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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115710493A(43)申请公布日2023.02.24(21)申请号202110970937.1C04B33/138(2006.01)(22)申请日2021.08.23C04B33/135(2006.01)C04B33/132(2006.01)(71)申请人中国石油天然气集团有限公司C04B33/13(2006.01)地址100007北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦申请人中国石油天然气集团公司管材研究所(72)发明人蔡克宋恩鹏靳权樊治海包小平张秋芳(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200专利代理师马贵香(51)Int.Cl.C09K8/80(2006.01)C04B38/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称一种超低密度高强度陶粒支撑剂及其制备方法(57)摘要本发明提供一种超低密度高强度陶粒支撑剂及其制备方法,以含有铝矾土的原料为内核,在内核外包覆有金属氧化物层,在金属氧化物层外保护有树脂层;其中,所述金属氧化物层为MgO、Al2O3或MgAl2O4。本发明在支撑剂的原料外包覆两层结构,形成核壳结构,将高硬度的MgO、Al2O3或MgAl2O4作为第一包覆层,将超低密度的树脂作为第二包覆层,第一包覆层利用氧化物高硬度、耐腐蚀的特点,第二包覆层利用有机物密度的特点,实现兼顾超低密度和高强度,达到平衡超低密度和高强度的目的。CN115710493ACN115710493A权利要求书1/1页1.一种超低密度高强度陶粒支撑剂,其特征在于,以含有铝矾土的原料为内核,在内核外包覆有金属氧化物层,在金属氧化物层外保护有树脂层;其中,所述金属氧化物层为MgO、Al2O3或MgAl2O4。2.根据权利要求1所述的超低密度高强度陶粒支撑剂,其特征在于,含有铝矾土的原料为高炉水渣、钢渣、粉煤灰、废砖粉、煤矸石、废玻璃、城市垃圾焚烧后的炉渣或以煤为燃料燃烧后形成的炉渣。3.根据权利要求1所述的超低密度高强度陶粒支撑剂,其特征在于,树脂层材质为酚醛树脂、环氧树脂和呋喃树脂中的一种或者多种。4.权利要求1‑3任一项所述的超低密度高强度陶粒支撑剂的制备方法,其特征在于,包括:步骤1,将镁源和/或铝源与含有铝矾土的原料混合,球磨,然后加入沉淀剂,球磨,得到混合粉体;步骤2,将混合粉体与聚乙烯醇的水溶液混合,进行造粒,干燥,获得生坯;步骤3,将生坯在1150‑1350℃烧结2‑4h,获得骨料;步骤4,将骨料加热到150~350℃,再搅拌冷却到50~100℃时,加入树脂,搅拌,加入固化剂继续搅拌,然后加入润滑剂继续搅拌,得到超低密度高强度陶粒支撑剂。5.根据权利要求4所述的所述的超低密度高强度陶粒支撑剂的制备方法,其特征在于,步骤1之前,将含有铝矾土的原料进行球磨,转速为100~300r/min,球磨时间为1‑24h。6.根据权利要求4所述的所述的超低密度高强度陶粒支撑剂的制备方法,其特征在于,镁源为氯化镁、硝酸镁和乙酸镁中的一种或多种的混合。7.根据权利要求4所述的所述的超低密度高强度陶粒支撑剂的制备方法,其特征在于,铝源为氯化铝和硝酸铝中的一种或两种的混合。8.根据权利要求4所述的所述的超低密度高强度陶粒支撑剂的制备方法,其特征在于,沉淀剂为铵盐、氨基酸和氨水中的一种或多种的混合。9.根据权利要求4所述的所述的超低密度高强度陶粒支撑剂的制备方法,其特征在于,镁源和/或铝源的质量与含有铝矾土的原料的质量的比值为(1~10):100;树脂和骨料的质量比为(1~8):100。10.根据权利要求4所述的所述的超低密度高强度陶粒支撑剂的制备方法,其特征在于,润滑剂为硬脂酸盐、石蜡或硅油。2CN115710493A说明书1/6页一种超低密度高强度陶粒支撑剂及其制备方法技术领域[0001]本发明属于油气田压裂施工开采用支撑剂技术领域,尤其涉及一种超低密度高强度陶粒支撑剂及其制备方法。背景技术[0002]以石英砂、陶粒、树脂覆膜支撑剂为代表的压裂支撑剂,为解决页岩气开采问题提供了途径。其中,陶粒支撑剂以其低密度、高强度、耐腐蚀强、导流能力好等优点,受到广泛关注。为了进一步满足苛刻工况的使用要求,需要开发超低密度高强度的陶粒支撑剂。然而,受限于陶粒支撑剂的组成和烧结工艺,难以兼顾超低密度(体积密度<1.50g/cm3,视密度<2.60g/cm3)和高强度(69MPa破碎率<4.0%)。安丽丽获得了体积密度和视密度低至1.13g/cm3和1.32g/cm3的陶粒支撑剂,但69MPa破碎率升高至8.5%(授权公告号CN106336242B)。付平以酵母菌糠、煤矸石等为原料,制备了体积密度和视密度分别为1.45g/cm3和2.68g/cm3的陶粒支撑剂,52MPa破