一种利用瓷渣制备压裂支撑剂的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102718519A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102718519A(43)申请公布日2012.10.10(21)申请号201210201304.5C09K8/80(2006.01)(22)申请日2012.06.18(71)申请人陕西科技大学地址710021陕西省西安市未央区大学园1号(72)发明人陈平殷海荣(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人陆万寿(51)Int.Cl.C04B35/78(2006.01)C04B35/80(2006.01)C04B35/00(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书权利要求书11页页说明书说明书88页页(54)发明名称一种利用瓷渣制备压裂支撑剂的方法(57)摘要一种利用瓷渣制备压裂支撑剂的方法，将瓷渣、氧化铝粉、碳酸钡和氧化铝短切纤维混合后加入树胶水溶液混匀湿磨，形成混合泥浆，采用压力式喷雾造粒机造粒，将颗粒放入氧化铝坩埚中，并置于硅碳棒电阻炉内，以5℃/min～10℃/min的加热速度自室温升温至1230℃，保温0.5h～1h，以5℃/min～7℃/min的加热速度升温至1350℃～1400℃，保温2h～3h，随炉自然冷却后取出，过20目～40目筛，即得复合压裂支撑剂。本发明引入氧化铝短切纤维，将复合材料的理念整合于非致密的陶粒支撑剂之中，并辅以高温反应自生成的方式提供增强增韧所必需的纤维(晶须)，通过纤维增强和颗粒增强两种手段制备出高强高韧、低密度和低破损率的复合型压裂支撑剂。CN1027859ACN102718519A权利要求书1/1页1.一种利用瓷渣制备压裂支撑剂的方法，其特征在于：1）将瓷渣和氧化铝粉分别放入球磨机中干磨，然后分别过120目筛；2）按质量百分比将40%～55%过筛后的瓷渣、35%～45%氧化铝粉、3%～8%的碳酸钡和5%～10%的氧化铝短切纤维混合后加入到球磨机中，再向球磨机中加入质量浓度为10%的树胶水溶液混匀湿磨形成混合泥浆，泥浆过300目筛；3）将过筛后泥浆采用压力式喷雾造粒机造粒，造粒形成的球形颗粒过18目和30目筛，将两筛之间的筛余物颗粒收集待烧；4）将待烧颗粒放入氧化铝坩埚中，并置于硅碳棒电阻炉内，以5℃/min～10℃/min的加热速度自室温升温至1230℃，保温0.5h～1h，以5℃/min～7℃/min的加热速度升温至1350℃～1400℃，保温2h～3h，随炉自然冷却后取出，过20目～40目筛，即得复合压裂支撑剂。2.根据权利要求1所述的利用瓷渣制备压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的步骤1）干磨是利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球和原料的质量比为(2～3)∶1，分别球磨0.5h～2h。3.根据权利要求1所述的利用瓷渣制备压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的步骤2）湿磨是利用氧化铝球石作为研磨介质，控制磨球、混合料和树胶水溶液的质量比为（2～3）∶l∶（0.3～0.4），研磨0.5h～3h。4.根据权利要求1所述的利用瓷渣制备压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的步骤3）造粒：喷雾造粒机进风温度为300℃～500℃，热风炉温度为600℃～800℃，排风温度为80℃～95℃，泥浆压力为1.2MPa～1.5MPa。5.根据权利要求1所述的利用瓷渣制备压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的氧化铝粉是工业用的α-氧化铝（刚玉粉），其刚玉含量＞98％，粉体粒经＜10μm。6.根据权利要求1所述的利用瓷渣制备压裂支撑剂的方法，其特征在于：所述的氧化铝短切纤维为氧化铝含量在95%以上、由长纤维短切获得的无渣单向延伸的纤维，其直径在15－20μm，长度在50－100μm。2CN102718519A说明书1/8页一种利用瓷渣制备压裂支撑剂的方法技术领域[0001]本发明涉及一种利用工业废料制备陶瓷复合材料的方法，特别涉及一种利用瓷渣制备压裂支撑剂的方法。背景技术[0002]压裂支撑剂作为一个新兴行业，在我国发展时间不长，其产品结构和品种还很不完善，行业的加工规模与水平都处在初期的发展阶段。大部分油气田属于中等深度，要求压裂支撑剂具有高强度、低破碎率，以承受岩层巨大的压力及地层环境中的各种腐蚀。国际上多采用烧结刚玉制品作为中、深层油气田压裂支撑剂，这种制品虽然在理化性能上可以满足要求，但原料来源困难，加工工艺复杂，且能耗大、成本高，使其应用受到限制。用陶瓷烧成法烧结而成的新型石油深井闭合压裂材料，是天然石英砂、包覆复合颗粒、玻璃球、金属球等中、低强度支撑剂的替代品，具有强度高、密度低的特点，因而成为石油化工材料的研究热点之一。当前，压裂支撑剂陶粒面临的主要问题是如何在高温条件下通过控制化学成分及显微结构来提高其综合力学性能，有效减小材料的脆性，以提高该材料的实