Тампонажный раствор Советский патент 1985 года по МПК E21B33/138 

1

Изобретение относится к тампонажным растворам и может быть использовано для крепления скважин при отрицательных температурах в районах многолетнемерзлых пород.

Цель изобретения - повышение прочности, сокращение сроков схватывания и повышение линейного расширения тампрццжногр раствора при отрицательных температурах.

- В качестве двуводного гипса может быть применен фосфогипса двугидрат, фторгипс и борогипс.

В качестве материала, содержащего нйзкоосновные силикаты кальция, возможно применение основного доменного шлака с модулем активности не менее Мд 0,2 и модулем основности Mj, 1,14-1,39 ( 1,25), электротермофосфорного шлака, соответствующего ГОСТ 3476-74, или шлакозольной смеси с Мд, 0,25. Карбоалюминатный шлам, образующийся при производстве высших сортов глиноземй, имеет следующий химический состав,% СаО 43,60-41,1; , 13,25-20,5; 0.68-0,20; 5iO 3,16-0,5; h.п.п. 27,30-36,5; К,0 0,4-0,2.

Сущность изобретения заключается в том, что шлам взаимодействует с гипсом .-. образованием трисульфогидроалюмината кальция. Скорость их взаимодействия достаточно велика, что обусловливает быстрое твердение композиции при низких температурах без введения противоморозных добавок. Камень на основе трисульфогидроалюмината кальция характеризуется высокими плотностью и прочностью при изгибе, обусловленными игольчатой структурой трисульфогидроалюмината кальция, а также его способностью к расширению. Процесс образования трисульфогидроалюмината кальция сопровождается значительным тепловыделением в начальный период твердения вяжущего, в результате чего не требуется подогрев тампонажного раствора в процессе приготовления.

Включение в состав тампонажного раствора материала, содержащего низкоосновиыё силикаты кальция, повышает его подвижность и долговечность камня на основе трисульфогидроалюмината кальция.

Пример. В лабораторных условиях института Гипроцемент были

201490

получены и испытаны по ГОСТ 1581-78 12 составы тампонажной смеси, приготовленные измельчением в стандартной лабораторной мельнице 5 до тонкости 10% остатка на сите

№ 008 двуводного гипса или фосфогипса, карбоалюминатного шлама или доменного гранулированного шлака, или злектротермофосфорного шлака.

или шлакозольной- смеси.

Составы тампонажного раствора и результаты физико-механических испытаний приведены в табл. 1-3.

Из представленных данных следует, что прочность при изгибе, сроки схватывания и линейное расширение тампонажного раствора известного состава уступают соответствующим характеристикам предлагаемого.

Так, сроки схватывания предлага- . емого тампонг1жного раствора по сравнению с известным (состав 13) сокращаются почти в два раза.

Прочность цементного камня на основе предлагаемого тампонажного раствора при низких температурах в зависимости от количества вводимого шлака превышает прочность известного почти в 1,5 раза, а линейное 0 расширение предлагаемой композиции . по сравнению с известной возрастает более чем в 8 раз, причем к двум суткам твердения линейное расширение стабилизируется. Увеличение линейного расширения композиции ведет к повьш1еНию плотности и снижению пористости цементного камня, что положительно сказывается на водонепроницаемости камня на основе тампонажного раствора. 0

Замена двуводного гипса (составы 1-3) фосфогипсом (составы 6-8) . не ухудшает свойств предлагаемого тампонажного раствора. Возможна также замена доменного шлака (составы 1-3) электротермофосфорным шлаком (состав 11) или шлакозольной смесью (состав 12).

Введение в состав тампонажного

раствора смеси, содержащей менее 15% карбоалюминатного шлама и двуводного гипса (состав 5) ведет к увеличению сроков схватывания тампонажного раствора и снижению двухсуточной прочности при изгибе.

При введении в состав тампонажного раствора смеси, содержащей более 20% карбоалюминатного шлама и двуводного гипса (состав 4), растекаемость по.конусу, АЗНИИ становится меньше допустимой по ГОСТ 1581-78

Компоненты

Белиталюминатный цемент Карбоапюминатный шдам Гипс Глина

Доменный шлак (М,00,21) Вода

12014904

; И время загустевания смеси сокращается ( S 20 мин) , что ведет к снижению технологичности композиции.

Таблица 1

Содержание -в составе, вес.%

:i

предлагаемый

17 17

16 50

ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР, включающий вяжущее, материал, содержащий низкоосновные гидросиликаты кальция, и воду, отличающийся тем, .что, с целью повышения прочности, сокращения сроков схватывания и повышения линейного расширения при. отрицательных температурах, он в качестве вяжущего содержит смесь двуводного гипса и карбоалюминатного шлама, образующегося пр производстве высших сортов глинозема, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Двуводный гипс20-15 Карбоалюминатный шлам 20-15 Материал, содержащий низкоосновные гидросиликаты кальция10-20 Вода Остальное

Состав предлагаемого тампоиажмого раствора

10 16 20

8 22 10 16 20

20 t7 15 21 14

8 22

Тявлица 2

Вода

50

50

50

50

50

50

50

50

50

50

50

50

10

Т а б л и ц а 3