Тампонажный раствор Советский патент 1978 года по МПК E21B33/138 

(54) ТАМПОЯАЖНЫЙ РАСТВОР

Изобретение относится к гидроизоляции (тампонажу) мелкопористых и тонкотреадиноватых горных пород растворгими на основе синтетических полимеров . Изобретение может быть Применено при строительстве подземных сооружений: шахт, скважин, оснований плотин и т.п., где величина раскрытия TpetoHH 0,10-0,05 мм и где известные методы тампонажа, например цементация, неэффективны. Известен тампонажный раствор, содержащий полиакриламид . Тампонаж такими растворами достигается закачиванйем их в горные породы, при этом нерастворимый сополимер образуется непосредственно в горной породе. Недостатками тампонгикного раствора являются высокая токсичность моно мерного акриламида, поражающего, пре де всего, нервную систему живых орга низмов быстрый размыв закреплякадих горную породу веществ, так как низкомолекулярные мономеры практически мгновенно могут быть разбавлены пластовыми водами и достичь концентрации, когда полимеризация станови ся невозможной; прочность получаемых гидрогелей невысока, а относительная максимальная деформация-перед разрушением составляет 0,1-0,8 см. Известен также тампонажный раствор на основе водорастворимой мочевиноформальдегидной смолы, отвердителя щавелевой кислоты и добавки метилсиликата натрия, который уменьшает усадку 2 . Одним из недостатков этого раствора является токсичность тампонажного раствора из-за выделения газообразного формальдегида. При подкислении раствора происходит выпадение кремниевой кислоты, и он не может использоваться для водоизоляции мелкопористых и тонкотрещиноватых пород. В горные породы необходимо закачивать значительные количества мочевино-формальдегидных смол в виде концентрированных растворов 17-28 вес.%. Раствор характеризуется образованием геля только с уменьшенной усадкой, хрупкость геля при этом существенно не снижается. Целью изобретения является устранение усадки и повьаиение эластичности тампонажного геля. Цель достигается тем, что в ка честве синтетического полимера раствор содержит полиметалолакриламид и имеет следующий состав, вес.%1 Полиметилолакриламид 5-15 Щавелевая кислота5-8 ВодаОстальное В таблице приведены примеры конкретного выполнения с указанием проч ностных свойств установленных иа приборе Вейлера-Ребиндера. Из таблицы видноI что образовавшийся гидрогель при длительном выдер живании в водной среде не только не показывает усадки, но набухает на 24--120%. При этом эластичность сохра няется. Для геля из 30%-ного раствора мочевино-формальдегидной смолы (например, МФ-17) в аналогичных уело ВИЯХ происходит уменьшение объема н 26-27%. Добавка метилсиликата натрия мало отражается на этом показателе, так как выпавшая в кислой среде крем невая кислота осаждается в первых стадиях накачивания раствора в породу. Вязкость предлагаемых тампонажных растворов при 20колеблется в пределах 2,9-130,, что позволяет закачивать растворы в породы даже с мелкими порами и тонкими трещинами. В зависимости от концентрации полиметилолакриламида и отвердителя время гелеобраэования при составляет 1-5 ч, а прочность - до 160 г/см Необходимо учесть, что при тампонаже мелкопористых и тонкотрещиноватых горных пород прочность определяется прочностью породного каркаса, поэтому полученная прочность тампонажного геля вполне достаточна для данных условий. Коэффициент фильтрации гидрогелей составляет 2-3«Ю см/сек за 90 суток. Такие системы относятся к практически не фильтрующим. Дополнительным существенным преимуществом предлагаемых тампонажнык растворов является их полная нетоксичность, что сохраняет окружающую среду и не ухудшает условий работ в подземных выработках. Зкачительно снижается количество полимера, закачиваемого в горные породы . .