一種高強度陶粒支撐劑及其製備方法
2023-07-17 01:44:01
專利名稱：一種高強度陶粒支撐劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及石油支撐劑技術領域，特別是涉及一種高強度陶粒支撐劑及其製備方法。
背景技術：
經過數十年對石油、天然氣的開採，使石油、天然氣開採深度不斷加深，地層閉合壓力 也越來越大，滲透性能降低。為了給油氣流的流通提供高滲透性的通道，保持高導流能力， 提高油、氣的產量，通常採用以支撐劑為主要材料的壓裂工藝。然而，國內絕大多數廠家生 產的支撐劑產品由於質量原因，使其產品不能用於深層油氣井，導致對進口支撐劑產品的依 賴性很大，但進口支撐劑的價格昂貴，限制我國對深層油氣井的油氣開採。
公開號為1179907的中國專利"高強度陶粒支撐劑的製造方法"是以熟鋁土礦為主要原 料，膨潤土，鑭系金屬氧化物，二氧化錳，氧化鎂為輔料按一定配比生產陶粒支撐劑。該工 藝的不足在於採用的鑭系金屬氧化物資源短缺，價格昂貴，增加了產品成本，其次，鑭系金 屬氧化物與鋁礬土主料高溫反應結合性不好，易造成產品質量不穩定，質量波動大。
目前，國內大多數廠家採用隧道窯燒結工藝，迴轉窯燒結工藝是比較先進的工藝，中國 專利申請CN02112746 "—種固體支撐劑及製造方法"使用的是天然氣作為燃料的迴轉窯燒結 工藝，其缺點是天然氣做燃料，成本高，特別是在煤炭資源和製造陶粒支撐劑所用的主要原 料鋁土礦資源豐富的貴州地區尤其突出。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種高強度陶粒支撐劑及其製備方法，該支撐劑強度 高、破碎率低、質量穩定、圓球度高、色澤均勻發亮等。 為了解決上述技術問題，本發明採用如下的技術方案
按照重量份計算，本發明高強度陶粒支撐劑是由鋁土礦粉100份、錳礦粉2 20份、鈦精
礦粉O. 5 3份、膨潤土3 10份和氧化鎂1 5份製備而成。
優選的，上述高強度陶粒支撐劑是由鋁土礦粉100份、錳礦粉8 15份、鈦精礦粉1 2份
、膨潤土5 8份和氧化鎂2 4份製備而成。
前述高強度陶粒支撐劑中所用的鋁土礦中Al203的含量為85X或以上。 前述高強度陶粒支撐劑中所用的鈦精礦粉中Ti02的含量為45X或以上。 前述高強度陶粒支撐劑的製備方法取鋁土礦生礦焙燒成熟礦，粉碎，按比例將鋁土礦
3粉、錳礦粉、鈦精礦粉、膨潤土和氧化鎂混合均勻，制粒，乾燥得半成品球，將半成品球置 於迴轉窯內燒結，得粗產品，粗產品經常規處理，即得。
上述製備方法中迴轉窯的燒結溫度為1200 145(TC、燒結時間15 120min、轉速為1 2r/min。在無鈦精礦粉加入的情況下，得到相同質量的高強度陶粒支撐劑產品，燒結溫度需 170(TC以上，因此，加入鈦精礦粉可以降低燒結溫度，節約能源。
前述製備方法中的迴轉窯採用煤氣發生爐供熱。煤氣發生爐的原煤採用無煙煤，將無煙 煤粉碎成3 5cm大小，經與空氣充分混合後形成混合氣，將混合氣在迴轉窯內高速噴出燃燒 ，實現對產品的高溫燒結。煤炭價格便宜，特別是對象貴州這樣煤多氣少的地區有現實意義 ，同時，煤氣與天然氣相比，燃燒火焰中的固體微粒能提高輻射傳熱，有利於提高設備的熱 效率，提高設備產能，降低生產成本。
前述製備方法中的迴轉窯的內壁是以本發明配方為基料的耐火磚。克服了傳統迴轉窯中 耐火磚掉渣而導致產品質量不穩定和顏色不均一的缺陷。
與現有技術相比，本發明在支撐劑中加入鈦精礦粉，可以降低燒結溫度，節約能源，鈦 精礦粉還可以增強內部結構的緻密度，促進晶相(莫來石、剛玉相)形成，提高支撐劑的強 度，還有利於增強韌性，降低破碎率，保持高的導流能力。本發明採用改進的煤氣供熱迴轉 窯對半成品進行燒結，不但使製成的支撐劑質量穩定、圓球度高，而且色澤發亮均一。
具體實施例方式
實施例l:
(1) 將鋁土礦生礦經機立窯高溫焙燒成熟礦，經粉碎、研磨後得到粒徑不小於325目的 鋁土礦粉；
(2) 按重量配比，將上述鋁土礦粉100份(Al203含量為85X)與錳礦粉10份，鈦精礦 粉l份(Ti02含量為50X)，氧化鎂3份，膨潤土6份一起投到管式球磨機中進行混合，使主 、輔料混合均勻，得混合料；
(3) 將混合料送至滾動制粒機，通過水霧連續噴灑混合磨料，形成圓球度達0.9的顆粒 ，得坯球；
(4) 坯球用圓形滾動篩進行篩分，上篩篩孔18目，下篩篩孔30目，將粒徑大於18目的 篩上坯球粉碎，然後返回步驟(4)成球，將粒徑小於30目的坯球粉碎，然後返回步驟(4) 成球，粒徑30 18目坯球經塔式乾燥筒進行乾燥，得半成品球；
(5) 將半成品球在迴轉窯中於1200 145(TC下燒結，迴轉窯轉速控制在l 2r/min，回 轉窯採用煤氣做燃料，內壁是以本發明配方的原料為基料所製備的耐火磚，耐火磚的顏色和
4產品顏色相近，在迴轉窯內煅燒1.5h後得粗產品；
(6)將粗產品經冷卻筒冷卻到6(TC以下，然後用雙層篩進行篩分，上篩篩孔20目，下 篩篩孔40目，得20 40產品，再進行拋光、除塵處理得本發明產品。 本實施例產品的主要性能指標(SY/T5108-2006):
篩析20/30目之間粒徑》80%， 20/40目之間粒徑》95%;濁度《80FTU;體密1. 75 1.90g/cm3;視密度3. 25 3. 40 g/cm3;圓球度S O. 85;酸溶度《7%;破碎率《 4%(10000PSI)。
實施例2:按重量配比，取原料鋁土礦粉100份、錳礦粉2份、鈦精礦粉3份、膨潤土8份 和氧化鎂2份按實施例1的方法製備高強度陶粒支撐劑。
實施例3:按重量配比，取原料鋁土礦粉100份、錳礦粉20份、鈦精礦粉2份、膨潤土3份 和氧化鎂l份按實施例l的方法製備高強度陶粒支撐劑。
實施例4:按重量配比，取原料鋁土礦粉100份、錳礦粉15份、鈦精礦粉0.5份、膨潤土 10份和氧化鎂5份按實施例1的方法製備高強度陶粒支撐劑。
權利要求
1.一種高強度陶粒支撐劑，其特徵在於按照重量份計算，它是由鋁土礦粉100份、錳礦粉2～20份、鈦精礦粉0.5～3份、膨潤土3～10份和氧化鎂1～5份製備而成。
2.按照權利要求l所述高強度陶粒支撐劑，其特徵在於按照重量份 計算，它是由鋁土礦粉100份、錳礦粉8 15份、鈦精礦粉1 2份、膨潤土5 8份和氧化鎂2 4份製備而成。
3.按照權利要求1或2所述高強度陶粒支撐劑，其特徵在於所述鋁 土礦中A1203的含量為85X或以上。
4.按照權利要求1或2所述高強度陶粒支撐劑，其特徵在於所述鈦 精礦粉中Ti02的含量為45X或以上。
5.權利要求1至4任一所述高強度陶粒支撐劑的製備方法，其特徵在 於取鋁土礦生礦焙燒成熟礦，粉碎，按比例將鋁土礦粉、錳礦粉、鈦精礦粉、膨潤土和氧 化鎂混合均勻，制粒，乾燥得半成品球，將半成品球置於迴轉窯內燒結，得粗產品，粗產品 經常規處理，即得。
6.按照權利要求5所述高強度陶粒支撐劑的製備方法，其特徵在於 所述迴轉窯的燒結溫度為1200 1450。C，燒結時間為15 120min。
7.按照權利要求5所述高強度陶粒支撐劑的製備方法，其特徵在於 所述迴轉窯的轉速為l 2r/min。
8.按照權利要求5所述高強度陶粒支撐劑的製備方法，其特徵在於 所述迴轉窯採用煤氣發生爐供熱。
9.按照權利要求5所述高強度陶粒支撐劑的製備方法，其特徵在於 所述迴轉窯的內壁是以本發明配方為基料的耐火磚。
全文摘要
本發明公開了一種用鋁土礦製備的高強度陶粒支撐劑，它是由鋁土礦粉、錳礦粉、鈦精礦粉、膨潤土和氧化鎂製備而成，取鋁土礦生礦焙燒成熟礦，粉碎，按比例將鋁土礦粉、錳礦粉、鈦精礦粉、膨潤土和氧化鎂混合均勻，制粒，乾燥得半成品球，將半成品球置於迴轉窯內燒結，得粗產品，粗產品經常規處理，即得。與現有技術相比，本發明在支撐劑中加入鈦精礦粉，可以降低燒結溫度，節約能源，鈦精礦粉還可以增強內部結構的緻密度，促進晶相(莫來石、剛玉相)形成，提高支撐劑的強度，還有利於增強韌性，降低破碎率，保持高的導流能力。本發明採用改進的煤氣供熱迴轉窯方式對半成品進行燒結，不但使製成的支撐劑質量穩定、圓球度高，而且色澤發亮均一。
文檔編號C04B35/64GK101560382SQ200910302970
公開日2009年10月21日 申請日期2009年6月5日 優先權日2009年6月5日
發明者權 劉, 張籍勻 申請人:清鎮莊子鋁鐵礦山