RU2030556C1 - Grouting compound - Google Patents
Grouting compound Download PDFInfo
- Publication number
- RU2030556C1 RU2030556C1 SU4942879A RU2030556C1 RU 2030556 C1 RU2030556 C1 RU 2030556C1 SU 4942879 A SU4942879 A SU 4942879A RU 2030556 C1 RU2030556 C1 RU 2030556C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mpa
- grouting
- stone
- coke
- composition
- Prior art date
Links
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title abstract 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 16
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 4
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000011005 laboratory method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к газонефтедобывающей промышленности, а именно к цементированию глубоких скважин. The invention relates to the oil and gas industry, namely to cementing deep wells.
Известен расширяющийся тампонажный состав, содержащий в качестве расширяющегося компонента окись кальция (а.с. N 1134701, кл.Е 21 В 33/138, опубл. 16.01.85). Однако, несмотря на большую величину расширения отвержденного камня, качество крепления и надежности изоляции пластов не может быть достигнуто вследствие возникновения значительных внутренних напряжений с дальнейшим растрескиванием камня за счет содержания окиси кальция (до 45% ). Known expanding grouting composition containing as an expanding component calcium oxide (and.with. N 1134701, class E 21 In 33/138, publ. 16.01.85). However, despite the large expansion of the cured stone, the quality of fastening and reliability of the insulation of the layers cannot be achieved due to the occurrence of significant internal stresses with further cracking of the stone due to the content of calcium oxide (up to 45%).
Известен также тампонажный раствор для цементирования скважин на основе минерального вяжущего и углеродсодержащей добавки [1]. Недостатком данного раствора является то, что применение его возможно при температурах 125-200оС, а при более низких температурах физико-механические характеристики образующегося камня не соответствуют требованиям ГОСТ.Well-known grouting mortar for cementing wells based on mineral binders and carbon-containing additives [1]. The disadvantage of this solution is that it is possible to use at temperatures 125-200 C and at lower temperatures physico-mechanical characteristics of the resulting stone does not correspond to the requirements of GOST.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому раствору является тампонажный материал, содержащий минеральное вяжущее 80-90; сажу или отходы сажевого производства 10-20 вес. ч. [2]. Недостатком известного раствора является то, что углеродсодержащая добавка - сажа - является аморфным веществом с линейным расположением частиц, что определяет снижение прочностных характеристик тампонажного состава. Сажа не вступает в химическое взаимодействие с вяжущим в процессе гидратирования. Пористость сажи составляет всего 5-10% и содержит посторонних включений не более 5%, что не может влиять на объемные изменения тампонажного состава. The closest in technical essence to the proposed solution is a cementing material containing a mineral binder 80-90; soot or soot production waste 10-20 weight. hours [2]. A disadvantage of the known solution is that the carbon-containing additive — carbon black — is an amorphous substance with a linear arrangement of particles, which determines a decrease in the strength characteristics of the grouting composition. Soot does not enter into chemical interaction with the binder during hydration. The soot porosity is only 5-10% and contains foreign matter no more than 5%, which cannot affect the volumetric changes in the grouting composition.
Целью изобретения является повышение прочности и положительные объемные изменения образующего камня, следовательно, и повышение долговечности крепи во всем рабочем диапазоне температур в скважине. The aim of the invention is to increase the strength and positive volumetric changes of the forming stone, therefore, and increase the durability of the lining in the entire operating temperature range in the well.
Для достижения этой цели в известном тампонажном растворе для цементирования скважин, содержащем вяжущее, углеродсодержащую добавку и воду, согласно изобретению, в качестве углеродсодержащей добавки использованы отходы сухого тушения кокса при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Минеральное вяжущее 60-90 Отходы сухого тушения кокса 10-40
Отходы сухого тушения кокса представляют собой трехмерную молекулярную структуру графита, элементы структурных единиц которых представляют собой шестигранную углеродную сетку, соединенную мостиковыми связями в трехмерные блоки. Частицы сухого тушения кокса имеют влажность не более 2%, пористость 45-50%, а содержание посторонних включений - 20-30%.To achieve this, in the well-known cement slurry for cementing wells containing an astringent, carbon-containing additive and water, according to the invention, as a carbon-containing additive used dry quenching coke in the following ratio of ingredients, wt.%: Mineral binder 60-90 Dry coke quenching waste 10-40
Dry coke quenching waste represents a three-dimensional molecular structure of graphite, the elements of the structural units of which are a hexagonal carbon grid connected by bridge bonds in three-dimensional blocks. Particles of dry quenching of coke have a moisture content of not more than 2%, porosity of 45-50%, and the content of foreign matter is 20-30%.
Химический состав включений отходов сухого тушения кокса следующий: SiO2 9-57 Al2O3 1-40 Fe2O3 3-78 CaO 2-22 MgO, SO3 Следы
Наличие окислов кальция, алюминия, железа предопределяет расширение тампонажного состава в процессе твердения.The chemical composition of the inclusions of dry quenching waste coke is as follows: SiO 2 9-57 Al 2 O 3 1-40 Fe 2 O 3 3-78 CaO 2-22 MgO, SO 3 Traces
The presence of oxides of calcium, aluminum, iron determines the expansion of the cement composition in the hardening process.
Результаты подтверждены исследованиями и представлены в таблице. The results are confirmed by studies and are presented in the table.
В связи с тем, что отходы сухого тушения кокса имеют трехмерную структуру с высокой пористостью, они положительно влияют на прочностные характеристики тампонажного камня. Совокупность положительных объемных изменений с высокими прочностными характеристиками позволяет получить герметичную систему - тампонажный камень - вмещающая среда. Due to the fact that the waste of dry quenching of coke has a three-dimensional structure with high porosity, they positively affect the strength characteristics of cement stone. The combination of positive volumetric changes with high strength characteristics allows you to get a sealed system - cement stone - the host environment.
Технология приготовления тампонажного раствора не отличается от общепринятых способов получения смесей тампонажного раствора. Раствор отверждается при заданном режиме. В таблице приведены результаты лабораторных исследований. Анализ полученных результатов показывает, что повышение адгезионных свойств и расширение твердеющего камня позволяет качественно герметизировать заколонное пространство скважины, улучшая долговечность крепи. The technology for the preparation of cement slurry does not differ from conventional methods for producing mixtures of cement slurry. The solution is cured at a given mode. The table shows the results of laboratory tests. An analysis of the results shows that the increase in adhesive properties and the expansion of hardening stone allows high-quality sealing of the annular space of the well, improving the durability of the lining.
Процесс формирования тампонажного камня при температурах 50-75оС и давлении 30 МПа осуществлялся в консистометре. Прочностные характеристики тампонажного камня, объемные изменения, адгезия измерялись известными лабораторными методами.The process of forming the plugging stone at temperatures of 50-75 ° C and a pressure of 30 MPa was performed in consistometer. Strength characteristics of cement stone, volumetric changes, adhesion were measured by known laboratory methods.
П р и м е р 1. Берут компоненты в следующем соотношении, мас.%: Портландцемент 90,0 Отходы сухого тушения кокса 10,0
Из полученного тампонажного материала изготавливают образцы согласно ГОСТ 26798.0-85 - ГОСТ 26798.2-85 "Цементы тампонажные". Методы испытаний при температурах 50-75оС. Плотность тампонажного раствора 1800 кг/м3, предел прочности на изгиб образовавшегося камня, отвержденного при 50оС 4,0 МПа; 75оС 4,8 МПа.PRI me R 1. Take the components in the following ratio, wt.%: Portland cement 90.0 Waste dry quenching of coke 10.0
Samples are made from the obtained grouting material according to GOST 26798.0-85 - GOST 26798.2-85 "Cement grouting". Test methods at temperatures of 50-75 ° C
Предел прочности на сжатие камня твердеющего при 50оС 10,2 МПа; 75оС 12,3 МПа.Compressive strength stone hardening at 50 ° C 10.2 MPa; 75 about With 12.3 MPa.
Адгезия тампонажного состава с металлической обоймой затвердевшего при температуре 50оС 5,0 МПа, 75оС 6,01 МПа
Расширение тампонажного состава, твердевшего при температуре 50оС 0,2%; 75оС 0,5%.Adhesion grouting composition with metallic envelope solidified at 50 ° C 5.0 MPa, 75 ° C, 6.01 MPa
The expansion of the cement composition, hardening at a temperature of 50 about With 0.2%; 75 about With 0.5%.
П р и м е р 2. Берут компоненты в следующем соотношении, мас.%: Портландцемент 50,0 Отходы сухого тушения кокса 50,0. PRI me R 2. Take the components in the following ratio, wt.%: Portland cement 50.0 Waste dry quenching of coke 50.0.
Технология приготовления аналогична примеру 1. Плотность тампонажного состава 1530 кг/м3, предел прочности на изгиб камня, отвержденного при температуре 50оС 2,0 МПа; 75оС 2,5 МПа.Food technology is similar to Example 1. The grouting composition of
Предел прочности на сжатие камня, твердевшего при температуре 50оС 5,3 МПа; 75оС 6,0 МПа.Compressive strength stone tverdevshego at 50 ° C of 5.3 MPa; 75 about With 6.0 MPa.
Адгезия тампонажного камня с металлической обоймой, затвердевшего при 50оС 4,0 МПа; 75оС 5,0 МПа.Adhesion grouting stone with a metal clip, hardened at 50 ° C. 4.0 MPa; 75 о С 5.0 MPa.
Расширение тампонажного раствора, твердеющего при температуре 50оС 0,85%; 75оС 1,022%.The expansion of the cement slurry, hardening at a temperature of 50 about 0.85%; 75 ° C 1.022%.
П р и м е р 3. Берут компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Портландцемент 70,0
Отходы сухого тушения кокса 30,0
Технология приготовления аналогична предыдущим примерам. Плотность тампонажного раствора 1660 кг/м3. Предел прочности на изгиб камня, твердеющего при температуре 50оС 3,0 МПа; 75оС 3,8 МПа.PRI me
Portland cement 70.0
Dry coke quenching waste 30.0
The cooking technology is similar to the previous examples. The density of the cement slurry 1660 kg / m 3 . Bending strength stone hardening at 50 ° C 3.0 MPa; 75 about With 3.8 MPa.
Предел прочности на сжатие при 50оС 8,0 МПа; 75оС 10,4 МПа.
Адгезия тампонажного камня с металлом при 50оС 4,5 МПа; 75оС 6,8 МПа.Adhesion grouting stone with a
Расширение тампонажного состава соответственно при 50оС 0,6%; 75оС 1,00%.Expansion grouting composition respectively at 50 C. 0.6%; 75 about With 1.00%.
Этот состав взят оптимальным. This composition is optimal.
Оптимальный состав обладает высокими прочностными характеристиками при температурах 50-75оС, значительными положительными объемными изменениями, а следовательно, и высокими адгезионными характеристиками, что гарантирует герметичность системы тампонажный камень - вмещающая среда.An optimal composition has high strength properties at temperatures of 50-75 ° C, significant positive changes in volume, and hence high adhesion characteristics to guarantee tightness rock backfill system - containing medium.
Claims (1)
Тампонажное минеральное вяжущее - 50 - 90
Отход сухого тушения кокса - 10 - 50TUGGING COMPOSITION, including grouting mineral binder and carbon-containing additive, characterized in that as a carbon-containing additive, it contains waste dry quenching of coke in the following ratio of ingredients, wt.%:
Mineral cement binder - 50 - 90
Dry coke quenching waste - 10 - 50
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4942879 RU2030556C1 (en) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | Grouting compound |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4942879 RU2030556C1 (en) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | Grouting compound |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2030556C1 true RU2030556C1 (en) | 1995-03-10 |
Family
ID=21577980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4942879 RU2030556C1 (en) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | Grouting compound |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2030556C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2151268C1 (en) * | 1998-12-07 | 2000-06-20 | Тюменский научно-исследовательский и проектный институт природного газа и газовых технологий "ТюменНИИГипрогаз" | Conducting grouting material |
| RU2745980C1 (en) * | 2020-10-29 | 2021-04-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Backfill compound |
-
1991
- 1991-06-05 RU SU4942879 patent/RU2030556C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 885539, ул. E 21B 33/138, 1981. * |
| Данюшевский В.С. и др. Справочное руководтво по тампонажным материалам. - М.: Недра, 1973, с.86-87. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2151268C1 (en) * | 1998-12-07 | 2000-06-20 | Тюменский научно-исследовательский и проектный институт природного газа и газовых технологий "ТюменНИИГипрогаз" | Conducting grouting material |
| RU2745980C1 (en) * | 2020-10-29 | 2021-04-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Backfill compound |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Vora et al. | Parametric studies on compressive strength of geopolymer concrete | |
| Hardjito et al. | Strength and setting times of low calcium fly ash-based geopolymer mortar | |
| Degirmenci | Freeze-Thaw and fire resistance of geopolymer mortar based on natural and waste pozzolans | |
| CN109160780B (en) | High-strength heat-resistant concrete | |
| CN108793887A (en) | A kind of mass concrete and preparation method thereof | |
| Kramar et al. | Mechanical and microstructural characterization of geopolymer synthesized from low calcium fly ash | |
| KR101410056B1 (en) | A Concrete Using Non-sintering Binder Having Bottom Ash | |
| CN108516845A (en) | A kind of oxidation chromium composite spinelle brick and preparation method thereof | |
| CN103332916A (en) | Aerated concrete block with composition of mica powder and fly ash and preparation method | |
| Nas et al. | Durability properties of concrete containing metakaolin | |
| KR102328281B1 (en) | Mixture Material Composition for Steam Curing Concrete for 2 Cycle-Daily and Method of Maufacturing Concrete Product Using Thereof | |
| RU2013525C1 (en) | Plugging composition | |
| CN118495900A (en) | Pier material for water conservancy pipelines and preparation method | |
| Vaziri et al. | Performance of lightweight alkali-activated slag concrete before and after exposure to elevated temperatures: mechanical properties and durability | |
| KR20100132129A (en) | High strength lightweight concrete | |
| RU2030556C1 (en) | Grouting compound | |
| CN110698088B (en) | A kind of retarded Portland cement and preparation method thereof | |
| CN108529989B (en) | Concrete for shield segment and preparation method thereof | |
| WO1999007649A1 (en) | Alkaline aluminoferrosilicate hydraulic cement | |
| KR101542204B1 (en) | Grout composition for marine wind velocity generator | |
| KR102649566B1 (en) | Cement replacement agent comprising waste clay and/or poetry stone, method for preparing the same, cement composition, mortar and concrete | |
| Kim et al. | Effect of limestone powder and gypsum on the compressive strength mixture design of blast furnace slag blended cement mortar | |
| CN111592321A (en) | Method for enhancing cement mortar strength by pyrophyllite | |
| CN115159906B (en) | Method for preparing light wallboard from solid waste-based cementing material | |
| CN111454024A (en) | Sulfate-resistant concrete and preparation method thereof |