一种炭基支撑剂及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103555315103555315A(43)申请公布日2014.02.05(21)申请号201310201699.3(22)申请日2013.05.27(71)申请人新疆准东石油技术股份有限公司地址831511新疆维吾尔自治区克拉玛依市光明东路17号(72)发明人史万年刘潮林源(74)专利代理机构太原高欣科创专利代理事务所(普通合伙)14109代理人崔雪花(51)Int.Cl.C09K8/80(2006.01)C04B26/26(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书7页说明书7页(54)发明名称一种炭基支撑剂及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种炭基支撑剂，具体的说是一种C/C复合材料以焦为增强体，以沥青为基体前驱体的炭基支撑剂；所要解决的技术问题为提供一种低密度、高强度、耐磨损、耐高温、化学惰性好和导流性好的支撑剂，同时提供该支撑剂的制备方法；所采用的技术方案为将焦25~45%、改性沥青55~75%配比，经过浸渍、隔离、固化、烧制制得成品；本发明广泛应用于支撑剂技术领域。CN103555315ACN1035ACN103555315A权利要求书1/1页1.一种炭基支撑剂，其特征在于所用原料按照以下重量百分比配比：焦25~45%、改性沥青55~75%。2.根据权利要求1所述的一种炭基支撑剂，其特征在于所述焦为石油焦和煤焦中的一种或多种的混合物。3.根据权利要求1所述的一种炭基支撑剂，其特征在于所述改性沥青以单质硫为改性剂，沥青占改性沥青的重量百分比为99.5-100%，其余为改性剂。4.根据权利要求3所述的一种炭基支撑剂，其特征在于所述沥青为石油沥青、煤沥青和合成沥青中的一种或多种的混合物，其软化点为95~130℃。5.一种权利要求1所述的炭基支撑剂的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：第一步，将所述焦破碎、筛分，得到粒度为106~850μm的焦粉；第二步，将所述焦粉加入浸渍釜，加热到100~130℃，真空保温0.5~2h，真空度为0.5~8kPa；第三步，将所述沥青和改性剂按比例加入配制釜，搅拌，加热到120~140℃，停留0.5~1h，制成改性沥青；第四步，将所述改性沥青按比例加入浸渍釜，浸渍温度180~300℃，浸渍压力0.5~6.0MPa，浸渍时间0.5~4h后，排出多余的改性沥青，得到浸渍料；第五步，将所述浸渍料冷却至改性沥青软化点-5~+25℃时，加入相同温度的隔离剂，所述隔离剂与所述浸渍料的重量份比为1~2:1，控制压力为0.2~1MPa，搅拌速率为4~12r/min，搅拌10-30min后冷却浸渍料，排出所述隔离剂，得到生料颗粒；第六步，将所述生料颗粒在空气中终温控制在280~330℃以下常压至微正压干燥固化2~4h，得到干料颗粒；第七步，将所述干料颗粒在惰性气氛中终温控制在800~1100℃常压至微正压烧制，终温恒温10-50min，冷却、筛分，得到成品。6.根据权利要求5所述的一种炭基支撑剂的制备方法，其特征在于所述隔离剂中水占隔离剂总重量的97-99%，石墨粉占隔离剂总重量的1-3%，石墨粉的平均粒度为5~10μm。7.根据权利要求5所述的一种炭基支撑剂的制备方法，其特征在于所述第六步中空气流速为1~5m/s。8.根据权利要求5所述的一种炭基支撑剂的制备方法，其特征在于所述第七步中烧制的升温速率为1-10℃/min。9.根据权利要求5所述的一种炭基支撑剂的制备方法，其特征在于所述第七步中冷却时，温度高于300℃在惰性气体中进行。10.根据权利要求5或9所述的一种炭基支撑剂的制备方法，其特征在于所述惰性气体纯度不低于99.6%。2CN103555315A说明书1/7页一种炭基支撑剂及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种炭基支撑剂，具体的说是一种C/C复合材料以焦为增强体，以沥青为基体前驱体的炭基支撑剂。背景技术[0002]在石油、天然气和煤层气的开采过程中，用来支撑井下岩层裂缝的固体颗粒被称为支撑剂。1947年水力压裂技术在美国试验成功，Arkansas河的砂子被最早用来支撑岩层裂缝的固体颗粒使用，为石油、天然气和煤层气的开采过程中使用支撑剂奠定了基础。人们在长期的压裂地层作业实践中认识到理想的支撑剂应该具有以下特点：（1）密度低；（2）强度高；（3）化学惰性好；（4）导流性好；（5）性价比高。20世纪50—60年代，金属铝球、塑料球、核桃壳、玻璃球都曾经作为支撑剂材料使用，但由于它们自身的缺陷已经被淘汰。以石英砂为代表的天然支撑剂和人工支撑剂是支撑剂的两大类，人工支撑剂又可分为陶粒支撑剂和覆膜支撑剂两类。随着石油开采技术的发展，支撑剂已成为今天压裂工艺技术中不可或缺的因素，因为它对油气