[发明专利]一种高强度复合材料套管修复剂及制备方法

权利要求书

1.一种高强度复合材料套管修复剂，其特征在于：按照重量比100%计，由以下原料组成：树脂25.5-28%，固化剂5-6%，改性陶粒3-4%，改性合金粉末1-3%，改性特种纤维0.05-0.15%，纤维分散剂1-1.2%，油井水泥36-41%，水15-17%，水泥增黏保水剂0.5-1%，水泥分散剂0.2-0.4%，降失水剂0.5-1%，抗静电剂0.5-1%，余量为树脂稀释降黏剂；

所述改性陶粒为松香改性的陶粒；

所述改性特种纤维为二氧化硅改性的特种纤维；所述特种纤维为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维、碳纤维、石墨纤维、碳化硅纤维中的任意一种或者任意两种；

所述改性合金粉末为硅烷偶联剂改性的合金粉末；所述合金粉末为微米级YG15钨钴硬质合金粉末、微米级YT15钨钛钴类硬质合金粉末、微米级YW1钨钛钽类硬质合金粉末、微米级YW1钨钛铌类硬质合金粉末、微米级不锈钢粉末中的任意一种或者任意几种；

其中，所述改性陶粒是通过以下方法制备得到的：将松香粉碎至粒径为1mm，备用，然后在搅拌状态下，将松香加入KH-570硅烷偶联剂中，搅拌至松香溶解，得到松香溶液，然后使用沸腾制粒机将松香溶液喷至陶粒表面，干燥，即可；

所述改性特种纤维是通过以下方法制备得到的：将特种纤维在丙酮溶液中超声清洗0.5-1h，然后在氢氧化钠溶液中浸泡1-1.5h，过滤，再加入氨基磺酸溶液中，在100-105℃下加热回流3-4h，过滤、洗涤、干燥、搅拌分散，然后加入过量纳米二氧化硅粉末中，搅拌，将纳米二氧化硅粉末涂覆在纤维表面，然后干燥、搅拌分散，即可；

所述改性合金粉末是通过以下方法制备得到的：将硅烷偶联剂混合液和合金粉末混合，置于超声波搅拌器内，搅拌10min，然后静置继续反应0.5h，干燥，粉碎，即可。

2.根据权利要求1所述高强度复合材料套管修复剂，其特征在于：在制备改性陶粒时，所述松香、KH-570硅烷偶联剂、陶粒的质量比为1：（2-3）：（5-6）。

3.根据权利要求2所述高强度复合材料套管修复剂，其特征在于：在制备改性特种纤维时，氢氧化钠溶液的浓度为8-10 wt%，氨基磺酸溶液的浓度为10-12wt%。

4.根据权利要求3所述高强度复合材料套管修复剂，其特征在于：在改性合金粉末时，其中，硅烷偶联剂混合液与合金粉末的质量比为（8-10）：（90-92），所述硅烷偶联剂混合液是硅烷偶联剂Z-6011、硅烷偶联剂Z6020、硅烷偶联剂Z-6436按照质量比（1-2）:1：（2-3）混合得到的。

5.根据权利要求1所述高强度复合材料套管修复剂，其特征在于：所述树脂为环氧树脂NPEL128、酚醛环氧树脂NPPN-638S、酚醛环氧树脂NPPN-638的任意一种或者任意两种。

6.根据权利要求1所述高强度复合材料套管修复剂，其特征在于：所述特种纤维的直径为0.5mm或者1mm。

7.根据权利要求1所述高强度复合材料套管修复剂，其特征在于：所述固化剂为聚醚氨M2070、聚醚氨D230、多苯基多氨基甲烷中的任意一种或者任意两种与苯甲醇BA的混合物。

8.根据权利要求1所述高强度复合材料套管修复剂，其特征在于：所述纤维分散剂为Solplus D510或/和Solplus D580；所述树脂稀释降黏剂为烷基缩水甘油醚AGE或/和苄基缩水甘油醚692。

9.根据权利要求1所述高强度复合材料套管修复剂，其特征在于：所述抗静电剂为抗静电剂Irgastat P18或者抗静电剂SN；所述水泥分散剂为卫辉市化工有限公司生产的水泥分散剂HSZ；所述降失水剂为降失水剂g33s；所述水泥增黏保水剂为可降解聚丙烯酸钠增黏保水剂。

10.权利要求1所述高强度复合材料套管修复剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）制备改性陶粒、改性特种纤维、改性合金粉末；

（2）在超声波搅拌器中，4000-6000r/min转速下，向容器中依次加入树脂、改性陶粒、改性合金粉末、改性特种纤维、纤维分散剂、树脂稀释降黏剂、抗静电剂，边搅拌边添加，添加完毕后再搅拌5-8min备用；

（3）在超声波搅拌器中，3000-4000r/min转速下，向容器中依次加入油井水泥、水泥分散剂、降失水剂和水泥增粘保水剂，边搅拌边添加，添加完毕后再搅拌3-5min备用；

（4）在修复作业前30min，在超声波搅拌器中，4000-6000r/min转速下，向容器内先加入步骤（2）制备好的半成品，再加入固化剂，搅拌5-8min，最后再将步骤（3）制备的半成品加入其中，搅拌3-5min混合。