡石油科技有限公司 | Ceramsite propping agent and its manufacturing method |
RU2615563C9 (en) * | 2016-02-19 | 2018-10-16 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Ника-Петротэк" | Ceramic proppant and its production method |
RU2694363C1 (en) * | 2016-02-19 | 2019-07-12 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Ника-Петротэк" | Ceramic proppant and its production method |
RU2655335C2 (en) * | 2016-05-06 | 2018-05-25 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Ceramic proppant |
RU2655335C9 (en) * | 2016-05-06 | 2019-02-13 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Ceramic proppant |
RU2651680C1 (en) * | 2016-11-15 | 2018-04-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Красноярский Завод Проппантов" | Method for manufacture of lightweight magnesia-quartz proppant |
RU2666560C1 (en) * | 2017-08-16 | 2018-09-11 | Сергей Фёдорович Шмотьев | Method of producing ceramic proppants |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2235702C9 (en) | 2019-02-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2235702C2 (en) | Method of manufacturing ceramic disjoining members for oil wells | |
US8785356B2 (en) | Method for the production of a lightweight magnesium silicate proppant and a proppant | |
JP5020951B2 (en) | Fired refractory ceramic product | |
US7648934B2 (en) | Precursor compositions for ceramic products | |
RU2235703C9 (en) | Method of manufacturing ceramic disjoining members for oil wells | |
RU2615563C9 (en) | Ceramic proppant and its production method | |
RU2742891C2 (en) | Method for producing medium-density magnesium silicate proppant and proppant | |
JP7171704B2 (en) | Batches for making refractory products, methods of making refractory products, uses of refractory products and synthetic raw materials | |
RU2613676C1 (en) | Method for magnesium silicate proppant preparation, and proppant | |
RU2425084C1 (en) | Method of preparing lightweight proppant and proppant | |
EP0169412A1 (en) | Proppant for oil and gas wells | |
RU2588634C9 (en) | Method of producing ceramic proppant (versions) | |
CN104276830B (en) | A kind of carbon anode roasting furnace quirk high alumina draws brick and preparation method thereof | |
RU2547033C1 (en) | Light siliceous magnesium-containing proppant manufacturing method | |
CN103468240B (en) | Ultralow-density ceramsite proppant with flint clay tailings as raw materials and preparation method of ultralow-density ceramsite proppant | |
RU2615197C1 (en) | Magnesium-silicate proppant | |
CN104478415B (en) | A kind of alumina base multi-phase wear-resistant plate and preparation method thereof | |
RU2739180C1 (en) | Method of producing magnesium silicate proppant and proppant | |
RU2388714C1 (en) | Heat resistant brick mortar | |
RU2623751C1 (en) | Manufacturing method of light-weight siliceous proppant and proppant | |
WO2014011066A1 (en) | Light ceramic proppants and a method of manufacturing of light ceramic proppants | |
RU2370468C1 (en) | Thermal insulating mixture | |
CN104364221B (en) | Refractory dispensing and the fragment of brick formed by it | |
RU2513739C1 (en) | Ceramic mixture for making ceramic brick | |
RU2650149C1 (en) | Feed for manufacturing of light-proof silicon proppant and proppant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20090415 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20090415 Effective date: 20131227 |
|
QC41 | Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20090415 Effective date: 20151102 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20090415 Effective date: 20151102 |
|
TC4A | Change in inventorship |
Effective date: 20160707 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
TH4A | Reissue of patent specification | ||
RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20190320 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20090415 Effective date: 20190701 |
|
MF41 | Cancelling an invention patent (total invalidation of the patent) |
Effective date: 20191002 |
|
RZ4A | Other changes in the information about an invention | ||
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20090415 Effective date: 20210421 |
|
RZ4A | Other changes in the information about an invention | ||
RZ4A | Other changes in the information about an invention |