Полимерная тампонажная композиция Советский патент 1990 года по МПК E21B33/00 

Изобретение относится к креплению шатхных стволов, а именно к тампонаж- ным композициям для заделки стыков крепи, упрочнения и водоизоляции горных пород, создания водонепроницаемых экранов при строительстве подземных сооружений в сложных гидрогеологичес- ких условиях.

Целью изобретения является образование гидрофобной массы с быстро нарастающей вязкостью для создания за крепью шатхных стволов водоизолирую- щего экрана.

Полимерная тампонажная композиция включает карбамидную смолу (крепитель К-2), воду и кислотный отвердитель при следующем соотношении компонентов, мае„ч0:

Карбамиднал

смола (крепит

тель К-2)20-80

Вода40-80

Кислотный отвердитель100

Карбамидная смола марки Крепитель К-2, модифицированная пента- эритритом, представляет собой бесцветную жидкость плотностью 1190 кг/м3, вязкостью 12-15 с по ВЗ-4, содержание формальдегида 0,5% и сухого остатка 50%0 Преимущество выбора смолы типа Крепитель К-2 по сравнению с другими марками карбамидных смол (МФ-17, МФФ-М, КФ-Б) состоит в том, что спиртовая стабилизация пентаэритритом повышает ее жизнеспособность и стабилизацию водных растворов, а для отверждения ее применяются более сильные кислотные отвердители

В качестве кислотного отвердителя используются гексилбензолсульфокисло- та, диэтилбензолсульфокислота, контакт Петрова и кислый гудрон, получаемые при нефтехимическом синтезе в качестве целевых и побочных продуктов,, представляющие собой жидкости от светло-коричневого до черного цвета, содержащие 15-75% сульфо- кислот, 0,9-20% свободной серной кислоты, 1,9-5% несульфированных углеводородов и водыс Кислотное число 15- 160 мгКОН/г.

В табл.1 приведено несколько образцов предлагаемой полимерной тампо- нажной композиции

Технология получения и нагнетания полимерной тампонажной композиции заключается в следующем В двух отдельных емкостях готовят водный раствор смолы (крепитель К-2) и кислотного отвердителяо Затем оба компонента с помощью насосов перекачиваются раздельно и лишь непосредственно перед нагнетанием в скважину они смешиваются в заданных соотноше- „ниях,

В табл.2 приведены свойства образцов предлагаемой тампонажной композиции.

Как видно из табл.2, предлагаемая полимерная тампонажная композиция обеспечивает получение быстротвердеющего (5-15 мин), безусадочного (набухающего до 3,5-22,5%), водонепрони- цаемого до 5,0 МПа тампонажного кам

0

ня с пределом прочности при сжатии 3,6-16,8 МПа. Снижение концентрации карбамидной смолы в растворе до 12 - 30% приводит к удешевлению тампонажной композиции, Безусадочность тампонажного камня повышает качество гидроизоляционных работ в горных выработках. Эластичность его уменьшает влияние буровзрывной волны на процесс образования дополнительных трещин в тампонируемых микрополостях горной породы.

При низком содержании смолы в композиции по сравнению с оптимальным сроки отверждения удлиняются, наблюдается усадка 3,9-10% (образцы 1, 6 и 11) и снижается прочность при сжатии до 0,8-1,8 МПа (образцы 1 и 6)„ Повышение концентрации смолы в растворе (образцы 5, 10, 15 и 20) нерационально, так как приводит к удорожанию тампонажной композиции.

25 Формула изобретения

1. Полимерная тампонажная композиция, включающая в качестве основы карбамидную смолу (крепитель К-2), воду и кислотный отвердитель-- контакт Петрова, отличающаяся тем, что, с целью образования гидрофобной массы с быстро нарастающей вязкостью для создания за крепью шахтных стволов водоизолирующего экрана, композиция имеет следующее соотношение компонентов, мае.ч.: Кислотный отвердитель контакт Петрова100

Карбамидная смола (крепитель К-2)20-80 Вода 40-80 2 Композиция по , о т л и ч а

ю1 щ а я с я тем, что она в качестве кислотного отвердителя содержит гек- силбензолсульфокислоту

3 Композиция по п01, отличающаяся тем, что она в качестве кислотного отвердителя содержит диэтилбензолсульфокислоту.

4, Композиция по п.1, о т л и ч а- ю щ а я с я тем, что она в качестве кислотного отвердителя содержит кислотный гудрон

Содержание компонентов, ., в образце Компонентыкомпозиции

1 1 23 | А | 5 6 7|8J9|lo|lljl2J13jl4J15|l6|l7J18|l9J20

Карбамидная смола1520 5080851520508085 15 20 30 80 85 15 20 50 80 85

Вода3540 5080853540508085 35 40 50 80 85 35 40 50 80 85 Гексилбензолсульфокис-

лота100100 100100100----

Диэтилбензолсульфокислота-----100100100100100 - - -------Контакт Петрова--------- 100 100 100 100 100 - - - - Кислый гудрон---------- - - 100 100 100 100 100

1Л

Таблица2g

о

,е

Физико-механическиеОбразец полимерной тампонажной композиции

свойства композиций у-.-гf-гг-

1 | 23 | 4 I 5 I 67 I 8910 J 11 12 13 14 15 16 17 | 18 19 ) 20.

Время отверждения,

мин20 15 10 5 525 20 15 7515 10 7,5 5 3 10 7 5 5 3

Объемные изменения:

усадка (-),набухание (+) на 1-е-10+8,2+10,6+10,4+18-3,9+17,8+29+3,3+5,0 сутки, 7. +3,5 +10,1 -5,3 +16,6 +20,0 +5,8 +22,5 0 +4,8 +6,6 Предел прочности 0,8 5,1 6,0 5,2 6,6 7,6 10,7 10,1 13,6 16,8 при сжатии, МПа 3,6 6,8 1,8 5,5 5,8 9,8 11,5 12,5 15,2 15,0 Водонепроницаемость при давлении, МПа - 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 .5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,05,0 5,05,0 Относительная

деформация при-40,235,037,235,033,430,528,025,021,0

разрушении, Z41,339,1-36,029,031,029,025,323,820,1

Изобретение относится к креплению шахтных стволов. Целью является образование гидрофобной массы с быстро нарастающей вязкостью для создания за крепью шахтных стволов водоизолирующего экрана. Для этого полимерная тампонажная композиция включает карбамидную смолу (крепитель К-2), воду и кислотный отвердитель. Соотношение компонентов в композиции следующее, мас.ч.: крепитель К-2 28-80, вода 40-80, кислотный отвердитель 100. Крепитель К-2 смешивается с водой в любых соотношениях, не коагулируя. В качестве кислотного отвердителя используют гексилбензосульфокислоту, диэтилбензосульфокислоту, контакт Петрова и кислый гудрон. При получении и нагнетании полимерной тампонажной композиции в двух отдельных емкостях готовят водный раствор смолы К-2 и кислотного отвердителя. Затем оба компонента непосредственно перед нагнетанием в скважину смешивают в заданных соотношениях. В результате получается быстротвердеющая, набухающая при отверждении масса. После отверждения тампонажной композиции образуется бесусадочный, водонепроницаемый тампонажный камень. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.