RU2710943C1 - Dry mixture for preparing expanding grouting mortar - Google Patents
Dry mixture for preparing expanding grouting mortar Download PDFInfo
- Publication number
- RU2710943C1 RU2710943C1 RU2019106639A RU2019106639A RU2710943C1 RU 2710943 C1 RU2710943 C1 RU 2710943C1 RU 2019106639 A RU2019106639 A RU 2019106639A RU 2019106639 A RU2019106639 A RU 2019106639A RU 2710943 C1 RU2710943 C1 RU 2710943C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement
- additive
- expanding
- dry mixture
- police
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 105
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 130
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 51
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 49
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 31
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 28
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 25
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 11
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 7
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 3
- MOOAHMCRPCTRLV-UHFFFAOYSA-N boron sodium Chemical compound [B].[Na] MOOAHMCRPCTRLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 40
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 19
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 19
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 18
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 18
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 18
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 17
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 17
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 17
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 16
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 11
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 5
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 4
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 4
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 4
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 4
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 4
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical class O=C.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000010458 rotten stone Substances 0.000 description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 2
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 2
- KGRVJHAUYBGFFP-UHFFFAOYSA-N 2,2'-Methylenebis(4-methyl-6-tert-butylphenol) Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C)=CC(CC=2C(=C(C=C(C)C=2)C(C)(C)C)O)=C1O KGRVJHAUYBGFFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100421503 Arabidopsis thaliana SIGA gene Proteins 0.000 description 1
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YBCVMFKXIKNREZ-UHFFFAOYSA-N acoh acetic acid Chemical compound CC(O)=O.CC(O)=O YBCVMFKXIKNREZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical class [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 230000003254 anti-foaming effect Effects 0.000 description 1
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 description 1
- 229940127219 anticoagulant drug Drugs 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical class [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NMYPVNCHTWFDNI-UHFFFAOYSA-L disodium naphthalene-1-sulfonate Chemical compound [Na+].[Na+].C1=CC=C2C(S(=O)(=O)[O-])=CC=CC2=C1.C1=CC=C2C(S(=O)(=O)[O-])=CC=CC2=C1 NMYPVNCHTWFDNI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- WFIZEGIEIOHZCP-UHFFFAOYSA-M potassium formate Chemical compound [K+].[O-]C=O WFIZEGIEIOHZCP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000012758 reinforcing additive Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229920005552 sodium lignosulfonate Polymers 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- LYBFGZZXTTYWGW-UHFFFAOYSA-N sodium;dihydroxy-methyl-oxidosilane Chemical compound [Na+].C[Si](O)(O)[O-] LYBFGZZXTTYWGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- BSVBQGMMJUBVOD-UHFFFAOYSA-N trisodium borate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]B([O-])[O-] BSVBQGMMJUBVOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
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
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
-
- 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
- C04B16/00—Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B16/04—Macromolecular compounds
-
- 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
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/24—Macromolecular compounds
-
- 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
-
- 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
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/138—Plastering the borehole wall; Injecting into the formation
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к сухим смесям для приготовления расширяющегося тампонажного раствора, используемого при цементировании скважин.The invention relates to the oil and gas industry, in particular, to dry mixes for the preparation of expanding grouting mortar used in cementing wells.
Анализ существующего уровня техники показал следующее:Analysis of the current level of technology showed the following:
- известен тампонажный раствор при следующем соотношении ингредиентов, мас. ч.:- known cement slurry in the following ratio of ingredients, wt. hours:
(см. патент РФ №2441897 от 24.12.2010 г. по кл. С09К 8/467, опубл. 10.02.2012 г.).(see RF patent No. 2441897 dated 12/24/2010 under class C09K 8/467, publ. 02/10/2012).
В качестве расширяющей добавки используют: оксид магния (каустический магнезит, ГОСТ 1216-87); гипсо - глиноземистый расширяющийся цемент (смесь глиноземистого цемента с гипсом, ГОСТ 11052); реагент РУ - расширяющая добавка, представляющая собой смесь модифицированных сульфатов кальция и алюминия (сульфоалю-минат кальция), ТУ 2157-034-40912231-2005; реагент РУ М марок А, Б, В - расширяющая добавка на основе модифицированных оксидов кальция, магния, алюминия и сульфатов кальция и алюминия, ТУ 2458-059-40912231-2009; расширяющая добавка на основе оксида кальция - невзрывчатая разрушающая смесь НРС-1М, ТУ 5744-001-82475767-08, и аналогичные ей по составу (расширяющаяся тампонажная добавка ДР-100, ДР-50, ДР-20, ТУ 5744-002-59758749-06, смесь известковая для горных работ СИГБ, ТУ 5744-0 02-00282369-00). В качестве пластификатора используются сухой сульфированный меламинформальдегид (Цемпласт МФ марки А, ТУ 2223-011-40912231-2003, Peramin SMF-10, имп.). В качестве пеногасителя - кремнийорганическая композиция на подложке из двуокиси кремния (Полицем ДФ, ТУ 2228-010-40912231-2003, Axilat DF770DD, имп). Данный тампонажный раствор на водной основе готовят на базе сухих реагентов.As an expanding additive use: magnesium oxide (caustic magnesite, GOST 1216-87); gypsum - expanding alumina cement (mixture of alumina cement with gypsum, GOST 11052); RU reagent - an expanding additive, which is a mixture of modified calcium sulfates and aluminum (calcium sulfoaluminate), TU 2157-034-40912231-2005; reagent RU M grades A, B, C - expanding additive based on modified oxides of calcium, magnesium, aluminum and calcium and aluminum sulfates, TU 2458-059-40912231-2009; expanding additive based on calcium oxide - non-explosive destructive mixture NRS-1M, TU 5744-001-82475767-08, and similar in composition (expanding grouting additive DR-100, DR-50, DR-20, TU 5744-002-59758749 -06, lime mixture for mining SIGB, TU 5744-0 02-00282369-00). As a plasticizer, dry sulfonated melamine formaldehyde is used (Cemplast MF grade A, TU 2223-011-40912231-2003, Peramin SMF-10, imp.). An antifoam agent is an organosilicon composition on a silicon dioxide substrate (Police DF, TU 2228-010-40912231-2003, Axilat DF770DD, imp). This water-based cement slurry is prepared on the basis of dry reagents.
Недостатками является следующее. При длительном хранении цемента, входящего в состав смеси, происходит спрессовывание цементных частиц под давлением его верхних слоев, в результате чего происходит прочное сцепление его частиц между собой с образованием монолитной массы. Таким образом, смесь утрачивает способность к сыпучести в процессе хранения и транспортирования и имеет склонность к слеживанию и комкованию, что делает ее не технологичной. Используемые в качестве расширяющей добавки реагенты обеспечивают улучшение адгезионных свойства тампонажного камня (см. таблица 3 описания к патенту). Однако они не обладают газогенерирующей способностью и не приводят к линейному расширению, что при цементировании скважин с большим газовым фактором может привести к появлению микрозазоров и нарушению изоляционных свойств цементного камня. Как следствие не будет обеспечиваться необходимая эффективность проводимых работ: сульфированный меламинформальдегид является токсичным веществом из-за наличия в нем свободного формальдегида, который имеет второй класс опасности по ГОСТ 12.1007 и ГОСТ 12.1.005;The disadvantages are the following. During long-term storage of cement, which is part of the mixture, the cement particles are compressed under the pressure of its upper layers, resulting in a strong adhesion of its particles to each other with the formation of a monolithic mass. Thus, the mixture loses its ability to flow during storage and transportation and has a tendency to caking and clumping, which makes it not technologically advanced. The reagents used as an expanding additive provide an improvement in the adhesive properties of cement stone (see table 3 of the patent description). However, they do not have gas generating ability and do not lead to linear expansion, which when cementing wells with a large gas factor can lead to micro-gaps and a violation of the insulating properties of cement stone. As a result, the necessary efficiency of the work will not be ensured: sulfonated melamine formaldehyde is a toxic substance due to the presence of free formaldehyde in it, which has a second hazard class according to GOST 12.1007 and GOST 12.1.005;
- известен тампонажный материал для цементирования скважин с большим газовым фактором, при следующем соотношении ингредиентов, мас. ч.:- well-known cementing material for cementing wells with a large gas factor, in the following ratio of ingredients, wt. hours:
при этом суммарное массовое содержание сухой смеси цемента и расширяющей добавки составляет 100 мас. ч., а массовое соотношение модифицированного сополимера винилацетата ГАЗБЛОК и расширяющей добавки в материале составляет 1:(2,5÷5,0) соответственно, (см. патент РФ №2447123 от 18.03.2011 г. по кл. С09К 8/46, Е21В 33/138, опубл. 10.04.2012 г).while the total mass content of the dry mixture of cement and expanding additives is 100 wt. o'clock, and the mass ratio of the modified copolymer of vinyl acetate GAZBLOK and expanding additives in the material is 1: (2.5 ÷ 5.0), respectively, (see RF patent No. 2447123 of 03/18/2011, class C09K 8/46, ЕВВ 33/138, published on April 10, 2012).
Тампонажный материал в качестве пластификатора, активным действующим началом которого является сульфированный меламинформальдегид, содержит вещество ЦЕМПЛАСТ МФ. Тампонажный материал в качестве пластификатора, активным действующим началом которого является продукт конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, содержит вещество С 3. Тампонажный материал в качестве пластификатора, активным действующим началом которого являются полиэфиркарбоксилаты, содержит вещество Melflux.Grouting material as a plasticizer, the active active principle of which is sulfonated melamine formaldehyde, contains the substance ZEMPLAST MF. The grouting material as a plasticizer, the active active ingredient of which is the product of condensation of naphthalene sulfonic acid and formaldehyde, contains substance C 3. The grouting material as a plasticizer, the active principle of which is polyester carboxylates, contains Melflux.
Недостатками является следующее. В качестве расширяющей добавки используют окись кальция. Однако высокая скорость гидратации исходного вещества приводит к образованию гидроксидов в подвижном цементном тесте и исключает необходимое расширение цементного камня.The disadvantages are the following. As an expanding additive, calcium oxide is used. However, the high hydration rate of the starting material leads to the formation of hydroxides in the mobile cement dough and eliminates the necessary expansion of the cement stone.
Цементы сульфоалюминатного расширения в большинстве своем быстросхватывающиеся. Цементы, содержащие гидросульфоалюминат кальция, разрушаются при температурах более 100°C из-за низкой термостойкости. Использование жидких реагентов значительно усложняет процесс приготовления раствора в условиях отрицательных температур, происходит кристаллизация поливини л ацетатной дисперсии.Cements of sulfoaluminate expansion are mostly quick setting. Cements containing calcium hydrosulfoaluminate are destroyed at temperatures above 100 ° C due to low heat resistance. The use of liquid reagents significantly complicates the process of preparing the solution at low temperatures; crystallization of polyvinyl acetate acetate dispersion occurs.
- известен тампонажный материал при следующем соотношении, мас. %: портландцемент - 50-70; кремнеземсодержащий компонент, включающий трепел и кварцевый песок в соотношении 1:10 - 30-50; базальтовая фибра с длиной волокна 3 мм - 0,2-0,3 сверх 100%; пластификатор Полипласт СП-1 - 0,1-1,0 сверх 100%; хлорид кальция - 0,1-3,0 сверх 100%; расширяющая добавка на основе СаО - 3,0-5,0 сверх 100%, (см. патент РФ №2530805 от 21.06.2013 г. по кл. С09К 8/467, Е21В 33/138, опубл. 10.10.2014.- known grouting material in the following ratio, wt. %: Portland cement - 50-70; silica-containing component, including tripoli and quartz sand in a ratio of 1:10 - 30-50; basalt fiber with a fiber length of 3 mm - 0.2-0.3 in excess of 100%; plasticizer Polyplast SP-1 - 0.1-1.0 in excess of 100%; calcium chloride - 0.1-3.0 in excess of 100%; CaO-based expanding additive - 3.0-5.0 in excess of 100% (see RF patent No. 2530805 of June 21, 2013 according to class C09K 8/467, EV 33/138, publ. 10.10.2014.
Недостаткам тампонажного материала, представляющего собой сухую смесь является следующее. Седиментация частиц кварцевого песка в цементном растворе на основе тампонажных портландцементов вызывает существенные изменения свойств цементного камня, который будет усадочным, с пониженной прочностью и газопроницаемостью. Добавка Полипласт СП-1 представляет собой смесь натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот различной молекулярной массы, то есть представляет собой поверхностно-активное вещество, способное вызвать вспенивание тампонажного раствора при затворении. В результате этого снижается истинная плотность раствора, инициируется пенообразование, что в свою очередь вызывает сложности при его закачке.The disadvantages of the cement material, which is a dry mixture is the following. The sedimentation of quartz sand particles in a cement mortar based on cement Portland cement causes significant changes in the properties of cement stone, which will be shrinkable, with reduced strength and gas permeability. Polyplast SP-1 additive is a mixture of sodium salts of polymethylene naphthalene sulfonic acids of various molecular weights, that is, it is a surfactant that can cause foaming of cement slurry upon mixing. As a result of this, the true density of the solution decreases, foaming is initiated, which in turn causes difficulties in its injection.
Несмотря на удовлетворительные прочностные показатели, большое содержанием армирующей добавки в рецептуре смеси (до 0,3%), способствует увеличению вязкости, что ухудшает гидродинамические характеристики раствора.Despite satisfactory strength indicators, the high content of reinforcing additives in the mixture formulation (up to 0.3%), contributes to an increase in viscosity, which affects the hydrodynamic characteristics of the solution.
Кроме того, при длительном хранении указанная смесь нестабильна, может слеживаться и комковаться из-за совместного использования в рецептуре хлорида кальция и кремнеземсодержащего компонента, включающего трепел и кварцевый песок. Хлорид кальция обладает высокой гигроскопичностью, за счет чего возможно его обводнение, и, соответственно, комкование сухой смеси.In addition, during prolonged storage, this mixture is unstable, can caking and clumping due to the joint use in the formulation of calcium chloride and a silica-containing component, including tripoli and quartz sand. Calcium chloride has a high hygroscopicity, due to which it is possible flooding, and, accordingly, clumping of the dry mixture.
Наличие в рецептуре ускорителя сроков схватывания в процессе последующего приготовления тампонажного раствора повышает вероятность преждевременного загустевания раствора и не обеспечивает достаточную эффективность проводимых работ. Согласно приведенным экспериментальным данным водоотделение составляет 1,0-4,0 мл (таблица 2 описания). Тампонажный раствор, содержащий указанные ингредиенты, обладает высокой водопотребностью и для получения необходимой подвижности требует значительного содержания воды, в силу чего тампонажный раствор подвержен седиментационному осаждению, что способствует низкой тампонирующей способности. Последнее не обеспечит необходимые газоблокирующие свойства тампонажному раствору, приготовленному из смеси и необходимую изоляционную способность цементного камня, его прочное сцепление с колонной и стенками скважин.The presence in the formulation of the accelerator setting time during the subsequent preparation of the grouting mortar increases the likelihood of premature thickening of the mortar and does not provide sufficient efficiency of the work. According to the experimental data, water separation is 1.0-4.0 ml (description table 2). A cement slurry containing these ingredients has a high water demand and requires a significant water content to obtain the necessary mobility, whereby the cement slurry is subject to sedimentation precipitation, which contributes to low tamping ability. The latter will not provide the necessary gas blocking properties of the cement slurry prepared from the mixture and the necessary insulating ability of cement stone, its strong adhesion to the column and the walls of the wells.
Использование в качестве расширяющейся добавки на основе СаО приводит к линейному расширению, но имеет следующие ограничения. При гашении СаО происходит дисперирование ее частиц в результате чего значительно увеличивается их удельная поверхность. Это приводит к связыванию свободной воды в тампонажном растворе и снижение его подвижности. Повышаются структурно-реологические показатели раствора, что влияет на процесс цементирования скважин, и, в конечном итоге снижается качество ее крепи. Кроме того, процесс гидратации СаО в основном заканчивается до момента образования цементного камня, то есть энергия расширения не приводит к увеличению внутренних напряжений, а способствует лишь раздвиганию несвязанных продуктов твердения, и как следствие, увеличивается объем цементно-водной суспензии. В связи с этим плотность контакта цементного камня с сопредельными средами не увеличивается.The use of CaO as an expanding additive leads to linear expansion, but has the following limitations. When CaO is quenched, its particles are dispersed, as a result of which their specific surface area significantly increases. This leads to the binding of free water in the grout and a decrease in its mobility. Structural and rheological parameters of the solution increase, which affects the process of cementing wells, and, ultimately, the quality of its lining decreases. In addition, the CaO hydration process basically ends before the formation of cement stone, that is, the expansion energy does not lead to an increase in internal stresses, but only contributes to the spread of unbound hardening products, and as a result, the volume of cement-water suspension increases. In this regard, the density of contact of cement stone with adjacent media does not increase.
Применение портландцемента ПЦТ-1-50 ограничивает область применения сухой смеси в диапазоне 0-50°C. В случае применения данной марки портландцемента в условиях свыше 50°C возможно нарушение процесса цементирования обсадной колонны ввиду преждевременного начала сроков схватывания тампонажного раствора и полной или частичной потери его подвижности.The use of Portland cement PCT-1-50 limits the scope of application of the dry mix in the range of 0-50 ° C. If this brand of Portland cement is used in conditions above 50 ° C, the casing cementing process may be violated due to the premature start of the setting time of the cement slurry and a complete or partial loss of its mobility.
Техническая задача - повышение качества цементирования обсадных колонн за счет увеличения прочности сцепления цементного камня с обсадной колонной и породой, что предотвращает не герметичность колонн и межпластовые перетоки во время эксплуатации скважин.The technical task is to improve the quality of cementing of casing strings due to an increase in the adhesion strength of cement stone to the casing string and rock, which prevents leak-tightness of the strings and interstratal flows during well operation.
Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемого изобретения:The technical result that can be obtained by implementing the invention:
- получение не слеживающейся, не комкующейся, обладающей высокой стабильностью сухой смеси и расширяющегося тампонажного раствора из указанной сухой смеси с улучшенными структурно-реологическими показателями, высокими газоблокируюшими свойствами, обеспечивающего формирование цементного камня с повышенными показателями прочности и получением плотного контакта цемента с породой и обсадной колонной за счет увеличения интенсивности действия расширяющейся добавки;- obtaining a non-caking, non-lumping, highly stable dry mix and expanding grouting mortar from the specified dry mix with improved structural and rheological properties, high gas blocking properties, providing the formation of cement stone with increased strength and obtaining tight contact of cement with the rock and casing by increasing the intensity of the expanding supplement;
- расширение ассортимента реагентов;- expansion of the assortment of reagents;
- сокращение времени и упрощение технологии приготовления расширяющегося тампонажного раствора;- reducing time and simplifying the technology of preparation of expanding cement slurry;
- экономия транспортных расходов.- saving transportation costs.
Технический результат достигается с помощью предлагаемой сухой смеси для приготовления расширяющегося тампонажного раствора, содержащей портландцемент, Ультрацемент, натрия боргидрид технический, Сульфацелл, добавку для бетонов и строительных растворов полифункционального действия «ПФМ-НЛК» (добавка «ПФМ-НЛК»), Полицем Дефом, добавку для снижения водо-газопроницаемости цементного камня Полицем Газблок (Полицем Газблок) и полипропиленовое волокно с длиной волокон 6-8 мм, диаметром 18 мкм при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:The technical result is achieved using the proposed dry mix for the preparation of an expanding cement slurry containing Portland cement, Ultracement, technical sodium borohydride, Sulfacell, an additive for concrete and mortar of multifunctional action "PFM-NLK" (additive "PFM-NLK"), Police Def, an additive to reduce the water-gas permeability of cement stone by Police Gazblok (Police Gazblok) and polypropylene fiber with a fiber length of 6-8 mm, diameter 18 microns in the following ratio of ingredients, wt. %:
Заявляемая сухая смесь соответствует условию «новизны».The inventive dry mixture meets the condition of "novelty."
Для приготовления сухой смеси используют: портландцемент по ГОСТ 1581-96, Микронизированный цемент - Ультрацемент по ТУ 5739-019-56864391-2010, натрия боргидрид технический по ТУ 1-92-162-90, Сульфацелл по ТУ 2231-013-32957739-2001, выпускаемый ЗАО «Полицелл», г. Владимир, представляющий собой гидрооксицеллюлозу, добавку для бетонов и строительных растворов полифункционального действия «ПФМ-НЛК» по ТУ 5745-022-58042865-2007 в форме порошка, состоящую из поверхностно - активных натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот, воздухововлекающего и гидрофобизирующего компонента. Основные компоненты, входящие в состав добавки: метиленбис (нафталинсульфонат динатрий), лигносульфонат натрия, метилсиликонат натрия (полидиметилисилоксан). Полицем Дефом используют по ТУ 2458-081-97457491-2012, добавку для снижения водо- и газопроницаемости цементного камня Полицем Газблок по ТУ 2458-065-97457491-2012, представляющую собой композицию на основе синтетических сульфированных полимеров, полипропиленовое волокно с длиной волокон 6-8 мм, диаметром 18 мкм, представляющее собой обработанное волокно, способное к диспергированию в водной среде, прочность на растяжение составляет 557 МПа, температура плавления 160°C. Производитель «S.A Belgian Fibers N.V.» (Бельгия).To prepare the dry mixture use: Portland cement according to GOST 1581-96, Micronized cement - Ultracement according to TU 5739-019-56864391-2010, technical sodium borohydride according to TU 1-92-162-90, Sulfacell according to TU 2231-013-32957739-2001 manufactured by ZAO Polycell, Vladimir, which is hydroxycellulose, an additive for concrete and multifunctional mortar PFM-NLK according to TU 5745-022-58042865-2007 in the form of a powder, consisting of surface-active sodium salts of polymethylene naphthalene sulfonic acids, air-entraining and hydrophobizing component nta. The main components that make up the additive: methylene bis (disodium naphthalenesulfonate), sodium lignosulfonate, sodium methylsiliconate (polydimethylsiloxane). Police Def is used according to TU 2458-081-97457491-2012, an additive to reduce the water and gas permeability of cement stone Police Police Gas block according to TU 2458-065-97457491-2012, which is a composition based on synthetic sulfonated polymers, polypropylene fiber with a fiber length of 6- 8 mm, diameter 18 μm, which is a treated fiber capable of dispersion in an aqueous medium, tensile strength is 557 MPa, melting point 160 ° C. Producer "S.A Belgian Fibers N.V." (Belgium).
В настоящее время для приготовления тампонажных растворов по традиционной технологии химические реагенты, входящие в состав рецептуры, доставляются на буровую независимо друг от друга, что в процессе приготовления приводит к систематическим нарушениям технологии получения тампонажного раствора. При этом наиболее распространенными недостатками являются отсутствие соответствующих условий хранения химических реагентов, неточная их дозировка, приводящая к их перерасходу и снижению эффективности функциональных свойств, нарушение последовательности ввода реагентов и др.Currently, for the preparation of grouting mortars using the traditional technology, the chemicals included in the formulation are delivered to the drilling rig independently of each other, which during the preparation process leads to systematic violations of the technology for producing grouting mortar. In this case, the most common drawbacks are the lack of appropriate storage conditions for chemical reagents, their inaccurate dosage, leading to their cost overrun and reduced effectiveness of functional properties, violation of the sequence of reagent input, etc.
Основным направлением совершенствования технологии приготовления тампонажных растворов является их приготовление из смеси сухих порошкообразных ингредиентов.The main direction of improving the technology for the preparation of cement slurries is their preparation from a mixture of dry powdered ingredients.
Авторами изобретения предлагается сухая смесь для приготовления расширяющегося тампонажного раствора, которая представляет собой совокупность находящихся в соприкосновении твердых компонентов системы или их агломератов, то есть это типичная дисперсная система, в которой происходит распределение дисперсной фазы в дисперсионной воздушной среде.The inventors propose a dry mixture for the preparation of an expanding grouting mortar, which is a combination of the solid components of the system or their agglomerates that are in contact, that is, this is a typical dispersed system in which the dispersed phase is distributed in the dispersed air.
Основу сухой смеси составляет портландцемент, который, как известно, имеет склонность к слеживанию и комкованию.The basis of the dry mix is Portland cement, which, as you know, has a tendency to caking and clumping.
Под слеживаемостью сухой смеси понимают способность прочного сцепления его частиц между собой и образования монолитной массы в зависимости от ее напряженного состояния и внешних условий. Портландцемент выпускается различных марок и в зависимости от процесса измельчения, его частицы будут крупнее или мельче. При уменьшении размеров частиц увеличивается число точек соприкосновения их друг с другом, соответственно, для цемента мелкого помола слеживаемость увеличивается. Слеживаемость и комкование приводят к снижению сыпучести сухой смеси и не позволяют растворить ее в воде при приготовлении тампонажного раствора. Слеживаемость обусловлена спрессовыванием цементных частиц за счет пластической деформации под действием масс вышележащих слоев и гигроскопичность цемента.Under the caking dry mixture understand the ability of strong adhesion of its particles to each other and the formation of a monolithic mass, depending on its stress state and external conditions. Portland cement is available in various grades and, depending on the grinding process, its particles will be larger or smaller. With a decrease in particle size, the number of points of contact between them increases, respectively, for finely ground cement, caking increases. Caking and clumping lead to a decrease in the flowability of the dry mix and do not allow it to dissolve in water when preparing the grouting mortar. Caking due to the compression of cement particles due to plastic deformation under the action of masses of overlying layers and hygroscopicity of cement.
Для обеспечения необходимой сыпучести и получения высокой стабильности при хранении предлагаемая сухая смесь содержит натрия боргидрид технический в указанном количественном соотношении, который препятствует слеживанию и комкованию смеси.To ensure the necessary flowability and obtain high stability during storage, the proposed dry mixture contains technical sodium borohydride in the indicated quantitative ratio, which prevents the caking and clumping of the mixture.
Натрия боргидрид технический - неорганическая соль плотностью 1070 кг/м3. При добавлении его в сухую смесь происходит равномерное распределение между цементными частицами, что препятствует увеличению площади контакта между ними. Механизм действия состоит в следующем. Благодаря особенностям кристаллической структуры натрия боргидрида, поверхность его частиц обладает электростатическим зарядом, в результате чего происходит взаимодействие между частицами натрия борогидрида и другими реагентами, входящими в состав сухой смеси. Это приводит к образованию адсорбционных слоев из частиц натрия борогидрида. Получаемые в результате этого взаимодействия конгломераты также имеют электростатический заряд, что приводит к отталкиванию частиц смеси между собой. Данное препятствует сближению частиц, в результате чего частицы сухой смеси не слипаются. Как результат сухая смесь не слеживается и не комкуется, обладает высокой стабильностью.Technical sodium borohydride - inorganic salt with a density of 1070 kg / m 3 . When it is added to the dry mixture, a uniform distribution occurs between the cement particles, which prevents an increase in the contact area between them. The mechanism of action is as follows. Due to the peculiarities of the crystal structure of sodium borohydride, the surface of its particles has an electrostatic charge, as a result of which there is an interaction between sodium particles of borohydride and other reagents that make up the dry mixture. This leads to the formation of adsorption layers of sodium borohydride particles. The conglomerates resulting from this interaction also have an electrostatic charge, which leads to the repulsion of the particles of the mixture between themselves. This prevents the particles from converging, as a result of which the particles of the dry mixture do not stick together. As a result, the dry mixture does not cake and does not crumple, has high stability.
За условный показатель слеживаемости сухой смеси, определяемого по ГОСТ 12801-98, принимают количество ударов, необходимое для полного разрушения образца конусом.For the conditional indicator of caking of the dry mixture, determined according to GOST 12801-98, take the number of strokes necessary for the complete destruction of the sample by a cone.
Составы сухой смеси для приготовления расширяющегося тампонажного раствора приведены в таблице.The compositions of the dry mix for the preparation of expanding grouting mortar are shown in the table.
Таким образом, натрия боргидрид технический выполняет роль антикомкователя, что подтверждается данными экспериментальных исследований и свидетельствует о высокой стабильности сухой смеси.Thus, technical sodium borohydride plays the role of an anti-coagulant, which is confirmed by experimental data and indicates the high stability of the dry mixture.
Ультрацемент обеспечивает высокую проникающую способность тампонажному раствору, приготавливаемому из предлагаемой сухой смеси, за колонну, позволяющему ему проникать в тонкие поры и трещины породы, одновременно улучшая прочностные характеристики цементного камня.Ultracement provides a high penetrating ability of the cement slurry prepared from the proposed dry mixture, behind the column, allowing it to penetrate into thin pores and cracks of the rock, while improving the strength characteristics of cement stone.
Содержание Сульфацелла в составе сухой смеси в указанном количественном соотношении, обеспечивает низкие показатели фильтрации, исключаются седиментационные процессы. В результате чего обеспечивается отсутствие водоотделения получаемого тамонажного раствора. За счет синергетического эффекта во взаимодействии с другими ингредиентами, тампонажный раствор, получаемый из предлагаемой сухой смеси, с низкими показателями фильтрации в промысловых условиях обеспечит сохранение коллекторских свойств продуктивных пластов и предотвратит преждевременное загустевание тампонажного раствора и подъем его на проектную высоту.The content of Sulfacella in the composition of the dry mixture in the indicated quantitative ratio provides low filtration rates, sedimentation processes are excluded. As a result, the absence of water separation of the resulting cement slurry is ensured. Due to the synergistic effect in interaction with other ingredients, the grouting mortar obtained from the proposed dry mix with low filtration rates in the field will preserve the reservoir properties of the productive formations and prevent premature thickening of the grouting mortar and its rise to the design height.
Получение из предлагаемой сухой смеси расширяющегося тампонажного раствора с достаточно низкими значениями реологических параметров - улучшенными структурно - реологическими свойствами обусловлено следующим.The preparation of an expanding cement slurry from the proposed dry mixture with sufficiently low values of rheological parameters — improved structural and rheological properties is due to the following.
Содержание добавки «ПФМ-НЛК» позволяет повысить подвижность тампонажного раствора, модифицируя структуру тампонажного раствора, уплотняя ее, что приводит к более полному замещению бурового раствора тампонажным при проведении цементировочных работ, а также увеличивает прочность цементного камня. Снижаются водосодержание и фильтратоотдача тампонажного раствора, что также приводит к формированию цементного камня с повышенными показателями прочности, улучшенными изолирующими свойствами Механизм действия добавки «ПФМ-НЛК» - пластификатора заключается в блокировании активных центров на краях зерен цемента и ребрах элементарных пакетов новообразований. Это препятствует сцеплению или ослабляет силы сцепления их друг с другом, и тем самым тормозит процесс структурообразования или значительно снижает прочность коагуляционной структуры, а, следовательно, снижает структурно - реологические параметры (пластическую вязкость, статическое напряжение сдвига и динамическое напряжение сдвига) тампонажного раствора и, соответственно, гидродинамического давления в процессе тампонирования.The content of the additive “PFM-NLK” allows to increase the mobility of the grout, modifying the structure of the grout, compacting it, which leads to a more complete replacement of the drilling fluid with grout during cementing, and also increases the strength of the cement stone. The water content and the filtrate yield of grouting mortar are reduced, which also leads to the formation of a cement stone with increased strength indicators, improved insulating properties. The mechanism of action of the PFM-NLK plasticizer is to block active centers at the edges of cement grains and edges of elementary neoplasms. This prevents adhesion or weakens their adhesion forces to each other, and thereby slows down the process of structure formation or significantly reduces the strength of the coagulation structure, and, therefore, reduces the structural and rheological parameters (plastic viscosity, static shear stress and dynamic shear stress) of the cement slurry and, accordingly, hydrodynamic pressure during plugging.
Содержание Полицем Дефом обеспечивает снижение пенообразования и оказывает влияние на плотность тампонажного раствора, повышает прочностные показатели цементного камня, формирующегося при твердении.The content of Police Def provides a reduction in foaming and affects the density of cement slurry, increases the strength characteristics of cement stone formed during hardening.
Благодаря введению в рецептуру сухой смеси ингредиента - натрия боргидрида технического, выполняющего еще и роль расширяющейся добавки, получают показатель расширения, который обеспечивает плотный контакт цемента с породой и обсадной колонной за счет увеличения интенсивности действия расширяющейся добавка. В результате процесса расширения получают цементный камень необходимой прочности и исключается его саморазрушение. Гидролиз натрия боргидрида (NaBH4) происходит по следующей реакцииDue to the introduction of a dry mixture of an ingredient - sodium technical borohydride, which also plays the role of an expanding additive, an expansion index is obtained that provides tight contact of cement with the rock and casing by increasing the intensity of the expanding additive. As a result of the expansion process, a cement stone of the required strength is obtained and its self-destruction is excluded. Hydrolysis of sodium borohydride (NaBH 4 ) occurs according to the following reaction
NaBH4+4H2O→NaB(OH)4+4Н2↑.NaBH 4 + 4H 2 O → NaB (OH) 4 + 4H 2 ↑.
Газообразный водород образуется при взаимодействии воды затворения с натрия боргидридом. Реакция интенсифицируется в присутствии щелочных составляющих предлагаемой сухой смеси. Мельчайшие пузырьки газа, проходя через массу, заставляют ее расширяться. Увеличение количества газа в ходе реакции, а также повышение температуры, вызывает расширение пузырьков газа и возникновение собственных напряжений. Продолжительность реакции обычно составляет приблизительно около 1 часа; выделение газа, как правило, прекращается перед схватыванием цемента. Введение расширяющейся добавки, роль которой выполняет натрия боргидрид, позволяет получить дополнительные центры кристаллизации гидросиликатов кальция между зернами цемента, что значительно ускоряет развитие ранней прочности цементного камня, а, благодаря повышенному дополнительному армированию цементного камня кристаллизующимися солями, когда вводится расширяющая добавка (дополнительно образуются кристаллы боратов металлов), изменяется пористость и повышается плотность цементного камня. В результате гидратации силикатных фаз портландце-ментного клинкера образуется полимерная структура с большим количеством силоксановых (Si-O-Si) связей, а расширяющая добавка физически компенсирует усадочные напряжения, которые могут происходить в цементном камне в процессе твердения. Образующийся в процессе гидролиза натрия боргидрида борат натрия является замедлителем схватывания тампонажного раствора, что предупреждает его преждевременное схватывание.Hydrogen gas is formed by the reaction of mixing water with sodium borohydride. The reaction is intensified in the presence of alkaline components of the proposed dry mix. The smallest gas bubbles, passing through the mass, cause it to expand. An increase in the amount of gas during the reaction, as well as an increase in temperature, causes the expansion of gas bubbles and the appearance of intrinsic stresses. The duration of the reaction is usually about 1 hour; gas evolution, as a rule, stops before the setting of cement. The introduction of an expanding additive, the role of which is sodium borohydride, allows you to get additional centers of crystallization of calcium hydrosilicates between the grains of cement, which significantly accelerates the development of early strength of cement stone, and, due to the increased additional reinforcement of the cement stone with crystallizing salts, when an expanding additive is introduced (borate crystals are additionally formed metals), the porosity changes and the density of the cement stone increases. As a result of hydration of the silicate phases of the Portland cement clinker, a polymer structure with a large number of siloxane (Si-O-Si) bonds is formed, and the expanding additive physically compensates for the shrink stresses that can occur in the cement stone during hardening. The sodium borate formed during the hydrolysis of sodium borohydride is a retarder of the setting of grouting mortar, which prevents its premature setting.
Синергетический эффект взаимодействия используемых ингредиентов в указанном количественном соотношении позволяет получить цементный камень с высокими адгезионными и прочностными показателями уже на ранней стадии твердения 1-2 суток.The synergistic effect of the interaction of the ingredients used in the specified quantitative ratio allows you to get a cement stone with high adhesive and strength characteristics already at an early stage of hardening for 1-2 days.
Полипропиленовое волокно, представляющее собой тончайшее синтетическое волокно с длиной волокон 6-8 мм, диаметром 18 мк получаемое из высокомодульного термопластичного полимера путем экструзии и последующего вытягивания, играет роль армирующего компонента. Армирование позволяет обеспечить быстрый набор структурной прочности, препятствует усадке и повышает устойчивость цементного камня к растрескиванию. Такой цементный камень характеризуется более высокой прочностью на изгиб и сжатие.Polypropylene fiber, which is the thinnest synthetic fiber with a fiber length of 6-8 mm and a diameter of 18 microns, obtained from a high-modulus thermoplastic polymer by extrusion and subsequent drawing, plays the role of a reinforcing component. Reinforcement allows you to provide a quick set of structural strength, prevents shrinkage and increases the resistance of cement stone to cracking. Such a cement stone is characterized by higher bending and compression strength.
Указанное полипропиленовое волокно обеспечивает устойчивость к образованию трещин в цементном камне за счет повышения:The specified polypropylene fiber provides resistance to cracking in cement stone by increasing:
- седиментационной устойчивости раствора (частицы цемента «зависают» на волокнах);- sedimentation stability of the solution (cement particles “hang” on the fibers);
- скорости гидратации на начальном этапе твердения (снижаются внутренние нагрузки), что способствует сокращению времени между началом и концом схватывания раствора.- hydration rate at the initial stage of hardening (reduced internal loads), which helps to reduce the time between the beginning and end of setting of the solution.
Для регулирования нарастания прочности формируемого цементного камня в сухой смеси содержится добавка Полицем Газблок, которая замедляет нарастание предельного статического напряжения сдвига тампонажного раствора, способствуя передаче гидростатического давления на забой скважины в конце периода замедленного нарастания предельного статического напряжения сдвига вызывает быстрое схватывание цементного раствора, препятствуя проникновению газа в заколонное пространство. Синергетический эффект действия Сульфацелла и Полицем Газблок обеспечивает высокие газоблокирующие свойства тампонажному раствору и невозможность прорыва газовых флюидов (межпластовых перетоков) в течение длительного времени.To control the increase in the strength of the formed cement stone, the Gazblock additive is contained in the dry mixture, which slows down the growth of the ultimate static shear stress of the cement slurry, helping to transfer hydrostatic pressure to the bottom of the well at the end of the period of the slowed-up increase in the maximum static shear stress, causes a quick setting of the cement mortar, preventing gas penetration in the annular space. The synergistic effect of the action of Sulfacell and the Police Gasblock provides high gas blocking properties of the cement slurry and the inability to break through gas fluids (inter-layer flows) for a long time.
Содержание в сухой смеси Ультрацемента в количестве менее 9,09 мас. % не обеспечивает получение необходимых показателей прочности цементного камня, а более 19,77 мас. % приводит к сокращению сроков схватывания и прокачиваемости, и, как следствие, снижает технологичности проводимых работ при цементировании скважин.The content in the dry mixture of Ultracement in an amount of less than 9.09 wt. % does not provide the necessary strength indicators of cement stone, and more than 19.77 wt. % leads to a reduction in the setting time and pumpability, and, as a result, reduces the manufacturability of the work when cementing wells.
Содержание в сухой смеси натрия боргидрида технического в количестве менее 1 мас. % нецелесообразно так как не обеспечивается сохранение сыпучести сухой смеси, что приводит к ее слеживаемости и комкованию, а недостаточное газогенерирование не обеспечит необходимого расширения тампонажного раствора, а, следовательно, и получения плотного контакта цемента с породой и обсадной колонной.The dry mix of sodium technical borohydride in an amount of less than 1 wt. % is impractical since the dry flowability of the dry mixture is not ensured, which leads to caking and clumping, and insufficient gas generation will not provide the necessary expansion of the grouting mortar, and, consequently, obtaining tight contact of cement with the rock and casing.
Содержание в сухой смеси натрия боргидрида технического в количестве более 7 мас. % экономически нецелесообразно.The dry mixture content of sodium technical borohydride in an amount of more than 7 wt. % economically impractical.
Содержание в сухой смеси Сульфацелла в количестве менее 0,3 мас. % и Полицем Газблок в количестве менее 0,1 мас. % нецелесообразно, так как ухудшаются структурно - реологические свойства тампонажного раствора, увеличиваются показатели фильтратоотдачи и водоотделения тампонажного раствора. Кроме того не предотвращается миграция пластовых флюидов в заколонное пространство.The content in the dry mixture of Sulfacell in an amount of less than 0.3 wt. % and Police Gazblok in an amount of less than 0.1 wt. % is inexpedient, since the structural and rheological properties of the cement slurry are deteriorating, and the filtrate recovery and water separation of the grout are increasing. In addition, the migration of formation fluids into the annulus is not prevented.
Содержание в сухой смеси Сульфацелла в количестве более 0,5 мас. % и Полицем Газблок в количестве более 0,5 мас. % приводит к резкому возрастанию вязкостных свойств, в связи с чем могут возникнуть осложнения при прокачивании тампонажного раствора в процессе использования.The content in the dry mixture of Sulfacell in an amount of more than 0.5 wt. % and Police Gazblok in an amount of more than 0.5 wt. % leads to a sharp increase in viscosity properties, and therefore complications may arise when pumping cement slurry during use.
Содержание в сухой смеси добавки «ПФМ-НЛК» в количестве менее 0,3 мас. % не обеспечивает необходимых пластифицирующих свойств тампонажному раствору, увеличивая показатели фильтратоотдачи, а содержание в количестве более 0,5 мас. % способствует дополнительному пенообразованию тампонажного раствора, что приводит к затруднению при его прокачивании.The content in the dry mixture of the additive "PFM-NLK" in an amount of less than 0.3 wt. % does not provide the necessary plasticizing properties of the cement slurry, increasing the filtrate recovery, and the content in an amount of more than 0.5 wt. % contributes to the additional foaming of the cement slurry, which leads to difficulty in pumping it.
Содержание в сухой смеси Полицем Дефом менее 0,1 мас. % не обеспечит пеногашения, а содержание в количестве более 0,5 мас. % экономически нецелесообразно.The content in the dry mixture by Police Def is less than 0.1 wt. % will not provide anti-foaming, and the content in an amount of more than 0.5 wt. % economically impractical.
Содержание в сухой смеси полипропиленового волокна с длиной волокон 6-8 мм, диаметром 18 мк менее 0,03 мас. % ухудшает прочностные свойства формируемого цементного камня, а содержание в количестве более 0,06 мас. % приводит к увеличению значений реологических показателей.The content in the dry mixture of polypropylene fiber with a fiber length of 6-8 mm, a diameter of 18 microns is less than 0.03 wt. % worsens the strength properties of the formed cement stone, and the content in an amount of more than 0.06 wt. % leads to an increase in rheological values.
Сухую смесь и расширяющийся тампонажный раствор из нее, готовят в заводских условиях с использованием весовых дозаторов и смесителя. Предлагаемая сухая смесь при условии правильного хранения может иметь неограниченный срок годности и может быть использована в любой необходимый момент времени для приготовления из нее расширяющегося тампонажного раствора. Процесс приготовления из сухой смеси расширяющегося тампонажного раствора является достаточно простым и позволяет обеспечить сокращение времени и упростить технологию приготовления расширяющегося тампонажного раствора из используемых недефицитных ингредиентов. При этом снижаются и транспортные расходы, так как перевозка жидкого продукта экономически невыгодна, а также расширяется ассортимент реагентовThe dry mixture and the expanding grouting mortar from it are prepared in the factory using weighing batchers and a mixer. The proposed dry mixture, subject to proper storage, can have an unlimited shelf life and can be used at any necessary time to prepare an expanding cement slurry from it. The process of preparing an expanding cement slurry from a dry mixture is quite simple and allows to reduce the time and simplify the technology of preparing an expanding cement slurry from the used non-deficient ingredients. At the same time, transportation costs are also reduced, since the transportation of a liquid product is economically disadvantageous, and the range of reagents is also expanding.
Таким образом, согласно вышесказанному предлагаемая совокупность существенных признаков, обеспечивает достижение заявляемого технического результата. Заявляемая сухая смесь для приготовления расширяющегося тампонажного раствора соответствует условию «изобретательский уровень».Thus, according to the above, the proposed combination of essential features ensures the achievement of the claimed technical result. The inventive dry mix for the preparation of expanding cement slurry meets the condition of "inventive step".
Более подробно сущность заявляемого изобретения описывается следующими примерами.In more detail, the essence of the claimed invention is described by the following examples.
Примеры (лабораторные). Процесс приготовления сухой смеси заключается в смешивании ингредиентов сухой смеси. Получение тампонажного раствора осуществляют путем затворения сухой смеси на жидкости затворения.Examples (laboratory). The process of preparing the dry mix is to mix the ingredients of the dry mix. Obtaining grouting mortar is carried out by mixing the dry mixture in the mixing fluid.
Пример №1.Example No. 1.
Готовят 1000 г сухой смеси, г/мас. %:Prepare 1000 g of dry mix, g / wt. %:
Сухую смесь тщательно перемешивают.The dry mixture is thoroughly mixed.
Для приготовления расширяющегося тампонажного раствора с водоцементным отношение В/Ц=0,6 сухую смесь вводят в жидкость затворения. Перемешивают в течение 45 минут. После чего определяют свойства тампонажного раствора и цементного камня: плотность р=1600 кг/м3, растекаемость - 19 см, водоотделение - 2 мл, фильтратоотдача через 30 мин - 45 мл, статическое напряжение сдвига через СНС через 1 мин /10 мин составляет 49/100, линейное расширение через 5 часов - 2,0%, предел прочности при изгибе/сжатии - 2,2/3,6 МПа, время загустевания при температуре 70°C - 100 мин, усилие выталкивания образца - 1,5 МПа, проницаемость цементного камня 0,0672 мД, сроки схватывания - начало 8 ч 00 мин, конец 10 ч 00 мин.To prepare an expanding grouting mortar with a water-cement ratio, the W / C ratio of 0.6 is the dry mixture is introduced into the mixing fluid. Stirred for 45 minutes. After that, the properties of grouting mortar and cement stone are determined: density p = 1600 kg / m 3 , spreadability - 19 cm, water separation - 2 ml, filtrate recovery after 30 min - 45 ml, the static shear stress through the SSS after 1 min / 10 min is 49 / 100, linear expansion after 5 hours - 2.0%, tensile strength in bending / compression - 2.2 / 3.6 MPa, thickening time at a temperature of 70 ° C - 100 min, the ejection force of the sample - 1.5 MPa, permeability of cement stone 0,0672 mD, setting time - start 8 hours 00 minutes, end 10 hours 00 minutes.
Пример №2.Example No. 2.
Готовят 1000 г сухой смеси, мас. %:Prepare 1000 g of dry mix, wt. %:
Для приготовления расширяющегося тампонажного раствора с В/Ц=0,6 сухую смесь вводят в жидкость затворения. После чего определяют свойства приготовленного тампонажного раствора и цементного камня: плотность р=1600 кг/м3, растекаемость - 21 см, водоотделение - 0 мл, фильтратоотдача через 30 мин - 36 мл, статическое напряжение сдвига через СНС через 1 мин /10 мин составляет 50/100, линейное расширение через 5 часов - 7,0%, предел прочности при изгибе/сжатии - 2,3/4,5 МПа, время загустевания при температуре 70°C - 80 мин, усилие выталкивания образца - 1,6 МПа, проницаемость цементного камня - 0,00325 мД, сроки схватывания - начало 7 ч 00 мин, конец 9 ч 00 мин.To prepare an expanding grouting mortar with W / C = 0.6, the dry mixture is introduced into the mixing fluid. After that, the properties of the prepared cement slurry and cement stone are determined: density p = 1600 kg / m 3 , spreadability - 21 cm, water separation - 0 ml, filtrate yield after 30 minutes - 36 ml, the static shear stress through the SSS after 1 min / 10 min 50/100, linear expansion after 5 hours - 7.0%, tensile strength in bending / compression - 2.3 / 4.5 MPa, thickening time at a temperature of 70 ° C - 80 min, sample ejection force - 1.6 MPa , permeability of cement stone - 0.00325 mD, setting time - beginning 7 hours 00 minutes, end 9 hours 00 minutes.
Пример №3.Example No. 3.
Готовят 1000 г сухой смеси, мас. %:Prepare 1000 g of dry mix, wt. %:
Для приготовления расширяющегося тампонажного раствора с В/Ц=0,6 сухую смесь вводят в жидкость затворения. После чего определяют свойства приготовленного тампонажного раствора и цементного камня плотность р=1600 кг/м3, растекаемость - 23 см, водоотделение - 0 мл, фильтратоотдача через 30 мин - 24 мл, статическое напряжение сдвига через СНС через 1 мин /10 мин составляет 80/160, линейное расширение через 5 часов - 9,0%, предел прочности при изгибе/сжатии - 2,4/4,0 МПа, время загустевания при температуре 70°C - 70 мин, усилие выталкивания образца - 1,8 МПа, проницаемость цементного камня - 0,00257 мД, сроки схватывания - начало 7 ч 00 мин, конец 8 ч 00 мин.To prepare an expanding grouting mortar with W / C = 0.6, the dry mixture is introduced into the mixing fluid. After that, the properties of the prepared cement slurry and cement stone are determined by density p = 1600 kg / m 3 , spreadability - 23 cm, water separation - 0 ml, filtrate recovery after 30 minutes - 24 ml, the static shear stress through the SSS after 1 min / 10 min is 80 / 160, linear expansion after 5 hours - 9.0%, tensile strength in bending / compression - 2.4 / 4.0 MPa, thickening time at a temperature of 70 ° C - 70 min, the ejection force of the sample - 1.8 MPa, cement stone permeability - 0.00257 mD, setting time - beginning 7 hours 00 minutes, end 8 hours 00 minutes.
Пример №6.Example No. 6.
Готовят 1000 г сухой смеси, г/мас. %:Prepare 1000 g of dry mix, g / wt. %:
Для приготовления расширяющегося тампонажного раствора с В/Ц=0,44 сухую смесь вводят в жидкость затворения. После чего определяют свойства приготовленного тампонажного раствора и цементного камня: плотность р=1930 кг/м3, растекаемость - 21 см, водоотделение - 2 мл, фильтратоотдача через 30 мин - 50 мл, статическое напряжение сдвига через СНС через 1 мин /10 мин составляет 35/91, линейное расширение через 5 часов - 1,0%, предел прочности при изгибе/сжатии - 3,0/8,0 МПа, время загустевания при температуре 70°C - 92 мин, усилие выталкивания образца - 2,8 МПа, проницаемость цементного камня - 0,00286 мД, сроки схватывания - начало 6 ч 10 мин, конец 8 ч 15 мин.To prepare an expanding grouting mortar with W / C = 0.44, the dry mixture is introduced into the mixing fluid. After that, the properties of the prepared grouting mortar and cement stone are determined: density p = 1930 kg / m 3 , spreadability - 21 cm, water separation - 2 ml, filtrate recovery after 30 min - 50 ml, the static shear stress through the SSS after 1 min / 10 min 35/91, linear expansion after 5 hours - 1.0%, tensile strength in bending / compression - 3.0 / 8.0 MPa, thickening time at 70 ° C - 92 min, sample ejection force - 2.8 MPa , permeability of cement stone - 0.00286 mD, setting time - start 6 hours 10 minutes, end 8 hours 15 minutes.
Пример №7.Example No. 7.
Готовят 1000 г сухой смеси, мас. %:Prepare 1000 g of dry mix, wt. %:
Для приготовления расширяющегося тампонажного раствора с В/Ц=0,44 сухую смесь вводят в жидкость затворения. После чего определяют свойства приготовленного тампонажного раствора и цементного камня: плотность р=1930 кг/м3, растекаемость - 24 см, водоотделение - 0 мл, фильтратоотдача через 30 мин - 30 мл, статическое напряжение сдвига через СНС через 1 мин /10 мин составляет 50/130, линейное расширение через 5 часов - 6,0%, предел прочности при изгибе/сжатии - 4,2/13,2 МПа, время загустевания при температуре 70°C - 80 мин, усилие выталкивания образца - 3,0 МПа, проницаемость цементного камня - 0,00201 мД, сроки схватывания - начало 3 ч 50 мин, конец 6 ч 20 мин.To prepare an expanding grouting mortar with W / C = 0.44, the dry mixture is introduced into the mixing fluid. After that, the properties of the prepared cement slurry and cement stone are determined: density p = 1930 kg / m 3 , spreadability 24 cm, water separation 0 ml, filtrate yield after 30 minutes 30 ml, the static shear stress through the SSS after 1 min / 10 min 50/130, linear expansion after 5 hours - 6.0%, tensile strength in bending / compression - 4.2 / 13.2 MPa, thickening time at a temperature of 70 ° C - 80 min, sample ejection force - 3.0 MPa , permeability of cement stone - 0.00201 mD, setting time - start 3 hours 50 minutes, end 6 hours 20 minutes.
Пример №8.Example No. 8.
Готовят 1000 г сухой смеси, мас. %:Prepare 1000 g of dry mix, wt. %:
Для приготовления расширяющегося тампонажного раствора 0,44 сухую смесь вводят в жидкость затворения. После чего определяют свойства приготовленного тампонажного раствора и цементного камня: плотность р=1940 кг/м3, растекаемость - 21 см, водоотделение - 0 мл, фильтратоотдача через 30 мин - 24 мл, статическое напряжение сдвига через СНС через 1 мин /10 мин составляет 80/200, линейное расширение через 5 часов - 9,0%, предел прочности при изгибе/сжатии - 5,7/15 МПа, время загустевания при температуре 70°C - 76 мин, усилие ия образца - 3,2 МПа, проницаемость цементного камня - 0,00081 мД, сроки схватывания - начало 3 ч 00 мин, конец 5 ч 40 мин.To prepare an expanding cement slurry 0.44, the dry mixture is introduced into the mixing fluid. After that, the properties of the prepared cement slurry and cement stone are determined: density p = 1940 kg / m 3 , spreadability - 21 cm, water separation - 0 ml, filtrate yield after 30 minutes - 24 ml, the static shear stress through the SSS after 1 min / 10 min 80/200, linear expansion after 5 hours - 9.0%, tensile strength in bending / compression - 5.7 / 15 MPa, thickening time at 70 ° C - 76 min, sample force - 3.2 MPa, permeability cement stone - 0.00081 mD, setting time - start 3 hours 00 minutes, end 5 hours 40 minutes.
Пример 11.Example 11
Готовят 1000 г сухой смеси, г/мас. %:Prepare 1000 g of dry mix, g / wt. %:
Для приготовления расширяющегося тампонажного раствора с В/Ц=0,45 сухую смесь вводят в жидкость затворения. После чего еляют свойства приготовленного тампонажного раствора и цементного камня: плотность р=2100 кг/м3, растекаемость - 25 см, водоотделение - 3 мл, фильтратоотдача через 30 мин - 72 мл, статическое напряжение сдвига через СНС через 1 мин /10 мин составляет 53/130, линейное расширение через 5 часов - 1,0%, предел прочности при изгибе/сжатии - 6,7/19 МПа, время загустевания при температуре 70°C - 120 мин, усилие выталкивания образца - 3,7 МПа, проницаемость цементного камня - 0,0157 мД, сроки схватывания - начало 3 ч 50 мин, конец 7 ч 55 мин.To prepare an expanding grouting mortar with W / C = 0.45, the dry mixture is introduced into the mixing fluid. After that, the properties of the prepared cement slurry and cement stone are added: density p = 2100 kg / m 3 , spreadability 25 cm, water separation 3 ml, filtrate recovery after 30 minutes 72 ml, the static shear stress through the SSS after 1 min / 10 min 53/130, linear expansion after 5 hours - 1.0%, tensile strength in bending / compression - 6.7 / 19 MPa, thickening time at a temperature of 70 ° C - 120 min, the ejection force of the sample - 3.7 MPa, permeability cement stone - 0,0157 mD, setting time - start 3 hours 50 minutes, end 7 hours 55 minutes.
Пример №12.Example No. 12.
Готовят 1000 г сухой смеси, мас. %:Prepare 1000 g of dry mix, wt. %:
Для приготовления расширяющегося тампонажного раствора с В/Ц=0,47 сухую смесь вводят в жидкость затворения. После определют свойства приготовленного тампонажного раствора и цементного камня: плотность р=2220 кг/м3, растекаемость - 23 см, водоотделение - 0 мл, фильтратоотдача через 30 мин - 70 мл, статическое напряжение сдвига через СНС через 1 мин /10 мин составляет 60/150, линейное расширение через 5 часов - 7,0%, предел прочности при изгибе/сжатии - 8,2/22 МПа, время загустевания при температуре 70°C - 90 мин, усилие выталкивание образца - 4,0 МПа, проницаемость цементного камня - 0,0045 мД, сроки схватывания, начало 9 ч 00 мин, конец 11 ч 00 мин.To prepare an expanding grouting mortar with W / C = 0.47, the dry mixture is introduced into the mixing fluid. After that, the properties of the prepared cement slurry and cement stone will be determined: density p = 2220 kg / m 3 , spreadability - 23 cm, water separation - 0 ml, filtrate yield after 30 min - 70 ml, the static shear stress through the SSS after 1 min / 10 min is 60 / 150, linear expansion after 5 hours - 7.0%, tensile strength in bending / compression - 8.2 / 22 MPa, thickening time at a temperature of 70 ° C - 90 min, force ejection of the sample - 4.0 MPa, permeability of cement stone - 0.0045 mD, setting time, start 9 hours 00 minutes, end 11 hours 00 minutes.
Пример №13.Example No. 13.
Готовят 1000 г сухой смеси, мас. %.:Prepare 1000 g of dry mix, wt. % .:
Для приготовления расширяющегося тампонажного раствора с В/Ц=0,48 сухую смесь вводят в жидкость затворения. После чего определяют свойства приготовленного тампонажного раствора и цементного камня: плотность р=2200 кг/м3, растекаемость - 22 см, водоотделение - 0 мл, фильтратоотдача через 30 мин - 61 мл, статическое напряжение сдвига через СНС через 1 мин /10 мин составляет 70/171, линейное расширение через 5 часов - 9,0%, предел прочности при изгибе/сжатии - 8,5/23 МПа, время загустевания при температуре 70°C - 80 мин, усилие выталкивания образца - 4,2 МПа, проницаемость цементного камня - 0,0038 мД, сроки схватывания - начало 8 ч 20 мин, конец 10 ч 05 мин.To prepare an expanding grouting mortar with W / C = 0.48, the dry mixture is introduced into the mixing fluid. After that, the properties of the prepared cement slurry and cement stone are determined: density p = 2200 kg / m 3 , spreadability - 22 cm, water separation - 0 ml, filtrate yield after 30 min - 61 ml, the static shear stress through the SSS after 1 min / 10 min 70/171, linear expansion after 5 hours - 9.0%, tensile strength in bending / compression - 8.5 / 23 MPa, thickening time at a temperature of 70 ° C - 80 min, the ejection force of the sample - 4.2 MPa, permeability cement stone - 0.0038 mD, setting time - beginning 8 hours 20 minutes, end 10 hours 05 minutes.
Пример №16.Example No. 16.
Готовят 1000 г сухой смеси, г/мас. %:Prepare 1000 g of dry mix, g / wt. %:
Для приготовления расширяющегося тампонажного раствора с В/Ц=0,6 сухую смесь вводят в жидкость затворения. После чего определяют свойства приготовленного тампонажного раствора и цементного камня: плотность р=1600 кг/м3, растекаемость - 27 см, водоотделение - 2 мл, фильтратоотдача через 30 мин - 40 мл, статическое напряжение сдвига через СНС через 1 мин /10 мин составляет 54/130, линейное расширение через 5 часов - 1,0%, предел прочности при изгибе/сжатии - 1,7/2,0 МПа, время загустевания при температуре 70°C - 160 мин, усилие выталкивания образца - 1,3 МПа, проницаемость цементного камня 0,0621 мД, сроки схватывания - начало 8 ч 10 мин, конец 10 ч 30 мин.To prepare an expanding grouting mortar with W / C = 0.6, the dry mixture is introduced into the mixing fluid. After that, the properties of the prepared cement slurry and cement stone are determined: density p = 1600 kg / m 3 , spreadability - 27 cm, water separation - 2 ml, filtrate recovery after 30 minutes - 40 ml, the static shear stress through the SSS after 1 min / 10 min 54/130, linear expansion after 5 hours - 1.0%, tensile strength in bending / compression - 1.7 / 2.0 MPa, thickening time at a temperature of 70 ° C - 160 min, sample ejection force - 1.3 MPa , permeability of cement stone 0.0621 mD, setting time - start 8 hours 10 minutes, end 10 hours 30 minutes.
Пример №17. Готовят 1000 г сухой смеси, мас. %:Example No. 17. Prepare 1000 g of dry mix, wt. %:
Для приготовления расширяющегося тампонажного раствора с В/Ц=0,6 сухую смесь вводят в жидкость затворения. После чего определяют свойства приготовленного тампонажного раствора и цементного камня: плотность р=1600 кг/м3, растекаемость 25 см, водоотделение - 0 мл, фильтратоотдача через 30 мин - 36 мл, статическое напряжение сдвига через СНС через 1 мин /10 мин составляет 60/140, линейное расширение через 5 часов - 6,5%, предел прочности при изгибе/сжатии - 1,8/2,3 МПа, время загустевания при температуре 70°C - 180 мин, усилие выталкивания образца - 1,4 МПа, проницаемость цементного камня - 0,00315 мД, сроки схватывания - начало 7 ч 40 мин, конец 9 ч 30 мин.To prepare an expanding grouting mortar with W / C = 0.6, the dry mixture is introduced into the mixing fluid. After that, the properties of the prepared cement slurry and cement stone are determined: density p = 1600 kg / m 3 , spreadability 25 cm, water separation - 0 ml, filtrate recovery after 30 minutes - 36 ml, the static shear stress through the SSS after 1 min / 10 min is 60 / 140, linear expansion after 5 hours - 6.5%, ultimate bending / compression strength - 1.8 / 2.3 MPa, thickening time at a temperature of 70 ° C - 180 min, sample ejection force - 1.4 MPa, permeability of cement stone - 0.00315 mD, setting time - start 7 hours 40 minutes, end 9 hours 30 minutes.
Пример №18.Example No. 18.
Готовят 1000 г сухой смеси, мас. %.:Prepare 1000 g of dry mix, wt. % .:
Для приготовления расширяющегося тампонажного раствора с В/Ц=0,6 сухую смесь вводят в жидкость затворения. После чего определяют свойства приготовленного тампонажного раствора и цементного камня: плотность р=1600 кг/м3, растекаемость - 23 см, водоотделение - 0 мл, фильтратоотдача через 30 мин - 33 мл, статическое напряжение сдвига через СНС через 1 мин /10 мин составляет 65/170, линейное расширение через 5 часов - 7,5%, предел прочности при изгибе/сжатии - 1,8/3,5 МПа, время загустевания при температуре 70°C - 180 мин, усилие выталкивания образца - 1,6 МПа, проницаемость цементного камня - 0,00291 мД, сроки схватывания - начало 7 ч 00 мин, конец 8 ч 10 мин.To prepare an expanding grouting mortar with W / C = 0.6, the dry mixture is introduced into the mixing fluid. After that, the properties of the prepared cement slurry and cement stone are determined: density p = 1600 kg / m 3 , spreadability - 23 cm, water separation - 0 ml, filtrate recovery after 30 minutes - 33 ml, the static shear stress through the SSS after 1 min / 10 min 65/170, linear expansion after 5 hours - 7.5%, ultimate bending / compression strength - 1.8 / 3.5 MPa, thickening time at a temperature of 70 ° C - 180 min, sample ejection force - 1.6 MPa , permeability of cement stone - 0.00291 mD, setting time - start 7 hours 00 minutes, end 8 hours 10 minutes.
Пример №21. Готовят 1000 г сухой смеси, г/мас. %:Example No. 21. Prepare 1000 g of dry mix, g / wt. %:
Сухую смесь тщательно перемешивают.The dry mixture is thoroughly mixed.
Для приготовления расширяющегося тампонажного раствора с В/Ц=0,44 сухую смесь вводят в жидкость затворения. После чего определяют свойства приготовленного тампонажного раствора и цементного камня: плотность р=1930 кг/м3, растекаемость - 23 см, водоотделение - 1 мл, фильтратоотдача через 30 мин - 50 мл, статическое напряжение сдвига через СНС через 1 мин /10 мин составляет 80/210, линейное расширение через 5 часов - 1,0%, предел прочности при изгибе/сжатии - 2,5/4,7 МПа, время загустевания при температуре 70°C - 120 мин, усилие выталкивания образца - 2,4 МПа, проницаемость цементного камня 0,00216 мД, сроки схватывания - начало 3 ч 40 мин, конец 9 ч 05 мин.To prepare an expanding grouting mortar with W / C = 0.44, the dry mixture is introduced into the mixing fluid. After that, the properties of the prepared cement slurry and cement stone are determined: density p = 1930 kg / m 3 , spreadability - 23 cm, water separation - 1 ml, filtrate recovery after 30 minutes - 50 ml, the static shear stress through the SSS after 1 min / 10 min 80/210, linear expansion after 5 hours - 1.0%, tensile strength in bending / compression - 2.5 / 4.7 MPa, thickening time at 70 ° C - 120 min, sample ejection force - 2.4 MPa , permeability of cement stone 0.00216 mD, setting time - start 3 hours 40 minutes, end 9 hours 05 minutes.
Пример №22. Готовят 1000 г сухой смеси, мас. %:Example No. 22. Prepare 1000 g of dry mix, wt. %:
Для приготовления расширяющегося тампонажного раствора с В/Ц=0,44 сухую смесь вводят в жидкость затворения. После чего определяют свойства приготовленного тампонажного раствора и цементного камня: плотность р=1930 кг/м3, растекаемость - 22 см, водоотделение - 0 мл, фильтратоотдача через 30 мин - 40 мл, статическое напряжение сдвига через СНС через 1 мин /10 мин составляет 80/250, линейное расширение через 5 часов - 3,0%, предел прочности при изгибе/сжатии - 3,0/8,0 МПа, время загустевания при температуре 70°C - 120 мин, усилие выталкивания образца - 2,8 МПа, проницаемость цементного камня - 0,00097 мД, сроки схватывания - начало 9 ч 00 мин, конец 15 ч 30 мин.To prepare an expanding grouting mortar with W / C = 0.44, the dry mixture is introduced into the mixing fluid. After that, the properties of the prepared cement slurry and cement stone are determined: density p = 1930 kg / m 3 , spreadability 22 cm, water separation 0 ml, filtrate yield after 30 min - 40 ml, the static shear stress through the SSS after 1 min / 10 min 80/250, linear expansion after 5 hours - 3.0%, tensile strength in bending / compression - 3.0 / 8.0 MPa, thickening time at a temperature of 70 ° C - 120 min, sample ejection force - 2.8 MPa , permeability of cement stone - 0.00097 mD, setting time - beginning 9 hours 00 minutes, end 15 hours 30 minutes.
Пример №23. Готовят 1000 г сухой смеси, мас. %:Example No. 23. Prepare 1000 g of dry mix, wt. %:
Для приготовления расширяющегося тампонажного раствора с В/Ц=0,44 сухую смесь вводят в жидкость затворения. После чего определяют свойства приготовленного тампонажного раствора и цементного камня: плотность р=1930 кг/м3, растекаемость - 20 см, водоотделение - 0 мл, фильтратоотдача через 30 мин - 36 мл, статическое напряжение сдвига через СНС через 1 мин /10 мин составляет 90/270, линейное расширение через 5 часов - 4%, предел прочности при изгибе/сжатии - 3,4/8,0 МПа, время загустевания при температуре 70°C - 110 мин, усилие выталкивания образца - 3,2 МПа, проницаемость цементного камня - 0,00064 мД, сроки схватывания - начало 5 ч 40 мин, конец 10 ч 10 мин.To prepare an expanding grouting mortar with W / C = 0.44, the dry mixture is introduced into the mixing fluid. After that, the properties of the prepared cement slurry and cement stone are determined: density p = 1930 kg / m 3 , spreadability - 20 cm, water separation - 0 ml, filtrate recovery after 30 minutes - 36 ml, the static shear stress through the SSS after 1 min / 10 min 90/270, linear expansion after 5 hours - 4%, tensile strength in bending / compression - 3.4 / 8.0 MPa, thickening time at a temperature of 70 ° C - 110 min, the force to eject the sample - 3.2 MPa, permeability cement stone - 0.00064 mD, setting time - start 5 hours 40 minutes, end 10 hours 10 minutes.
В примеры №№1-5, 16-20 - используют портландцемент ПТЦ III - Об 6-100, в примерах №№6-15, 21- 25 - используют портландцемент ПТЦ - I-G. Для приготовления тампонажного раствора сухую смесь в примерах №№1-10 затворяют водным раствором хлорида кальция р=1032 кг/м3, в примерах №№11-15 - водным раствором формиата калия р=1300 кг/м3, в примерах №№16-25 водой. Свойства тампонажного раствора и цементного камня определяют при в соответствии с ГОСТ 1581-96 «Цементы тампонажные» и ГОСТ 26798.1-96 «Цементы тампонажные. Методы испытаний».In examples No. 1-5, 16-20 - use PTL Portland cement III - About 6-100, in examples No. 6-15, 21-25 - use PTL Portland cement - IG. To prepare the cement slurry, the dry mixture in examples No. 1-10 is closed with an aqueous solution of calcium chloride p = 1032 kg / m 3 , in examples No. 11-15 with an aqueous solution of potassium formate p = 1300 kg / m 3 , in examples No. 16-25 with water. The properties of grouting mortar and cement stone are determined when in accordance with GOST 1581-96 "Cement grouting" and GOST 26798.1-96 "Cement grouting. Test Methods. "
Результаты проведенных исследований представлены в таблице.The results of the studies are presented in the table.
Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует условиям «новизны, изобретательский уровень, промышленная применимость», то есть является патентоспособным.Thus, the claimed technical solution meets the conditions of "novelty, inventive step, industrial applicability", that is, is patentable.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019106639A RU2710943C1 (en) | 2019-03-07 | 2019-03-07 | Dry mixture for preparing expanding grouting mortar |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019106639A RU2710943C1 (en) | 2019-03-07 | 2019-03-07 | Dry mixture for preparing expanding grouting mortar |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2710943C1 true RU2710943C1 (en) | 2020-01-14 |
Family
ID=69171461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019106639A RU2710943C1 (en) | 2019-03-07 | 2019-03-07 | Dry mixture for preparing expanding grouting mortar |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2710943C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1616074A1 (en) * | 2003-04-24 | 2006-01-18 | Halliburton Energy Services, Inc. | Cement compositions with improved corrosion resistance and methods of cementing in subterranean formations |
RU2441897C1 (en) * | 2010-12-24 | 2012-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Пермская сервисная компания "Буртехнологии" | Cementing slurry |
RU2447123C1 (en) * | 2011-03-18 | 2012-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" | Backfill for cementing wells with high gas ratio |
RU2530805C1 (en) * | 2013-06-21 | 2014-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Цементные технологии" | Plugging material |
RU2576416C1 (en) * | 2015-01-14 | 2016-03-10 | Публичное акционерное общество "ГАЗПРОМ" (ПАО "ГАЗПРОМ") | Method to fix process wells of underground storages of gaseous and liquid hydrocarbons (versions) |
-
2019
- 2019-03-07 RU RU2019106639A patent/RU2710943C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1616074A1 (en) * | 2003-04-24 | 2006-01-18 | Halliburton Energy Services, Inc. | Cement compositions with improved corrosion resistance and methods of cementing in subterranean formations |
RU2441897C1 (en) * | 2010-12-24 | 2012-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Пермская сервисная компания "Буртехнологии" | Cementing slurry |
RU2447123C1 (en) * | 2011-03-18 | 2012-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" | Backfill for cementing wells with high gas ratio |
RU2530805C1 (en) * | 2013-06-21 | 2014-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Цементные технологии" | Plugging material |
RU2576416C1 (en) * | 2015-01-14 | 2016-03-10 | Публичное акционерное общество "ГАЗПРОМ" (ПАО "ГАЗПРОМ") | Method to fix process wells of underground storages of gaseous and liquid hydrocarbons (versions) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4015991A (en) | Low fluid loss cementing compositions containing hydrolyzed acrylamide/2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid derivative copolymers and their use | |
US5263542A (en) | Set retarded ultra fine cement compositions and methods | |
US6106603A (en) | Stable suspension of hydrocolloids and superplasticizer | |
RU2464408C2 (en) | Cement compositions with low-temperature hydration and their applications | |
JP2019521059A (en) | Pumpable geopolymer composition for well sealing applications | |
US2582459A (en) | Composition for oil well cementing | |
US3921717A (en) | Method for cementing wells | |
RU2337124C1 (en) | Grouting mortar base foundation for well cementing | |
JP6961270B1 (en) | Ground consolidation material and ground improvement method | |
CN103964796B (en) | A Synchronous Grouting Slurry for Shield Tunneling in Water-rich Sand Layer | |
US3943996A (en) | Low fluid loss cementing compositions | |
US7357834B2 (en) | Cement composition for use with a formate-based drilling fluid comprising an alkaline buffering agent | |
US3931096A (en) | Low fluid loss cementing compositions | |
RU2452758C1 (en) | Expanding backfill solution with controlled properties | |
RU2652040C1 (en) | Low density grouting mortar | |
RU2710943C1 (en) | Dry mixture for preparing expanding grouting mortar | |
CA2635925C (en) | Cement blend | |
RU2726754C1 (en) | Cementing slurry | |
US5006177A (en) | Process and composition for cementing wells passing through salt formations | |
US2512716A (en) | Oil-well sealing compositions | |
Kazmina et al. | Lightweight cement mortar with inorganic perlite microspheres for equipping oil and gas production wells | |
KR20210096193A (en) | Cement slurry, hardened cement and method of making and using same | |
RU2111340C1 (en) | Grouting material | |
RU2215124C1 (en) | Method of preparation of light-weight grouting mortar | |
RU2832750C1 (en) | Grouting composition |