CN102503273A - 缓凝水泥浆液 - Google Patents
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Abstract
一种缓凝水泥浆液，基本水泥浆液配比为：水灰比1～1.25∶1；在基本水泥浆液中掺加重量1.5-2％的悬浮剂和缓凝剂；所述的缓凝剂为三聚磷酸钠、酒石酸、酒石酸钾钠、柠檬酸或氯化锌六种缓凝剂中的一种或两种及两种以上任意混合比的混合物；其中焦磷酸钠的掺量0.1％～0.5％；三聚磷酸钠掺量0.1％～0.6％，酒石酸的掺量0.2％～0.4％，酒石酸钾钠的掺量0.4％～0.5％，柠檬酸的掺量0.05％～0.35％；氯化锌的掺量0.2％～0.3％；上述悬浮剂为钠基膨润土。优点是：提高水泥浆液的稳定性，延长水泥颗粒沉淀时间，提高了浆液结石率。
Description
技术领域
本发明涉及一种注浆材料，具体是一种缓凝水泥浆液。
背景技术
井筒建设工程中，随着深度的增加及地压的增大，地面预注浆与工作面预注浆治水的难度通常越来越大，效果也越来越难保证；尤其是对高角度平行裂隙发育的岩层，或富含孔隙水的砂岩层，注浆效果更是难以保证。
现有的水泥浆液具有流动性差、稳定性低、水泥颗粒沉淀时间短、结石率低等缺点。由于地层性质较为复杂，冻结钻孔泥浆中需掺加较多的化学外加剂，从而在水泥浆置换过程中，影响水泥浆液的凝结时间等性能指标，因而配制能与钻孔泥浆相容，具有良好的流动性、稳定性、合理凝结时间的缓凝水泥浆液，是冻结孔固管封水技术研究的重要和关键问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种缓凝水泥浆液，提高水泥浆液的稳定性，延长水泥颗粒沉淀时间，提高了浆液结石率。
本发明是以如下技术方案实现的：一种缓凝水泥浆液，基本水泥浆液配比为：水灰比1～1.25∶1；在基本水泥浆液中掺加重量为1.5～2％的悬浮剂和缓凝剂；所述的缓凝剂为三聚磷酸钠、酒石酸、酒石酸钾钠、柠檬酸或氯化锌六种缓凝剂中的一种或两种及两种以上任意混合比的混合物；其中焦磷酸钠的掺量0.1％～0.5％；三聚磷酸钠的掺量0.1％～0.6％，酒石酸的掺量0.2％～0.4％，酒石酸钾钠的掺量0.4％～0.5％，柠檬酸的掺量0.05％～0.35％；氯化锌的掺量0.2％～0.3％；上述悬浮剂为钠基膨润土。
其进一步是：上述混合液中还掺有0.8-1％的羧甲基纤维素钠。
所述的缓凝剂为三聚磷酸钠和柠檬酸的混合物；三聚磷酸钠的掺量0.50～0.6％，柠檬酸的掺量为0.2～0.3％。
所述的缓凝剂为焦磷酸钠与柠檬酸的混合物；焦磷酸钠的掺量0.3％～0.5％，柠檬酸掺量0.2～0.3％。
本发明的有益效果是：提高水泥浆液的流动性和稳定性，延长水泥颗粒沉淀时间，提高了浆液结石率。
具体实施方式
一种缓凝水泥浆液，基本水泥浆液配比为：水灰比1～1.25∶1；在基本水泥浆液配比为：水灰比1～1.25∶1；在基本水泥浆液中掺加重量为1.5～2％的悬浮剂和缓凝剂；所述的缓凝剂为三聚磷酸钠、酒石酸、酒石酸钾钠、柠檬酸或氯化锌六种缓凝剂中的一种或两种及两种以上任意混合比的混合物；其中焦磷酸钠的掺量0.1％～0.5％；三聚磷酸钠掺量0.1％～0.6％，酒石酸的掺量0.2％～0.4％，酒石酸钾钠的掺量0.4％～0.5％，柠檬酸的掺量0.05％～0.35％；氯化锌的掺量0.2％～0.3％；上述悬浮剂为钠基膨润土。
水泥浆液配制完成后，水泥颗粒将随着时间的推移而沉淀。由于冻结管下沉所需时间最短也有18h，因此，浆液的快速析水、沉淀，将加剧下部水泥水化，促进其凝结，不利于下管。为此，应通过掺加悬浮剂，来尽可能地提高浆液的稳定性。
实施例1：
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1∶1，在基本水泥浆液中掺加1.6％的钠基膨润土，0.2％的焦磷酸钠(分析纯)。
实施例2
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1∶1，在基本水泥浆液中掺加1.6％的钠基膨润土，0.45％的焦磷酸钠(分析纯)。
实施例3
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.15％的三聚磷酸钠(分析纯)。
实施例4
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.55％的三聚磷酸钠(分析纯)。
实施例5
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.3％的酒石酸(分析纯)和
实施例6
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.45％的酒石酸钾钠(分析纯)
实施例7
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1.2∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.05％的柠檬酸(分析纯)。
实施例8
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1.2∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.05％的柠檬酸(分析纯)。
实施例9
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1.2∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.35％的柠檬酸(分析纯)。
实施例10
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1.2∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.25％的氯化锌(分析纯)。
实施例11
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1.2∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.25％的氯化锌(分析纯)。
实施例12
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1.2∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.25％的氯化锌(分析纯)。
实施例13
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1.2∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.25％的焦磷酸钠(工业品)、0.35％的三聚磷酸钠(工业品)、0.2％的柠檬酸(工业品)。
实施例14
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1.2∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.25％的焦磷酸钠(工业品)、0.2％的柠檬酸(工业品)。
实施例15
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1.2∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.25％的焦磷酸钠(工业品)，0.4％的酒石酸(工业品)，0.2％的柠檬酸(工业品)。
实施例16
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1.2∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.35％的三聚磷酸钠(工业品)、0.2％的柠檬酸(工业品)。
实施例17
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1.2∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.25％的焦磷酸钠(工业品)，0.35％的三聚磷酸钠(工业品)。
实施例18
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1.2∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.9％的羧甲基纤维素钠，0.35％的三聚磷酸钠(工业品)、0.2％的柠檬酸(工业品)。
实施例19
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1.2∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.9％的羧甲基纤维素钠，0.25％的焦磷酸钠(工业品)，0.35％的三聚磷酸钠(工业品)。
实施例20
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1.2∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.9％的羧甲基纤维素钠，0.35％的柠檬酸(分析纯)。
实施例21
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1∶1，在基本水泥浆液中掺加1.6％的钠基膨润土，0.9％的羧甲基纤维素钠，0.3％的焦磷酸钠(分析纯)。
实施例22
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.9％的羧甲基纤维素钠，0.35％的三聚磷酸钠(分析纯)。
实施例23
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.9％的羧甲基纤维素钠，0.4％的酒石酸和酒石酸钾钠(分析纯)。
实施例24
基本水泥浆液配比确定为：水灰比1.2∶1，在基本水泥浆液中掺加1.8％的钠基膨润土，0.9％的羧甲基纤维素钠，0.25％的氯化锌(分析纯)。
水泥浆液中掺钠基膨润土，不仅有助于提高浆液的稳定性，延长水泥颗粒沉淀时间，而且有助于提高浆液结石率。因此，初步确定水泥浆液中掺加钠基膨润土。另外，水泥浆液析水、沉淀一般较快，其根本原因在于水泥颗粒较大，而其粘度很低。鉴于此，拟在水泥浆液中进一步掺加具有良好增粘效果的羧甲基纤维素钠(CMC)来增强水泥浆液的稳定性，减缓其析水沉淀速度。
效果对比：
本发明的缓凝水泥浆液具有良好流动性、稳定性和较高的结石率，且缓凝时间较长。
Claims (4)
1.一种缓凝水泥浆液，其特征在于：基本水泥浆液配比为：水灰比1～1.25∶1；在基本水泥浆液中掺加重量为1.5～2％的悬浮剂和缓凝剂；所述的缓凝剂为三聚磷酸钠、酒石酸、酒石酸钾钠、柠檬酸或氯化锌六种缓凝剂中的一种或两种及两种以上任意混合比的混合物；其中焦磷酸钠的掺量0.1％～0.5％；三聚磷酸钠的掺量0.1％～0.6％，酒石酸的掺量0.2％～0.4％，酒石酸钾钠的掺量0.4％～0.5％，柠檬酸的掺量0.05％～0.35％；氯化锌的掺量0.2％～0.3％；上述悬浮剂为钠基膨润土。
2.根据权利要求1所述的缓凝水泥浆液，其特征在于：上述混合液中还掺有0.8～1％的羧甲基纤维素钠。
3.根据权利要求1或2所述的缓凝水泥浆液，其特征在于：所述的缓凝剂为三聚磷酸钠和柠檬酸的混合物；三聚磷酸钠的掺量0.50～0.6％，柠檬酸的掺量0.2～0.3％。
4.根据权利要求1或2所述的缓凝水泥浆液，其特征在于：所述的缓凝剂为焦磷酸钠与柠檬酸的混合物；焦磷酸钠的掺量0.3％～0.5％，柠檬酸的掺量0.2～0.3％。
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