Бесклинкерное вяжущее
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
09) (11) (51) 4 E 21 В 33 138
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
36 0-52,0
25,0«43,0
2,0-15,0
0,5-5,0
4,0-21,0
0,5"2,2
0,5-2,0
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3803226/22-03 (22) 18.10.84 (46) 30.06.86. Бюл. МВ 24 (71} Актюбинское отделение Казахского научно-исследовательского геологоразведочного нефтяного института (72) Н. Х. Каримов, Л. С. Запорожец и Н. А. Морозова (53) 622.245.42(088.8) (56) Каримов Н. Х., и др. Тампонажные смеси для скважин с аномальными пластовыми давлениями. М.: Недра, 1977, с. 46-52.
Авторское свидетельство СССР
У 819307, кл. Е 21 В 33/138, 1982.. (54)(57) БЕСКПИНКЕРНОЕ. ВЯЖУЩЕЕ, включающее алюминатный шлак н кремнеземистый компонент, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения прочности камня на основе бесклинкерного вяжушего в интервале температур 2 -100 С, оно содержит в качео стве алюминатного шлака отработанный синтетический шлак сталенлавильиого производства, а в качестве кремнеземистого компонента — золу-укос ТЭЦ при следующем соотношении комнонентов, мас.Х:
Отработанный синтетический шлак сталеплавильиого производства 50-80
Эола-укос ТЗЦ 20-50 причем отработанный синтетический шлак сталеплавильного производства имеет следующий химический состав, мас.Ж:
СаО
А1 О
8i01
Fe0
Mg0
so
МпО
Ф 12
Изобретение относится к тампонажным материалам, преимущественно к специальным вяжущим веществам, используемым при цементировании нефтяных и газовых скважин.
Цель изобретения — повышение прочности камня на основе бесклинкерного вяжущего в интервале температур 20100 С.
Пример приготовления.
Берут 800 г отработанного синтетического шлака (ОСШ) сталеплавильного производства и 200 r золы-уноса ТЭЦ.
После тщательного перемешивания смесь обрабатывают в высокооборотном дезинтеграторе и растворяют 450 г воды.
Затем готовят образцы для определения физико-механических свойств и оценивают технологические свойства;
Для промышленного приготовления бесклинкерного вяжущего соотношение компонентов, например, 50:50. В бункеры затаривают 25 т отработанного синтетического шлака и 25 т золыуноса. Компоненты в заданном соотношении (с помощью компьютера) по транспортеру подаются в дезинтегратор, где происходит смешение компонентов, помол и активация. Приготовление тампонажного раствора из бесклинкерного вяжущего из буровой осуществляется по общепринятой технологии.
Отработанный синтетический шлак сталеплавильного производства имеет . следующий химический состав, мас.Х, СаО 36,0-52,0
Al О 25,0-43,0 г
2,0-15 0
FeO 0,5-5,0 .
MgO 4,0-21,0
МпО 0 5-2,0
S0 0,5-2,2
68,5-140,2, а зола-унос ТЭЦ-следующий химический состав .
siO2 52,77-56,0
А1 О 18, 3 26°, 6
К О 0,93-1,36
Na Mg0 0,76-2,58 СаО 2,00-6,14 Fe2O 1,34-4,58 Т О 0,92- 1,59 п.п.п. 6,2-14,93 Введение золы-уноса в состав вяжущего повышает прочность в интервале температур 20-100 С, так как состав о вяжущего представлен высокоактивными 40869 алюминатами, из-за чего оно уже при нормальных условиях образует прочный камень, Содержание Si02 в кремнеземистом компоненте составляет 53, что в 2 раза превышает содержание SiO2 в кремнеземистом компоненте по прототипу. Высокая химическая активность алю10 55 минатного и кремнеземистого компонентов обуславливает высокую прочность цементного камня на их основе при нормальных и повышенных температурах. Предлагаемое бесклинкерное вяжущее имеет относительно низкую водопотребность В/Ц=0,45, что способствует повышению прочности в ранние сроки. В табл. 1 приведены конкретные составы бесклинкерного вяжущего, мас,, а в табл. 2 — свойства раствора и камня на его основе. В табл. 3 приведены значения сроков схватывания, в табл. 4 — коэффициент коррозионной стойкости бесклинкерного вяжущего в различных средах в предлагаемом интервале температур. Предлагаемое бесклинкерное вяжущее содержит в качестве алюминатного компонента ОСШ сталеплавильного производства. Этот шлак представляет собой высокоактивный алюминатный компонент, так как содержит высокоактивные алюминаты 12 СаО 7 А120 50-80Х и моноалюминат кальция CiO> «А120 20-30 . Эти минералы отличаются высокой реакционной способностью в нормальных условиях и являются основными компонентами быстротвердеющих глиноземистого и высокоглиноземистого цемента. Шлак представляет собой мелкий порошок с удельной поверхностью около 1100 см /г. г Второй компонент вяжущего — кремнеземистыи, также представяяет собой мелкодисперсный порошок из оплавленных шариков золы, что придает бесклинкерному вяжущему хорошую текучесть при затворении водой. Как видно из табл. 2, при нормальных температурах бесклинкерное вяжущее имеет прочность, равную 4358 кгс/см, что в 1,5-2 раза выше 2 прочности тампонажного портландцемента 27 кгс/см, указанного в таблице 869 4 ет вяжущие свойства в температурном интервале 20-100 С. Фазовый состав бесклинкерного вяжущего, представленный низкоосновными и высокоосновными гидроалюминатами кальция, обеспечивает при низких температурах высокую коррозионную стойкость s ряде агрессивных соеп Химические составы отработанного синтетического шлака и золы-уноса таковы, что при выбранном соотношении компонентов бесклинкерного вяжущего обеспечивается получение высококремнеземистых гидрогранатов кальция, ео-. держащих 1,2-2 моль Si02, что позволяет достичь повышение прочности камня. 1240 для сравнения. При более высоких температурах вяжущее твердеет по алюминатному типу и в ранние сроки набирает прочность, которая в дальнейшем сохраняется на одном и том же уровне 26-40 кгс/см . Увеличение содержания отработанного синтетического шлака сталеплавильного производства более 80% в бесклинкерном вяжущем способствует 10 росту в нем окиси магния, что приводит к значительному расширению вяжущего и снижению прочности камня, особенно при повышении температуры до 100 С. 1 . Увеличение в составе вяжущего содержания эолы-уноса более 507. снижаТаблица 1 Содержание, мас.X,â составе Компоненты 1 2 3 4 5 Отработанный синтетический шлак сталеплавильного производства 80 50 60 90 40 20 50 40 10 60 Зола-унос ТЭЦ Та блида 2 Прочность прн иагнбе кгс/см, 1 прн с С/P атн 22/1 50/500 75/500 100/500 Состав бесклинкерного вянущего, нас.L Срока схватываний > ч/ннн,прн 22 С В/Ц Рвете- Плоткае- ность, мость, г/сн сн Начало конец 1.35 40 37 5.25 20 0,45 19,5 1,82 43 33 40 0,5 18 О 1,74 53 35 50 0,5 19,0 1,72 58 26 C,55 3.55 32 38 3.40 28 26 Э ° 15 За пределани предлагаенык виачеиий 1О 0,45 16 1,84 34 30 ЬО 0,525 17 1,68 27 18 17 2.$5 3.35 Н е р а е е М н ф» 2.00 е 10.00 Портландценент танпоиалный 0>5 >18 Отработанный синтети- Зола-унос ческий алак сталепла" ТЭЦ вильного проиааодства 19 1О 5.30 7,40 1240869 Таблица 3 Сроки схватывания, ч/мин,при ОСШ Зола 80 60 50 7-40 2-55 3-15 2-30 2-50 5-30 90 40 Таблица 4 Коэффициент стойкости при Среда 20 75 100 Вода дистиллированная 5Х-ный раствор MgCl 107-ный раствор Na SO 1,0 0,98 1,02 1,01 1,00 1,03 Вода насыщенная H S Редактор Ю. Середа Заказ 3462/25 Тираж 548 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Состав бесклинкерного вяжущего, масЛ 5-25 7-35 2-15 3-20 1-40 2-30 3-55 4-55 1-50 2-10 1-15 1-30 3-1 5 3-40 1-45 2-05 1-05 1-25 2-55 3"35 1-30 1-55 1-05 1-30 1,0 0,94 0,96 0,87 0,83 0,85 Составитель Е. Тангалычев Техред О,Сопко Корректор А. Зимокосов
