Тампонажный раствор Советский патент 1993 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится инъекционному укреплению и гидроизоляции мелкопористых карбонатных пород в условиях низких положительных температур при проведении горных выработок в сложных гидрогеологических условиях.

Известный тампонажный раствор, содержащий 100 мас.ч. фенолоформальдегид- ной смолы (ТСД-9). 30 мас.ч. формалина, 1 мас.ч. кальцинированной соды (углекислый натрий, NaaCOa) и 100 мас.ч. воды обладает низкой вязкостью, являющейся необходимым условием инъекционного укрепления мелкопористых горных пород. Однако он имеет ряд недостатков. Для него характерна усадка после отверждения и длительные сроки гелеобразования, для сокращения которых вводится катализатор () и большое количество формалина, что значительно повышает токсичность тампонажного раствора.

Целью изобретения является повышение тампонирующей способности в условиях низких положительных температур,

Указанная цель достигается тем, что тампонажный раствор на основе феноло- формальдегидной смолы, формалина и воды дополнительно содержит битумную эмульсию при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Фенолоформальде- гидная смола100 Формалин 10-15 Битумная эмульсия 20-60 Вода 80-100, причем битумная эмульсия имеет следующий состав, мас.ч.:

Битум БНД 60/9044,5 Остаток кубовый проVf

Ю

ел о

00

ю

изодства синтетических

жирных кислот. 1,0

Едкий натр0,2

Вода54,3

Используемая втампонажном растворе фенолоформальдегидная смола ВНС-Ж активные смолы ТСД-9, что позволяет снизить потребность в токсичном отвердителе - формалине; , .

Сравнительные составы смол ТСД-9 и В1ЧС- даны .г

Битумная эмульсия готовится на основе битума ДНД 60/90 (ГОСТ 22245-90) и представляет собой анионоактивную, средне- распадающуюся, прямого типа.

В качестве эмульгатора для приготовления битумной эмульсии применялся остаток кубовый производства синтетических жирных кислот, который представляет собой в основном смесь насыщенных монокарбоно- вых кислот Cai и выше, а также содержит ненасыщенные неомыляемые вещества и смолистые продукты поликонденсационных и полимеризационных процессов. (ТУ36- 1071231-89)

Методика приготовления битумной эмульсии заключается в следующем. В разогретую до 55-60°С мешалку подается нагре- тая до 30-50°С вода, едкий катр и эмульгатор. Затем включается перемешивающее устройство и вводится расплавленный битум.

Технология получения нового тампонажного раствора состоит из следующих стадий: готовится водный раствор феноло- формальдегидной смолы; водный раствор смолы смешивается с битумной эмульсией.

Отвердитель вводится в смесь смолы и битумной эмульсии непосредственно перед нагнетанием в породу;

Количественный состав и свойства заявляемого тампонажного раствора и известных составов представлены в табл.2.

В результате анализа полученных данных очевидно, что новый тампонажный раствор, содержащий 20-60 мае.ч. битумной эмульсии, по сравнению с прототипом, имеет повышенную тампонирующую способность - более низкую вязкость (11-6,0 мПа.с), более короткие сроки гелеобразования (0-55 1-100 ч), менее токсичен (в 2-3 раза снижено количество формалина), получен набухающий камень (1,5-4,8%). Это объясняется тем, что при совмещении смолы с битумной эмульсией образуется комплексное смолобитумное вяжущее и дисперсный битум в этом случае выполняет функции пластификатора. Пластификация тампонажного раствора в данном случае может быть вызвана как присутствием частиц

битума в местах контактов полимерных цепей твёрдующего раствора и ослаблением в конечном итоге межмолекулярных сил сцепления, так и за счет адсорбции элементами формирующейся надмолекулярной структуры дисперсного битума, который, выполняя роль смазки, дополнительно повышает подвижность структурных элементов. Образующийся тампонажный камень имеет рыхлую и менее слитую структуру, чем в случае

чистой смолы без битумной эмульсии, что соответствует набуханию в воде.

Сущность изобретения: тампонажный раствор содержит следующие компоненты, мае.ч.: феноло-формальдегидную смолу (ФФС) 100, формалин 10-15;. битумную эмульсию 20-60; воду 80-100. Битумная эмульсия имеет следующий состав, мас.ч.: битум БНД 60/90 44,5; остаток кубовый производства СЖК Фоакций от 621 1,0 (ОКСЖК); едкий натрО,2;вода 54,3. Готовят битумную эмульсию: в воду с температурой 30-50°С вводят едкий натр и эмульгатор ОКСЖК. В полученную смесь вводят расплавленный битум. Водный раствор ФФС смешивают с битумной эмульсией. Отверди- тель - формалин вводят непосредственно перед нагнетанием раствора в породу. Характеристики тампонажного раствора: вязкость 11,0-6,0 мПа -с; время гелеобразован 0,55-1,00 ч; снижена токсичность в 2-3 раза,- набухание 1,5-4,8%. 2 табл.

Формула изобретения Тампонажный раствор, включающий фенолоформальдегидную смолу, формалин и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения тампонирующей способности в условиях низких положительных температур, он дополнительно содержит битумную эмульсию при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Фенолоформальдегидная смола 100

Формалин10-15 Битумная эмульсия 20-60 Вода 80-100

причем битумная эмульсия имеет состав,

мас.ч,:

Битум БНД 60/9044.5 Кубовый остаток производства синтетических жирных кислот 1,0 Едкий натр 0,2 Вода 54,3

Таблиц at

Таблиц а 2