RU2728244C1 - Cementing composition in an underground formation - Google Patents
Cementing composition in an underground formation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2728244C1 RU2728244C1 RU2020114977A RU2020114977A RU2728244C1 RU 2728244 C1 RU2728244 C1 RU 2728244C1 RU 2020114977 A RU2020114977 A RU 2020114977A RU 2020114977 A RU2020114977 A RU 2020114977A RU 2728244 C1 RU2728244 C1 RU 2728244C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- specified
- portland cement
- cementing
- underground formation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/42—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
- C09K8/46—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement
- C09K8/467—Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells containing inorganic binders, e.g. Portland cement containing additives for specific purposes
- C09K8/473—Density reducing additives, e.g. for obtaining foamed cement compositions
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C3/00—Foundations for pavings
- E01C3/04—Foundations produced by soil stabilisation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
- E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Description
Область техники Technology area
Настоящее изобретение относится к тампонажной композиции для операций цементирования в подземной формации. Указанная композиция может также найти применение при строительстве гидротехнических сооружений и изготовлении строительных конструкций различного назначения, модификации грунтов, устройства теплоизоляционных завес, горной промышленности. The present invention relates to a grouting composition for cementing operations in a subterranean formation. The specified composition can also find application in the construction of hydraulic structures and the manufacture of building structures for various purposes, soil modification, installation of heat-insulating curtains, mining.
Предшествующий уровень техники Prior art
Известна композиция для тампонажных работ в подземных формациях, раскрытая в заявке на изобретение US 2003/150,615, опубликованной 14.08.2003, которая содержит цемент, например, шлаковый, в количестве, по меньшей мере, 50 мас.%, хлористый кальций – 0,2-12 мас.%, добавку для контроля потери жидкости – 0,2-8 мас.%, пластификатор – 0,2-8 мас.%, кремнеземистый наполнитель – 20-60 мас. % от веса цемента и воду затворения. Указанная композиция является быстротвердеющей и после отверждения обладает повышенной прочностью и химической стойкостью. A known composition for grouting works in underground formations, disclosed in the application for invention US 2003 / 150,615, published 14.08.2003, which contains cement, for example, slag, in an amount of at least 50 wt.%, Calcium chloride - 0.2 -12 wt.%, Additive for control of liquid loss - 0.2-8 wt.%, Plasticizer - 0.2-8 wt.%, Silica filler - 20-60 wt. % by weight of cement and mixing water. The specified composition is fast-hardening and, after hardening, has increased strength and chemical resistance.
К недостаткам данной композиции относится то, что она не является расширяющейся и имеет недостаточно высокую эффективность при заполнении свободного пространства, поскольку обладает высокой теплопроводность и не применима в технологии струйной цементации. The disadvantages of this composition include the fact that it is not expanding and has insufficiently high efficiency when filling free space, since it has high thermal conductivity and is not applicable in jet cementation technology.
Ближайшим аналогом предложенного изобретения по совокупности существенных признаков является композиция пониженной плотности, используемая для цементирования скважин, проходящих от поверхности земли до подземных формаций, раскрытая в патенте на изобретение RU 2717586, опубликованном 24.03.2020, содержащая, мас.%: гидравлическое вяжущее – портландцемент, например СЕМ 1, – 50-80, минеральную кремнеземистую добавку – 10,5-60, материал на основе окиси алюминия – 0-10, кроме того, она содержит формиат кальция, суперпластификатор на основе натриевой соли продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом – 10-15. Композиция вспенивается с помощью газа. The closest analogue of the proposed invention in terms of the set of essential features is a composition of reduced density used for cementing wells passing from the surface of the earth to underground formations, disclosed in the patent for invention RU 2717586, published on March 24, 2020, containing, wt%: hydraulic binder - Portland cement, for example CEM 1, - 50-80, mineral silica additive - 10.5-60, material based on aluminum oxide - 0-10, in addition, it contains calcium formate, a superplasticizer based on the sodium salt of the condensation product of naphthalenesulfonic acid with formaldehyde - 10- 15. The composition is foamed with gas.
Композиция ближайшего аналога так же, как и композиция по предложенному изобретению, является быстротвердеющей и имеет пониженную плотность, но она не является расширяющейся, в результате чего невозможно достичь необходимую равномерность и однородность заполняемого пространства из-за пониженной теплопроводности данной композиции, а также невозможно использовать её в технологии струйной цементации. The composition of the closest analogue, as well as the composition according to the proposed invention, is fast-hardening and has a reduced density, but it is not expanding, as a result of which it is impossible to achieve the necessary uniformity and uniformity of the filled space due to the reduced thermal conductivity of this composition, and it is also impossible to use it in jet cementation technology.
Раскрытие изобретения Disclosure of invention
Задачей настоящего изобретения является получение расширяющейся быстротвердеющей композиции, обладающей пониженной теплопроводностью с коэффициентом теплопроводности не более λ= 0,15-0,2 Вт/м2 * °С, регулируемым коэффициентом линейного расширения Кр = 1,5-3,0, возможностью применения в условиях пониженных температур и применения буроинъекционной технологии при нагнетания раствора, в том числе по технологии струйной цементации Jet Grouting в грунты или строительные конструкции для их модификации, создания теплоизолирующих элементов или заполнения пустот. The objective of the present invention is to obtain an expanding fast-hardening composition having a reduced thermal conductivity with a thermal conductivity coefficient of not more than λ = 0.15-0.2 W / m 2 * ° C, an adjustable linear expansion coefficient Kp = 1.5-3.0, the possibility of using in conditions of low temperatures and the use of bore-injection technology when injecting the solution, including the technology of jet grouting Jet Grouting into soils or building structures for their modification, creating heat-insulating elements or filling voids.
Техническим результатом, достигаемым при решении поставленной задачи, является получение расширяющейся быстротвердеющей композиции, обладающей пониженной теплопроводностью. The technical result achieved when solving the problem is to obtain an expanding fast-hardening composition with a reduced thermal conductivity.
Указанный технический результат достигается за счет того, что композиция для цементирования в подземной формации включает портландцемент, минеральную добавку, суперпластификатор на основе натриевой соли продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом, реагент для обеспечения газообразования, формиат кальция, содержит портландцемент бездобавочный типа ЦЕМ 1 класса 42,5 (М500), в качестве минеральной добавки порошок доломита или гранита с удельной поверхностью 3000-3500 см2/г, в качестве указанного суперпластификатора – С-3, в качестве реагента для газообразования алюминиевую пудру и дополнительно камедь гуаровую или ксантановую, карбонат лития при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный портландцемент – 75,7-90, указанная минеральная добавка – 5-20, суперпластификатор С-3 – 0,3-0,6, указанная камедь – 0,2-0,5, алюминиевая пудра – 0,3-0,7, формиат кальция – 0,5-0,2, карбонат лития – 0,2-0,5. The specified technical result is achieved due to the fact that the composition for cementing in an underground formation includes Portland cement, a mineral additive, a superplasticizer based on the sodium salt of the condensation product of naphthalenesulfonic acid with formaldehyde, a reagent for providing gas formation, calcium formate, contains portland cement type CEM 1 class 42.5 (M500), as a mineral additive, dolomite or granite powder with a specific surface of 3000-3500 cm2 / g, as the specified superplasticizer - C-3, as a reagent for gassing, aluminum powder and additionally guar or xanthan gum, lithium carbonate in the following ratio components, wt.%: the specified Portland cement - 75.7-90, the specified mineral additive - 5-20, superplasticizer C-3 - 0.3-0.6, the specified gum - 0.2-0.5, aluminum powder - 0.3-0.7, calcium formate - 0.5-0.2, lithium carbonate - 0.2-0.5.
Примеры реализации изобретения Examples of implementation of the invention
Пример 1Example 1
Тампонажную композицию готовят смешением бездобавочного портландцемента по ГОСТ 31108-2016 типа ЦЕМ 1 класса 42,5 (марки М500) – 90 мас.%, минеральной добавки – порошка доломита с удельной поверхностью 3000 см2/г – 8 мас.%, суперпластификатора С-3 – 0,3 мас.%, алюминиевой пудры-0,3 мас.%, формиата кальция – 1 мас.%, карбоната лития 0, 2 мас.%, камеди ксантановой – 0,2 мас.%. Полученную сухую смесь затворяют водой до получения водотвердого отношения 0,5. Готовая смесь должна иметь жидкую консистенцию позволяющую проникать в трещины и пустоты и заполнять неровности. При нагнетании в подземную формацию готовой смеси – раствора рекомендуется проведение работ до начала реакции газообразования. The grouting composition is prepared by mixing no additive Portland cement according to GOST 31108-2016 type CEM 1 class 42.5 (grade M500) - 90 wt.%, A mineral additive - dolomite powder with a specific surface area of 3000 cm 2 / g - 8 wt.%, Superplasticizer C- 3 - 0.3 wt%, aluminum powder - 0.3 wt%, calcium formate - 1 wt%, lithium carbonate 0.2 wt%, xanthan gum - 0.2 wt%. The resulting dry mixture is sealed with water until a water-solid ratio of 0.5 is obtained. The finished mixture should have a liquid consistency that allows it to penetrate cracks and voids and fill irregularities. When injecting a ready-mixed solution into an underground formation, it is recommended to carry out work before the start of the gas formation reaction.
Рекомендуемая температура воды затворения от +5 до 30°С. При использовании струйной цементации рабочее давление нагнетания до 400 bar, диаметр форсунок при струйной цементации – 4-6 мм и водотвердое отношение – 0,8. The recommended mixing water temperature is from +5 to 30 ° С. When using jet carburizing, the working discharge pressure is up to 400 bar, the diameter of the nozzles for jet carburizing is 4-6 mm and the water-solid ratio is 0.8.
Минимальная допустимая прочность на 3 сутки 0,43 МПа, линейное расширение от исходного объёма при водотвердом отношении 0,8 не менее 150 % от исходного объема. Коэффициент теплопроводности λ= 0,16 Вт/м2*°С. Время начала реакции газообразования – не более 15 мин.The minimum permissible strength for 3 days is 0.43 MPa, linear expansion from the initial volume at a water-solid ratio of 0.8 is not less than 150% of the initial volume. Thermal conductivity coefficient λ = 0.16 W / m2* ° C. The start time of the gas formation reaction is no more than 15 minutes.
Пример 2Example 2
Тампонажную композицию готовят смешением бездобавочного портландцемента ЦЕМ 1 класса 42,5 (марки М500) – 75,7 мас.%, минеральной добавки – порошка гранита с удельной поверхностью 3500 см2/г – 20 мас.%, суперпластификатора С-3 – 0,6 мас.%, алюминиевой пудры – 0,7 мас.%, формиата кальция – 2 мас.%, карбоната лития 0,5 мас.%, камеди гуаровой – 0,5 мас.%. Полученную сухую смесь затворяют водой до получения водотвердого отношения 0,7. Готовая смесь должна иметь жидкую консистенцию позволяющую проникать в трещины и пустоты и заполнять неровности. При нагнетании в подземную формацию готовой смеси – раствора рекомендуется проведение работ до начала реакции газообразования. The grouting composition is prepared by mixing no additives Portland cement CEM 1 class 42.5 (grade M500) - 75.7 wt.%, A mineral additive - granite powder with a specific surface area of 3500 cm 2 / g - 20 wt.%, Superplasticizer C-3 - 0, 6 wt.%, Aluminum powder - 0.7 wt.%, Calcium formate - 2 wt.%, Lithium carbonate 0.5 wt.%, Guar gum - 0.5 wt.%. The resulting dry mixture is sealed with water until a water-solid ratio of 0.7 is obtained. The finished mixture should have a liquid consistency that allows it to penetrate cracks and voids and fill irregularities. When injecting a ready-mixed solution into an underground formation, it is recommended to carry out work before the start of the gas formation reaction.
Рекомендуемая температура воды затворения от +5 до 30°С. При использовании струйной цементации рабочее давление нагнетания до 400 bar, диаметр форсунок при струйной цементации, 4-6 мм. Водотвердое отношение – 0,7. The recommended mixing water temperature is from +5 to 30 ° С. When using jet carburizing, the operating pressure of the discharge is up to 400 bar, the diameter of the nozzles for jet carburizing is 4-6 mm. The water-solid ratio is 0.7.
Допустимая прочность на 3 сутки 0,46 МПа, линейное расширение от исходного объёма 150 % от исходного объема. Коэффициент теплопроводности не более λ= 0,18 Вт/м2*°С. Максимальное время начала реакции газообразования составляет не более 12 минут. Permissible strength for 3 days is 0.46 MPa, linear expansion from the original volume is 150% of the original volume. Coefficient of thermal conductivity of not more than λ = 0,18 W / m 2 * ° C. The maximum time for the onset of the gassing reaction is no more than 12 minutes .
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020114977A RU2728244C1 (en) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | Cementing composition in an underground formation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020114977A RU2728244C1 (en) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | Cementing composition in an underground formation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2728244C1 true RU2728244C1 (en) | 2020-07-28 |
Family
ID=72085384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020114977A RU2728244C1 (en) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | Cementing composition in an underground formation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2728244C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2756751C1 (en) * | 2020-12-11 | 2021-10-05 | Общество с ограниченной ответственностью "БФБ" | ”groundslag” modifier for slag-soil mixtures, a stabilized and reinforced road base and a method for obtaining it |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2439020C2 (en) * | 2009-12-01 | 2012-01-10 | Игорь Юрьевич Троянов | Concrete mixture |
RU2467968C1 (en) * | 2011-03-14 | 2012-11-27 | Роман Ринатович Сахибгареев | Complex additive for concrete, mortar and cement composites (versions) and method of producing said additive |
RU2545208C1 (en) * | 2014-03-19 | 2015-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" ( ООО "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ") | Grouting composite for casing cementing jobs in conditions of normal and low temperature (versions) |
WO2016048332A1 (en) * | 2014-09-25 | 2016-03-31 | Halliburton Energy Services, Inc. | Composition including a curable resin and organophilically-modified clay for subterranean oil well applications |
RU2691427C1 (en) * | 2018-03-30 | 2019-06-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" | Gas-cement backfill composition |
RU2717586C2 (en) * | 2015-04-23 | 2020-03-24 | Хольцим Текнолоджи Лтд | Cementing compositions of low density for use at low and high temperatures |
-
2020
- 2020-04-28 RU RU2020114977A patent/RU2728244C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2439020C2 (en) * | 2009-12-01 | 2012-01-10 | Игорь Юрьевич Троянов | Concrete mixture |
RU2467968C1 (en) * | 2011-03-14 | 2012-11-27 | Роман Ринатович Сахибгареев | Complex additive for concrete, mortar and cement composites (versions) and method of producing said additive |
RU2545208C1 (en) * | 2014-03-19 | 2015-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" ( ООО "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ") | Grouting composite for casing cementing jobs in conditions of normal and low temperature (versions) |
WO2016048332A1 (en) * | 2014-09-25 | 2016-03-31 | Halliburton Energy Services, Inc. | Composition including a curable resin and organophilically-modified clay for subterranean oil well applications |
RU2717586C2 (en) * | 2015-04-23 | 2020-03-24 | Хольцим Текнолоджи Лтд | Cementing compositions of low density for use at low and high temperatures |
RU2691427C1 (en) * | 2018-03-30 | 2019-06-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" | Gas-cement backfill composition |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2756751C1 (en) * | 2020-12-11 | 2021-10-05 | Общество с ограниченной ответственностью "БФБ" | ”groundslag” modifier for slag-soil mixtures, a stabilized and reinforced road base and a method for obtaining it |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7654326B1 (en) | Sorel cements and methods of making and using same | |
CA2871595C (en) | Foamed cement compositions containing metal silicides usable in subterranean well operations | |
CN107986671A (en) | A kind of low rebound, anti-corrosion type gunite concrete specific complex admixture and application | |
CA2879374C (en) | Coal ash solidified foam material for preventing spontaneous combustion of coal and preparation method thereof | |
CA1179984A (en) | Capsules containing cementitious compositions | |
RU2542063C1 (en) | Grouting composition for insulation of zones of intensive absorption | |
KR101908533B1 (en) | Grout composition for ground reinforcement and grouting method therewith | |
CN106833568A (en) | A kind of mining sealing material of early-strength | |
NO20025350D0 (en) | Hardening curing agent for foamed cement | |
RU2728244C1 (en) | Cementing composition in an underground formation | |
KR101347086B1 (en) | Grout composition for ground reinforcement and grouting method using the composition | |
EP0198849A1 (en) | Foamed cement compositions for stowing cavities | |
KR101636280B1 (en) | Expansion grouting materials | |
CN112939542B (en) | High-strength, quick-setting and expansion type multipurpose grouting material and preparation and application methods thereof | |
US4514228A (en) | Composition for making impermeable walls and other underground structures | |
US3753748A (en) | Hydraulic cement retarder composition | |
JP4044887B2 (en) | Bolt fixing method | |
CN113004000B (en) | Polymer type double-liquid grouting material suitable for quick leaking stoppage of underground engineering, preparation method and use method | |
CN108585648A (en) | Grouting serous fluid formula and preparation method thereof | |
RU2222688C2 (en) | Expanding grouting mortar ( variants ) | |
CA2545810C (en) | Cementitious composition for use in elevated to fully saturated salt environments | |
JPH09104865A (en) | Material for injection | |
RU2784799C1 (en) | Plugging and injection waterproofing material for cementing operations in underground formations | |
KR101636279B1 (en) | Expansion grouting materials using light burned dolomite | |
RU2796718C1 (en) | Expandable cement composition and method for its application for cementing underground well with casing |