一种特型的抗压能力强的压裂支撑剂的生产原理及工艺

摘要

本发明公开了一种特型的抗压能力强的压裂支撑剂的生产原理及工艺，所述压裂支撑剂的生产原理为经由二氧化硅、碳酸钠和碳酸钙高温复合反应制备硅酸钙和硅酸钠，所述化学反应均在高温环境下进行；所述压裂支撑剂的生产工艺包含以下步骤：步骤一：原料预加工；步骤二：制备配合料；步骤三：高温熔制；步骤四：加工成型；步骤五：热处理；步骤六：粉碎布料；步骤七：加热熔融；步骤八：冷却回收；步骤九：分级收集。该特型的抗压能力强的压裂支撑剂的生产原理及工艺，能够制备一种新型支撑剂材料，抗压能力强、破碎率低，具有成球型好、流动性好、电绝缘、化学性能稳定、耐热及机械强度高等特点。

说明书

技术领域

本发明涉及压裂支撑剂技术领域，具体为一种特型的抗压能力强的压裂支撑剂的生产原理及工艺。

背景技术

压裂支撑剂是一种陶瓷颗粒产品，具有很高的压裂强度，能够应用在底层压裂产生的裂缝内进行支撑使用，因此压裂支撑剂的质量直接影响着其使用寿命；

但是目前的压裂支撑剂，在进行生产时，使得生产的成本居高不下，同时生产的压裂支撑剂抗压能力不强，容易破碎，不利于保证支撑导流使用，因此，我们提出一种特型的抗压能力强的压裂支撑剂的生产原理及工艺，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特型的抗压能力强的压裂支撑剂的生产原理及工艺，以解决上述背景技术提出的目前的压裂支撑剂，在进行生产时，使得生产的成本居高不下，同时生产的压裂支撑剂抗压能力不强，容易破碎，不利于保证支撑导流使用的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种特型的抗压能力强的压裂支撑剂的生产原理，所述压裂支撑剂的生产原理为经由二氧化硅、碳酸钠和碳酸钙高温复合反应制备硅酸钙和硅酸钠，其主要反应原理化学方程式如下：

Na

CaCO

优选的，所述化学反应均在高温环境下进行。

一种特型的抗压能力强的压裂支撑剂的生产工艺，所述压裂支撑剂的生产工艺包含以下步骤：

步骤一：原料预加工；

步骤二：制备配合料；

步骤三：高温熔制；

步骤四：加工成型；

步骤五：热处理；

步骤六：粉碎布料；

步骤七：加热熔融；

步骤八：冷却回收；

步骤九：分级收集。

优选的，所述步骤一中原料采用块状石英砂、纯碱、石灰石以及长石等原料，且原料需保证干燥，并且对原料进行粉碎处理后进行除铁处理，保证原料质量。

优选的，所述步骤二中配合料制备是将石英砂、纯碱、石灰石以及长石粉料进行混合，其中各原料的重量组分分别为石英砂粉料35份-60份、纯碱粉料20份-42份、石灰石粉料30份-45份以及长石粉料10份-20份。

优选的，所述步骤三中将制备的支撑剂配合料在池窑或坩埚窑内进行高温加热，使之形成均匀、无气泡,并符合成型要求的液态支撑剂，且高温加热温度为1550℃-1600℃。

优选的，所述步骤五中热处理是将经过高温加工成型后的支撑剂，在700℃-800℃下退火处理10min-15min，且经过退火处理后，进行淬火处理，清理或产生支撑剂内部的应力、分相或晶化,以及改变支撑剂的结构状态。

优选的，所述步骤六中将经过成型的支撑剂粉碎至指定粒径，并通过布料器将粉末均匀地投入到特制的成珠炉中。

优选的，所述步骤七中加热熔融在热态的高温气流中加热熔融，在支撑剂表面张力作用下形成球状的支撑剂，且热态的高温气流的温度为1750℃-1850℃。

优选的，所述支撑剂经过加热熔融的同时处于飘浮状态，再经过冷却、回收，且进行筛分分级，最终得到所需要的不同粒径的特型压裂支撑剂。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该特型的抗压能力强的压裂支撑剂的生产原理及工艺，能够制备一种新型支撑剂材料，抗压能力强、破碎率低，具有成球型好、流动性好、电绝缘、化学性能稳定、耐热及机械强度高等特点；

主要用作压裂时的支撑剂，对地层在压裂下产生的裂缝能起到良好的支撑和导流作用。

附图说明

图1为本发明流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种特型的抗压能力强的压裂支撑剂的生产原理，所述压裂支撑剂的生产原理为经由二氧化硅、碳酸钠和碳酸钙高温复合反应制备硅酸钙和硅酸钠，其主要反应原理化学方程式如下：

Na

CaCO

本发明进一步的，所述化学反应均在高温环境下进行。

一种特型的抗压能力强的压裂支撑剂的生产工艺，所述压裂支撑剂的生产工艺包含以下步骤：

步骤一：原料预加工；

步骤二：制备配合料；

步骤三：高温熔制；

步骤四：加工成型；

步骤五：热处理；

步骤六：粉碎布料；

步骤七：加热熔融；

步骤八：冷却回收；

步骤九：分级收集。

本发明进一步的，所述步骤一中原料采用块状石英砂、纯碱、石灰石以及长石等原料，且原料需保证干燥，并且对原料进行粉碎处理后进行除铁处理，保证原料质量。

本发明进一步的，所述步骤二中配合料制备是将石英砂、纯碱、石灰石以及长石粉料进行混合，其中各原料的重量组分分别为石英砂粉料35份-60份、纯碱粉料20份-42份、石灰石粉料30份-45份以及长石粉料10份-20份。

本发明进一步的，所述步骤三中将制备的支撑剂配合料在池窑或坩埚窑内进行高温加热，使之形成均匀、无气泡,并符合成型要求的液态支撑剂，且高温加热温度为1550℃-1600℃。

本发明进一步的，所述步骤五中热处理是将经过高温加工成型后的支撑剂，在700℃-800℃下退火处理10min-15min，且经过退火处理后，进行淬火处理，清理或产生支撑剂内部的应力、分相或晶化,以及改变支撑剂的结构状态。

本发明进一步的，所述步骤六中将经过成型的支撑剂粉碎至指定粒径，并通过布料器将粉末均匀地投入到特制的成珠炉中。

本发明进一步的，所述步骤七中加热熔融在热态的高温气流中加热熔融，在支撑剂表面张力作用下形成球状的支撑剂，且热态的高温气流的温度为1750℃-1850℃。

本发明进一步的，所述支撑剂经过加热熔融的同时处于飘浮状态，再经过冷却、回收，且进行筛分分级，最终得到所需要的不同粒径的特型压裂支撑剂。

实施例1：

首先准备块状石英砂、纯碱、石灰石以及长石等原料，进行粉碎处理，且保证原料干燥，并且对原料进行粉碎处理后进行除铁处理，保证原料质量，而后取石英砂粉料45份、纯碱粉料35份、石灰石粉料34份以及长石粉料14份混合制备配合料，将配合料在池窑或坩埚窑内进行1600℃高温加热，使之形成均匀、无气泡,并符合成型要求的液态支撑剂，将经过高温加工成型后的支撑剂，通过退火、淬火等工艺，清理或产生支撑剂内部的应力、分相或晶化,以及改变支撑剂的结构状态，而后将经过成型的支撑剂粉碎至70目-140目，并通过布料器将粉末均匀地投入到特制的成珠炉中，在1800℃的高温气流中加热熔融，在支撑剂表面张力作用下形成球状的支撑剂，为防止支撑剂间的相互粘连，在粒子受热成珠的同时处于飘浮状态，再经过必要的冷却、回收、分级，最终得到所需要的不同粒径的特型压裂支撑剂；

经检测制成的每1㎏压裂支撑剂的平均直径为160.6μm，其经过筛析留在(212～106)μm范围内的样品的质量分数为99.14％，留在75μm上的样品的质量分数为0.83％，球度为0.8％，圆度为0.9％，酸溶解度为6.99％，浊度为13.203，体积密度为1.45g/cm

实施例2：

首先准备块状石英砂、纯碱、石灰石以及长石等原料，进行粉碎处理，且保证原料干燥，并且对原料进行粉碎处理后进行除铁处理，保证原料质量，而后取石英砂粉料40份、纯碱粉料32份、石灰石粉料37份以及长石粉料11份混合制备配合料，将配合料在池窑或坩埚窑内进行1550℃高温加热，使之形成均匀、无气泡,并符合成型要求的液态支撑剂，将经过高温加工成型后的支撑剂，通过退火、淬火等工艺，清理或产生支撑剂内部的应力、分相或晶化,以及改变支撑剂的结构状态，而后将经过成型的支撑剂粉碎至40目-70目，并通过布料器将粉末均匀地投入到特制的成珠炉中，在1750℃的高温气流中加热熔融，在支撑剂表面张力作用下形成球状的支撑剂，为防止支撑剂间的相互粘连，在粒子受热成珠的同时处于飘浮状态，再经过必要的冷却、回收、分级，最终得到所需要的不同粒径的特型压裂支撑剂；

经检测制成的每1㎏压裂支撑剂的平均直径为299.5μm，其经过筛析留在(425～212)μm范围内的样品的质量分数为99.01％，留在150μm上的样品的质量分数为0.97％，球度为0.8％，圆度为0.9％，酸溶解度为6.95％，浊度为7.203，体积密度为1.46g/cm

本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置以及方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图以及框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法以及计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能以及操作。在这点上，流程图或者框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或者代码的一部分，模块、程序段或者代码的一部分包含一个或者多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图以及/或者流程图中的每个方框、以及框图以及/或者流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或者动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或者两个以上模块集成形成一个独立的部分。

功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或者使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或者部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一以及第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改以及变化。凡在本申请的精神以及原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号以及字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义以及解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或者替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。