RU2705113C1 - Granular magnetic polymer and grouting mixture for cementing of casing columns based on magnetic polymer - Google Patents
Granular magnetic polymer and grouting mixture for cementing of casing columns based on magnetic polymer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2705113C1 RU2705113C1 RU2019101833A RU2019101833A RU2705113C1 RU 2705113 C1 RU2705113 C1 RU 2705113C1 RU 2019101833 A RU2019101833 A RU 2019101833A RU 2019101833 A RU2019101833 A RU 2019101833A RU 2705113 C1 RU2705113 C1 RU 2705113C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- polymer
- cement
- iron
- polymer matrix
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области создания композиционных материалов, в частности, к получению магнитоактивных эластичных композитов (полимеров), предназначенных для изготовления управляемых магнитным полем элементов цементной смеси, а также к методам крепления газо-нефте-водо добывающих скважин при цементировании обсадных колонн на разных этапах строительства и эксплуатации скважины, при необходимости обеспечивая предельно низкие значения флюидопроницаемости тампонирующего материала за эксплуатационной колонной.The invention relates to the field of creating composite materials, in particular, to the production of magnetically active elastic composites (polymers) intended for the manufacture of magnetic field-controlled elements of a cement mixture, as well as to methods for attaching gas-oil-water production wells when cementing casing strings at different stages of construction and well operation, if necessary, ensuring extremely low fluid permeability values of the plugging material behind the production string.
Из RU 2316073 С1, опубл. 27.01.2008 и RU 2226012 С1, опубл. 20.03.2004 известны магнитные полимеры, представляющие собой композицию магнитных наполнителей в полимерном связующем.From RU 2316073 C1, publ. 01/27/2008 and RU 2226012 C1, publ. 03/20/2004 known magnetic polymers, which are a composition of magnetic fillers in a polymer binder.
Из RU 2286374 С2, опубл. 27.10.2007 известно изобретение, которое относится к области разведочного бурения и может быть использовано в производстве цементирования кондукторов и технических колонн в нефтяных и газовых скважинах. Композиционный состав тампонажной смеси для цементирования колонн в буровых скважинах, содержащий магнезит каустический, суперфосфат двойной, крахмальный реагент, триполифосфат натрия и воду, в качестве цементирующей основы он содержит шлам-отход производства магния при следующим соотношении компонентов, масс. долях: указанный отход производства магния 1,0, магнезит каустический 0,14-0,76, суперфосфат двойной 0,2, крахмальный реагент 0,007, триполифосфат натрия 0,06, вода 0,6-1,0.From RU 2286374 C2, publ. October 27, 2007, an invention is known that relates to the field of exploratory drilling and can be used in the production of cementing conductors and technical columns in oil and gas wells. The composition of the cement slurry mixture for cementing columns in boreholes, containing caustic magnesite, double superphosphate, starch reagent, sodium tripolyphosphate and water, as a cementing base it contains sludge from magnesium production in the following ratio of components, mass. shares: the specified waste product of magnesium production 1.0, caustic magnesite 0.14-0.76, double superphosphate 0.2, starch reagent 0.007, sodium tripolyphosphate 0.06, water 0.6-1.0.
В US 8424598 В2, опубл. 23.04.2013 описан способ контроля подземных потоков в скважинах, за счет использования интеллектуального материала, содержащего магниточувствительные компоненты.US 8,424,598 B2, publ. 04/23/2013 describes a method for monitoring underground flows in wells, through the use of intelligent material containing magnetically sensitive components.
Наиболее полно обзор таких магнитоэластов представлен в книге Алексеев А.Г., Корнев А.Е. Магнитные эластомеры. - М.: Химия, 1987. 240 с.The most complete overview of such magnetoelastos is presented in the book by Alekseev AG, Kornev A.E. Magnetic elastomers. - M .: Chemistry, 1987.240 s.
Данные материалы используют для создания постоянных магнитов и как магнитодиэлектрики в электронике.These materials are used to create permanent magnets and as magnetodielectrics in electronics.
Недостатком известных решений является отсутствие способности к взаимодействию с цементной матрицей с образованием прочной связи, и повышать прочностные и эластичные свойства бетона.A disadvantage of the known solutions is the lack of ability to interact with the cement matrix with the formation of a strong bond, and to increase the strength and elastic properties of concrete.
Задача изобретения в создании эффективного управляемого состава для заполнения заколонного пространства скважины при направленном процессе цементирования, обеспечивающего получение из стандартного тампонажного раствора управляемой тампонажной системы и эластичного цементного камня, с высокой адгезионной способностью и низкой проницаемостью.The objective of the invention is to create an effective controlled composition for filling the annulus of a well with a directed cementing process, which provides a controlled grouting system and flexible cement stone from a standard grouting mortar with high adhesive ability and low permeability.
Технический результат изобретения состоит в получении магнитного полимера и тампонажной смеси, содержащей магнитный полимер, характеризующейся следующими характеристиками: уменьшении трещин застывшего раствора, увеличении эластичности, увеличении адгезии с обсадной колонной, а именно - улучшение эксплуатационных свойств цементного раствора заключается в уменьшении трещин, увеличении эластичности, увеличении адгезии с обсадной колонной за счет добавки в цементный раствор комплексной полимерной добавки в виде частиц полимера включающих в свой состав магнитные частицы и частицы цемента.The technical result of the invention is to obtain a magnetic polymer and cement slurry containing a magnetic polymer, characterized by the following characteristics: reducing cracks in the hardened mortar, increasing elasticity, increasing adhesion to the casing string, namely, improving the operational properties of the cement mortar consists in reducing cracks, increasing elasticity, increased adhesion to the casing due to the addition of a complex polymer additive in the form of polymer particles to the cement mortar constituents in the structure of magnetic particles and the cement particles.
Технический результат достигается тем, что предложен гранулированный магнитный полимер (МАП) для создания композиционных материалов в элементах цементной смеси состоящий из эластичной полимерной матрицы, магнитного наполнителя и цементной добавки, при этом, в качестве полимерной матрицы используют натуральный и/или синтетический каучук, в качестве магнитного наполнителя с размером частиц в интервале 1-100 мкм используют магнитные порошки железо-неодим-бор NdFeB и/или магнетит Fe3O4 и/или порошковое железо и/или магнитные сплавы железа - железо-кобальт и/или железо-никель и/или пермаллоевый сплав, в качестве цементной добавки портландцемент при следующем содержании компонентов, мас. ч.: магнитный наполнитель 1-75, портландцемент 1-75, полимерная матрица - 100 и дополнительно углеродные или базальтовые волокна - 0-50 для получения гранул со следующими характеристиками - плотность магнитного полимера 2-3,5 г/см3, упругость 0,5-30 МПа, намагниченность остаточная 1-30 Гс.см3/г с рабочей температурой от -50 до +200°С.The technical result is achieved by the fact that a granular magnetic polymer (MAP) is proposed for creating composite materials in the elements of a cement mixture consisting of an elastic polymer matrix, a magnetic filler and a cement additive, while natural and / or synthetic rubber is used as the polymer matrix, as magnetic filler with a particle size in the range of 1-100 μm using magnetic powders iron-neodymium-boron NdFeB and / or magnetite Fe 3 O 4 and / or powder iron and / or magnetic alloys of iron - yellow eso-cobalt and / or iron-nickel and / or permalloy alloy, as a cement additive Portland cement in the following components, wt. including: magnetic filler 1-75, Portland cement 1-75, polymer matrix - 100 and additionally carbon or basalt fibers - 0-50 to obtain granules with the following characteristics - magnetic polymer density of 2-3.5 g / cm 3 ,
Другим аспектом изобретения является тампонажная смесь для цементирования обсадных колонн на основе магнитного полимера, содержащая, мас. ч.: портландцемент 100, магнитный полимер 1-50, пресная вода 45, функциональные добавки 0-50, при этом магнитный полимер представляет собой гранулированный полимер со следующими характеристиками - плотность магнитного полимера 2-3,5 г/см3, упругость 0,5-30 МПа, намагниченность остаточная 1-30 Гс.см3/г с рабочей температурой от -50 до +200°С на основе эластичной полимерной матрицы из натурального и/или синтетического каучука, выбранного из ряда качестве синтетического каучука содержит стиролбутадиеновый, бутилкаучук, силиконовый, хлорвиниловый, бутилакриловый, полиуретановый каучук, сополимеры этих каучуков, с добавкой портландцемента, и магнитного наполнителя в виде магнитного порошка с размером частиц 1-100 мкм такого как железо-неодим-бор NdFeB и/или магнетит Fe3O4 и/или порошковое железо и/или магнитные сплавы железа - железо-кобальт и/или железо-никель и/или пермаллоевый сплав, при следующем содержании компонентов, мас. ч.: магнитный наполнитель 5-40, портландцемент 1-50, полимерная матрица - 100, и дополнительно углеродные или базальтовые волокна - 0-50.Another aspect of the invention is a grouting mixture for cementing casing strings based on a magnetic polymer, containing, by weight. including: Portland
Кроме того, изобретение раскрывает магнитный полимер, в котором полимерная матрица в качестве синтетического каучука содержит стиролбутадиеновый, бутилкаучук, силиконовый, хлорвиниловый, бутилакриловый, полиуретановый каучук, сополимеры этих каучуков.In addition, the invention discloses a magnetic polymer in which the polymer matrix as synthetic rubber contains styrene butadiene, butyl rubber, silicone, chlorovinyl, butyl acrylic, polyurethane rubber, copolymers of these rubbers.
А также описана тампонажная смесь, содержащая в качестве функциональных добавок армирующие добавки, ускорители, замедлители, утяжелители, облегчающие добавки, газогенерирующих присадки, понизители водоотдачи, диспергаторы, добавки улучшения седиментационных свойств, пеногасители, пенообразователи, тиксотропные добавки и их комбинации в виде традиционно применяемых для этих целей веществ, таких как, например, кристаллический диоксид кремния, аморфный диоксид кремния, гидратирующиеся глины, обожженный или остеклованный сланец, шлак, кизельгур, метакаолин, зола рисовой шелухи, природный пуццолан, цеолит, цементная пыль, известь, соли и смолы, латекс, их комбинации и тому подобное в виде волокон, сфер и полых шариков, частиц, гранул, тороидов.It also describes a grouting mixture containing, as functional additives, reinforcing additives, accelerators, moderators, weighting agents, lightening additives, gas generating additives, water loss reducers, dispersants, sedimentation improvement additives, antifoam agents, foaming agents, thixotropic additives and their combinations in the form traditionally used for these purposes substances, such as, for example, crystalline silicon dioxide, amorphous silicon dioxide, hydrating clays, calcined or vitrified slate, slag, zelgur, metakaolin, rice hull ash, natural pozzolana, zeolite, cement kiln dust, lime, salts and resins, latex, combinations thereof and the like in the form of fibers, spheres, and hollow spheres, particles, pellets, toroids.
Технический результат изобретения состоит в следующем:The technical result of the invention is as follows:
1) эластичные материалы и изделия - материалы и изделия, обладающие упругими свойствами, способные восстанавливать первоначальную форму после снятия нагрузки.1) elastic materials and products - materials and products with elastic properties capable of restoring their original shape after unloading.
2) упругость - это свойство твердых материалов возвращаться в изначальную форму при упругой деформации. Твердые предметы будут деформироваться после приложенной на них силы. Если убрать силу, то упругий материал восстановит начальную форму и размер.2) elasticity is the property of solid materials to return to their original shape upon elastic deformation. Solid objects will deform after the force exerted on them. If you remove the force, then the elastic material will restore its original shape and size.
3) в инженерном деле упругость материалов измеряется тремя типами параметров материала:3) in engineering, the elasticity of materials is measured by three types of material parameters:
- Первый основной параметр «Модуль упругости (Модуль Юнга)» - показывает механическое напряжение (количество силы на единицу площади), которое необходимо приложить для достижения определенного уровня деформации. Модуль измеряется в Паскалях (Па) или фунтах силы на кв. дюйм (psi или lbf/in2). Высокий модуль обычно показывает, что материал труднее деформировать.- The first main parameter, “Elastic Modulus (Young's Modulus),” shows the mechanical stress (amount of force per unit area) that must be applied to achieve a certain level of deformation. The modulus is measured in Pascals (Pa) or pounds of force per square meter. inch (psi or lbf / in2). A high modulus usually indicates that the material is harder to deform.
Коэффициент Пуассона - величина отношения относительного поперечного сжатия к относительному продольному растяжению. Этот коэффициент зависит не от размеров тела, а от природы материала, из которого изготовлен образец. Коэффициент Пуассона и модуль Юнга полностью характеризуют упругие свойства изотропного материала и чаще всего указываются вместе. Безразмерен, но может быть указан в относительных единицах: мм/мм, м/м.Poisson's ratio is the ratio of relative transverse compression to relative longitudinal tension. This coefficient does not depend on the size of the body, but on the nature of the material from which the sample is made. The Poisson's ratio and Young's modulus fully characterize the elastic properties of an isotropic material and are most often indicated together. It is dimensionless, but can be specified in relative units: mm / mm, m / m.
«Предел упругости (Предельное напряжение) - максимальное напряжение, после которого материал больше не ведет себя как упругий, и будет иметь место пластическая (необратимая) деформация материала. После снятия напряжения материал сохранит некоторую остаточную деформацию (может указываться вместе или вместо коэффициента Пуассона).“The elastic limit (Ultimate stress) is the maximum stress after which the material no longer behaves as elastic, and plastic (irreversible) deformation of the material will take place. After stress relief, the material will retain some permanent deformation (it can be indicated together or instead of the Poisson's ratio).
4) Резина, как правило, проявляет большую эластичность. Из-за низкого сопротивления на растяжение, она обычно сильно растягивается, потому что имеет низкий модуль упругости, значительно ниже, чем металлы и бетоны в ежедневном применении. Если взять два резиновых материала, тот, у кого более низкий модуль, будет казаться более эластичным.4) Rubber, as a rule, shows great elasticity. Due to its low tensile strength, it is usually highly tensile because it has a low modulus of elasticity, much lower than metals and concrete in daily use. If you take two rubber materials, one with a lower modulus will seem more elastic.
Исходя из этих тезисов следует, что основной целью изобретения является увеличение эластичности тампонажного цементного камня путем уменьшения модуля упругости (Модуля Юнга) как основного параметра. Таким образом, технический результат определяется характеристикой модуля упругости и коэффициента Пуассона и/или Предельного напряжения, показывая тем самым эластичность свойств. Данные таблицы по патенту US 20110028593 А1 характеризуют эластичный цемент по следующим критериям: концентрация наполнителя прочность на сжатие за 4 дня, модуль Юнга, коэффициент Пуассона (Предельное напряжение не указывается, так как указан предел прочности). Из таблицы видно, что результат по эластичности сравнивается с образцом цемента при концентрации 0% наполнителя и фиксируется уменьшение модуля при увеличении концентрации каучука, тем самым доказывая, что цемент стал более эластичным.Based on these theses, it follows that the main objective of the invention is to increase the elasticity of cement cement by reducing the elastic modulus (Young's Modulus) as the main parameter. Thus, the technical result is determined by the characteristic of the elastic modulus and Poisson's ratio and / or Ultimate stress, thereby showing the elasticity of the properties. The data in the table according to patent US 20110028593 A1 characterize elastic cement according to the following criteria: filler concentration, compressive strength for 4 days, Young's modulus, Poisson's ratio (The ultimate stress is not indicated, since the ultimate strength is indicated). The table shows that the elasticity result is compared with a cement sample at a concentration of 0% filler and a decrease in modulus with an increase in rubber concentration is recorded, thereby proving that the cement has become more elastic.
Также согласно результатам по графикам образца №1 - 0% наполнителя МАП (контр. обр.), и образца №2 - 5% наполнителя МАП, видно, что при наложении друг на друга, что зеленная линия (изменение деформации при нагружении) образца №2 с 5% наполнителя проходит ниже, чем в случае образца №1, а тангенс угла соответственно меньше, что также графически подтверждает уменьшение модуля Юнга, т.е. повышение эластичности (Фигуры 2 и 3).Also according to the results on the graphs of sample No. 1 - 0% MAP filler (control sample), and sample No. 2 - 5% MAP filler, it is seen that when superimposed on each other, that green line (change in deformation during loading) of sample No. 2 with 5% of the filler passes lower than in the case of sample No. 1, and the tangent of the angle is correspondingly smaller, which also graphically confirms the decrease in Young's modulus, i.e. increased elasticity (Figures 2 and 3).
Согласно утверждению предыдущего абзаца «в случае без наполнителя МАП 0% имеет модуль выше по сравнению с полимером, тем самым демонстрируя более жесткую конструкцию, при этом более хрупкий, что демонстрирует результаты на испытания на удар».According to the previous paragraph, “in the case of a non-filler MAP, 0% has a higher modulus compared to the polymer, thereby demonstrating a more rigid structure, more fragile, which demonstrates the results of impact tests”.
- Хрупкость - свойство материала разрушаться под действием механических сил внезапно (удар), без значительного изменения формы.- Fragility - the property of a material to collapse under the influence of mechanical forces suddenly (impact), without a significant change in shape.
Хрупкие материалы плохо сопротивляются удару и ударным нагрузкам. Поэтому их нельзя использовать там, где могут быть ударные нагрузки, в нашем случае применения эластичного цемента в зоне перфорации целесообразно, так как перфорация и создает удар.Brittle materials poorly resist impact and shock loads. Therefore, they cannot be used where there may be shock loads, in our case it is advisable to use elastic cement in the perforation zone, since perforation creates a shock.
Примером хрупкого материала может служить стекло или чугун, модуль Юнга которого гораздо превышает модуль Юнга бетона или эластичного цемента.An example of a brittle material is glass or cast iron, whose Young's modulus is much higher than the Young's modulus of concrete or elastic cement.
В случае проверки образов на ударную нагрузку на специальном стенде, испытание заключается в следующем: сбрасывается ударник на цилиндрический образец и оценивается сопротивление образца на образование трещин.In the case of checking the images for shock loading on a special bench, the test is as follows: the hammer is dropped on a cylindrical sample and the resistance of the sample to crack formation is evaluated.
Статья «Стендовые испытания моделей крепи скважин» при перфорации кумулятивными перфораторами оформленная авторами патента аналога RU 2471962 с добавкой каучука в пеноцемент, как раз также демонстрирует эту зависимость свойств упругости на сопротивление ударным нагрузкам.The article “Bench tests of well support models” during perforation by cumulative perforators, designed by the authors of the patent of the analogue RU 2471962 with the addition of rubber in foam cement, also demonstrates this dependence of the properties of elasticity on resistance to shock loads.
Технический результат изобретения также состоит в следующем: так как наполнитель в цементной смеси сочетает в себе эластичную матрицу полимера и магнитный наполнитель, то данный магнитный наполнитель при намагничивании имеет дополнительную силу за счет физического поля, которое зафиксировано и отражено в таблице 2 для наших образцов, это сила будет прибавляться к изначальной химической адгезии цементной смеси, тем самым увеличивая итоговое значение силы контакта тампонажной смеси с обсадной колонной.The technical result of the invention also consists in the following: since the filler in the cement mixture combines an elastic polymer matrix and a magnetic filler, this magnetic filler during magnetization has additional strength due to the physical field, which is fixed and reflected in table 2 for our samples, this the force will be added to the initial chemical adhesion of the cement mixture, thereby increasing the final value of the contact force of the cement mixture with the casing.
Описание фигур.Description of figures.
Фигура 1. Частицы портландцемента находящиеся в приповерхностной части сферических или плоских частиц магнитного полимера обеспечивают прочную химическую связь частицы магнитного полимера с цементным камнем.Figure 1. Portland cement particles located in the surface of spherical or flat particles of a magnetic polymer provide a strong chemical bond of the particles of the magnetic polymer with the cement stone.
Фигура 2 и Фигура 3. Графики повышения эластичности, согласно уменьшению модуля Юнга для образцов №1 и №2.Figure 2 and Figure 3. Graphs of increasing elasticity, according to a decrease in Young's modulus for samples No. 1 and No. 2.
Фигура 4 и Фигура 5. Показано, что контрольный образец полностью раскололся при ударе.Figure 4 and Figure 5. It is shown that the control sample completely cracked upon impact.
Фигура 6. Образец цемента 5% до удара (вар. 1.)Figure 6. A sample of cement 5% before impact (var. 1.)
Фигура 7. Образец цемента 5% после удара (вар. 1.)Figure 7. A sample of cement 5% after impact (var. 1.)
Фигура 8. Образец цемента 5% до удара (вар. 2.)Figure 8. A sample of cement 5% before impact (var. 2.)
Фигура 9. Образец цемента 5% после удара (вар. 2.).Figure 9. A sample of cement 5% after impact (var. 2.).
Тампонажный раствор для цементирования обсадных колонн, включает портландцемент, магнитный полимер, жидкость затворения - пресную воду.Grouting mortar for cementing casing strings, includes Portland cement, magnetic polymer, mixing fluid - fresh water.
Другие добавки, применимые для использования в операции цементирования также могут быть добавлены к вариантам приготовления цементной смеси.Other additives suitable for use in the cementing operation may also be added to the cement preparation options.
Примеры таких добавок включают в себя, но не ограничиваются ими, армирующие добавки, ускорители, замедлители схватывания, утяжелители, облегчающие добавки, газогенерирующих присадки, понизители водоотдачи, диспергаторы, добавки для улучшения седиментационной устойчивости, пеногасители, пенообразователи, тиксотропные добавки и их комбинации в виде самых разных традиционно применяемых для этих целей веществ, таких как, например, кристаллический диоксид кремния, аморфный диоксид кремния, гидратирующиеся глины, обожженный или остеклованный сланец, шлак, кизельгур, метакаолин, зола рисовой шелухи, природный пуццолан, цеолит, цементная пыль, известь, соли и смолы, латекс, их комбинации и тому подобное в виде волокон, микросфер и др.Examples of such additives include, but are not limited to, reinforcing additives, accelerators, retarders, weighting agents, lightening agents, gas generating additives, fluid loss reducers, dispersants, additives for improving sedimentation stability, defoamers, foaming agents, thixotropic additives, and combinations thereof in the form a variety of substances traditionally used for these purposes, such as, for example, crystalline silicon dioxide, amorphous silicon dioxide, hydrating clays, calcined or vitrified th shale slag, diatomaceous earth, metakaolin, rice hull ash, natural pozzolana, zeolite, cement kiln dust, lime, salts and resins, latex, combinations thereof and the like in the form of fibers, microspheres, and others.
Цемент, связанный с полимером и выходящий частично на поверхность эластомера, обеспечивает прочную структурную связь полимера с общей цементной массой. Магнитный наполнитель, находящийся в объеме или на поверхности полимера улучшает связь композиции с металлической обсадной трубой.The cement bound to the polymer and partially extending to the surface of the elastomer provides a strong structural bond between the polymer and the total cement mass. A magnetic filler located in the bulk or on the surface of the polymer improves the bond of the composition to the metal casing.
Примеры.Examples.
Получение магнитного полимера.Getting a magnetic polymer.
Для приготовления магнитоактивного полимера смешивают цемент, магнитоактивный компонент и полимер в смесителе. После смесителя смесь подается в экструдер, где смесь сплавляется с полимерной добавкой и выдается в виде гранул или в виде ленты, которая режется на кубики. На второй стадии гранулы или кубики смешиваются с избытком цемента, например, в соотношении 1:5 по весу и шнеком подаются на горячие вальцы, где сферические гранулы превращаются в пластины с приплавленными к поверхности частицами цемента. Далее смесь рассеивается на ситах с ячейкой 0,5 мм для удаления избытка цемента.To prepare a magnetically active polymer, cement, a magnetically active component and a polymer are mixed in a mixer. After the mixer, the mixture is fed into the extruder, where the mixture is fused with a polymer additive and is issued in the form of granules or in the form of a tape that is cut into cubes. In the second stage, granules or cubes are mixed with excess cement, for example, in a ratio of 1: 5 by weight and fed to the hot rollers with a screw, where spherical granules turn into plates with cement particles melted to the surface. The mixture is then dispersed on sieves with a mesh of 0.5 mm to remove excess cement.
К цементу или магнитному наполнителю на первой стадии может быть добавлено: тонконарезанные или обрывки волокон углеродных или базальтовых, что позволит укрепить дополнительно полимерную матрицу.To cement or magnetic filler in the first stage can be added: thinly cut or scraps of carbon or basalt fibers, which will allow to strengthen additionally the polymer matrix.
Содержание компонентов смеси представлено в Таблице 1.The content of the components of the mixture are presented in Table 1.
Пример 1.Example 1
Получают магнитный полимер смешиванием портландцемента, полимера и магнитного наполнителя, в котором в качестве полимерной матрицы используют натуральный каучук, а в качестве магнитного наполнителя используют магнитный порошок железо-неодим-бор NdFeB, см. пример 1 Таблицы.A magnetic polymer is obtained by mixing Portland cement, a polymer and a magnetic filler, in which natural rubber is used as the polymer matrix, and NdFeB iron-neodymium boron magnetic powder is used as the magnetic filler, see Example 1 of the Table.
Пример 2.Example 2
Получают магнитный полимер, в котором в качестве полимерной матрицы используют натуральный каучук и бутилкаучук, а в качестве магнитного наполнителя используют магнетит см. пример 2 Таблицы.A magnetic polymer is obtained in which natural rubber and butyl rubber are used as the polymer matrix, and magnetite is used as the magnetic filler, see Example 2 of the Table.
Пример 3.Example 3
Получают магнитный полимер, в котором в качестве полимерной матрицы используют силиконовый каучук, а в качестве магнитного наполнителя используют порошковое железо см. пример 3 Таблицы.A magnetic polymer is obtained in which silicone rubber is used as the polymer matrix, and powdered iron is used as the magnetic filler, see Example 3 of the Table.
Пример 4.Example 4
Получают магнитный полимер, в котором в качестве полимерной матрицы используют хлорвиниловый каучук, а в качестве магнитного наполнителя используют магнитный сплав железо-кобальт и железо см. пример 4 Таблицы.A magnetic polymer is obtained in which chlorovinyl rubber is used as the polymer matrix, and a magnetic alloy of iron-cobalt and iron is used as the magnetic filler, see Example 4 of the Table.
Пример 5.Example 5
Получают магнитный полимер, в котором в качестве полимерной матрицы используют бутилакриловый каучук, а в качестве магнитного наполнителя используют магнитный сплав железо-никель см. пример 5 ТаблицыA magnetic polymer is obtained in which butyl acrylic rubber is used as the polymer matrix, and the iron-nickel magnetic alloy is used as the magnetic filler, see Example 5 of the Table
Пример 6.Example 6
Получают магнитный полимер, в котором в качестве полимерной матрицы используют полиуретановый каучук, а в качестве магнитного наполнителя используют пермаллоевый сплав пример 6 Табл.A magnetic polymer is obtained in which polyurethane rubber is used as the polymer matrix, and a permalloy alloy is used as the magnetic filler. Example 6
Также в других, неограничивающих примерах в качестве полимерной матрицы могут быть использованы стиролбутадиеновый каучук и сополимеры вышеуказанных каучуков.Also in other, non-limiting examples, styrene-butadiene rubber and copolymers of the above rubbers can be used as the polymer matrix.
Используемые в Примерах 1-6 магнитные наполнители имеют размер частиц 1-100 мкм.The magnetic fillers used in Examples 1-6 have a particle size of 1-100 microns.
Все полученные в Примерах 1-6 гранулы характеризуются следующими параметрами - плотность магнитного полимера 2-3,5 г/см3, упругость 0,5-30 МПа, намагниченность остаточная 1-30 Гс.см3/г с рабочей температурой от -50 до +200°С магнитные полимеры демонстрируют следующие характеристики: плотность магнитного полимера составляет 2 - 3,5 г/см3, упругость 0,5-30 МПа, намагниченность остаточная 1-30 Гс.см3/г с рабочей температурой от -50 до +200°С.All granules obtained in Examples 1-6 are characterized by the following parameters - the density of the magnetic polymer is 2-3.5 g / cm 3 , the elasticity is 0.5-30 MPa, the residual magnetization is 1-30 G / cm 3 / g with a working temperature of -50 up to + 200 ° С magnetic polymers demonstrate the following characteristics: the density of the magnetic polymer is 2 - 3.5 g / cm 3 , the elasticity is 0.5-30 MPa, the residual magnetization is 1-30 G / cm 3 / g with a working temperature of -50 up to + 200 ° С.
Примеры 7 -11 показывают технологию при добавлении волокон при получении таких же итоговых характеристик полимера.Examples 7-11 show the technology by adding fibers to obtain the same final polymer characteristics.
Примеры получения тампонажной смеси.Examples of the cement mixture.
При приготовлении тампонажной смеси в качестве магнитного полимера используют полимеры, полученные в примерах 1-6.In the preparation of the grouting mixture, the polymers obtained in Examples 1-6 are used as the magnetic polymer.
Тампонажная смесь может дополнительно включать добавки, например, кристаллический диоксид кремния, аморфный диоксид кремния, соли, волокна, гидратирующиеся глины, обожженный сланец, остеклованного сланец, микросферы, летучая зола, шлак, кизельгур, метакаолин, рисовой шелухи золы, природный пуццолан, цеолит, цементная пыль, известь, смолы, латекс, их комбинации и тому подобное.The grouting mixture may further include additives, for example, crystalline silicon dioxide, amorphous silicon dioxide, salts, fibers, hydrating clays, calcined slate, vitrified slate, microspheres, fly ash, slag, kieselguhr, metakaolin, rice husk ash, natural pozzolan, zeolite cement dust, lime, resins, latex, combinations thereof and the like.
Пример (тампонажная рецептура):Example (grouting):
Для приготовления тампонажного раствора в качестве образца №1, предназначенного для пластовой температуры 60°С и содержащей 50 мас. ч. портландцемента ПЦТ-I-G ГОСТ 1581-96, добавляют 45 мае ч. пресной воды, пластификатор 0,1 мас. ч., замедлитель схватывания цементного раствора 0,1 мас. ч, седиментационную добавку 0,2 мас. ч., понизитесь водоотдачи 0,6 мас. ч., и затем перемешивают до образования однородной системы.For the preparation of cement slurry as a sample No. 1, designed for reservoir temperature of 60 ° C and containing 50 wt. including Portland cement PCT-I-G GOST 1581-96, add May 45, including fresh water, a plasticizer of 0.1 wt. hours, retarder setting cement mortar 0.1 wt. h, a sedimentation additive of 0.2 wt. hours, lower fluid loss 0.6 wt. hours, and then stirred until a homogeneous system.
Для приготовления структурообразующего раствора в качестве образца №2, предназначенного для пластовой температуры 60°С и содержащей 50 мас. ч. портландцемента ПЦТ-I-G ГОСТ 1581-96, добавляют 5 мас. ч магнитоактивного полимера (полимер) добавляют 45 мас. ч пресной воды, пластификатор 0,1 мас. ч замедлитель схватывания цементного раствора 0,1 мас. ч, седиментационная добавка 0,2 мае ч, понизитель водоотдачи 0,6 мас. ч и затем перемешивают до образования однородной системы.For the preparation of structure-forming solution as sample No. 2, designed for reservoir temperature of 60 ° C and containing 50 wt. including Portland cement PCT-I-G GOST 1581-96, add 5 wt. h magnetically polymer (polymer) add 45 wt. h of fresh water, a plasticizer of 0.1 wt. h retarder setting of cement mortar 0.1 wt. h, sedimentation additive 0.2 may h, the loss of water loss of 0.6 wt. h and then stirred until a homogeneous system is formed.
Для приготовления структурообразующего раствора в качестве образца №3, предназначенного для пластовой температуры 60°С и содержащей 100 мае ч портландцемента ПЦТ-I-G ГОСТ 1581-96, добавляют 8 мас. ч магнитоактивного полимера (полимер) добавляют 45 мас. ч пресной воды, пластификатор 0,1 мас. ч замедлитель схватывания цементного раствора 0,1 мас. ч, седиментационная добавка 0,2 мас ч, понизитель водоотдачи 0,6 мас. ч и затем перемешивают до образования однородной системы.To prepare a structure-forming solution as sample No. 3, designed for reservoir temperature of 60 ° C and containing 100 May portland cement PCT-I-G GOST 1581-96, add 8 wt. h magnetically polymer (polymer) add 45 wt. h of fresh water, a plasticizer of 0.1 wt. h retarder setting of cement mortar 0.1 wt. h, a sedimentation additive of 0.2 wt. h, a loss of fluid loss of 0.6 wt. h and then stirred until a homogeneous system is formed.
Другие примеры, описывающие получение тампонажной смеси, содержат следующий компонентный состав в мас. ч.: портландцемент - 100, магнитный полимер от 1 до 50, пресную воду - 45, а также, дополнительно могут быть добавлены функциональные добавки в виде армирующих добавок, ускорителей, замедлителей, утяжелителей, облегчающих добавок, газогенерирующих присадок, понизителей водоотдачи, диспергаторов, добавок, улучшающих седиментационные свойства, пеногасителей, пенообразователей, тиксотропных добавок и их комбинации в виде традиционно применяемых для этих целей веществ, таких как, например, кристаллический диоксид кремния, аморфный диоксид кремния, гидратирующиеся глины, обожженный или остеклованный сланец, шлак, кизельгур, метакаолин, зола рисовой шелухи, природный пуццолан, цеолит, цементная пыль, известь, соли и смолы, латекс, их комбинации и тому подобное в виде волокон, микросфер, частиц - от 0 до 50.Other examples describing the production of cement mixture contain the following component composition in wt. including: Portland cement - 100, magnetic polymer from 1 to 50, fresh water - 45, and also, functional additives in the form of reinforcing additives, accelerators, moderators, weighting agents, lightening additives, gas-generating additives, fluid loss reducing agents, dispersants, can be added. additives that improve sedimentation properties, antifoam agents, foaming agents, thixotropic additives and their combinations in the form of substances traditionally used for these purposes, such as, for example, crystalline silicon dioxide, amorphous silicon dioxide hydrated clays, burnt or vitrified slate, slag, kieselguhr, metakaolin, rice husk ash, natural pozzolan, zeolite, cement dust, lime, salts and resins, latex, their combinations and the like in the form of fibers, microspheres, particles - from 0 up to 50.
Свойства полученной тампонажной смеси (образцы 1-3) и камня из него приведены в Таблицах 2 и 3.The properties of the resulting cement mixture (samples 1-3) and stone from it are shown in Tables 2 and 3.
Claims (18)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019101833A RU2705113C1 (en) | 2019-01-23 | 2019-01-23 | Granular magnetic polymer and grouting mixture for cementing of casing columns based on magnetic polymer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019101833A RU2705113C1 (en) | 2019-01-23 | 2019-01-23 | Granular magnetic polymer and grouting mixture for cementing of casing columns based on magnetic polymer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2705113C1 true RU2705113C1 (en) | 2019-11-05 |
Family
ID=68500599
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019101833A RU2705113C1 (en) | 2019-01-23 | 2019-01-23 | Granular magnetic polymer and grouting mixture for cementing of casing columns based on magnetic polymer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2705113C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2751148C1 (en) * | 2020-11-27 | 2021-07-08 | Общество с ограниченной ответственностью "АВЕЛЛОН - АКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ" | Grouting mixture using a magnetic granular polymer composition with the possibility of self-healing cement stone for casing strings attachment and repair and insulation works |
RU2796860C1 (en) * | 2022-10-07 | 2023-05-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Утилизация оргтехники" | Protective and decorative paint |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU874979A1 (en) * | 1978-07-12 | 1981-10-25 | Северо-Западное Территориальное Геологическое Управление | Cementing composition |
SU1770549A1 (en) * | 1990-09-12 | 1992-10-23 | Remontno Str Uchastok Ch Oblas | Method for cementing casing in well |
SU1802082A1 (en) * | 1990-10-23 | 1993-03-15 | Turkmenskij Gni I Pi Neftyanoj | Grouting compound |
US20120067577A1 (en) * | 2010-09-21 | 2012-03-22 | Roddy Craig W | Magnetically Controlled Delivery of Subterranean Fluid Additives for Use in Subterranean Applications |
RU2520794C2 (en) * | 2009-10-09 | 2014-06-27 | Прэд Рисерч Энд Дивелопмент Лтд | Reinforced elastomers |
-
2019
- 2019-01-23 RU RU2019101833A patent/RU2705113C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU874979A1 (en) * | 1978-07-12 | 1981-10-25 | Северо-Западное Территориальное Геологическое Управление | Cementing composition |
SU1770549A1 (en) * | 1990-09-12 | 1992-10-23 | Remontno Str Uchastok Ch Oblas | Method for cementing casing in well |
SU1802082A1 (en) * | 1990-10-23 | 1993-03-15 | Turkmenskij Gni I Pi Neftyanoj | Grouting compound |
RU2520794C2 (en) * | 2009-10-09 | 2014-06-27 | Прэд Рисерч Энд Дивелопмент Лтд | Reinforced elastomers |
US20120067577A1 (en) * | 2010-09-21 | 2012-03-22 | Roddy Craig W | Magnetically Controlled Delivery of Subterranean Fluid Additives for Use in Subterranean Applications |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2751148C1 (en) * | 2020-11-27 | 2021-07-08 | Общество с ограниченной ответственностью "АВЕЛЛОН - АКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ" | Grouting mixture using a magnetic granular polymer composition with the possibility of self-healing cement stone for casing strings attachment and repair and insulation works |
RU2796860C1 (en) * | 2022-10-07 | 2023-05-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Утилизация оргтехники" | Protective and decorative paint |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2011346883B2 (en) | Settable compositions comprising unexpanded perlite and methods of cementing in subterranean formations | |
Chenari et al. | Evaluation of strength properties of cement stabilized sand mixed with EPS beads and fly ash | |
Harichane et al. | Effect of curing time on shear strength of cohesive soils stabilized with combination of lime and natural pozzolana | |
US8327939B2 (en) | Settable compositions comprising cement kiln dust and rice husk ash and methods of use | |
RU2597906C1 (en) | Curable compositions containing wollastonite and pumice and methods for use thereof | |
MX2012004981A (en) | Methods of cementing in subterranean formations using cement kiln dust in compositions having reduced portland cement content. | |
MX2012014984A (en) | Acid-soluble cement compositions comprising cement kiln dust and/or a natural pozzolan and methods of use. | |
WO2010122277A1 (en) | Well treatment compositions and methods utilizing nano-particles | |
EP2585551A1 (en) | Methods of plugging and abandoning a well using compositions comprising cement kiln dust and pumicite | |
EP2885255A1 (en) | Geopolymer cement compositions and methods of use | |
Jafariesfad et al. | Nanorubber-modified cement system for oil and gas well cementing application | |
WO2001025163A1 (en) | Cementing compositions and application of such compositions for cementing oil wells or the like | |
CN104822796A (en) | Methods for determining reactive index for cementitious components, associated compositions, and methods of use | |
Dassekpo et al. | Synthesis reaction and compressive strength behavior of loess-fly ash based geopolymers for the development of sustainable green materials | |
RU2705113C1 (en) | Granular magnetic polymer and grouting mixture for cementing of casing columns based on magnetic polymer | |
KR101413719B1 (en) | Construction method for complex pile structure | |
KR20130131108A (en) | Construction method for foundation using soil stabilizer | |
Jitsangiam et al. | Sustainable use of coarse bauxite residue for alternative roadway construction materials | |
Zhang et al. | Effect of micro-parameters on the Hoek-Brown strength parameter mi for intact rock using particle flow modeling | |
RU2712585C1 (en) | Magnetic granulated polymer composition and method of its use for intelligent cementing of wells of casing string | |
Titlestad | Effect of nano-SiO2, nano-Al2O3, MWCNT and FA on properties of Portland G-class cement | |
Markou et al. | Development of a pulverized fly ash suspension grout | |
CA2861662C (en) | Settable compositions comprising cement kiln dust and rice husk ash and methods of use | |
Chiou et al. | Utilization of waste printed circuit board resin in controlled low-strength materials | |
Paul et al. | Enhancement of Strength In Cement Mortars Containing Granite Powder |