[发明专利]一种耐高温改性型缓凝剂的制备方法在审

专利信息
申请号: 201910154035.3 申请日: 2019-03-01
公开(公告)号: CN109942225A 公开(公告)日: 2019-06-28
发明(设计)人: 蒋留平 申请(专利权)人: 蒋留平
主分类号: C04B24/42 分类号: C04B24/42;C04B103/22
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 213000 江苏省常州*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 制备 聚合物 缓凝剂 改性 层状基体 热稳定性 耐高温 热分解 吸附层 层状无机材料 水泥颗粒表面 聚合物分子 热稳定性能 碳化硅晶须 封固材料 缓凝效果 极性基团 片层结构 水泥水化 无机材料 有效屏蔽 有效释放 小分子 包覆 片层 水泥 阻碍 赋予 表现
【说明书】:

发明涉及一种耐高温改性型缓凝剂的制备方法,属于封固材料技术领域。本发明技术方案采用碳化硅晶须进行改性,通过包覆制备层状基体材料,一方面无机材料层状基体物质的加入将自身的刚性和热稳定性赋予聚合物;另一方面,部分聚合物插入层状无机材料片层之间,片层结构有效屏蔽了部分热分解效应和阻碍了聚合物分子在热分解中产生的小分子运动,因此该聚合物表现出良好的热稳定性,通过该方案制备的缓凝剂材料,有效释放极性基团在水泥颗粒表面形成吸附层,该吸附层能够通过阻止水泥与水的接触来降低水泥水化速度,达到缓凝效果,从而有效提高材料的热稳定性能。

技术领域

本发明涉及一种耐高温改性型缓凝剂的制备方法,属于封固材料技术领域。

背景技术

随着国民经济的迅速发展,石油与天然气的需求量逐年攀升,给我国石油能源和战略资源安全带来了新的挑战。目前,国内大多浅层油气资源经过长期的开采相继接近枯竭,大多数油田己经进入中后开发阶段,可采易采储量有限,为了提高原油产量,支撑国民经济的发展,勘探开发工作已经开始向深部油气藏扩展,特别是近年来大量深井超深井的发现,为人们带来可喜石油储量的同时也给固井作业带来了巨大的挑战,如长封固段固井。

固井工程是油气井钻完井工艺过程中的重要环节,水泥浆固井技术是指将水泥注入井壁与套管之间的环空,通过水泥环达到密封的效果。固井质量的好坏决定了油气层的产能和油气井的寿命,因此需要提高固井水泥浆的质量。目前随着油气勘探开发逐渐向地层深处延伸,相应的地层温度逐渐升高,油气田开发重心逐渐向深井、超深井等大温差固井转移。

大温差固井环境下常遇到固井质量不易控制的问题,主要是因为固井施工注水泥井段上下端温度差较大,而市面上缓凝剂的种类虽多但性能单一。常用的缓凝剂高温和低温性能差异较大,抗高温缓凝剂在低温条件下极易产生超缓凝的现象;常用于低温条件下的缓凝剂在高温地层中因为地层底部温度过高而产生的缓凝性质的改变,缓凝效果极差甚至无缓凝效果。目前市面上现有的宽温带缓凝剂所跨温带不够宽,为现场固井施工设计增加了麻烦。

对于“长封固段”目前在行业内还没有统一的界定标准,有研究认为,一次注水泥封固段超过1500m或者使用分级固井封固段总长超过2600m的固井即为长封固另有研充认为,当井底循环温度比水泥顶面处的静止温度高出40℃时,即可认为长封固,也称为大温差。对于长封固段固井,一般采用的固井技术有双级固井技术及次性注水泥技术。其中,双级固井必须使用分级缠,由于分级输的价格昂贵,在井下复杂环境中的密封性难以保证,并且双级固井施工工序复杂且周期长等问题,为固井作业带来了诸多弊端,如延长建井周期,增加固井成本,又有钻穿套管的危险为克服以上弊端,目前常采用一次性注水泥封固技术。

新拌混凝土施工浇筑时必须保证合适的凝结时间,当凝结时间太短时会因水化过快导致水化热过大,特殊部位连接不密实,出现塑性裂缝等一系列问题,影响混凝土后期强度以及耐久性,造成质量安全隐患,缓凝剂的应用可有效延长混凝土初凝时间。

混凝土缓凝剂,是延缓混凝土凝结时间而对后期强度无明显影响的外加剂,适用于高温条件下连续灌筑混凝土、大体积混凝土、预拌混凝土和泵送混凝土。现有的缓凝剂有无机型、有机型、无机有机混合型、聚合物型。无机型的包括磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠等。有机型的包括葡萄糖酸钠、糖蜜、柠檬酸、羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、麦芽糊精、蔗糖、白糖、酒石酸等。聚合物型:丙烯酸与丙烯酸羟乙酯的聚合物、酸酐与天冬氨酸的聚合物、顺丁烯二酸与AMPS的聚合物等。

目前,多数有机缓凝剂通过在固-液界面产生吸附作用,改变固体粒子表面性质,即亲水性,或者通过其分子中亲水基团吸附大量水分子在固体粒子表面形成较厚的水膜层。由于吸附作用,大量的羟基吸附在水泥粒子表面,阻碍水泥水化过程,使晶体之间相互隔离受到屏蔽,改变了结构形成过程,从而达到缓凝的效果。

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  • 2017-06-28 - 2019-08-27 - C04B24/42
  • 本发明属于混凝土添加剂制备技术领域,具体涉及一种混凝土早强剂的制备方法。本发明先将纤维素、乙酰胺和水混匀,并用氢氧化钠溶液调节pH后保温反应,再加入溴代十八烷混合过滤,收集滤渣洗涤、风干,随后收集风干物与四氢呋喃、正丁基锂、二甲基甲酰胺反应出料,再收集出料物与γ‑氨丙基三乙氧基硅烷混匀蒸馏,最后将蒸馏剩余物与纳米二氧化钛、硅酸铝混合,收集搅拌混合物,即可得混凝土早强剂,本发明所得早强剂可有效提高混凝土各龄期强度,同时可有效缩短混凝土硬化时间,此外,保塑性能也较好。
  • 一种混凝土抗裂抗渗剂及其制备方法-201611143057.2
  • 蒋永菁;李磊;王瑞;李全龙;张小磊;韩旭 - 江苏苏博特新材料股份有限公司
  • 2016-12-08 - 2019-08-20 - C04B24/42
  • 本发明公开了一种混凝土抗裂抗渗剂及其制备方法。本发明所述混凝土抗裂抗渗剂由下述原料按照重量配比而成:改性磺化石墨烯:1‑10%,疏水物质:1‑15%,乳化剂A:0.1‑2%,消泡剂:0.001‑0.01%,余量为水。利用带氨基硅烷改性磺化石墨烯得到具有与混凝土具有优异结合力的改性磺化石墨烯。复合改性磺化石墨烯二维片状纳米材料的抗裂、堵孔效应以及疏水物质防水作用,制备得到能够稳定存放的混凝土抗裂抗渗剂。本发明所述混凝土抗裂抗渗剂提高混凝土抗折抗拉抗裂的性能;同时,可防止水和氯化物盐类通过毛细孔进入混凝土内部,进一步提高混凝土抗渗性能,从而大大提高混凝土的耐久性。
  • 一种混凝土防水密实剂-201910235988.2
  • 张帆 - 广州市浩恒建材科技有限公司
  • 2019-03-27 - 2019-08-09 - C04B24/42
  • 本发明公开了一种混凝土防水密实剂,属于建筑材料添加剂领域。本发明以硅脂岩石结合大分子成分构成疏水缔合双重交联水凝胶成分,在稳定提高内部力学强度的同时,使其具有自修复性能,提高了本体系内部的分散性,也可在一定程度上控制混凝土的收缩程度,避免开裂的出现。在应用于混凝土时,和水混合放热作用,可促使本密实剂成分发生固‑固相变作用,因而,收缩率也不致于增加过大。结合钙离子产生碳酸钙微粒进行填充,提高密实效果。通过协同作用形成稳定的纳米乳液,增大与混凝土之间的接触角,能够在防水、收缩密实的同时,避免开裂。本发明解决了目前常用混凝土防水密实剂的防水效果不佳,使用后易引发混凝土收缩率增大,出现开裂的问题。
  • 一种基于蒸养混凝土的复配聚羧酸系减水剂及其制备方法-201611226552.X
  • 徐一伦;谢彪;钱强 - 陕西友邦新材料科技有限公司
  • 2016-12-27 - 2019-08-06 - C04B24/42
  • 本发明提供了一种基于蒸养混凝土的复配聚羧酸系减水剂及其制备方法,以复配聚羧酸系减水剂的总质量为基准,复配聚羧酸系减水剂中的无机盐组分包括:0.4~1.6%的硅酸盐、0.4~2.2%的硼酸盐和0.4~2.0%的磷酸盐中的至少一种。本发明的复配聚羧酸减水剂中,各类无机盐与聚羧酸相互配合,协同作用,提高了蒸养混凝土的脱模强度,进一步大幅度提高了蒸养混凝土的后期强度,降低了由于蒸养过程而使蒸养预制构件后期强度受到损伤的程度,从而提高了蒸养混凝土的性能,不仅成本低于现有的同类产品,而且对于各类水泥都有良好的适应性,对钢筋也无锈蚀作用,极其适用于预制构件的生产。
  • 一种不逆向分解混凝土固化剂及其制备方法-201910529442.8
  • 林振喜 - 林振喜
  • 2019-06-19 - 2019-07-30 - C04B24/42
  • 本发明涉及混凝土外加剂领域,具体是一种不逆向分解混凝土固化剂,包括以下原料:硅酸钾、石蜡水溶液、甲基硅酸钠、邻苯二甲酸二脂、木质素磺酸钠、硫酸铝钙、聚二甲基硅氧烷、壬基酚聚氧乙烯醚、氢氧化钙。还公开了一种不逆向分解混凝土固化剂的制备方法。本发明不逆向分解混凝土固化剂和混凝土中的钙、镁离子反应后形成凝胶物质,这种物质具有提高凝凝土强度的作用,且物质中含有防水分子,在水清洗及地面反水时,不再逆向分解,达到产品和混凝土同寿命的目的,且价格低,上游原料采购方便,施工简单。
  • 一种混凝土管道压浆剂-201910362337.X
  • 陈习军 - 陈习军
  • 2019-04-30 - 2019-07-23 - C04B24/42
  • 本发明公开了一种混凝土管道压浆剂,属于建筑材料领域。本发明对玄武岩进行研磨粉碎后利用,结合柠檬酸根离子等,提高内部的稳定性,与自制表面活性剂的共混作用,提高表面作用活性,表面进行包覆固着,避免组分间的散失。以甲基三丁酮肟基硅烷结合改性高岭土等制活性润滑料,可在其中提供具有自修复性能的交联结构,能够很好的应对外部应力,提供抗折抗压效果,结合羟乙基纤维素、异丙醇等成分所形成的浓缩料胶束,可很好改善内部相容性,发挥自组装修复的效果。对玄武岩纤维进行处理,能够很好的应对外部应力,提供抗折抗压效果。本发明解决了目前常用混凝土压浆剂的抗折抗压强度低,应用后的混凝土流动性差的问题。
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