[go: up one dir, main page]

RU2854062C1 - Charge for manufacturing a high-strength aluminosilicate proppant - Google Patents

Charge for manufacturing a high-strength aluminosilicate proppant

Info

Publication number
RU2854062C1
RU2854062C1 RU2025115581A RU2025115581A RU2854062C1 RU 2854062 C1 RU2854062 C1 RU 2854062C1 RU 2025115581 A RU2025115581 A RU 2025115581A RU 2025115581 A RU2025115581 A RU 2025115581A RU 2854062 C1 RU2854062 C1 RU 2854062C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
proppant
dust
grade
charge
strength
Prior art date
Application number
RU2025115581A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Яковлевич Третьяк
Андрей Алексеевич Чумаков
Кирилл Владимирович Кривошеев
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова"
Application granted granted Critical
Publication of RU2854062C1 publication Critical patent/RU2854062C1/en

Links

Abstract

FIELD: oil and gas production industry.
SUBSTANCE: invention relates to the production of granulated aluminosilicate materials for the oil and gas production industry, intended for use as proppants in gas and oil production to increase the efficiency of well output using hydraulic fracturing technology. It is ensured by a charge composition for manufacturing a high-strength aluminosilicate proppant, consisting of drilling sludge, alumina grade GK, cullet grade BT-1, dust-like waste generated during sharpening of cutting tools based on tungsten and cobalt (VK-6, VK-8, VK-15) and a corundum-containing dust-like material in the following ratio of components, mas.%: drilling sludge - 60-70, technical alumina grade GK - 3-8, cullet grade BT-1 - 14-20, sodium fluoride - 4-5, dust-like waste generated during sharpening of cutting tools based on tungsten and cobalt (VK-6, VK-8) - 4-5, corundum-containing dust-like material - 3-5. The drilling sludge has a composition, mas.%: kaolinite 60, quartz 20.2, barite 17.1, feldspar 2.7. The strength of the proppant is about 75.5 MPa, which is 10.95% higher than required by GOST R 51761-2013 (68.9 MPa).
EFFECT: improved strength properties of the proposed proppant.
1 cl, 4 dwg, 4 ex

Description

Изобретение относится к производству гранулированных алюмосиликатных материалов для нефтегазодобывающей промышленности, предназначенных для использования в качестве расклинивающих агентов (пропантов) при добыче газа и нефти с целью повышения эффективности отдачи скважин с применением технологии гидравлического разрыва пласта (ГРП).The invention relates to the production of granulated aluminosilicate materials for the oil and gas production industry, intended for use as proppant agents in gas and oil production in order to increase the efficiency of well recovery using hydraulic fracturing (HF) technology.

В настоящее время легкой нефти практически нет, все месторождения, которые сейчас разрабатываются, либо на завершающей стадии, либо это новое месторождение, где нефть трудноизвлекаемая и нужны новые инновационные технологии. ГРП - это единственный способ, применяя который возможно экономически рентабельно эксплуатировать скважины.Currently, there is virtually no light oil available. All fields currently being developed are either in the final stages of development or are new fields with hard-to-recover oil that require new, innovative technologies. Hydraulic fracturing is the only method that can economically exploit wells.

Пропанты при попадании в трещину действуют как подпорки и удерживают трещину открытой после того, как давление нагнетания снижается. Это обеспечивает выкачивание без остатка нефти и газа из зрелых скважин. Когда трещина находится в твердом пласте на значительной глубине, инертное ядро в виде пропанта должно быть из материала, который более устойчив к разрушению, чем песок.When placed in a fracture, proppants act as props and hold the fracture open after the injection pressure is released. This ensures the complete extraction of oil and gas from mature wells. When a fracture is located in a solid formation at significant depth, the inert core (proppant) must be made of a material that is more resistant to fracture than sand.

Современные пропанты должны обладать твердостью, стойкостью к раздавливанию, округлостью и сферичностью (чем однороднее фракция, тем выше проводимость), дешевизной, доступностью, стойкостью к воздействию с различными кислотами (например, соляной и плавиковой).Modern proppants must be hard, crush-resistant, round and spherical (the more homogeneous the fraction, the higher the conductivity), inexpensive, readily available, and resistant to various acids (e.g., hydrochloric and hydrofluoric).

Известна шихта для изготовления огнеупорных высокопрочных сферических гранул и способ их производства [патент на изобретение RU №2211198], включающая обожженный каолин и обожженный боксит в качестве основных компонентов шихты.A charge for the production of refractory high-strength spherical granules and a method for their production are known [patent for invention RU No. 2211198], including calcined kaolin and calcined bauxite as the main components of the charge.

Недостатком данной шихты является большое потребление энергии на дополнительный раздельный обжиг каолина (1400-1500°С) и боксита (1600-1650°С), за счет высокой температуры обжига, составляющий, а также высокий выброс СО2 в атмосферу, что оказывает негативное влияние на окружающую среду. Пропанты данного состава шихты обладают сопротивлением раздавливанию более 25,0 мас.% по ГОСТ Р 51761-2013 «Пропанты алюмосиликатные. Технические условия» (далее - ГОСТ), что является крайне недопустимым.A disadvantage of this charge is the high energy consumption for the separate additional firing of kaolin (1400-1500°C) and bauxite (1600-1650°C), due to the high firing temperature, as well as the high CO2 emissions into the atmosphere, which have a negative impact on the environment. Proppants of this charge composition have a crushing resistance of more than 25.0 wt.% according to GOST R 51761-2013 "Aluminosilicate Proppants. Specifications" (hereinafter referred to as GOST), which is highly unacceptable.

Известен состав для получения алюмосиликатного пропанта [патент на изобретение RU №2392251], включающий обожженное глинистое сырье (обогащенный каолин (1400-1500°С) и огнеупорная глина (1600°С)), технический глинозем и железооксидную добавку, а также в качестве связующего - олеиновую кислоту (С17Н33СООН).A composition for obtaining aluminosilicate proppant is known [patent for invention RU No. 2392251], including fired clay raw materials (enriched kaolin (1400-1500°C) and refractory clay (1600°C)), technical alumina and iron oxide additive, as well as oleic acid (C 17 H 33 COOH) as a binder.

Недостатком данной шихты является обжиг сырьевых материалов, а затем шихты при получении гранул пропантов, что приводит к высокому выделению углекислого газа, который образуется при термическом разложении олеиновой кислоты. Пропанты, полученные из данной шихты, исследовались не по ГОСТ, что создало дополнительное уплотнение пакета гранул и значительно повысило сопротивление раздавливания пропантов. По требованиям ГОСТ их значения по составу должно составлять 15-20 мас.%.A disadvantage of this charge is the firing of the raw materials and then the charge to produce proppant granules, which leads to high carbon dioxide emissions, which are formed during the thermal decomposition of oleic acid. Proppants obtained from this charge were not tested according to GOST standards, which resulted in additional compaction of the granule package and significantly increased the crushing resistance of the proppants. According to GOST requirements, their compositional values should be 15-20% by weight.

Известен состав для получения алюмосиликатного пропанта [патент на изобретение RU №2823725], принятый за прототип, содержащий глинистую составляющую и технический глинозем, стеклобой марки БТ-1 и порошок фторида натрия, при этом глинистую составляющую вводят в составе бурового шлама, содержащего следующие минералы, мас.%: глинистая составляющая (каолинит) - 60, кварц - 20,2, барит - 17,1, полевой шпат - 2,7, а в качестве технического глинозема используют технический глинозем марки ГК, при следующем соотношении компонентов, вес.%:A composition for obtaining an aluminosilicate proppant is known [patent for invention RU No. 2823725], adopted as a prototype, containing a clay component and technical alumina, BT-1 grade cullet and sodium fluoride powder, while the clay component is introduced as part of drill cuttings containing the following minerals, wt.%: clay component (kaolinite) - 60, quartz - 20.2, barite - 17.1, feldspar - 2.7, and technical alumina grade GK is used as technical alumina, with the following ratio of components, wt.%:

Буровой шламDrill cuttings 70-8070-80 Стеклобой марки БТ-1Glass cullet brand BT-1 20-3020-30 Технический глинозем марки ГКTechnical alumina grade GK 5-10 (сверх 100)5-10 (over 100) Фторид натрияSodium fluoride 3-5 (сверх 100)3-5 (over 100)

Недостатком этой шихты является невозможность использования изготовленного из нее пропанта, который можно применять на глубинах больше 3000 м, ввиду того, что при приложении к гранулам нагрузки 865,384 кН, что равносильно прочности 68,9 МПа, заданного по ГОСТ, обеспечивается низкое сопротивление раздавливанию, составляющее 20,2% при максимуме в 25%, определенном в ГОСТе. Кроме этого, в результате обжига шихты, содержащего в своем составе высокое содержание стеклобоя марки БТ-1 и фторида натрия, повышается их предельно допустимая концентрация (ПДК), что приводит к увеличению выбросов в атмосферу.A disadvantage of this charge is the impossibility of using proppant made from it, which can be used at depths greater than 3,000 m. This is due to the fact that when a load of 865.384 kN is applied to the granules, which is equivalent to a strength of 68.9 MPa, as specified by GOST, it results in low crushing resistance of 20.2%, compared to the maximum of 25% specified by GOST. Furthermore, firing the charge, which contains high levels of BT-1 cullet and sodium fluoride, increases their maximum permissible concentration (MPC), leading to increased atmospheric emissions.

Задачей изобретения является разработка шихты для получения высокопрочного пропанта на основе техногенных отходов, при производстве которого оказывалось бы меньшее негативное влияние на окружающую среду.The objective of the invention is to develop a charge for producing high-strength proppant based on man-made waste, the production of which would have a lesser negative impact on the environment.

Технический результат заключается в повышении прочности до 75,5 МПа, которое способны выдерживать пропанты, что больше требований ГОСТ Р 51761-2013 (68,9 МПа).The technical result consists in increasing the strength to 75.5 MPa, which proppants can withstand, which is greater than the requirements of GOST R 51761-2013 (68.9 MPa).

Задача и технический результат обеспечиваются составом шихты для изготовления высокопрочного пропанта, состоящей из бурового шлама, глинозема марки ГК, стеклобоя марки БТ-1, пылеобразных отходов, образующиеся при заточке режущего инструмента на основе вольфрама и кобальта (ВК-6, ВК-8, ВК-15), и корундсодержащего пылеобразного материала при следующем соотношении компонентов, мас.%: буровой шлам - 60-70, технический глинозем марки ГК - 3-8, стеклобой марки БТ-1 -14-20, фторид натрия - 4-5, пылеобразные отходы, образующиеся при заточке режущего инструмента на основе вольфрама и кобальта (ВК-6, ВК-8) - 4-5, корундсодержащий пылеобразный материал - 3-5.The task and the technical result are ensured by the composition of the batch for the production of high-strength proppant, consisting of drill cuttings, alumina grade GK, cullet grade BT-1, dust-like waste generated during sharpening of cutting tools based on tungsten and cobalt (VK-6, VK-8, VK-15), and corundum-containing dust-like material in the following ratio of components, wt.%: drill cuttings - 60-70, technical alumina grade GK - 3-8, cullet grade BT-1 -14-20, sodium fluoride - 4-5, dust-like waste generated during sharpening of cutting tools based on tungsten and cobalt (VK-6, VK-8) - 4-5, corundum-containing dust-like material - 3-5.

Новизна изобретения по сравнению с прототипом заключается в том, что при данном соотношении компонентов повышается давление, которое способны выдерживать пропанты в связи с наличием двух добавок, влияющих на прочность пропантов, - пылеобразных отходов, образующихся при заточке режущего инструмента на основе вольфрама и кобальта (ВК-6, ВК-8), и корундсодержащего пылеобразного материала. Именно их наличие в составе шихты будет приводить к повышению сопротивления раздавливания, являющегося основной характеристикой при разработке шихты для синтеза пропантов.The novelty of this invention, compared to the prior art, lies in the fact that at this component ratio, the pressure the proppants can withstand increases due to the presence of two additives that affect the proppants' strength: dust-like waste generated during the sharpening of tungsten-cobalt-based cutting tools (VK-6, VK-8), and a corundum-containing dust-like material. Their presence in the mixture will lead to increased crushing resistance, a key characteristic when developing a mixture for proppant synthesis.

На фиг.1 представлена микроструктура пропанта содержащая кристаллы игольчатого типа, где: а - волластонит (размеры 13,5-15 мкм), б - муллит (размеры 13-15 мкм), на фиг.2 показана мулито-волостанитовая микроструктура пропанта, где: а - волластонит (размеры 18-20 мкм), б - муллит (размеры 17-21 мкм), на фиг.3 представлена мулито-волостанитовая микроструктура пропанта оптимального состава, где: а - волластонит (размеры 35-60 мкм), б - муллит (размеры 40-70 мкм), в - стеклофаза, на фиг.4 показан внешний вид обожженных гранул высокопрочного пропанта из оптимального состава.Fig. 1 shows the microstructure of a proppant containing needle-type crystals, where: a is wollastonite (dimensions 13.5-15 μm), b is mullite (dimensions 13-15 μm), Fig. 2 shows the mullite-wollastonite microstructure of a proppant, where: a is wollastonite (dimensions 18-20 μm), b is mullite (dimensions 17-21 μm), Fig. 3 shows the mullite-wollastonite microstructure of a proppant of optimal composition, where: a is wollastonite (dimensions 35-60 μm), b is mullite (dimensions 40-70 μm), c is glass phase, Fig. 4 shows the appearance of fired granules of high-strength proppant of optimal composition.

Рассмотрим технологию изготовления шихты.Let's consider the technology of batch production.

Сырьевые материалы, в частности буровой шлам, предварительно высушивают при температуре 100-105°С, и стеклобой марки БТ-1, подвергают дроблению до размера частиц 23-35 мм в дробилке щекового типа. После этого в лабораторной шаровой мельнице проводят их измельчение до размера не более 0,25 мм. Частицы больших размеров после просева направляют на дополнительное измельчение. Корундсодержащий пылеобразный материал, пылеобразные отходы, образующиеся при заточке режущего инструмента на основе вольфрама и кобальта (ВК-6, ВК-8), и технический глинозем марки ГК используют в исходном виде, так как их тонина помола составляла 0,01 мм.Raw materials, particularly drill cuttings, are pre-dried at 100-105°C, and BT-1 grade glass cullet is crushed to a particle size of 23-35 mm in a jaw crusher. They are then ground in a laboratory ball mill to a size no larger than 0.25 mm. Larger particles are sent for further grinding after screening. Corundum-containing dust, dusty waste generated during sharpening of tungsten-cobalt cutting tools (VK-6, VK-8), and GK grade technical alumina are used in their original form, as their grinding fineness was 0.01 mm.

Все компоненты шихты в заданных пропорциях загружают в смеситель-гранулятор, где при высоких оборотах (60-80 об/мин) проводят смешение компонентов шихты в течение 5-10 мин. Затем после снижения оборотов (до 15-20 об/мин) через лючок в крышке смесителя-гранулятора в течение 30-60 с вводят воду в количестве до 20 мас.% для постепенного связывания частиц сырьевых материалов между собой и формирования окатанных гранул (при добавлении воды в самом начале грануляции происходит формирование больших по размеру (до 2,5-4,0 мм) гранул и образование комков, при введении же воды в течение всего интервала грануляции (3-5 мин) формируются гранулы меньшего размера (0,2-0,3 мм), что также считается недопустимым в соответствии с требованиями ГОСТ). Отформованные гранулы просеивают на виброситах для выделения рабочей фракции на обжиг.Затем данную фракцию подвергают обсыпке тонкодисперсным каолином для предотвращения слипания гранул между собой в процессе высокотемпературного обжига.All components of the batch in the specified proportions are loaded into the mixer-granulator, where the components of the batch are mixed at high speed (60-80 rpm) for 5-10 minutes. Then, after reducing the speed (to 15-20 rpm), water is introduced through a hatch in the lid of the mixer-granulator in an amount of up to 20 wt.% for 30-60 seconds to gradually bind the particles of the raw materials together and form rounded granules (when adding water at the very beginning of granulation, the formation of larger-sized granules (up to 2.5-4.0 mm) and the formation of lumps occurs, while when introducing water throughout the entire granulation interval (3-5 minutes), smaller granules (0.2-0.3 mm) are formed, which is also considered unacceptable in accordance with GOST requirements). The formed granules are sieved on vibrating screens to separate the working fraction for firing. This fraction is then sprinkled with finely dispersed kaolin to prevent the granules from sticking together during the high-temperature firing process.

Обсыпанные тонкодисперсным каолином гранулы загружают в приемный люк предварительно разогретой до 1000°С трубчатой электрической печи. При угле наклона 2° к горизонту трубы трубчатой электрической печи и ее вращении 10 об/мин проводят обжиг гранул на протяжении 20 мин (в случае повышения угла наклона больше 2° к горизонту трубы трубчатой электрической печи и увеличения оборотов больше 10 об/мин происходит неравномерное спекание гранул, так как уменьшается время их прохождения в зоне обжига печи, что является недопустимым). На выходе из зоны охлаждения, которая обычно занимает около 15% общей длины трубы трубчатой печи, гранулы ссыпаются в резервуар для дополнительного охлаждения при комнатной температуре и далее просеиваются с целью отделения тонкодисперсного каолина с поверхности гранул и отбора рабочей фракции для исследований характеристик по ГОСТ.Granules sprinkled with finely dispersed kaolin are loaded into the receiving hatch of a tubular electric furnace preheated to 1000°C. At an inclination of 2° to the furnace tube horizontal and a rotation speed of 10 rpm, the granules are fired for 20 minutes. (Increasing the inclination to more than 2° to the furnace tube horizontal and increasing the rotation speed above 10 rpm results in uneven sintering of the granules, as their transit time through the furnace firing zone is reduced, which is unacceptable.) At the exit of the cooling zone, which typically occupies approximately 15% of the total length of the furnace tube, the granules are poured into a tank for additional cooling at room temperature and then sieved to separate the finely dispersed kaolin from the granule surface and to select the working fraction for characterization according to GOST.

Пример №1Example #1

Шихта для получения алюмосиликатного проппанта имеет следующий компонентный состав, мас.%:The charge for obtaining aluminosilicate proppant has the following component composition, wt.%:

Буровой шламDrill cuttings 7070 Технический глинозем марки ГКTechnical alumina grade GK 33 Стеклобой марки БТ-1Glass cullet brand BT-1 1414 Фторид натрияSodium fluoride 44 Пылеобразные отходы (ВК-6, ВК-8)Dust-like waste (VK-6, VK-8) 55 Корундсодержащий пылеобразный материалCorundum-containing dust-like material 44

Пропанты на основе данной шихты получаются спеченными. Доля мало- и неспеченных гранул составляет приблизительно 10-15%, что является недопустимым. Исследования технологических характеристик по ГОСТ показали следующие значения: прочность - 74,1 МПа, насыпная плотность - 3,6 г/см3, округлость/сферичность - 0,8/0,9. Значения характеристик соответствует ГОСТ, однако, необходимо корректировать состав с целью повышения его свойств.Proppants based on this charge are sintered. The proportion of poorly sintered and unsintered granules is approximately 10-15%, which is unacceptable. Testing of the process characteristics according to GOST revealed the following values: strength - 74.1 MPa, bulk density - 3.6 g/ cm3 , roundness/sphericity - 0.8/0.9. These characteristics comply with GOST standards; however, the composition must be adjusted to improve its properties.

Пример №2Example #2

Шихта для получения алюмосиликатного проппанта имеет следующий компонентный состав, мас.%:The charge for obtaining aluminosilicate proppant has the following component composition, wt.%:

Буровой шламDrill cuttings 6565 Технический глинозем марки ГКTechnical alumina grade GK 88 Стеклобой марки БТ-1Glass cullet brand BT-1 1515 Фторид натрияSodium fluoride 55 Пылеобразные отходы (ВК-6, ВК-8)Dust-like waste (VK-6, VK-8) 44 Корундсодержащий пылеобразный материалCorundum-containing dust-like material 33

Пропанты на основе данной шихты получаются спеченными. Доля мало- и неспеченных гранул составляет приблизительно 5-10%, что является среднедопустимым. Исследования технологических характеристик по ГОСТ показали следующие значения: прочность - 74,3 МПа, насыпная плотность - 3,7 г/см3, округлость/сферичность - 0,8/0,9. Значения характеристик соответствует ГОСТ, однако, необходимо корректировать состав с целью повышения его свойств.Proppants based on this charge are sintered. The proportion of lightly and unsintered granules is approximately 5-10%, which is within the acceptable range. Testing of the process characteristics according to GOST standards revealed the following values: strength - 74.3 MPa, bulk density - 3.7 g/ cm3 , roundness/sphericity - 0.8/0.9. These characteristics comply with GOST standards; however, the composition must be adjusted to improve its properties.

Пример №3Example #3

Шихта для получения алюмосиликатного проппанта имеет следующий компонентный состав, мас.%:The charge for obtaining aluminosilicate proppant has the following component composition, wt.%:

Буровой шламDrill cuttings 6565 Технический глинозем марки ГКTechnical alumina grade GK 77 Стеклобой марки БТ-1Glass cullet brand BT-1 1616 Фторид натрияSodium fluoride 44 Пылеобразные отходы (ВК-6, ВК-8)Dust-like waste (VK-6, VK-8) 44 Корундсодержащий пылеобразный материалCorundum-containing dust-like material 44

Пропанты на основе данной шихты получаются спеченными. Доля мало- и неспеченных гранул составляет приблизительно 3-5%, что является среднедопустимым. Исследования технологических характеристик по ГОСТ показали следующие значения: прочность - 74,6 МПа, насыпная плотность -3,7 г/см3, округлость/сферичность - 0,8/0,9. Значения характеристик соответствует ГОСТ, однако, необходимо корректировать состав с целью повышения его свойств.Proppants based on this charge are sintered. The proportion of lightly and unsintered granules is approximately 3-5%, which is within the acceptable range. Testing of the process characteristics according to GOST revealed the following values: strength - 74.6 MPa, bulk density - 3.7 g/ cm3 , roundness/sphericity - 0.8/0.9. These characteristics comply with GOST standards; however, the composition must be adjusted to improve its properties.

Пример №4Example #4

Шихта для получения алюмосиликатного проппанта имеет следующий компонентный состав, мас.%:The charge for obtaining aluminosilicate proppant has the following component composition, wt.%:

Буровой шламDrill cuttings 6060 Технический глинозем марки ГКTechnical alumina grade GK 55 Стеклобой марки БТ-1Glass cullet brand BT-1 2020 Фторид натрияSodium fluoride 55 Пылеобразные отходы (ВК-6, ВК-8)Dust-like waste (VK-6, VK-8) 55 Корундсодержащий пылеобразный материалCorundum-containing dust-like material 55

Пропанты на основе данной шихты получаются спеченными. Доля мало- и неспеченных гранул составляет менее 3%, что является допустимым. Исследования технологических характеристик по ГОСТ показали следующие значения: прочность - 75,5 МПа, насыпная плотность - 3,8 г/см3, округлость/сферичность - 0,9/0,9. Значения характеристик соответствует ГОСТ, что позволяет в дальнейшем выделить данную шихту как оптимальную в производстве пропантов, что показано в сводной таблице.Proppants produced using this charge are sintered. The proportion of lightly and unsintered granules is less than 3%, which is acceptable. Testing of the process characteristics according to GOST standards revealed the following values: strength - 75.5 MPa, bulk density - 3.8 g/ cm³ , roundness/sphericity - 0.9/0.9. These characteristics comply with GOST standards, allowing this charge to be identified as optimal for proppant production, as shown in the summary table.

Данное повышение прочностных характеристик можно обосновать следующим образом. При повышении температуры до 1000°С корундсодежащий пылеобразный материал способствует образованию первичного мулита (Al2O3⋅SiO2) и дальнейшей рекристаллизации из жидкой фазы вторичного муллита (3Al2O3⋅2SiO2) с образованием кристаллов игольчатого типа, а также реакции в твердой и жидкой фазе с последующим образованием волластонита (CaO⋅SiO2) (фиг.1). В дальнейшем мулито-волостанитовая структура в виде кристаллов переплетается, пустоты между ними заполняются образовавшимся расплавом, который в результате охлаждения цементирует каркас и, как результат, способствует повышению прочности пропанта (фиг.2, 3). Исследование микроструктуры пропанта проводилось на сканирующем электронном микроскопе при тысячекратном увеличении.This increase in strength characteristics can be substantiated as follows. When the temperature increases to 1000°C, the corundum-containing dust-like material promotes the formation of primary mullite (Al 2 O 3 ⋅SiO 2 ) and subsequent recrystallization from the liquid phase of secondary mullite (3Al 2 O 3 ⋅2SiO 2 ) with the formation of needle-type crystals, as well as a reaction in the solid and liquid phase with the subsequent formation of wollastonite (CaO⋅SiO 2 ) (Fig. 1). Subsequently, the mullite-wollastonite structure in the form of crystals becomes intertwined, the voids between them are filled with the resulting melt, which, upon cooling, cements the framework and, as a result, promotes an increase in the proppant strength (Figs. 2, 3). The proppant microstructure was studied using a scanning electron microscope at a thousand-fold magnification.

Заявляемая в качестве изобретения шихта была исследована и испытана в лабораторных условиях путем получения из нее пропантов.The mixture claimed as an invention was investigated and tested in laboratory conditions by obtaining proppants from it.

В таблице представлены результаты испытания определяемых составов.The table presents the results of testing the determined compositions.

Claims (2)

Шихта для изготовления высокопрочного пропанта, включающая алюмосиликатное сырьё в виде бурового шлама, имеющее состав, мас. %: каолинит - 60,0, кварц - 20,2, барит - 17,1, полевой шпат - 2,7, а также технический глинозём, содержащий 85-95 мас.% оксида алюминия, щелочной стеклобой, фторид натрия, отличающаяся тем, что дополнительно содержит пылеобразные отходы, образующиеся при заточке режущего инструмента на основе вольфрама и кобальта: ВК-6, ВК-8, и корундсодержащий пылеобразный материал при следующем соотношении компонентов, мас.%:A charge for the production of high-strength proppant, including aluminosilicate raw materials in the form of drill cuttings, having the following composition, wt. %: kaolinite - 60.0, quartz - 20.2, barite - 17.1, feldspar - 2.7, as well as technical alumina containing 85-95 wt. % aluminum oxide, alkaline cullet, sodium fluoride, characterized in that it additionally contains dust-like waste generated during sharpening of cutting tools based on tungsten and cobalt: VK-6, VK-8, and corundum-containing dust-like material in the following ratio of components, wt. %: Буровой шламDrill cuttings 60-7060-70 Технический глинозём марки ГКTechnical alumina grade GK 3-83-8 Стеклобой марки БТ-1Glass cullet brand BT-1 14-2014-20 Фторид натрияSodium fluoride 4-54-5 Пылеобразные отходы, образующиесяDust-like waste generated при заточке режущего инструмента наwhen sharpening cutting tools основе вольфрама и кобальта ВК-6, ВК-8based on tungsten and cobalt VK-6, VK-8 4-54-5 Корундсодержащий пылеобразный материалCorundum-containing dust-like material 3-53-5
RU2025115581A 2025-06-05 Charge for manufacturing a high-strength aluminosilicate proppant RU2854062C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2854062C1 true RU2854062C1 (en) 2025-12-29

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140305643A1 (en) * 2011-12-06 2014-10-16 Imerys Oilfield Minerals, Inc. Granulated inorganic particulates and their use in oilfield applications
CA2673935C (en) * 2006-12-27 2015-06-16 Schlumberger Canada Limited Proppant, proppant production method and use of proppant
CN108300453A (en) * 2017-11-23 2018-07-20 柳州市柳晶科技股份有限公司 A kind of ceramsite propping agent prepared using industrial residue
RU2788201C1 (en) * 2022-05-17 2023-01-17 Общество с ограниченной ответственностью "Лайк Филл" (ООО "Лайк Филл") Charge for glass-ceramic proppant and method for its production

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2673935C (en) * 2006-12-27 2015-06-16 Schlumberger Canada Limited Proppant, proppant production method and use of proppant
US20140305643A1 (en) * 2011-12-06 2014-10-16 Imerys Oilfield Minerals, Inc. Granulated inorganic particulates and their use in oilfield applications
CN108300453A (en) * 2017-11-23 2018-07-20 柳州市柳晶科技股份有限公司 A kind of ceramsite propping agent prepared using industrial residue
RU2788201C1 (en) * 2022-05-17 2023-01-17 Общество с ограниченной ответственностью "Лайк Филл" (ООО "Лайк Филл") Charge for glass-ceramic proppant and method for its production
RU2823725C1 (en) * 2023-12-22 2024-07-29 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Composition for producing aluminosilicate proppant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109679600B (en) Nanomaterials mixed and modified ultra-high temperature and high performance cementing slurry system and preparation method thereof
US7790656B2 (en) Proppants and anti-flowback additives made from sillimanite minerals, methods of manufacture, and methods of use
US4668645A (en) Sintered low density gas and oil well proppants from a low cost unblended clay material of selected composition
CN110104998B (en) Micro-fine particle high-silicon tailing grouting material
EP0101855A1 (en) Low density proppant for oil and gas wells
CN110041028A (en) A kind of regeneration concrete and preparation method thereof using building waste
EA012824B1 (en) Sintered spherical pellets for gas and oil wells and a method of fracturing
CN114702294B (en) Solid waste based super-retarding cementing material and preparation method and application thereof
CN107474820B (en) Composition for preparing fracturing propping agent, fracturing propping agent and preparation method thereof
JPS6121294A (en) Low density gas and oil well reinforcing material consistingof low cost non-prepared clay substance and selected composition
CN1649804A (en) Geopolymer cement based on poly[aluminosilicate-disiloxy] and its preparation method
CN113698164A (en) Anti-cracking and anti-settling road water-stable layer material and preparation method thereof
EP3008149A1 (en) A method of manufacturing of light ceramic proppants and light ceramic proppants
Vakalova et al. Phase formation, structure and properties of light-weight aluminosilicate proppants based on clay-diabase and clay-granite binary mixes
CN104671720B (en) Use road filling of building waste and gangue manufacture and preparation method thereof
CN113772982A (en) A kind of composite sand for concrete, ready-mixed concrete and preparation method thereof
RU2854062C1 (en) Charge for manufacturing a high-strength aluminosilicate proppant
KR20210084712A (en) A low-density high-strength ceramsite proppant
Anaya et al. Reused green glass for the production of low-density ceramic proppants
CN108249849B (en) A kind of green concrete with high limestone powder content
JPS59501117A (en) Manufacturing method of support agent
RU2614339C1 (en) Composition for manufacture of expanded aggregate
CN117585972A (en) A new environmentally friendly material using solid waste such as phosphogypsum as raw material and its preparation method
RU2823725C1 (en) Composition for producing aluminosilicate proppant
CN104773977B (en) A kind of dregs road pavements being combined colliery powder and preparation method thereof