CN115873588A - 一种支撑剂及其制备方法 - Google Patents
一种支撑剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115873588A CN115873588A CN202211518157.4A CN202211518157A CN115873588A CN 115873588 A CN115873588 A CN 115873588A CN 202211518157 A CN202211518157 A CN 202211518157A CN 115873588 A CN115873588 A CN 115873588A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- proppant
- particles
- solid waste
- granulator
- waste particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 163
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 claims abstract description 88
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 79
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 78
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 36
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000004063 acid-resistant material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 29
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 24
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 23
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 18
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 18
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 17
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 14
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 12
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 10
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 15
- 238000000227 grinding Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 abstract description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 5
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 10
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 10
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 8
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 6
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 5
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 4
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 4
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 4
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000010837 adhesive waste Substances 0.000 description 1
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本公开实施例提供一种支撑剂及其制备方法，所述支撑剂包括：支撑剂颗粒和涂覆支撑剂颗粒表面的涂覆层，所述支撑剂颗粒为固体废弃物颗粒，所述涂覆层包括：水、无机胶黏剂、有机胶黏剂、耐酸材料、固化剂和粉体；所述制备方法采用固体废弃物颗粒作为支撑剂颗粒，将固体废弃物颗粒和水搅拌后加入凝胶材料，粘结于固体废弃物颗粒表面，得到半成品颗粒，然后，将半成品颗粒转入造粒机至半成品颗粒不黏连，常温养护后筛分，得到支撑剂。本公开实施例利用固体废弃物颗粒经湿态搅拌研磨棱角免制粉造粒，无机胶黏剂将研磨掉的碎屑粘结于固体废弃物颗粒表面，提高支撑剂圆球度和强度，提高耐酸性能；工艺简单、减少废物排放、免高温烧结、节约能源。
Description
技术领域
本公开实施例属石油、天然气和页岩气压裂支撑剂技术领域，具体涉及一种支撑剂及其制备方法。
背景技术
水力压裂是油气田增产、增注的重要措施，在油气藏的增产改造中取得了良好的效果。它是利用地面高压泵车组，将高粘液体注入井中，在井底形成高压，当井底压力大于地层的破裂压力时，产生裂缝，继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井返排后裂缝闭合在支撑剂上，使裂缝得以支撑，从而在储层内形成具有高导流的填砂裂缝，最终达到增产增注的目的。
支撑剂作为压裂施工中的重要原材料，目前主要分为三大类：石英砂支撑剂、陶粒支撑剂、覆膜支撑剂。石英砂支撑剂原料一般采用天然的风积砂，最近几年也有部分地区采用石英岩矿，陶粒支撑剂的主要原料为铝矾土等，覆膜支撑剂的主要原料为石英砂、陶粒等。这些原料均要通过开采矿产资源获得。与此同时国内大宗固废已堆积如山，对环境造成巨大污染，资源化应用已迫在眉睫。
目前，采用固废制备支撑剂的工艺主要采用全部磨粉后造粒，将颗粒磨粉后再进行造粒，在制粉环节需要消耗大量的电力，同时粉尘严重，不利于节能环保，同时造粒后需要高温烧结，增加能耗。也有直接使用复合材料包覆固废颗粒的工艺，但是颗粒本身棱角明显，想要达到支撑剂标准要求的圆球度，需要消耗大量的粉体和粘结剂。以上，不能实现利用固废制备支撑剂节能环保，反而消耗更多原材料和能源。
现有技术中至少存在如下问题：
目前，采用固废制备支撑剂工艺主要采用制粉、造粒、烧结或养护等步骤，需要消耗大量能源和粘结剂，制备过程容易产生粉尘等污染环境，同时制粉和造粒后烧结过程需要大量能源，并不能完全实现节能环保。
发明内容
本公开实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种支撑剂及其制备方法。
本公开实施例的一个方面提供一种支撑剂。所述支撑剂包括：支撑剂颗粒和涂覆支撑剂颗粒表面的涂覆层，所述支撑剂颗粒为固体废弃物颗粒，所述涂覆层包括：水、无机胶黏剂、有机胶黏剂、耐酸材料、固化剂和粉体。
可选的，所述固体废弃物颗粒包括铜矿渣和/或不锈钢渣；所述固体废弃物颗粒与所述涂覆层组成重量份为：固体废弃物颗粒为100份、水为7.5份～17.5份、无机胶黏剂为7.5份～17.5份、有机胶黏剂为1.25份～3.75份、耐酸材料为5份～10份、固化剂为0.25份～0.5份和粉体为1.25份～5份。
可选的，所述耐酸材料包括：活性硅微粉、石英粉、玻璃微珠、漂珠的一种或几种；所述粉体为石英粉或活性硅微粉。
可选的，所述无机胶黏剂为水泥，所述有机胶黏剂为树脂。
可选的，所述固体废弃物颗粒的粒径范围为850μm～106μm。
可选的，所述支撑剂的体积密度范围为1.30g/cm3～
1.60g/cm3，视密度范围为2.50g/cm3～2.70g/cm3，在52MPa的闭合压力下，破碎率范围为3.0％～6.5％。
本公开实施例的另一个方面提供一种如上所述的支撑剂制备方法。所述方法包括：
将固体废弃物颗粒和水放入造粒机中搅拌；
将无机胶黏剂、有机胶黏剂、耐酸材料、固化剂依次加入所述造粒机中造粒，得到半成品颗粒，其中，造粒过程中所述无机胶黏剂的加入方式为分段补加；
将所述半成品颗粒转入圆锅造粒机，加入粉体，继续造粒至所述半成品颗粒不黏连，常温养护至少12h后筛分，得到支撑剂。
可选的，所述造粒过程中所述无机胶黏剂的加入方式为分段补加，包括：所述无机胶黏剂分四次补加。
可选的，所述将固体废弃物颗粒和水放入造粒机中搅拌，包括：所述造粒机转速调整至2000r/min～2800r/min，搅拌20min～
40min。
可选的，所述将无机胶黏剂、有机胶黏剂、耐酸材料和固化剂依次加入所述造粒机中造粒，得到半成品颗粒，其中，造粒过程中所述无机胶黏剂的加入方式为分段补加，包括：将所述造粒机转速调整至800r/min～1500r/min，间隔1min～3min，分4次加入所述无机胶黏剂后，继续造粒5min～15min；
将所述有机胶黏剂加入所述造粒机中，搅拌3min～7min；
将所述耐酸材料加入所述造粒机中，搅拌1min～5min；
将所述固化剂加入所述造粒机中，搅拌1min～2min。
本公开实施例的支撑剂中，利用固体废弃物颗粒作为支撑剂颗粒，实现了对固体废弃物的资源化利用、减少废物排放、避免资源浪费；支撑剂制备工艺中采用湿法研磨，将固体废弃物颗粒和水搅拌后加入无机胶黏剂，采用复合型覆膜技术利用无机胶黏剂，将搅拌过程中研磨掉的固体废弃物颗粒棱角产生的碎屑以骨料的形式粘结于固体废弃颗粒表面，对颗粒表面的缺陷进行填补，提高支撑剂圆球度和强度，加入粉体可提高支撑剂耐酸性能，而不是将固体废弃物颗粒制粉再造粒；与现有采用制粉再造粒工艺相比，本公开实施例的支撑剂制备工艺简单、避免高温烧结、节约能源，减少粉尘污染。
附图说明
图1为本公开实施例的制备支撑剂的固体废弃物颗粒在显微镜下放大的形貌图；
图2为本公开实施例支撑剂制备过程中得到的半成品颗粒在显微镜下放大的形貌图；
图3为本公开实施例制备成的支撑剂在显微镜下放大的形貌图；
图4为本公开实施例的一种支撑剂制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本公开实施例的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开实施例作进一步详细描述。
如图1至图3所示，一种支撑剂，所述支撑剂包括：支撑剂颗粒和涂覆支撑剂颗粒表面的涂覆层，所述支撑剂颗粒为固体废弃物颗粒，所述涂覆层包括：水、无机胶黏剂、有机胶黏剂、耐酸材料、固化剂和粉体。
作为一个示例，所述固体废弃物颗粒为铜矿渣和/或不锈钢渣等；本公开实施例选取粒径范围为850μm～425μm、600μm～300μm、425μm～212μm、212μm～106μm中的一种所述固体废弃物颗粒作为支撑剂颗粒；上述粒径范围的支撑剂颗粒是由固体废弃物颗粒经过粉碎、筛选等工艺后得到。
本公开实施例采用固体废弃物颗粒作为支撑剂颗粒，可以实现一次全部资源化利用，减少废弃物排放及资源浪费。本公开实施例中，水既作为制备支撑剂的原料，也起到防尘、助磨的作用；其中，无机胶黏剂、有机胶黏剂和固化剂作为凝胶材料，作为支撑剂涂覆层主要材料，造粒过程中无机胶黏剂可以将所述固体废弃物颗粒磨掉的碎屑粘结于其表面，以提高支撑剂的圆球度和强度；耐酸材料能够提高支撑剂的耐酸性，有的耐酸材料还可以起到降低支撑剂颗粒密度的作用，选用不同的耐酸材料达到的效果不同；粉体具有防黏连和提高支撑剂耐酸性的作用，所述涂覆层具有提高支撑剂耐酸性和提高支撑剂的圆球度和强度的作用。
示例性的，所述固体废弃物颗粒与所述涂覆层组成重量份为：所述固体废弃物颗粒为100份、水为7.5份～17.5份、无机胶黏剂为7.5份～17.5份、有机胶黏剂为1.25份～3.75份、耐酸材料为5份～10份、固化剂为0.25份～0.5份和粉体为1.25份～5份。
作为一个示例，采用上述固体废弃物颗粒与所述涂覆层组成重量份制得的支撑剂的各项性能参数可以满足目标标准，所述目标标准可以为行业推荐标准，这里不赘述。
示例性的，所述耐酸材料包括：活性硅微粉、石英粉、玻璃微珠、漂珠的一种或几种；所述粉体为石英粉或活性硅微粉。
作为一个示例，所述硅微粉为325目活性硅微粉，所述硅微粉和所述石英粉可以提高所述支撑剂的耐酸性；石英粉可以是活性石英粉。本公开实施例所述的玻璃微珠为空心玻璃微珠，所述空心玻璃微珠相较于其它耐酸材料，具有强度高、密度低，还可以起到降低支撑剂颗粒密度的作用，漂珠也具有玻璃微珠的作用，这里不赘述。
示例性的，所述无机胶黏剂为水泥；所述有机胶黏剂为树脂。
作为一个示例，所述水泥具有增加支撑剂强度的作用；根据实际情况可以选择不同类型的水泥以增强支撑剂的强度。所述固体废弃物颗粒可以选用粉碎至一定粒径的固体废弃物颗粒，如，铜矿渣颗粒和不锈钢渣颗粒等具有胶凝活性的颗粒，铜矿渣颗粒和不锈钢渣颗粒具有一定活性，这就使得造粒过程中磨掉所述不锈钢渣颗粒的棱角形成的碎屑与水泥发生水化反应产生硬化产物，提高支撑剂的整体强度，可以理解为，所述铜矿渣颗粒和不锈钢渣颗粒也是制作水泥的原材料。所述有机胶黏剂可以为水性环氧树脂，所述水性环氧树脂的环氧值范围为0.2-0.4，粘度范围为500mPa·s-5000mPa·s。所述固化剂可以是水溶性咪唑类固化剂，或者其它水溶性低温环氧固化剂。因支撑剂颗粒内核含水量较高，水性的环氧树脂，或水溶性咪唑类固化剂可以很好与支撑剂颗粒内核结合，提高支撑剂强度的同时，降低支撑剂的酸溶解度。
示例性的，所述固体废弃物颗粒的粒径范围为850μm～106μm。
作为一个示例，本公开实施例的所述固体废弃物颗粒的粒径范围可以增大所述固体废弃物颗粒的应用范围，根据不同需要选用不同粒径范围的固体废弃物颗粒制备对应的支撑剂。
示例性的，所述支撑剂的体积密度范围为1.30g/cm3～1.60g/cm3，视密度范围为2.50g/cm3～2.70g/cm3，在52MPa的闭合压力下，破碎率范围为3.0％～6.5％。
作为一个示例，所述支撑剂的酸溶解度范围为3.0％～5.0％，浊度范围为18NTU～34NTU，圆球度不小于0.8。
本公开实施例的另一个方面提供一种如上所述的支撑剂制备方法S100。如图4所示，所述方法S100包括：
S110、将固体废弃物颗粒和水放入造粒机中搅拌。
作为一个示例，所述方法还包括：在步骤S110之前对原固体废弃物颗粒进行预处理，得到预设粒径范围的支撑剂颗粒；所述预处理方法为粉碎等工艺，经过粉碎后筛选出预设粒径范围的固体废弃物颗粒作为相应支撑剂颗粒。所述固体废弃物颗粒可以选用铜矿渣颗粒和/或不锈钢渣颗粒等。
该步骤中将预设粒径范围的固体废弃物颗粒和水按照预设重量份放入造粒机中搅拌，使两者混合均匀，搅拌过程中磨碎所述固体废弃物颗粒的棱角，增加所述固体废弃物颗粒的圆球度。投入造粒机中的所述固体废弃物颗粒的重量份为100份、水的重量份范围可以为7.5份～17.5份，水可以防止搅拌过程中所述固体废弃物颗粒产生的粉尘污染，并有助于研磨，水也作为制备支撑剂的原料，提高所述固体废弃物颗粒的含水量，所述固体废弃物颗粒的粒径范围可以选取850μm～425μm、600μm～300μm、425μm～212μm、212μm～106μm中的一种。本公开实施例支撑剂制备工艺免制粉后再造粒，而是将预设粒径范围的固体废弃物颗粒投入造粒机中搅拌均匀，搅拌过程中所述固体废弃物颗粒的棱角被磨碎，以增加所述固体废弃物颗粒的圆球度，减少后续包覆涂覆层的粉体和无机胶黏剂和有机胶黏剂等的使用量，降低成本；本公开实施例实现对固体废弃物的资源化利用，因免制粉再造粒，实现了免高温烧结的环节，节约大量能源。
示例性的，如图1和2所示，所述将固体废弃物颗粒和水放入造粒机中搅拌，包括：所述造粒机转速调整至2000r/min～2800r/min，搅拌20min～40min。
作为一个示例，这里所述的造粒机选用高速造粒机，通过高速造粒机对所述固体废弃物颗粒进行搅拌，可以根据高速造粒机的容量大小，调整所述造粒机的转速和搅拌时间，所述高速造粒机的容量大，相对搅拌速度可以降低，反之，所述造粒机的容量小，可以调高搅拌速度，搅拌时间可以同样进行适当调整。经过所述造粒机搅拌可以使得所述固体废弃物颗粒与水混合均匀，也可以研磨掉所述固体废弃物颗粒的棱角，增加所述固体废弃物颗粒的圆球度，本领域技术人员可以根据实际情况选择适当型号的造粒机，这里不赘述。
S120、将无机胶黏剂、有机胶黏剂、耐酸材料、固化剂依次加入所述造粒机中造粒，得到半成品颗粒，其中，造粒过程中所述无机胶黏剂的加入方式为分段补加。
作为一个示例，该步骤和步骤S110实现初步造粒，所述造粒机为高速造粒机或强力造粒机，所述高速造粒机或强力造粒机就是可以满足高速度转动，能够达到搅拌均匀，动力充足的造粒机，所述高速造粒机转速可高达几千转/秒。所述无机胶黏剂可以为水泥；有机胶黏剂可以是树脂，优选的，所述有机胶黏剂可以为水性环氧树脂；所述耐酸材料可以是325目活性硅微粉、石英粉、玻璃微珠、漂珠的一种或几种；所述固化剂可以是水溶性咪唑类固化剂，或者其它水溶性低温环氧固化剂。所述固体废弃物颗粒可以选用铜矿渣颗粒和/或不锈钢渣颗粒等，其中，不锈钢渣颗粒和铜矿渣颗粒具有一定活性，这就使得造粒过程中磨掉所述固体废弃物颗粒的棱角形成的碎屑与水泥发生水化反应产生硬化产物包覆在所述固体废弃物颗粒表面，从而提高支撑剂的整体强度。所述固体废弃物颗粒经过湿态研磨，含水量较高，与水性粘结剂和水溶性固化剂能够更好地结合。本公开实施例采用复合型覆膜技术，所述复合型覆膜技术就是主要采用无机胶黏剂及固废碎屑进行一次覆膜，然后以有机胶黏剂及无机耐酸材料进行二次及以上覆膜，无机耐酸材料作为有机胶黏剂的填充材料，有效增加涂覆层的厚度，填补颗粒表面缺陷，提高圆球度。采用活性物质，即活性硅微粉作为有机胶黏剂的填充材料，可以增加耐酸材料与有机胶黏剂的粘结力。将所述固体废弃物颗粒的棱角磨掉形成的碎屑以骨料的形成通过无机胶黏剂包覆于所述固体废弃物颗粒表面，对提高支撑剂颗粒的圆球度和强度；利用有机胶黏剂将活性硅微粉、石英粉或玻璃微珠的一种或几种粘结于所述固体废弃物颗粒的表面；采用活性硅微粉和石英粉可以提高支撑剂颗粒的耐酸性能，降低酸溶解度；采用玻璃微珠还具有降低支撑剂颗粒密度的作用。
本公开实施例中对所述固体废弃物颗粒进行搅拌和造粒均在一台所述造粒机中进行，所述造粒机完成搅拌研磨和涂覆层包覆造粒，减少了使用多台设备原料转移过程的损耗、污染，降低了人工成本，提高了工艺效率。
示例性的，所述造粒过程中所述无机胶黏剂的加入方式为分段补加，包括：所述无机胶黏剂分四次补加。
作为一个示例，造粒过程中分段式补加无机胶黏剂，使得无机胶黏剂逐步填补所述固体废弃物颗粒表面的凹陷等缺陷，逐渐增加支撑剂的圆球度和强度，填充效果更好。
示例性的，所述将无机胶黏剂、有机胶黏剂、耐酸材料和固化剂依次加入所述造粒机中造粒，得到半成品颗粒，如图3所示，其中，造粒过程中所述无机胶黏剂的加入方式为分段补加，包括：将所述造粒机转速调整至800r/min～1500r/min，间隔1min～3min，分4次加入所述无机胶黏剂后，继续造粒5min～15min；
将所述有机胶黏剂加入所述造粒机中，搅拌3min～7min。
将所述耐酸材料加入所述造粒机中，搅拌1min～5min。
将所述固化剂加入所述造粒机，搅拌1min～2min。
作为一个示例，所述无机胶黏剂分4次加入造粒机中，可以逐步弥补所述固体废弃物颗粒表面的凹陷等缺陷，并增加支撑剂强度。所述无机胶黏剂为水泥时，所述固体废弃物颗粒的棱角被研磨成的碎屑与水泥发生水化反应附着于所述固体废弃物颗粒表面，从而提高支撑剂的整体强度。所述水泥分4次加入造粒机中，可以逐步填补所述固体废弃物颗粒表面凹陷等，使得包覆趋于完美，有助于提高圆球度，有助于提高成品率。
所述有机胶黏剂为水性环氧树脂，有机胶黏剂包覆于固体废弃物颗粒表面，提高圆球度，还可以将耐酸材料包覆于所述固体废弃物颗粒表面；所述有机胶黏剂为水性粘结剂时，有助于与所述固体废弃物颗粒相结合；所述耐酸材料为活性硅微粉和活性石英粉时，可以提高支撑剂颗粒的耐酸性能，所述耐酸材料采用玻璃微珠时，提高支撑剂颗粒的耐酸性能的同时还可以降低支撑剂颗粒密度的作用。活性硅微粉和活性石英粉可以与有机胶黏剂结合，提高涂覆层强度，另外活性硅微粉和活性石英粉耐酸性较强，可提高成品耐酸性；可以理解的，所述固化剂可为水溶性咪唑类固化剂，或者其它水溶性低温环氧固化剂，水溶性固化剂可以更好的包覆于所述固体废弃物颗粒表面，完成造粒。
S130、将所述半成品颗粒转入圆锅造粒机，加入粉体，继续造粒至所述半成品颗粒不黏连，常温养护至少12h后筛分，得到支撑剂。
作为一个示例，将半成品颗粒转入圆锅造粒机，一来提高支撑剂的圆球度，二来促使所述有机胶黏剂、所述耐酸材料和所述固化剂透过水泥层渗透至所述固体废弃物颗粒表面，提高与固体废弃物颗粒的粘结力防止脱壳。所述圆锅造粒机造粒过程使颗粒之间相互摩擦碰撞，促使半成品颗粒表层包覆材料，即涂覆层更加密实，使液体渗出，摩擦过程中促使半成品颗粒表面更加光滑，同时，圆锅造粒机转速较低，只有几十转/秒，还起到初步的养护作用，使得半成品颗粒达到初凝。所述粉体可以为石英粉等起到防止黏连的粉末。所述粉体为石英粉还可以提高支撑剂的耐酸性。常温养护至少12h，避免加热，节约能源和材料。如果加热养护，可以减少养护时间，提高工艺效率。
实施例1
一种支撑剂制备方法S100，包括如下步骤：
S110、将4kg粒径范围为850μm～425μm的不锈钢渣和0.5kg的水分别加入到强力造粒机中，打开设备，将所述强力造粒机的转速调整至2000r/min，搅拌40min。
S120、将所述强力造粒机的转速调至1000r/min，分4次每次间隔2min，加入0.5kg的水泥，继续造粒10min，然后加入0.1kg的水性环氧树脂搅拌5min，再加入0.3kg的活性硅微粉，搅拌3min，加入0.01kg的咪唑，搅拌1min～2min，得到半成品颗粒。
S130、将所述半成品颗粒转入圆锅造粒机中，加入0.1kg的石英粉，造粒至不黏连，常温养护12小时后筛分得到支撑剂，按照SY/T5108-2014《水力压裂和砾石充填作业用支撑剂性能测试方法》对所述支撑剂进行性能参数检测，如表1所示。
实施例2
一种支撑剂制备方法S100，包括如下步骤：
S110、将4kg粒径范围为850μm～425μm的铜矿渣和0.5kg的水分别加入到强力造粒机中，打开设备，将所述强力造粒机的转速调整至2500r/min，搅拌30min。
S120、将所述强力造粒机的转速调至1000r/min，分4次加入每次间隔2min，加入0.5kg的水泥，继续造粒10min，然后加入0.1kg的水性环氧树脂搅拌5min，再加入0.3kg的活性硅微粉，搅拌3min，加入0.01kg的咪唑，搅拌1min～2min，得到半成品颗粒。
S130、将所述半成品颗粒转入圆锅造粒机中，加入0.1kg的石英粉，造粒至不黏连，常温养护12小时后筛分得到支撑剂，按照SY/T5108-2014《水力压裂和砾石充填作业用支撑剂性能测试方法》对所述支撑剂进行性能参数检测，如表1所示。
实施例3
一种支撑剂制备方法S100，包括如下步骤：
S110、将4kg粒径范围为425μm～212μm的不锈钢渣颗粒和0.5kg的水分别加入到强力造粒机中，打开设备，将所述强力造粒机的转速调整至2700r/min，搅拌25min。
S120、将所述强力造粒机的转速调至1200r/min，分4次每次间隔2min，加入0.5kg的水泥，继续造粒5min，然后加入0.1kg的水性环氧树脂搅拌5min，再加入0.3kg的活性硅微粉，搅拌3min，加入0.01kg的咪唑，搅拌1min～2min，得到半成品颗粒。
S130、将所述半成品颗粒转入圆锅造粒机中，加入0.1kg石英粉，造粒至不黏连，常温养护12小时后筛分得到支撑剂，按照SY/T5108-2014《水力压裂和砾石充填作业用支撑剂性能测试方法》对所述支撑剂进行性能参数检测，如表1所示。
实施例4
一种支撑剂制备方法S100，包括如下步骤：
S110、将6kg粒径范围为425μm～212μm的不锈钢渣颗粒渣和0.6kg的水加入到强力造粒机中，打开设备，将所述强力造粒机的转速调整至2500r/min，搅拌35min。
S120、将所述强力造粒机的转速调至800r/min，分4次每次间隔3min，加入0.7kg的水泥，继续造粒5min，然后加入0.2kg的水性环氧树脂搅拌7min，再加入0.3kg的玻璃微珠，搅拌5min，加入0.02kg的咪唑，搅拌1min～2min，得到半成品颗粒。
S130、将所述半成品颗粒转入圆锅造粒机中，加入0.1kg的石英粉，造粒至不黏连，常温养护12小时后筛分得到支撑剂，按照SY/T5108-2014《水力压裂和砾石充填作业用支撑剂性能测试方法》对所述支撑剂进行性能参数检测，如表1所示。
实施例5
一种支撑剂制备方法S100，包括如下步骤：
S110、将6kg粒径范围为212μm～106μm的不锈钢渣颗粒渣和0.6kg的水分别加入到高速造粒机中，打开设备，将所述高速造粒机的转速调整至2800r/min，搅拌20min。
S120、将所述高速造粒机的转速调至1500r/min，分4次每次间隔1min，加入0.6kg的水泥，继续造粒15min，然后加入0.2kg的水性环氧树脂搅拌3min，再加入0.3kg的活性硅微粉，搅拌1min，加入0.02kg的咪唑，搅拌1min～2min，得到半成品颗粒。
S130、将所述半成品颗粒转入圆锅造粒机中，加入0.1kg的石英粉，造粒至不黏连，常温养护10小时后筛分得到支撑剂，按照SY/T5108-2014《水力压裂和砾石充填作业用支撑剂性能测试方法》对所述支撑剂进行性能参数检测，如表1所示。
表1为实施例1至实施例5的支撑剂按照SY/T5108-2014《水力压裂和砾石充填作业用支撑剂性能测试方法》检测性能参数的结果：
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开实施例的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开实施例并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开实施例的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开实施例的保护范围。
Claims (10)
1.一种支撑剂，所述支撑剂包括：支撑剂颗粒和涂覆支撑剂颗粒表面的涂覆层，其特征在于，所述支撑剂颗粒为固体废弃物颗粒，所述涂覆层包括：水、无机胶黏剂、有机胶黏剂、耐酸材料、固化剂和粉体。
2.根据权利要求1所述的支撑剂，其特征在于，所述固体废弃物颗粒包括铜矿渣和/或不锈钢渣；
所述固体废弃物颗粒与所述涂覆层组成重量份为：固体废弃物颗粒为100份、水为7.5份～17.5份、无机胶黏剂为7.5份～17.5份、有机胶黏剂为1.25份～3.75份、耐酸材料为5份～10份、固化剂为0.25份～0.5份和粉体为1.25份～5份。
3.根据权利要求2所述的支撑剂，其特征在于，所述耐酸材料包括：活性硅微粉、石英粉、玻璃微珠、漂珠的一种或几种；所述粉体为石英粉或活性硅微粉。
4.根据权利要求1至3任一项所述的支撑剂，其特征在于，所述无机胶黏剂为水泥，所述有机胶黏剂为树脂。
5.根据权利要求1至3任一项所述的支撑剂，其特征在于，所述固体废弃物颗粒的粒径范围为850μm～106μm。
6.根据权利要求1至3任一项所述的支撑剂，其特征在于，所述支撑剂的体积密度范围为1.30g/cm3～1.60g/cm3，视密度范围为2.50g/cm3～2.70g/cm3，在52MPa的闭合压力下，破碎率范围为3.0％～6.5％。
7.一种如权利要求1至6任一项所述的支撑剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将固体废弃物颗粒和水放入造粒机中搅拌；
将无机胶黏剂、有机胶黏剂、耐酸材料和固化剂依次加入所述造粒机中造粒，得到半成品颗粒，其中，造粒过程中所述无机胶黏剂的加入方式为分段补加；
将所述半成品颗粒转入圆锅造粒机，加入粉体，继续造粒至所述半成品颗粒不黏连，常温养护至少12h后筛分，得到支撑剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述造粒过程中所述无机胶黏剂的加入方式为分段补加，包括：所述无机胶黏剂分四次补加。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将固体废弃物颗粒和水放入造粒机中搅拌，包括：所述造粒机转速调整至2000r/min～2800r/min，搅拌20min～40min。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将无机胶黏剂、有机胶黏剂、耐酸材料、固化剂依次加入所述造粒机中造粒，得到半成品颗粒，其中，造粒过程中所述无机胶黏剂的加入方式为分段补加，包括：将所述造粒机转速调整至800r/min～1500r/min，间隔1min～3min，分4次加入所述无机胶黏剂后，继续造粒5min～15min；
将所述有机胶黏剂加入所述造粒机中，搅拌3min～7min；
将所述耐酸材料加入所述造粒机中，搅拌1min～5min；
将所述固化剂加入所述造粒机中，搅拌1min～2min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211518157.4A CN115873588B (zh) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | 一种支撑剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211518157.4A CN115873588B (zh) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | 一种支撑剂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115873588A true CN115873588A (zh) | 2023-03-31 |
| CN115873588B CN115873588B (zh) | 2024-02-27 |
Family
ID=85764812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211518157.4A Active CN115873588B (zh) | 2022-11-30 | 2022-11-30 | 一种支撑剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115873588B (zh) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070166541A1 (en) * | 2005-02-04 | 2007-07-19 | Smith Russell J | Composition and method for making a proppant |
| CA2838564A1 (en) * | 2011-06-15 | 2012-12-20 | Schlumberger Canada Limited | Heterogeneous proppant placement in a fracture with removable extrametrical material fill |
| CN103525395A (zh) * | 2013-10-14 | 2014-01-22 | 阳泉市长青石油压裂支撑剂有限公司 | 陶粒油气压裂支撑剂及其制备方法 |
| CN105176513A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-12-23 | 北京昆仑隆源石油开采技术有限公司 | 新型超低密度支撑剂及其制备方法 |
| CN105777024A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-07-20 | 北京融达建业建筑工程技术有限公司 | 一种油气田环保压裂支撑剂及制备方法 |
| WO2016190864A1 (en) * | 2015-05-27 | 2016-12-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Forming proppant-free channels in propped vertically oriented fractures |
| CN106675548A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-17 | 北京昆仑隆源石油开采技术有限公司 | 一种自悬浮支撑剂及其制备方法 |
| CN110157405A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-08-23 | 中国石油大学(北京) | 用于非常规储层水力压裂的覆膜支撑剂及制备和应用 |
| CN110951476A (zh) * | 2018-09-26 | 2020-04-03 | 广东清大同科环保技术有限公司 | 一种镍铁渣基石油压裂支撑剂及其制备方法 |
| CN112441771A (zh) * | 2019-08-29 | 2021-03-05 | 广东清大同科环保技术有限公司 | 一种超低密度合成陶粒支撑剂及其制备方法 |
| CN114672300A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-06-28 | 河南机电职业学院 | 一种镁渣飞灰树脂结合石油压裂支撑剂及制取方法 |
| CN114686201A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-07-01 | 河南机电职业学院 | 一种飞灰镁渣质石油压裂支撑剂及制取方法 |
-
2022
- 2022-11-30 CN CN202211518157.4A patent/CN115873588B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070166541A1 (en) * | 2005-02-04 | 2007-07-19 | Smith Russell J | Composition and method for making a proppant |
| CA2838564A1 (en) * | 2011-06-15 | 2012-12-20 | Schlumberger Canada Limited | Heterogeneous proppant placement in a fracture with removable extrametrical material fill |
| CN103525395A (zh) * | 2013-10-14 | 2014-01-22 | 阳泉市长青石油压裂支撑剂有限公司 | 陶粒油气压裂支撑剂及其制备方法 |
| WO2016190864A1 (en) * | 2015-05-27 | 2016-12-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Forming proppant-free channels in propped vertically oriented fractures |
| CN105176513A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-12-23 | 北京昆仑隆源石油开采技术有限公司 | 新型超低密度支撑剂及其制备方法 |
| CN105777024A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-07-20 | 北京融达建业建筑工程技术有限公司 | 一种油气田环保压裂支撑剂及制备方法 |
| CN106675548A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-17 | 北京昆仑隆源石油开采技术有限公司 | 一种自悬浮支撑剂及其制备方法 |
| CN110951476A (zh) * | 2018-09-26 | 2020-04-03 | 广东清大同科环保技术有限公司 | 一种镍铁渣基石油压裂支撑剂及其制备方法 |
| CN110157405A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-08-23 | 中国石油大学(北京) | 用于非常规储层水力压裂的覆膜支撑剂及制备和应用 |
| CN112441771A (zh) * | 2019-08-29 | 2021-03-05 | 广东清大同科环保技术有限公司 | 一种超低密度合成陶粒支撑剂及其制备方法 |
| CN114672300A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-06-28 | 河南机电职业学院 | 一种镁渣飞灰树脂结合石油压裂支撑剂及制取方法 |
| CN114686201A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-07-01 | 河南机电职业学院 | 一种飞灰镁渣质石油压裂支撑剂及制取方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| WEI, GONGJUE, 等: "A visual experimental study: Resin-coated ceramic proppants transport within rough vertical models", JOURNAL OF PETROLEUM SCIENCE AND ENGINEERING, vol. 191 * |
| 王天祥; 王肃凯; 张贵仪; 蒲松龄; 张立朋: "工业固废制备石油压裂支撑剂", 新疆石油天然气, vol. 18, no. 03, pages 82 - 85 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115873588B (zh) | 2024-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2685839C (en) | Increasing buoyancy of well treating materials | |
| CN109277517B (zh) | 一种铸造用耐高温陶粒覆膜砂及其制备方法 | |
| CN104263347A (zh) | 一种利用粉煤灰制备的低密度覆膜陶粒支撑剂及其制备方法 | |
| EA012634B1 (ru) | Композиция и способ получения проппанта | |
| CN101210175A (zh) | 硅酸铝支撑剂、支撑剂生产和应用方法 | |
| CN104479667B (zh) | 一种低密度中强度石油压裂支撑剂及其制备方法 | |
| CN107226662A (zh) | 一种大掺量高炉重矿渣复合砂基透水砖及其高效制备方法 | |
| CN114349475B (zh) | 一种用于油气采集的核壳式陶粒压裂支撑剂的制备方法 | |
| CN101941816A (zh) | 人造石抛光废粉预处理回用的方法 | |
| CN101200632A (zh) | 低密度支撑剂的制备方法及制备工艺 | |
| CN109095800B (zh) | 一种建筑垃圾包覆改性制备生态骨料的方法 | |
| CN114853415B (zh) | 一种球磨活化盾构泥浆制备免烧压制砖的方法及其产品 | |
| CN102924011B (zh) | 一种建筑垃圾再生人造景观石制备方法 | |
| CN114380551A (zh) | 人造免烧实芯陶粒、陶粒混凝土及其制备方法 | |
| CN114368925A (zh) | 一种利用工程泥浆制备轻质骨料的方法 | |
| CN115873588A (zh) | 一种支撑剂及其制备方法 | |
| CN112624673A (zh) | 一种高取代率再生骨料混凝土及其制备工艺 | |
| CN110130172A (zh) | 一种沥青路面抗凝冰复合精表处方法 | |
| CN115141622B (zh) | 一种石油压裂支撑剂的制备方法及石油压裂支撑剂 | |
| CN110342855A (zh) | 一种基于环保水胶的废旧混凝土再生制备环保砖 | |
| TWM444379U (zh) | 冷結型非結構用再生輕質粒料 | |
| CN113666730A (zh) | 一种高强度石油压裂硅酸镁铝支撑剂及其制备方法 | |
| KR102651926B1 (ko) | 이중 코팅 프로판트 | |
| KR20200119947A (ko) | 이중-코팅된 프로판트 | |
| RU2783399C1 (ru) | Способ получения проппанта |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |