RU2641553C1 - Polymeric composition for isolating and strengthening rock - Google Patents
Polymeric composition for isolating and strengthening rock Download PDFInfo
- Publication number
- RU2641553C1 RU2641553C1 RU2016152516A RU2016152516A RU2641553C1 RU 2641553 C1 RU2641553 C1 RU 2641553C1 RU 2016152516 A RU2016152516 A RU 2016152516A RU 2016152516 A RU2016152516 A RU 2016152516A RU 2641553 C1 RU2641553 C1 RU 2641553C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solvent
- polypropylene glycol
- hydroxyl
- composition
- prepolymer
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 title claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 13
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 9
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 9
- KESQFSZFUCZCEI-UHFFFAOYSA-N 2-(5-nitropyridin-2-yl)oxyethanol Chemical compound OCCOC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=N1 KESQFSZFUCZCEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- JCTXKRPTIMZBJT-UHFFFAOYSA-N 2,2,4-trimethylpentane-1,3-diol Chemical compound CC(C)C(O)C(C)(C)CO JCTXKRPTIMZBJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 15
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 8
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 7
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 abstract description 4
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 abstract description 4
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 3
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229920002601 oligoester Polymers 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 3
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001730 Moisture cure polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003426 chemical strengthening reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 229920005906 polyester polyol Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 102200124760 rs587777729 Human genes 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 2
- OMVSWZDEEGIJJI-UHFFFAOYSA-N 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentadienol diisobutyrate Chemical compound CC(C)C(=O)OC(C(C)C)C(C)(C)COC(=O)C(C)C OMVSWZDEEGIJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 125000003827 glycol group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к горному делу и может быть использовано при изоляции горных выработок от притоков воды и газа и инъекционном химическом укреплении горных пород и грунтов. Одним из способов снижения проницаемости и упрочнения горных пород является заполнение содержащихся в них пор и трещин проникающими полимерными составами на полиуретановой основе.The present invention relates to mining and can be used for isolation of mine workings from the influx of water and gas and injection chemical strengthening of rocks and soils. One of the ways to reduce the permeability and hardening of rocks is to fill the pores and cracks contained in them with penetrating polyurethane-based polymer compositions.
Известны изоляционные полиуретановые составы из одной рабочей жидкости, например состав «АКВИДУР» (ТУ 5775-003-45318000-2013), содержащие преполимер, полученный смешиванием полиизоцианатного и гидроксилсодержащего полиэфирного компонентов до инъекции состава в горную породу.Insulating polyurethane compositions from one working fluid are known, for example, AKVIDUR (TU 5775-003-45318000-2013) containing a prepolymer obtained by mixing a polyisocyanate and hydroxyl-containing polyester components before the composition is injected into the rock.
Известен также полиуретановый состав из одной рабочей жидкости для упрочнения горных пород по патенту РФ №2021523 (МПК E21D 21/00, опубл. 15.10.1994), содержащий преполимер, полученный из полиизоциантаного и полиэфирного компонентов с добавкой олигоэфиракрилата МГФ-9 в соотношении: 88-98 объемных частей полиэфирного компонента, 2-12 объемных частей олигоэфиракрилата МГФ-9 и 100 объемных частей полиизоцианатного компонента. Добавка олигоэфиракрилата замедляет процесс гелеобразования в присутствии воды, снижает отрицательное влияние воды на механические свойства полиуретана, повышает адгезию состава к обводненным породам.Also known is a polyurethane composition from one working fluid for hardening rocks according to the patent of the Russian Federation No. 2021523 (IPC E21D 21/00, publ. 10/15/1994) containing a prepolymer obtained from polyisocyanantane and polyester components with the addition of oligoester acrylate MGF-9 in the ratio: 88 -98 volume parts of the polyester component, 2-12 volume parts of the MGF-9 oligoester acrylate and 100 volume parts of the polyisocyanate component. The addition of oligoester acrylate slows down the gelation process in the presence of water, reduces the negative effect of water on the mechanical properties of polyurethane, and increases the adhesion of the composition to waterlogged rocks.
Недостатками известных составов по ТУ 5775-003-45318000-2013 и патенту РФ №2021523 являются высокая вязкость преполимера (до 5-6 Па⋅с) и связанные с нею высокое гидравлическое сопротивление при нагнетании состава и его низкая проникающая способность при инъекции в породный массив.The disadvantages of the known compositions according to TU 5775-003-45318000-2013 and RF patent No. 2021523 are the high viscosity of the prepolymer (up to 5-6 Pa⋅s) and the high hydraulic resistance associated with it when pumping the composition and its low penetration when injected into the rock mass .
Известны полиуретановые составы из двух рабочих жидкостей, нагнетаемых раздельно, одна из которых содержит полиизоцианат, а вторая - смесь полиэфирных полиолов и присадок, например состав из жидкостей «BEVEDOL» и «BEVEDAN» (свидетельство о государственной регистрации от 22.06.2011 г. № RU 42.21.04.008.E.000067.06.11), одновременно нагнетаемых в скважину по отдельным гидравлическим линиям в объемном соотношении 1:1, например по способу, приведенному в патенте DE 3927894 A (МПК В29В 7/74, E21D 9/00, опубл. 28.02.1991).Polyurethane compositions are known from two working fluids injected separately, one of which contains polyisocyanate, and the second a mixture of polyester polyols and additives, for example, a composition of BEVEDOL and BEVEDAN liquids (certificate of state registration dated 22.06.2011 No. RU 42.21.04.008.E.000067.06.11), simultaneously injected into the well through separate hydraulic lines in a volume ratio of 1: 1, for example, according to the method described in patent DE 3927894 A (IPC B29B 7/74, E21D 9/00, publ. 02/28/1991).
Недостатком известного состава из жидкостей «BEVEDOL» и «BEVEDAN» является образование преполимера в скважине, где возможно неполное смешивание рабочих жидкостей, что ведет к повышенному остаточному содержанию свободных изоцианатных групп в составе, нагнетаемом в породный массив. Реакция свободных изоцианатных групп с водой в горных породах приводит к образованию малопрочного материала - поликарбамида, что снижает эффективность укрепления горных пород и грунтов. Кроме того, рабочие жидкости известного состава обладают повышенной вязкостью при низких пластовых температурах (670±50 мПа⋅с при температуре 15°С), что снижает глубину проникновения состава в породный массив.A disadvantage of the known composition of BEVEDOL and BEVEDAN fluids is the formation of a prepolymer in the well, where incomplete mixing of the working fluids is possible, which leads to an increased residual content of free isocyanate groups in the composition injected into the rock mass. The reaction of free isocyanate groups with water in the rocks leads to the formation of a low-strength material - polycarbamide, which reduces the effectiveness of strengthening rocks and soils. In addition, working fluids of known composition have a high viscosity at low reservoir temperatures (670 ± 50 mPa · s at a temperature of 15 ° C), which reduces the depth of penetration of the composition into the rock mass.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по техническим характеристикам является состав по патенту РФ №2282654 (МПК C09K 8/512, опубл. 27.08.2006), содержащий полиуретановый преполимер, растворитель и регулятор процесса полимеризации. В качестве полиуретанового преполимера в составе по патенту РФ №2282654 используется «Компонент Поропласт плюс А-3017В» (ТУ 2226-007-43161713-2000), содержащий смесь полиэфирполиолов, изоционатов, стабилизаторов и катализаторов вспенивания. В качестве растворителя используется смесь полиэфирполиолов, гликолей и стабилизаторов вспенивания, выпускаемых под маркой «Полиэфир СГ-500» (ТУ 2226-008-43161713-2000). Для регулирования процесса полимеризации по всему объему в капиллярах и трещинах пласта состав содержит водный раствор солей, например хлорида кальция с содержанием не менее 300-350 г/литр. Использование растворителя "Полиэфир СГ-500" уменьшает вязкость состава при низких температурах и повышает проникающую способность состава.Closest to the proposed invention by technical characteristics is the composition according to the patent of the Russian Federation No. 2282654 (IPC C09K 8/512, publ. 08/27/2006) containing a polyurethane prepolymer, a solvent and a polymerization process regulator. As the polyurethane prepolymer in the composition according to the patent of the Russian Federation No. 2282654, the “Component Poroplast plus A-3017B” (TU 2226-007-4316171713-2000) is used, containing a mixture of polyether polyols, isocyanates, stabilizers and foaming catalysts. The solvent used is a mixture of polyester polyols, glycols and foaming stabilizers, manufactured under the brand name "Polyester SG-500" (TU 2226-008-43161713-2000). To regulate the polymerization process throughout the volume in the capillaries and fractures of the formation, the composition contains an aqueous solution of salts, for example calcium chloride, with a content of at least 300-350 g / liter. The use of the solvent "Polyester SG-500" reduces the viscosity of the composition at low temperatures and increases the penetrating ability of the composition.
Недостатком известного состава по патенту РФ №2282654 является наличие в рабочей жидкости воды, что приводит к вспениванию состава и повышению его сжимаемости под действием давления. Это осложняет работу инъекционного оборудования и затрудняет нагнетание состава в породный массив под давлением. Кроме того, вода в составе способствует образованию внутри инъекционного оборудования трудноудаляемого полимера, для очистки от которого требуется прокачка через оборудование большого объема дополнительного растворителя, например выпускаемого под маркой ДВА (ТУ226-004-43161713-99), содержащего смесь диаметилацетамида, бутилацетата и стабилизаторов, загрязняющих окружающую среду.A disadvantage of the known composition according to the patent of the Russian Federation No. 2282654 is the presence of water in the working fluid, which leads to foaming of the composition and an increase in its compressibility under pressure. This complicates the operation of the injection equipment and makes it difficult to inject the composition into the rock mass under pressure. In addition, the water in the composition promotes the formation of a hard-to-remove polymer inside the injection equipment, which requires pumping through the equipment a large volume of additional solvent, for example, produced under the DVA brand (TU226-004-43161713-99), containing a mixture of diametilacetamide, butyl acetate and stabilizers polluting the environment.
Техническая задача, решаемая в предлагаемом изобретении, заключается в повышении глубины проникновения и эффективности нагнетания полимерного состава в породный массив за счет снижения вязкости рабочих жидкостей при сохранении низкой сжимаемости состава под действием давления и малом содержании в нем остаточного изоцианата.The technical problem solved in the present invention is to increase the depth of penetration and the efficiency of injection of the polymer composition into the rock mass by reducing the viscosity of the working fluids while maintaining low compressibility of the composition under pressure and low residual isocyanate content.
Поставленная задача решается тем, что полимерный состав содержит раздельно нагнетаемые в породный массив в объемном соотношении 1:1 преполимер с короткими полимерными цепями, образующийся при смешивании растворителя 2,2,4-триметил-1,3-пентандиолдиизобутират, гидроксилсодержащего компонента полипропиленгликоль и полиизоцианата марки «Wannate РМ-200», взятого в двойном избытке, при следующем соотношении компонент в преполимере, мас. %: полиизоцианат - 73-75, полипропиленгликоль - 11-12, растворитель - 14-15, и гидроксилсодержащий пластификатор, образующийся при смешивании растворителя 2,2,4-триметил-1,3-пентандиолдиизобутират и полипропиленгликоля с добавкой регулятора полимеризации «АМИН А33» при следующем соотношении компонент в пластификаторе мас. %: растворитель - 84-87, полипропиленгликоль - 11-13, регулятор полимеризации - 0.1-4.5.The problem is solved in that the polymer composition contains separately injected into the rock mass in a volume ratio of 1: 1 prepolymer with short polymer chains formed when the solvent is mixed with 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol diisobutyrate, the hydroxyl-containing component polypropylene glycol and the brand polyisocyanate "Wannate PM-200", taken in double excess, in the following ratio of components in the prepolymer, wt. %: polyisocyanate 73-75, polypropylene glycol 11-12, solvent 14-15, and a hydroxyl-containing plasticizer formed by mixing the solvent of 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol diisobutyrate and polypropylene glycol with the addition of a polymerization regulator AMIN A33 "In the following ratio of components in the plasticizer wt. %: solvent - 84-87, polypropylene glycol - 11-13, polymerization regulator - 0.1-4.5.
Полиизоцианат марки «Wannate РМ-200» (CAS 9016-87-9) является смесью полимерного 4,4'-дифенилметандиизоцианата (ТУ 113-03-38-106-90) с его гомологами и изомерами. Полиизоцианат в смеси с полипропиленгликолем (ТУ 6-09-2434-81) образует преполимер, который при реакции с водой в горных породах образует полиуретановый полимер.Wannate PM-200 brand polyisocyanate (CAS 9016-87-9) is a mixture of
Растворитель 2,2,4-триметил-1,3-пентандиолдиизобутират (CAS 6846-50-0) используется для снижения вязкости рабочих жидкостей и повышения глубины проникновения состава в горные породы. Низкая вязкость рабочих жидкостей полимерного состава достигается за счет использования растворителя и нагнетания преполимера с укороченными полимерными цепями, для получения которого используется половина требуемого количества гидроксилсодержащего компонента. Вторая половина полипропиленгликоля подается в скважину в составе гидроксилсодержащего пластификатора.The
Аминный катализатор марки «АМИН А33» содержит 1,4-диазобицикло-2,2,2-октан (CAS 280-57-9). Он используется для регулирования процесса полимеризации состава в присутствии воды.The amine catalyst of the AMIN A33 brand contains 1,4-diazobicyclo-2,2,2-octane (CAS 280-57-9). It is used to control the polymerization of the composition in the presence of water.
Экспериментальный образец преполимера с короткими полимерными цепями изготавливали следующим образом. Отвешивали на весах 1,97 кг растворителя 2,2,4-триметил-1,3-пентандиолдиизобутирата и наливали его в емкость объемом 15 л. Затем отвешивали на весах 1.35 кг полипропиленгликоля и вливали тонкой струей в емкость, содержащую растворитель, непрерывно перемешивая раствор электромеханической мешалкой со скоростью вращения 300-400 об/мин. Отвешивали 9.68 кг полиизоцианата «WANNATE РМ-200», тщательно перемешивали и вливали в течение 1-2 мин через воронку в емкость с приготовленной смесью растворителя и полипропиленгликоля и непрерывно перемешивали полученную смесь электромеханической мешалкой со скоростью вращения 400-600 об/мин. Полученную рабочую жидкость перемешивали еще 3-4 минуты. Емкость с полученной рабочей жидкостью герметично закрывали, ограничивая ее контакт с воздухом, и выдерживали в течение 1 час после приготовления. Полученный преполимер представляет собой прозрачную жидкость темно-коричневого цвета без запаха плотностью 1,17 г/см и вязкостью 180-200 мПа⋅с при 15°С.An experimental sample of the prepolymer with short polymer chains was prepared as follows. 1.97 kg of the solvent of 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol-diisobutyrate was weighed out on a balance and it was poured into a 15 liter container. Then, 1.35 kg of polypropylene glycol was weighed on a scale and poured into a container containing a thin stream with a thin stream, continuously mixing the solution with an electromechanical mixer at a speed of 300-400 rpm. 9.68 kg of WANNATE PM-200 polyisocyanate was weighed, thoroughly mixed and poured for 1-2 minutes through a funnel into a container with a prepared mixture of solvent and polypropylene glycol and the resulting mixture was continuously stirred with an electromechanical mixer at a speed of 400-600 rpm. The resulting working fluid was mixed for another 3-4 minutes. The container with the obtained working fluid was hermetically sealed, limiting its contact with air, and held for 1 hour after preparation. The resulting prepolymer is a dark, odorless, transparent liquid with a density of 1.17 g / cm and a viscosity of 180-200 mPa · s at 15 ° C.
Экспериментальный образец гидроксилсодержащего пластификатора приготавливали следующим образом. Отвешивали на весах 1.35 кг полипропиленгликоля, 9.31 кг растворителя 2,2,4-триметил-1,3-пентандиолдиизобутират и требуемое количество катализатора «АМИН А33» для получения заданной концентрации в пределах от 0.1 до 4.5%, которая зависит от требуемого времени отверждения полимерного состава и температуры пород. Растворитель заливали в емкость объемом 15 л. Затем в эту емкость через воронку последовательно вливали пропиленгликоль и насыпали катализатор, непрерывно перемешивая раствор электромеханической мешалкой со скоростью вращения 300-400 об/мин. Полученный гидроксилсодержащий пластификатор представляет собой прозрачную бесцветную жидкость без запаха плотностью 0,95 г/см3 и вязкостью 70-90 мПа⋅с при 15°С.An experimental sample of hydroxyl-containing plasticizer was prepared as follows. 1.35 kg of polypropylene glycol, 9.31 kg of
Концентрация катализатора «АМИНА А33» в пластификаторе влияет на время отверждения полимерного состава, которое регулируется в пределах от единиц до десятков минут. На фиг. 1 приведена экспериментальная зависимость времени отверждения полимерного состава от концентрации катализатора «АМИНА А33» в пластификаторе при 10°С и 20°С.The concentration of the catalyst "AMINA A33" in the plasticizer affects the curing time of the polymer composition, which is regulated in the range from units to tens of minutes. In FIG. 1 shows the experimental dependence of the curing time of the polymer composition on the concentration of the catalyst "AMINA A33" in the plasticizer at 10 ° C and 20 ° C.
Для ускорения отверждения состава в горной породе при проведении изоляционных работ в условиях напорной фильтрации пластовых вод концентрация катализатора в пластификаторе может быть увеличена до 4.5%.To accelerate the curing of the composition in the rock during insulation work in the conditions of pressure filtration of formation water, the catalyst concentration in the plasticizer can be increased to 4.5%.
При укреплении горных пород для увеличения глубины проникновения в них состава время отверждения может быть увеличено за счет снижения концентрации катализатора «АМИНА А33» в пластификаторе до 0.1-0.3%.With the strengthening of rocks to increase the depth of penetration of the composition into them, the curing time can be increased by reducing the concentration of the catalyst "AMINA A33" in the plasticizer to 0.1-0.3%.
В натурных условиях преполимер с короткими полимерными цепями и гидроксилсодержащий пластификатор предлагаемого полимерного состава нагнетают в скважину одновременно по двум отдельным гидравлическим линиям в объемном соотношении 1:1. При смешивании рабочих жидкостей полимерного состава в скважине уменьшается содержание в нем свободных изоцианатных групп и происходит удлинение полимерных цепей. Получаемый состав, содержащий полимерные цепи разной длины и остатки полипропиленгликоля проникает в горную породу, где за счет экзотермической реакции с водой, содержащейся в горной породе, происходит образование макромолекул, содержащих мочевинные связи, и выделение газообразного диоксида углерода. За счет полиизоцианатов, содержащихся в реагенте «WANNATE РМ-200», происходит синтез прочных полиуретанов трехмерного строения. Получаемый диоксид углерода вспенивает образующийся полиуретановый полимер и способствует его распределению по поверхности пор и трещин в горной породе. Это снижает расход предлагаемого полимерного состава при изоляции горных выработок от притоков воды и газа и инъекционном химическом укреплении горных пород и грунтов.Under natural conditions, the prepolymer with short polymer chains and the hydroxyl-containing plasticizer of the proposed polymer composition are injected into the well simultaneously through two separate hydraulic lines in a volume ratio of 1: 1. When mixing working fluids of polymer composition in a well, the content of free isocyanate groups in it decreases and polymer chains elongate. The resulting composition containing polymer chains of different lengths and polypropylene glycol residues penetrates into the rock, where due to the exothermic reaction with water contained in the rock, macromolecules containing urea bonds are formed and gaseous carbon dioxide is released. Due to the polyisocyanates contained in the reagent "WANNATE PM-200", there is a synthesis of durable polyurethanes of three-dimensional structure. The resulting carbon dioxide foams the resulting polyurethane polymer and promotes its distribution over the surface of pores and cracks in the rock. This reduces the consumption of the proposed polymer composition when isolating the mine workings from the influx of water and gas and injecting chemical strengthening of rocks and soils.
Совокупность признаков предлагаемого изобретения позволяет уменьшить вязкость рабочих жидкостей состава при сохранении низкой сжимаемости состава под действием давления и малом содержании в нем остаточного изоцианата, и за счет этого увеличить глубину проникновения и эффективность нагнетания полимерного состава в горные породы.The set of features of the present invention allows to reduce the viscosity of the working fluids of the composition while maintaining low compressibility of the composition under pressure and a low content of residual isocyanate in it, and thereby increase the penetration depth and the efficiency of injection of the polymer composition into rocks.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016152516A RU2641553C1 (en) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Polymeric composition for isolating and strengthening rock |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016152516A RU2641553C1 (en) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Polymeric composition for isolating and strengthening rock |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2641553C1 true RU2641553C1 (en) | 2018-01-18 |
Family
ID=68235743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016152516A RU2641553C1 (en) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Polymeric composition for isolating and strengthening rock |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2641553C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021041271A1 (en) * | 2019-08-26 | 2021-03-04 | Gcp Applied Technologies Inc. | Penetrating single component prepolymer system |
| RU2803091C1 (en) * | 2022-12-08 | 2023-09-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук (ИГД СО РАН) | Two-component polyurethane compound for sealing and strengthening wet rock |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2021523C1 (en) * | 1991-10-14 | 1994-10-15 | Донецкий Научно-Исследовательский Угольный Институт | Compound for consolidation of rocks |
| RU2282654C1 (en) * | 2005-02-21 | 2006-08-27 | ЗАО "Нефтегазтехнология" | Composition for insulation of deposit water inflow interval in hole |
| WO2010094937A1 (en) * | 2009-02-20 | 2010-08-26 | M-I Drilling Fluids Uk Limited | Wellbore fluid and methods of treating an earthen formation |
| RU2011115416A (en) * | 2005-11-22 | 2012-10-27 | Хэллибертон Энерджи Сервис, Инк. (Us) | METHOD FOR STABILIZING UNFILLED UNDERGROUND LAYERS |
-
2016
- 2016-12-30 RU RU2016152516A patent/RU2641553C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2021523C1 (en) * | 1991-10-14 | 1994-10-15 | Донецкий Научно-Исследовательский Угольный Институт | Compound for consolidation of rocks |
| RU2282654C1 (en) * | 2005-02-21 | 2006-08-27 | ЗАО "Нефтегазтехнология" | Composition for insulation of deposit water inflow interval in hole |
| RU2011115416A (en) * | 2005-11-22 | 2012-10-27 | Хэллибертон Энерджи Сервис, Инк. (Us) | METHOD FOR STABILIZING UNFILLED UNDERGROUND LAYERS |
| WO2010094937A1 (en) * | 2009-02-20 | 2010-08-26 | M-I Drilling Fluids Uk Limited | Wellbore fluid and methods of treating an earthen formation |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021041271A1 (en) * | 2019-08-26 | 2021-03-04 | Gcp Applied Technologies Inc. | Penetrating single component prepolymer system |
| RU2803091C1 (en) * | 2022-12-08 | 2023-09-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук (ИГД СО РАН) | Two-component polyurethane compound for sealing and strengthening wet rock |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4475847A (en) | Process for consolidation and sealing of geological formations and artificial beds of rock, earth, and coal | |
| JP5851481B2 (en) | Injectable chemical composition for stable strengthening of soil water and stable strengthening water stop method using the same | |
| MX2010007771A (en) | Degradable non-aqueous gel systems. | |
| US20090143257A1 (en) | Methods and Compositions for Controlling Water Production | |
| CN102911340A (en) | Low-heat-release polyurethane grouting reinforcement material and preparation method thereof | |
| JPH01501944A (en) | Formation strengthening and sealing methods | |
| Serdyukov et al. | Polymeric insulating compositions for impervious screening in rock masses | |
| RU2641553C1 (en) | Polymeric composition for isolating and strengthening rock | |
| CN102134391A (en) | High molecular polymeric reinforced water-plugging grouting material for underground engineering and construction technology thereof | |
| US7841804B2 (en) | Method and composition for stabilizing earth and sand to prevent soil erosion | |
| RU2507377C1 (en) | Method of water production zones isolation in well | |
| RU2030562C1 (en) | Method for shutting-off lost circulation zone | |
| JP6055264B2 (en) | Water-stopping pharmaceutical composition and water-stopping method | |
| JP2006131785A (en) | Injection chemical composition for stabilization of soil and stable strengthened water stop method using the same | |
| KR101176895B1 (en) | Urethane strata consolidation | |
| KR100556567B1 (en) | Super Strength Urethane Chemical Composition for Soft Ground Freezing | |
| JP3944878B2 (en) | Chiyama consolidation chemical solution composition | |
| JP2004075754A (en) | Injectable chemical composition for strengthening stability of rock, ground, artificial structures, etc. | |
| RU2431735C1 (en) | Procedure for restraint of water production in well | |
| RU2426866C1 (en) | Polymer backfilling composition for isolation of water influx in low temperature oil and gas wells | |
| CN115109571A (en) | Temperature-control phase-change water shutoff agent and preparation method thereof | |
| RU2426865C1 (en) | Polymer backfilling composition for isolation of water influx in high temperature oil and gas wells | |
| JPH0725964A (en) | Two pack type foamable polyurethane foam composition | |
| JPH06287558A (en) | Ground-solidifying agent | |
| US3176471A (en) | Method of sealing or consolidating earthen formations |