RU2542028C1 - Magnesia plugging material and method for its production - Google Patents
Magnesia plugging material and method for its production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2542028C1 RU2542028C1 RU2014105540/03A RU2014105540A RU2542028C1 RU 2542028 C1 RU2542028 C1 RU 2542028C1 RU 2014105540/03 A RU2014105540/03 A RU 2014105540/03A RU 2014105540 A RU2014105540 A RU 2014105540A RU 2542028 C1 RU2542028 C1 RU 2542028C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnesium chloride
- magnesia
- magnesium
- magnesite
- additives
- Prior art date
Links
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 50
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 5
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 75
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 17
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims abstract description 14
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000005871 repellent Substances 0.000 claims abstract description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N [Nitrilotris(methylene)]trisphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)CN(CP(O)(O)=O)CP(O)(O)=O YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 230000002940 repellent Effects 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 5
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 16
- 239000004575 stone Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 3
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 abstract 2
- 235000011147 magnesium chloride Nutrition 0.000 description 33
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N calcium;phosphoric acid Chemical compound [Ca+2].OP(O)(O)=O.OP(O)(O)=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 4
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 description 4
- 239000002426 superphosphate Substances 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 206010026749 Mania Diseases 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000016571 aggressive behavior Effects 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 239000002969 artificial stone Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H magnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 description 1
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- -1 nitrile nitrite Chemical class 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к тампонажным материалам, используемым при цементировании нефтяных и газовых скважин, преимущественно к специальным цементам для крепления скважин, вскрывших соленосные отложения, представленные в основном солями магния.The invention relates to grouting materials used in cementing oil and gas wells, mainly to special cements for fixing wells that have opened saline deposits, represented mainly by magnesium salts.
Традиционные портландцементы в условиях магнезиальной агрессии быстро разрушаются, поэтому для крепления скважин используют цементы, в составе которых присутствуют оксид магния, который при взаимодействии с водой способен образовывать искусственный камень. Однако магнезиальный цемент имеет низкую скорость твердения, поэтому в составе жидкости затворения должны присутствовать соли магния: хлорид магния или сульфат магния.Traditional Portland cement under conditions of magnesian aggression is rapidly destroyed, therefore, cement is used to fix the wells, which contain magnesium oxide, which, when interacting with water, can form an artificial stone. However, magnesia cement has a low hardening rate; therefore, magnesium salts must be present in the composition of the mixing fluid: magnesium chloride or magnesium sulfate.
Известны составы тампонажных материалов, имеющие в своем составе магнезиальное вяжущее [Данюшевский B.C. и др. Справочное руководство по тампонажным скважинам. - М.: Недра, 1987, с.135-137]Known compositions of cementing materials, incorporating a magnesia binder [Daniushevsky B.C. and others. The reference guide for well drilling. - M .: Nedra, 1987, p.135-137]
Известен магнийфосфатный цемент, который в качестве оксида магния содержит реактивный оксид магния, или каустический магнезит, или спеченный магнезит [патент РФ №2344101, С04В 9/04].Known magnesium phosphate cement, which as a magnesium oxide contains reactive magnesium oxide, or caustic magnesite, or sintered magnesite [RF patent No. 2344101, С04В 9/04].
Известен также тампонажный материал, содержащий, мас.%: порошок магнезитовый каустический 26,75-34,56; суперфосфат двойной 0,92-1,23; хлористый магний 13,75-16,01; палыгорскитовый глинопорошок 2,30-4,12; микрокремнезем конденсированный 9,22-10,29; триполифосфат натрия 0,92-1,23; вода - остальное [патент РФ №2366682, C09K 8/467].Grouting material is also known, containing, wt.%: Caustic magnesite powder 26.75-34.56; superphosphate double 0.92-1.23; magnesium chloride 13.75-16.01; palygorskite clay powder 2.30-4.12; condensed silica fume 9.22-10.29; sodium tripolyphosphate 0.92-1.23; water - the rest [RF patent No. 2366682, C09K 8/467].
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому объекту, т.е. прототипом, является магнезиальный тампонажный материал, содержащий, мас.%: порошок магнезитовый каустический - 19,98-26,29; хлористый магний - 17,63-19,29; суперфосфат двойной - 1,11-1,18; триполифосфат натрия - 0,61-0,91; борную кислоту - 0,40-0,73; палыгорскитовый глинопорошок - 3,03-4,54; микрокремнезем конденсированный - 11,12-11,81; воду - остальное [Патент РФ №2374293, C09K 8/467]. Функции веществ, входящих в прототип, заключаются в следующем: порошок магнезитовый каустический (ПМК) - магнийсодержащее вяжущее, хлористый магний - ускоритель твердения, глинопорошок - структурообразователь, вода - жидкость затворения, остальные ингредиенты - добавки.Closest to the proposed technical essence and the achieved result to the claimed object, i.e. the prototype is a magnesia grouting material containing, wt.%: caustic magnesite powder - 19.98-26.29; magnesium chloride - 17.63-19.29; double superphosphate - 1.11-1.18; sodium tripolyphosphate - 0.61-0.91; boric acid - 0.40-0.73; palygorskite clay powder - 3.03-4.54; condensed silica fume - 11.12-11.81; water - the rest [RF Patent No. 2374293, C09K 8/467]. The functions of the substances included in the prototype are as follows: caustic magnesite powder (PMC) - magnesium binder, magnesium chloride - hardening accelerator, clay powder - structure-forming agent, water - mixing liquid, other ingredients - additives.
Тампонажный раствор из данного тампонажного материала готовят затворением магнийсодержащего вяжущего и добавок в водном растворе хлорида магния.A grouting solution of this grouting material is prepared by mixing a magnesium-containing binder and additives in an aqueous solution of magnesium chloride.
Недостатком тампонажного материала является недостаточно низкая плотность раствора и низкая прочность получаемого цементного камня.The disadvantage of grouting material is not sufficiently low density of the mortar and low strength of the resulting cement stone.
При получении тампонажных материалов, как правило, проводят смешение ингредиентов и последующее их затворение в предварительно подготовленной жидкости затворения, в частности, для магнезиальных тампонажных материалов это водный раствор хлорида магния определенной концентрации.Upon receipt of grouting materials, as a rule, the ingredients are mixed and subsequently mixed in a previously prepared mixing fluid, in particular, for magnesia grouting materials, this is an aqueous solution of magnesium chloride of a certain concentration.
Известны способы получения тампонажных материалов путем совместного измельчения вяжущей основы, утяжеляющей, активизирующей и других добавок или раздельным измельчением с последующим смешением указанных компонентов [Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. Под общей редакцией проф. А.И. Булатова. М.: «Недра», 1977, 252 с. Авт.: А.И. Булатов, Л.Б. Измайлов, В.И. Крылов и др.,стр.41].Known methods for producing cementing materials by co-grinding a cementitious base, weighting, activating and other additives, or by separate grinding with the subsequent mixing of these components [Reference for fastening oil and gas wells. Under the general editorship of prof. A.I. Bulatov. M .: "Nedra", 1977, 252 p. Auth .: A.I. Bulatov, L.B. Izmailov, V.I. Krylov et al., P. 41].
Известен способ приготовления магнезиального тампонажного материала, включающего магнезитовый каустический, хлористый магний, триполифосфат натрия, суперфосфат двойной, крахмалосодержащий реагент и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: порошок магнезитовый каустический - 48,61-50,43, хлористый магний - 12,75-13,80, триполифосфат натрия - 1,00-1,96, суперфосфат двойной - 0,25-0,50, крахмалосодержащий реагент - 0,12-0,37, вода - остальное. При этом способе производится смешение порошка магнезитового каустического с жидкостью, в которой растворены все остальные ингредиенты [Патент РФ №2295554 C09K 8/467].A known method of preparing magnesia cement material, including caustic magnesite, magnesium chloride, sodium tripolyphosphate, double superphosphate, starch-containing reagent and water in the following ratio of ingredients, wt.%: Caustic magnesite powder - 48.61-50.43, magnesium chloride - 12, 75-13.80, sodium tripolyphosphate - 1.00-1.96, double superphosphate - 0.25-0.50, starch-containing reagent - 0.12-0.37, water - the rest. With this method, a mixture of caustic magnesite powder is mixed with a liquid in which all other ingredients are dissolved [RF Patent No. 2295554 C09K 8/467].
Недостатком указанных способов является низкое качество получаемых тампонажных материалов из-за плохой гомогенизации компонентов.The disadvantage of these methods is the low quality of the resulting cement materials due to poor homogenization of the components.
Целью изобретения является получение магнезиального тампонажного материала и способа его получения, обеспечивающих получение магнезиальных тампонажных растворов затворением тампонажного материала в пресной воде и обеспечивающих повышение скорости твердения раствора и прочности получаемого цементного камня.The aim of the invention is to obtain a magnesia grouting material and a method for its production, providing magnesia grouting solutions by mixing grouting material in fresh water and providing an increase in the rate of hardening of the mortar and the strength of the resulting cement stone.
Указанная цель достигается тем, что в тампонажном материале, включающем магнийсодержащее вяжущее, хлорид магния и добавки, согласно изобретению в качестве магнезиального вяжущего используется магнезит кальцинированный строительный (МКС), в качестве добавок содержит гидрофобизатор - кремнийорганическую жидкость (ГКЖ) и замедлитель твердения - нитрилотриметилфосфоновую кислоту (НТФ) при следующем соотношении компонентов, мас.%:This goal is achieved by the fact that in the grouting material, including a magnesium binder, magnesium chloride and additives, according to the invention, calcined building magnesite (MKS) is used as a magnesia binder, it contains a hydrophobizing agent - an organosilicon liquid (GCR) and a hardening retardant - nitrite nitrile nitrite (NTF) in the following ratio of components, wt.%:
В части способа получения магнезиального тампонажного материала поставленная цель достигается тем, что твердый хлорид магния обрабатывают совместно с гидрофобизатором в дезинтеграторе при скорости соударения частиц до 50 м/с, затем смешивают с магнийсодержащим вяжущим и замедлителем твердения, предварительно обработанными совместно в дезинтеграторе при скорости соударения частиц не менее 200 м/с.In terms of the method of producing magnesia grouting material, the goal is achieved by the fact that solid magnesium chloride is treated together with a water repellent in a disintegrator at a particle collision speed of up to 50 m / s, then mixed with a magnesium-containing binder and hardening retarder, previously processed together in a disintegrator at a particle collision speed not less than 200 m / s.
Таким образом, в предлагаемом изобретении используются новые ингредиенты и новая технология, что дает основание утверждать о соответствии предлагаемого решения критерию «новизна».Thus, in the present invention uses new ingredients and new technology, which gives reason to assert that the proposed solution meets the criterion of "novelty."
Магнезит кальцинированный строительный (МКС) - является новым магнезиальным продуктом, отличающимся от известных продуктов типа ПМК (пережженный магнезит каустический) температурой обжига и химическим составом. МКС выпускается ООО «Группа Магнезит» по ТТ 72664728-63-2009.Calcined construction magnesite (MKS) - is a new magnesian product that differs from the known products of the PMK type (caustic burned magnesite) by firing temperature and chemical composition. The ISS is produced by the Magnezit Group LLC according to TT 72664728-63-2009.
Ранее в тампонажных материалах данный продукт не применялся.Previously, this product was not used in grouting materials.
В научно-технической и патентной литературе ранее не приводились сведения об использовании комплексной технологии получения магнезиальных цементов, включающей дезинтеграторную обработку твердого хлорида магния с гидрофобизатором. Данный этап технологии обосновывается тем, что твердый хлорид магния, являясь высоко гигроскопичным веществом, активно поглощает влагу из воздуха и комкуется. Такое вещество нельзя смешивать в сухом виде с магнезиальным цементом, поскольку он начнет гидратировать еще до приготовления раствора за счет гигроскопической воды. Поэтому на практике хлорид магния всегда добавляют в жидкость затворения. Для исключения процесса поглощения влаги из воздуха в предлагаемом изобретении хлорид магния обрабатывают гидрофобизатором, а для измельчения твердого хлорида магния и лучшей гомогенизации обработку проводят в дезинтеграторе. Указанные положения подтверждаются следующим экспериментом.In the scientific, technical and patent literature, information on the use of integrated technology for the production of magnesia cements, including the disintegrator treatment of solid magnesium chloride with a water repellent, was not previously provided. This stage of the technology is justified by the fact that solid magnesium chloride, being a highly hygroscopic substance, actively absorbs moisture from the air and crumbles. Such a substance can not be mixed in dry form with magnesia cement, since it will begin to hydrate before the solution is prepared due to hygroscopic water. Therefore, in practice, magnesium chloride is always added to the mixing liquid. To exclude the process of absorption of moisture from air in the present invention, magnesium chloride is treated with a water repellent, and for grinding solid magnesium chloride and better homogenization, the treatment is carried out in a disintegrator. These provisions are confirmed by the following experiment.
Были приготовлены четыре пробы материалов:Four samples of materials were prepared:
1 - хлорид магния;1 - magnesium chloride;
2 - измельченный хлорид магния;2 - crushed magnesium chloride;
3 - смесь хлорида магния с ГКЖ (0,5%), приготовленная ручным смешением;3 - a mixture of magnesium chloride with GKZH (0.5%), prepared by manual mixing;
4 - смесь хлорида магния с ГКЖ (0,5%), приготовленная при дезинтеграторной обработке.4 - a mixture of magnesium chloride with GKZH (0.5%), prepared during disintegration processing.
Взвешенные по 50 г пробы материалов одновременно устанавливались в шкаф, и через каждые сутки измерялся прирост массы проб, происходящий за счет адсорбции влаги из воздуха. В таблице 1 приведены результаты эксперимента.Weighed 50 g samples of materials were simultaneously installed in a cabinet, and every day the increase in the mass of samples was measured, which was due to adsorption of moisture from the air. Table 1 shows the experimental results.
Из таблицы 1 видно, что чем выше дисперсность хлорида магния, тем сильнее на его поверхности адсорбция воды из воздуха (сравнение проб 1 и 2). Добавка ГКЖ более чем в два раза уменьшает поглощение хлоридом магния влаги из воздуха (сравнение проб 2 и 3). Смешение ГКЖ и хлорида магния при дезинтеграторной обработке обеспечивает минимальное поглощение влаги (сравнение проб 3 и 4). Это показывает появление нового эффекта, обеспеченного одним из ингредиентов состава и одним из элементов способа приготовления тампонажного материала.From table 1 it is seen that the higher the dispersion of magnesium chloride, the stronger the adsorption of water from air on its surface (comparison of samples 1 and 2). The addition of HCL more than halves the absorption of moisture from air by magnesium chloride (comparison of samples 2 and 3). The mixture of HCL and magnesium chloride during disintegration processing provides minimal moisture absorption (comparison of samples 3 and 4). This shows the emergence of a new effect provided by one of the ingredients of the composition and one of the elements of the method of preparation of grouting material.
Поскольку все виды магнезиальных вяжущих отличаются низкой скоростью твердения, в заявляемом изобретении предлагается его дезинтеграторная активация, опыт использования которой при получении тампонажных смесей известен [патент РФ №2486225, С09К 8/467, Е21В 33/13]. В то же время из литературы неизвестно применение данной технологии для обработки магнезиальных цементов, которая, увеличивая удельную поверхность вяжущего и активируя его, придает ему новые свойства - ускоренное твердение даже при нормальных температурах. Это подтверждается результатами следующих экспериментов, результаты которых приведены в таблице 2.Since all types of magnesia binders are characterized by a low hardening rate, the claimed invention proposes its disintegration activation, the experience of which is known in the preparation of grouting mixtures [RF patent No. 2486225, C09K 8/467, ЕВВ 33/13]. At the same time, the application of this technology for processing magnesia cements is unknown from the literature, which, by increasing the specific surface of the binder and activating it, gives it new properties - accelerated hardening even at normal temperatures. This is confirmed by the results of the following experiments, the results of which are shown in table 2.
Для экспериментов были взяты две пробы МКС, одна из которых (№1) была заводского приготовления, другая (№2) была дополнительно подвергнута дезинтеграторной обработке. Обе пробы МКС затворялись водным раствором хлорида мания одинаковой концентрации (плотность рассола 1220 кг/м3), и у них определялись сроки схватывания по игле Вика.For the experiments, two ISS samples were taken, one of which (No. 1) was prefabricated, the other (No. 2) was additionally subjected to disintegration processing. Both ISS samples were shut with an aqueous solution of mania chloride of the same concentration (brine density 1220 kg / m 3 ), and they determined the setting time using a Vic needle.
Из таблицы 2 видно, что дезинтеграторная обработка предлагаемого магнезиального вяжущего обеспечивает появление нового эффекта - резкого сокращения сроков схватывания его раствора.From table 2 it is seen that the disintegrating treatment of the proposed magnesian binder provides a new effect - a sharp reduction in the setting time of its solution.
Для регулирования твердения предлагаемого вяжущего, в данном случае замедления сроков схватывания, предлагается использование реагента НТФ (нитрилотриметилфосфоновой кислоты), применение которого описано, например, в патенте РФ №2486225.To regulate the hardening of the proposed binder, in this case, the delay in setting time, the use of an NTF reagent (nitrilotrimethylphosphonic acid) is proposed, the use of which is described, for example, in RF patent No. 2486225.
В то же время в литературе нет сведений о применении реагента НТФ с магнезиальным вяжущим МКС, подвергнутым дезинтеграторной обработке.At the same time, there is no information in the literature on the use of NTF reagent with an ISS magnesia binder subjected to disintegration processing.
Таким образом, все сказанное выше указывает на соответствие заявляемого изобретения критерию «изобретательский уровень».Thus, all of the above indicates the conformity of the claimed invention to the criterion of "inventive step".
В предлагаемом изобретении использовались:In the invention, the following were used:
МКС Магнезит кальцинированный строительный производства ООО «Группа Магнезита по ТТ 72664728-63-2009; Хлорид магния производства ЗАО «НикоМаг», г. Волгоград, ТУ 2152-002-93524115-2010;MKS Magnesite calcined construction production of LLC “Group of Magnesite according to TT 72664728-63-2009; Magnesium chloride produced by CJSC NikoMag, Volgograd, TU 2152-002-93524115-2010;
ГКЖ Кремнийорганическая жидкость производства ООО «Пента Урал» г. Екатеринбург;GKZh Organosilicon liquid produced by Penta Ural LLC, Yekaterinburg;
НТФ Нитрилотриметилфосфоновая кислота производства ОАО «Хим-пром», г. Новочебоксарск, ТУ 2439-347-05763441-2001, изм.1;NTF Nitrilotrimethylphosphonic acid produced by JSC Khim-Prom, Novocheboksarsk, TU 2439-347-05763441-2001, amendment 1;
Пример реализации изобретения.An example implementation of the invention.
Твердый хлорид магния обрабатывают в дезинтеграторе при скорости соударения частиц до 50 м/с совместно с расчетным количеством гидрофобизатора ГКЖ. Такой режим обработки (скорость соударения частиц) обеспечивает хорошую гомогенизацию хлорида магния и гидрофобизатора. При этом хлорид магния, имеющий невысокую прочность, достигает предельной степени измельчения. При больших скоростях соударения хлорид магния превращается в пыль.Solid magnesium chloride is treated in a disintegrator at a particle collision speed of up to 50 m / s together with the estimated amount of GKZH water repellent. This treatment mode (particle collision rate) ensures good homogenization of magnesium chloride and water repellent. In this case, magnesium chloride, having a low strength, reaches the ultimate degree of grinding. At high impact speeds, magnesium chloride turns to dust.
Магнезит кальцинированный строительный обрабатывают в дезинтеграторе при скорости соударения частиц более 200 м/с совместно с расчетным количеством замедлителя твердения НТФ. Высокая прочность МКС требует более интенсивных режимов активации (скоростей соударения частиц), поэтому при меньших скоростях соударения удельная поверхность МКС возрастает недостаточно, и эффект ускорения твердения небольшой.Calcined construction magnesite is treated in a disintegrator at a particle impact velocity of more than 200 m / s together with the estimated amount of NTF hardening moderator. The high strength of the ISS requires more intense activation modes (particle collision velocities); therefore, at lower collision velocities, the specific surface of the ISS does not increase sufficiently, and the hardening acceleration effect is small.
Обработанные соответствующим образом твердый хлорид магния и магнезит кальцинированный строительный смешивают в необходимых соотношениях.Solid magnesium chloride and calcined building magnesite, treated appropriately, are mixed in the required proportions.
Приготовленный таким способом тампонажный материал затворяют водой для получения тампонажного раствора.A grouting material prepared in this way is shut with water to obtain a grouting mortar.
В качестве примера рассмотрим технологию приготовления тампонажного материала с соотношением МКС - 75% и хлорида магния 25% (состав №9 из таблицы 3).As an example, we consider the technology for the preparation of grouting material with a ratio of MKS - 75% and magnesium chloride 25% (composition No. 9 from table 3).
Для приготовления тампонажного материала было взято 1500 г магнезита кальцинированного строительного (МКС) и 500 г кристаллического хлорида магния. Смесь 500 г хлорида магния и 6 г ГКЖ была подвергнута дезинтеграторной обработке при скоростях соударения 40 м/с. Смесь 1500 г МКС и 1,5 г НТФ была подвергнута дезинтеграторной обработке при скоростях соударения 200 м/с. Затем указанные ингредиенты смешивали вручную, получая таким образом сухой магнезиальный тампонажный материал. Из полученного тампонажного материала готовили растворы с водоцементным отношением 0,4 затворением в 800 мл пресной воды.To prepare the grouting material, 1,500 g of calcined building magnesite (MKS) and 500 g of crystalline magnesium chloride were taken. A mixture of 500 g of magnesium chloride and 6 g of HCL was subjected to disintegration processing at collision speeds of 40 m / s. A mixture of 1500 g of ISS and 1.5 g of NTF was subjected to disintegration processing at impact speeds of 200 m / s. Then these ingredients were mixed by hand, thus obtaining a dry magnesia grouting material. From the obtained grouting material, solutions were prepared with a water-cement ratio of 0.4 by mixing in 800 ml of fresh water.
Приготовленные растворы использовались для определения их свойств и изготовления образцов для испытания на изгиб, а также для определения коэффициента линейного расширения (КЛР). Испытания полученного тампонажного материала проводились согласно ГОСТ 1581-96 при температуре 22°С и атмосферном давлении. Результаты испытаний данной пробы, а также других составов приведены в табл.3.The prepared solutions were used to determine their properties and manufacture samples for bending tests, as well as to determine the coefficient of linear expansion (CLC). Tests of the resulting grouting material were carried out according to GOST 1581-96 at a temperature of 22 ° C and atmospheric pressure. The test results of this sample, as well as other compositions are shown in table.3.
Таким образом, приведенный пример реализации изобретения показывает его соответствие критерию «практическая применимость».Thus, the example implementation of the invention shows its compliance with the criterion of "practical applicability".
На буровую данный тампонажный материал доставляется в резинотканевых контейнерах, и из него по общепринятой технологии готовится тампонажный раствор.This grouting material is delivered to the drilling rig in rubber-fabric containers, and grouting mortar is prepared from it using conventional technology.
Из таблицы видно, что разработанные по предлагаемому способу тампонажные материалы эффективны и удовлетворяют ГОСТ 1581-96. Эффект расширения тампонажного материала при твердении обеспечит высокую герметичность контактов: цементный камень - обсадная колонна и цементный камень - горная порода. Нулевое водоотделение подтверждает высокую седиментационную устойчивость и исключает каналообразование в цементном растворе (камне) до его затвердевания.The table shows that the grouting materials developed by the proposed method are effective and satisfy GOST 1581-96. The effect of the expansion of the grouting material during hardening will provide high tightness of the contacts: cement stone - casing and cement stone - rock. Zero water separation confirms high sedimentation stability and excludes channel formation in cement mortar (stone) before it hardens.
При этом раствор имеет низкую водоотдачу, которая не превышает 60 см3/30 мин.When this solution has a low fluid loss, which does not exceed 60 cm 3/30 min.
Claims (2)
магнезит кальцинированный строительный - 70-80,
хлорид магния - 20-30,
кремнийорганическая жидкость - 0,1-0,5% сверх 100%,
нитрилотриметилфосфоновая кислота - 0,02-0,1 сверх 100%.1. Magnesia cementing material, including magnesium-containing binder, magnesium chloride and additives, characterized in that the magnesia binder contains calcined building magnesite, as additives it contains a water repellent - organosilicon liquid and a hardening retardant - nitrilotrimethylphosphonic acid, in the following ratio: :
construction magnesite calcined - 70-80,
magnesium chloride - 20-30,
organosilicon liquid - 0.1-0.5% in excess of 100%,
nitrilotrimethylphosphonic acid - 0.02-0.1 in excess of 100%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014105540/03A RU2542028C1 (en) | 2014-02-14 | 2014-02-14 | Magnesia plugging material and method for its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014105540/03A RU2542028C1 (en) | 2014-02-14 | 2014-02-14 | Magnesia plugging material and method for its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2542028C1 true RU2542028C1 (en) | 2015-02-20 |
Family
ID=53288887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014105540/03A RU2542028C1 (en) | 2014-02-14 | 2014-02-14 | Magnesia plugging material and method for its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2542028C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106497530A (en) * | 2016-10-31 | 2017-03-15 | 河北永达化工有限公司 | The preparation method of the high acid-soluble ratio Oil/gas Well leak stopping agent material of variable density |
| RU2630824C1 (en) * | 2016-06-17 | 2017-09-13 | Общество с ограниченной ответственностью "МИРРИКО" | Repair-insulating grouting composition |
| CN107540318A (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-05 | 张伟 | A kind of cement base water-proof plugging material |
| RU2704163C1 (en) * | 2018-12-28 | 2019-10-24 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Composition for repair and insulation works in well |
| CN117551436A (en) * | 2023-11-23 | 2024-02-13 | 中国地质大学(北京) | Temporary plugging agent, preparation method and application |
| RU2834628C1 (en) * | 2024-04-19 | 2025-02-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Magnesia-based grouting mixture |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1402605A (en) * | 1971-07-12 | 1975-08-13 | Oil Base Germany Gmbh Co Kg | Grouting and sealing cement and a process using it for grouting and or sealing off mine faces or boreholes |
| SU840293A1 (en) * | 1979-07-30 | 1981-06-23 | Пермский политехнический институт | Plugging composition preparation method |
| SU1661371A1 (en) * | 1989-07-24 | 1991-07-07 | Северо-Кавказский научно-исследовательский институт природных газов | Grouting mortar |
| RU2295554C1 (en) * | 2006-02-03 | 2007-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" | Plugging material and a method for preparation thereof |
| RU2366682C1 (en) * | 2008-03-04 | 2009-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" | Backfilling material |
-
2014
- 2014-02-14 RU RU2014105540/03A patent/RU2542028C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1402605A (en) * | 1971-07-12 | 1975-08-13 | Oil Base Germany Gmbh Co Kg | Grouting and sealing cement and a process using it for grouting and or sealing off mine faces or boreholes |
| SU840293A1 (en) * | 1979-07-30 | 1981-06-23 | Пермский политехнический институт | Plugging composition preparation method |
| SU1661371A1 (en) * | 1989-07-24 | 1991-07-07 | Северо-Кавказский научно-исследовательский институт природных газов | Grouting mortar |
| RU2295554C1 (en) * | 2006-02-03 | 2007-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" | Plugging material and a method for preparation thereof |
| RU2366682C1 (en) * | 2008-03-04 | 2009-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" | Backfilling material |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2630824C1 (en) * | 2016-06-17 | 2017-09-13 | Общество с ограниченной ответственностью "МИРРИКО" | Repair-insulating grouting composition |
| CN107540318A (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-05 | 张伟 | A kind of cement base water-proof plugging material |
| CN106497530A (en) * | 2016-10-31 | 2017-03-15 | 河北永达化工有限公司 | The preparation method of the high acid-soluble ratio Oil/gas Well leak stopping agent material of variable density |
| RU2704163C1 (en) * | 2018-12-28 | 2019-10-24 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Composition for repair and insulation works in well |
| CN117551436A (en) * | 2023-11-23 | 2024-02-13 | 中国地质大学(北京) | Temporary plugging agent, preparation method and application |
| RU2834628C1 (en) * | 2024-04-19 | 2025-02-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Magnesia-based grouting mixture |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5490104B2 (en) | Durable magnesium oxychloride cement and method therefor | |
| AU2018364382B2 (en) | Enhancing calcined clay use with inorganic binders | |
| RU2542028C1 (en) | Magnesia plugging material and method for its production | |
| CN111566071A (en) | Method for preparing ettringite binder for forming building materials | |
| Kropyvnytska et al. | Increase of brick masonry durability for external walls of buildings and structures | |
| JP6582599B2 (en) | Low carbon neutralization-inhibiting mortar composition and low carbon neutralization-inhibiting mortar cured product | |
| RU2585217C1 (en) | Crude mixture for protective coating | |
| RU2014138999A (en) | METHOD FOR PRODUCING CEMENT, mortars, concrete compositions containing fillers based on calcium carbonate, Organosilicon substance, the aforementioned "mixed filler" processed superplasticizer OBTAINED cement composition and cement materials and their application | |
| JP6318846B2 (en) | Low carbon neutralization mortar and method for producing the same | |
| MX2014003895A (en) | Method for the production of a building material. | |
| RU2530805C1 (en) | Plugging material | |
| KR102199929B1 (en) | Shotcrete composition using cement composition for increased durability | |
| RU2371411C1 (en) | Mortar | |
| JP6819740B1 (en) | concrete | |
| Sherif | Utilization of metakaolin on sustainable concrete properties | |
| Ghorab et al. | The suitability of portland limestone cement for use in construction applications in Egypt | |
| KR100474964B1 (en) | The composition for height-intensity compound of cement | |
| JP2018016510A (en) | Surface modification material for concrete and method for improving surface quality of concrete using the same | |
| RU2434820C1 (en) | Method of producing binder | |
| RU2452757C1 (en) | Acid-soluble backfill composition | |
| JP2014218415A (en) | Quick-hardening polymer cement mortar composition | |
| JP2021017379A (en) | Cement admixture, expansion material, and cement composition | |
| RU2089523C1 (en) | Raw mix for preparing magnesia binder | |
| UA128589C2 (en) | MIXTURE FOR MANUFACTURE OF AUTOCLAVE HARDENING Aerated concrete | |
| RU2652715C1 (en) | Composition of plugging action |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180215 |