Способ создания противофильтрационного экрана котлована-отстойника Советский патент 1992 года по МПК E02D3/12 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при устройстве противофильтрационных экранов грунтовых накопителей-отстойников технологических жидкостей и отходов производства.

Целью изобретения явля.ется повышение прочности и устойчивости экрана к агрессивному воздействию минерализованной пластовой воды.

Способ осуществляется следующим образом.

На грунт наносят химический кольматант на основе аминоальдегидной смолы со

следующим соотношением ингредиентов мас.ч.:

Меламиноформальдегидная смола1,0

Кислый отвердитель сульфат алюминия или

сульфаминовая кислота,

или хлорид аммония0,02-0,04

Вода1,18-1,76

далее готовят второй состав на основе аминоальдегидной смолы со следующим соотношением ингредиентов, мас.ч.:

Меламиноформальдегидная смола1,0

Кислый отвердитель сульфат алюминия или сульфаминовая кислота, или хлорид аммония0,02-0,04

Сульфонол0,005-0,015

Вода1,23-1,85

Второй состав выдерживают до начала гелеобразования, затем его вспенивают и образующуюся пену наносят на поверхность грунта.

Способ испытан в лабораторных условиях. При этом использованы следующие вещества и оборудование: меламиноформальдегидная смола марки МС Р-100С. белое порошкообразное вещество (50%-ный водный раствор), аммония (порошок белого цвета)(5%-ный водный раствор), сульфаминовая кислота, кристаллическое вещество белого цвета (10%-ный водный раствор), хлорид аммония кристаллическое вещество белого цвета (10%-ный водный раствор), сульфонол, порошок желтого цвета (10%-ный водный раствор), техническая вода (водопроводная) жесткостью менее 5 мг-экв/л, пластовая вода плотностью 1180 кг/м с общей минерализацией 260 г/ли содержанием хлорида кальция 52 г/л как агрессивная среда для воздействия на противофильтрационный экран при определении коэффициента фильтрации, вискозиметр марки ВСН-3, установка УИПК-Ш, лабораторная мешалка марки Воронеж-2. В лабораторных условиях готовят первый состав путем смешивания смолы с отвердителем в мешалке со скоростью 2100 об/мин. Таким составом обрабатывают поверхность грунта не позднее 1 ч после его приготовления, а именно для достижения составами пластической вязкости в 35 МПа-с, при которой начинается процесс гелеобразования.

Второй состав готовят путем смешения смолы, отвердителя и сульфонола, затем его выдерживают также до начала гелеобразования, после чего вспенивают путем интенсивного перемешивания в- течение 5 мин в лабораторной мешалке со скоростью 3500 об/мин или за счет подачи воздуха компрессором. Полученную пену, характеризуемую высокой устойчивостью, кратностью 2-3,5, плотностью 0,35-0,5 кг/м , наносят на поверхность грунта, обработанную первым составом.

Методика определения устойчивости экрана к агрессивной среде следующая.

Готовят по два одинаковых образца грунта, обработанного предлагаемым способом составом при различном соотношении компонентов. Для этого в специальные резиновые формы диаметром 25 мм насыпают кварцевый песок высотой 30 мм и пропитывают грунт сначала первым составом,

затем на поверхность образца наносят второй состав. Через 24 ч образцы грунта достают из формы, один из них оставляют на воздухе на 48 ч, после чего определяют прочность образца на сжатие, второй помещают в кристаллизатор, наполненный минерализованной пластовой водой, и выдерживают в нем в течение 20 дней, после чего также определяют прочность образцов на сжатие на прессе установки

5 УИПК-1М. По сопоставлению сравнительных данных о прочности образцов, прошедших выдержку в воздушно-сухом состоянии ив агрессивной среде, судят об устойчивбсти противофильтрационного экрана к аг0 рессивным средам.

В качество агрессивной среды применяется минерализованная пластовая вода плотностью 1180 кг/м с общей минерализацией 260 г/л следующего состава, г/л:

5 Са 18,8; Мд 4,6; Na + К 74.1; СГ 162,6; .б; НСОз0,2.

Выбор минерализованной пластовой воды в качестве агрессивной среды обусловлен тем, что она содержит комплекс ионов, в том числе наиболее агрессивных - Са, Мд, СГ. Высокие противофильтрационные свойства экра,на, создаваемого согласно предлагаемому способу, также обеспечиваются при воздействии на него минерализованных растворов, применяемых при строительстве скважин, например хлорнатриевого, кальциевого, известкового, хлоркалиевого и др., так как содержание

0 агрессивных солей в них не превышает их содержания в пластовой воде.

Методика определения коэффициента .фильтрации экрана следующая. В воронку Бюхнера диаметром 60 мм насыпают слой

5 кварцевого песка толщиной 1 см и пропитывают грунт вначале составом I, а затем на поверхность наносят состав II при одном из предлагаемых количественных соотношений ингредиентов. Через 24 ч после обработки песка составами в воронку наливают минерализованную пластовую воду и по количеству отфильтровавшейся за 7 ч жидкости через противофильтрационный экран судят о коэффициенте фильтрации.

Расход растворов для создания противофильтрационного экрана 0,63 см на 1 см площади грунта для состава I (или 6,3 л на 1 м ) и 0,12 см на 1 см площади грунта для состава II (или 1,2 л на 1 мЧ

Примеры количественного соотношения компонентов первого и второго составов, а также результаты определения времени гелеобразования и водопроницаемости экрана представлены в табл.1, результаты определений прочности экрана и его устойчивости при воздействии минерализованной воды - в табл.2.

Как следует из табл.2, противофильтрационный экран, полученный по предлагаемому способу,.обладает высокими показателями прочности и устойчивости к агрессивному воздействию на него минерализованной пластовойводы.

Формула изобретения Способ создания противофильтрационного экрана котлована-отстойника путем обработки грунта раствором полимерной смолы и кислым отвердителем, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и устойчивости экрана к агрессивному воздействию минерализованной пластовой воды, сначала на поверхность грунта наносят раствор состава, мас.ч.:

Меламиноформальдегидная смола1,0

Кислый отвердитель из группы: сульфат аммония, сульфаминовая кис лота, хлорид алюминия 0,02-0,04 Вода1,,18-1,76

затем готовят раствор, включающий указанные смолу, овердитель, воду и дополнительно сульфонол при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Меламйноформальдегидная смола1,0

Кислый отвердитель 0,02-0,04 Вода1,23-1,85

Сульфонол0,005-0,015

выдерживают этот раствор до начала гелеобразования, после чего раствор вспенивают и наносят на ту же поверхность грунта.

Таблица1

25

Продолжение табл. 1

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при устройстве противофильтрационных экранов грунтовнакопителей-отстойников технологических жидкостей и отходов производства. Цель изобретения - п'овышение прочности и устойчивости экрана к агрессивному воздействию минерализованной пластовой воды. Способ создания противофильтрациониого экрана включает нанесение на поверхность грунта сначала состава, содержащего 1 мае,ч. меламиноформальдегиднрй смолы, 0,02-0,04 мае.ч. кислого отвердителя из группы: сульфат алюминия, сульфаминовая кислота, хлорид аммония и 1,18-1,76 мас.ч. воды, а затем состава, содержащего 1 мас.ч. меламиноформальдегидной смолы, 0,02- 0,04 мас.ч. кислого отвердителя из указанной группы 1,23-1,85 мас.ч. воды и 0,005-0,015 мас.ч. сульфонола, выдержанного до начала его гелеобразования, после чего вспененного и нанесенного на ту же поверхность грунта. Прочность противр- фильтрационного экрана при сжатии 0,87- 3,11 МПа, после воздействия агрессивной среды 0,87-3,09 МПа. 2 табл.N_^^

Продолжение табл. 1

Продолжение табл. 1