[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2281309C2 - Fiber-reinforced grouting mortar - Google Patents

Fiber-reinforced grouting mortar Download PDF

Info

Publication number
RU2281309C2
RU2281309C2 RU2002133717/03A RU2002133717A RU2281309C2 RU 2281309 C2 RU2281309 C2 RU 2281309C2 RU 2002133717/03 A RU2002133717/03 A RU 2002133717/03A RU 2002133717 A RU2002133717 A RU 2002133717A RU 2281309 C2 RU2281309 C2 RU 2281309C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
grouting
hundred
cement
fiber
Prior art date
Application number
RU2002133717/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002133717A (en
Inventor
Михаил Александрович Михеев (RU)
Михаил Александрович Михеев
шева Надежда Михайловна Ул (RU)
Надежда Михайловна Уляшева
Валерий Михайлович Юдин (RU)
Валерий Михайлович Юдин
Борис Иванович Захаров (RU)
Борис Иванович Захаров
Original Assignee
Ухтинский государственный технический университет (УГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ухтинский государственный технический университет (УГТУ) filed Critical Ухтинский государственный технический университет (УГТУ)
Priority to RU2002133717/03A priority Critical patent/RU2281309C2/en
Publication of RU2002133717A publication Critical patent/RU2002133717A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2281309C2 publication Critical patent/RU2281309C2/en

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: reinforced grouting mortar contains, weight parts: grouting Portland cement 100, mineral fiber (asbestos or basalt fibers no longer than 5 mm) 3-4, polyvalent metal salt (calcium chloride) 0.3-0.4, water-soluble polymer (oxyethylated cellulose) 0.1-0.2, and, additionally, rubber crumb 5-7.
EFFECT: improved damping and adhesive properties of grouting mortar, increased sedimentation stability, and prolonged strength of cement stone.
2 tbl

Description

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин.The invention relates to the field of drilling oil and gas wells.

Известен тампонажный раствор для крепления скважин, содержащий портландцемент, королек, полиоксиэтилен, хлорид натрия и воду [1]. Королек выполняет роль армирующей добавки, а водорастворимый полимер усиливает деформируемость и сцепление цементного камня с обсадной колонной.Known grouting solution for fastening wells containing Portland cement, Korolek, polyoxyethylene, sodium chloride and water [1]. Korolek acts as a reinforcing additive, and a water-soluble polymer enhances the deformability and adhesion of cement stone to the casing.

Недостатками раствора являются низкие демпфирующие и высокие фильтрационные показатели.The disadvantages of the solution are low damping and high filtration rates.

Наиболее близким по составу к предлагаемому является дисперсно-армированный тампонажный раствор, содержащий портландцемент, минеральное волокно с хризотил-асбестом, кислую соль поливалентного металла или смесь этих солей, силикокристаллит, водорастворимый полимер и воду [2]. Эффективность дисперсно-армированного материала достигается активизацией вяжущего с микроармирующей добавкой в дезинтеграторе. Однако этот не обладает достаточными демпфирующими свойствами.The closest in composition to the proposed one is a dispersed-reinforced cement slurry containing Portland cement, mineral fiber with chrysotile asbestos, an acid salt of a polyvalent metal or a mixture of these salts, silicocrystallite, a water-soluble polymer and water [2]. The effectiveness of the dispersion-reinforced material is achieved by activating the binder with a micro-reinforcing additive in the disintegrator. However, this does not have sufficient damping properties.

Задача изобретения - улучшение демпфирующих и адгезионных свойств тампонажных растворов при их высокой седиментационной устойчивости и долговременном сохранении прочности цементного камня.The objective of the invention is the improvement of the damping and adhesive properties of cement slurries with their high sedimentation stability and long-term strength of cement stone.

Указанная задача выполняется за счет добавления к тампонажному раствору, содержащему портландцемент, минеральное волокно (асбестовое или базальтовое), соль поливалентного металла и водорастворимый полимер, резиновой крошки при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:This task is performed by adding to the grouting mortar containing Portland cement, mineral fiber (asbestos or basalt), a polyvalent metal salt and a water-soluble polymer, crumb rubber in the following ratio of components, parts by weight:

Портландцемент тампонажный - 100Portland cement grouting - 100

Минеральное волокно (асбестовое или базальтовое) - 3-4Mineral fiber (asbestos or basalt) - 3-4

Резиновая крошка - 5-7Rubber crumb - 5-7

Водорастворимый полимер (оксиэтилированная целлюлоза) - 0,1-0,2Water-soluble polymer (ethoxylated cellulose) - 0.1-0.2

Хлорид кальция - 0,3-0,4.Calcium Chloride 0.3-0.4.

Дисперсно-армированные тампонажные материалы представляют собой смесь вяжущего и волокнистых материалов, произвольно ориентированных и равномерно распределенных по всему объему и работающих с матрицей за счет их сцепления повышением прочности камня на растяжение. Добавка резиновой крошки позволяет повысить упругоэластичные свойства тампонажного раствора и цементного камня за счет равномерного распределения эластичных частиц в объеме раствора и связывания их асбестовыми волокнами, что способствует образованию во всем объеме композиции волокнистой структуры, т.е. повышению ее прочности и упругоэластичных свойств. При составлении композиционного материала непосредственно перед использованием рекомендуется применять резиновую крошку и минеральное волокно следующих размеров 1-3 мм и не более 5 мм соответственно. Водорастворимый полимер выполняет функции понизителя фильтрации и повышает седиментационную устойчивость тампонажного раствора. Хлорид кальция в данном случае нейтрализует возможность снижения прочностных свойств цементного камня при обработке полимером.Dispersion-reinforced cementing materials are a mixture of binder and fibrous materials, randomly oriented and evenly distributed throughout the volume and working with the matrix due to their adhesion by increasing the tensile strength of the stone. The addition of rubber crumb improves the elastic properties of cement slurry and cement stone due to the uniform distribution of elastic particles in the volume of the solution and their binding with asbestos fibers, which contributes to the formation of a fibrous structure throughout the volume, i.e. increase its strength and elastic properties. When composing a composite material immediately before use, it is recommended to use rubber crumb and mineral fiber of the following sizes of 1-3 mm and not more than 5 mm, respectively. Water-soluble polymer acts as a filtration reducer and increases the sedimentation stability of cement slurry. Calcium chloride in this case neutralizes the possibility of reducing the strength properties of cement stone during polymer processing.

Составы и свойства дисперсно-армированных тампонажных растворов приведены соответственно в таблицах 1 и 2.The compositions and properties of dispersion-reinforced cement slurries are shown in tables 1 and 2, respectively.

Увеличение содержания в растворе минерального волокна свыше 4 % и резиновой крошки более 6 % приводит к росту консистенции раствора (табл.2), что, в свою очередь, приводит к необходимости увеличения водосмесевого отношения, которое сопровождается снижением прочности цементного камня. При этом наибольшее влияние на показатель консистенции оказывает содержание минерального волокна. Гранулярный наполнитель (резиновая крошка) влияет на показатель консистенции в меньшей степени, однако необходимо учитывать, что прочность цементного камня зависит от дисперсности наполнителя, то есть применение крупнодисперсной резиновой крошки приводит к резкому снижению прочностных свойств.An increase in the content of mineral fiber in the solution over 4% and rubber crumb over 6% leads to an increase in the consistency of the solution (table 2), which, in turn, leads to the need to increase the water-water ratio, which is accompanied by a decrease in the strength of the cement stone. In this case, the content of mineral fiber has the greatest influence on the consistency index. Granular filler (crumb rubber) affects the consistency index to a lesser extent, however, it must be borne in mind that the strength of cement stone depends on the dispersion of the filler, that is, the use of coarse rubber crumb leads to a sharp decrease in strength properties.

Нижний предел концентрации наполнителей ограничен снижением армирующих и демпфирующих свойств, а также плотностью тампонажной жидкости.The lower limit of the concentration of fillers is limited by a decrease in reinforcing and damping properties, as well as in the density of grouting fluid.

Содержание соли поливалентного металла зависит от конкретных горно-технических условий и ее состава. Применение водорастворимых полимеров, как правило, снижает прочность цементного камня, поэтому их содержание в тампонажной жидкости ограничено узкими пределами концентраций, достаточными для стабилизации системы, но не вызывающими резкого снижения механической прочности камня.The salt content of the polyvalent metal depends on the specific mining conditions and its composition. The use of water-soluble polymers, as a rule, reduces the strength of cement stone, therefore, their content in the grouting fluid is limited by narrow concentration limits sufficient to stabilize the system, but not causing a sharp decrease in the mechanical strength of the stone.

Тампонажные растворы готовят следующим образом. Полимерный реагент и хлорид кальция растворяют в воде, затем добавляют наполнители и портландцемент. В производственных условиях при приготовлении необходимо использовать усреднительную емкость.Cement slurries are prepared as follows. The polymer reagent and calcium chloride are dissolved in water, then fillers and Portland cement are added. In production conditions, when cooking, it is necessary to use an averaging tank.

Таблица 1Table 1 Номер раствораSolution number ПортландцементPortland cement Минеральное волокно (размер не более 5 мм)Mineral fiber (size no more than 5 mm) Резиновая крошка (размер 1-3 мм)Rubber crumb (size 1-3 mm) Хлорид кальцияCalcium chloride Оксиэтилированная целлюлозаOxyethylated Cellulose АсбестAsbestos Базальтовое волокноBasalt fiber 1one 22 33 -- 55 66 77 1one 100one hundred 33 -- 55 0,30.3 0,150.15 22 100one hundred 33 -- 66 0,30.3 0,150.15 33 100one hundred 33 -- 77 0.30.3 0,150.15 4four 100one hundred 4four -- 55 0.30.3 0,150.15 55 100one hundred 4four -- 66 0.30.3 0.150.15 66 100one hundred 4four -- 77 0.30.3 0,150.15 77 100one hundred 55 -- 4four 0.30.3 0,150.15 88 100one hundred 55 -- 66 0.30.3 0,150.15 99 100one hundred 55 -- 88 0.30.3 0,150.15 1010 100one hundred -- 33 55 0,30.3 0,150.15 11eleven 100one hundred -- 33 66 0,30.3 0,150.15 1212 100one hundred -- 33 77 0.30.3 0,150.15 1313 100one hundred -- 4four 55 0.30.3 0,150.15 14fourteen 100one hundred -- 4four 66 0.30.3 0,150.15 15fifteen 100one hundred -- 4four 77 0.30.3 0,150.15 1616 100one hundred -- 55 4four 0.30.3 0,150.15 1717 100one hundred -- 55 66 0.30.3 0,150.15 18eighteen 100one hundred -- 55 88 0.30.3 0,150.15

Предложенный состав тампонажного раствора эффективно использовать в интервалах залегания проницаемых пород для ликвидации поглощений и ремонтного цементирования.The proposed composition of the cement slurry is effectively used in the intervals of permeable rocks to eliminate absorption and repair cementing.

Таблица 2table 2 Номер раствораSolution number Температура, °СTemperature ° C Водосмесевое отношениеWater ratio Растекаемость, смSpreadability, cm Плотность
кг/м3
Density
kg / m 3
Водоотделение, млWater separation, ml Прочность на изгиб, МПBending Strength, MP Время загустевания час-минThickening time hour-min
1one 22 33 4four 55 66 77 88 1one 4040 0,60.6 19,519.5 16901690 0,00,0 3,603.60 2-452-45 22 4040 0,60.6 19,019.0 16701670 0,00,0 3,603.60 2-502-50 33 4040 0,60.6 18,518.5 16501650 0,00,0 3,533.53 2-552-55 4four 4040 0,650.65 18,518.5 16001600 0,00,0 3,523.52 2-522-52 55 4040 0,650.65 18,018.0 16001600 0,00,0 3,483.48 3-053-05 66 4040 0,650.65 17,817.8 15901590 0,00,0 3,453.45 3-153-15 77 4040 0,80.8 18,018.0 15001500 0,00,0 1.451.45 3-553-55 88 4040 0,80.8 15,515,5 15001500 0,00,0 1,351.35 4-404-40 99 4040 0,80.8 14,014.0 15001500 0,00,0 1,151.15 5-055-05 1010 4040 0,60.6 21,021.0 16901690 0.00.0 3,403.40 2-562-56 11eleven 4040 0,60.6 20,820.8 16701670 0,00,0 3,383.38 3-013-01 1212 4040 0,60.6 20,020,0 16501650 0,00,0 3,303.30 3-103-10 1313 4040 0,650.65 20,220,2 16001600 0,00,0 3,123.12 3-083-08 14fourteen 4040 0,650.65 19,619.6 16001600 0,00,0 3,043.04 3-153-15 15fifteen 4040 0,650.65 19,019.0 15901590 0,00,0 2,982.98 3-223-22 1616 4040 0,80.8 19,219,2 15001500 0,00,0 1,251.25 4-054-05 1717 4040 0,80.8 16,816.8 15001500 0,00,0 1,121.12 5-035-03 18eighteen 4040 0,80.8 15,215,2 15001500 0,00,0 1,041,04 5-165-16

Источники информацииInformation sources

1. А.с. СССР № 1470933, МКИ 4 Е 21 В 33/138, 07.04.89.1. A.S. USSR No. 1470933, MKI 4 E 21 B 33/138, 04/07/89.

2. А.с. СССР № 1099049, МКИ 3 Е 21 В 33/138, 23.06.87.2. A.S. USSR No. 1099049, MKI 3 E 21 V 33/138, 06.23.87.

Claims (1)

Дисперсно-армированный тампонажный раствор, включающий тампонажный портландцемент, минеральное волокно, соль поливалентного металла, водорастворимый полимер и воду, отличающийся тем, что в качестве минерального волокна он содержит асбестовое или базальтовое волокно размером не более 5 мм, в качестве соли поливалентного металла хлористый кальций, в качестве водорастворимого полимера- оксиэтилированную целлюлозу и дополнительно резиновую крошку размером 1-3 мм при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:Dispersion-reinforced grouting mortar, including grouting Portland cement, mineral fiber, polyvalent metal salt, water-soluble polymer and water, characterized in that it contains asbestos or basalt fiber no more than 5 mm in size, calcium chloride as a polyvalent metal salt, as a water-soluble polymer, ethoxylated cellulose and additionally rubber crumb size of 1-3 mm in the following ratio of components, parts by weight: Портландцемент тампонажныйPortland cement grouting 100one hundred Указанное минеральное волокноSpecified Mineral Fiber 3-43-4 Оксиэтилированная целлюлозаOxyethylated Cellulose 0,1-0,20.1-0.2 Хлористый кальцийCalcium chloride 0,3-0,40.3-0.4 Указанная резиновая крошкаSpecified rubber crumb 5-75-7
RU2002133717/03A 2002-12-15 2002-12-15 Fiber-reinforced grouting mortar RU2281309C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002133717/03A RU2281309C2 (en) 2002-12-15 2002-12-15 Fiber-reinforced grouting mortar

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002133717/03A RU2281309C2 (en) 2002-12-15 2002-12-15 Fiber-reinforced grouting mortar

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002133717A RU2002133717A (en) 2003-08-10
RU2281309C2 true RU2281309C2 (en) 2006-08-10

Family

ID=37059753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002133717/03A RU2281309C2 (en) 2002-12-15 2002-12-15 Fiber-reinforced grouting mortar

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2281309C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2356930C1 (en) * 2007-08-15 2009-05-27 Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук Plugging composition for cementing casing string and procedure for preparation of this composition
RU2396300C1 (en) * 2009-05-20 2010-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Method for preparing fibre-reinforced backfill
CN104774600A (en) * 2015-03-13 2015-07-15 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 Oil well cement low-temperature composite early-strong coagulation accelerator
RU2721616C1 (en) * 2019-11-15 2020-05-21 Общество с ограниченной ответственностью "МИРРИКО" Composition for sealing voids in rock

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5972103A (en) * 1997-04-14 1999-10-26 Halliburton Energy Services, Inc. Universal well cement additives and methods
RU2186942C1 (en) * 2001-06-18 2002-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть" Method of preparation of grouting composition

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5972103A (en) * 1997-04-14 1999-10-26 Halliburton Energy Services, Inc. Universal well cement additives and methods
RU2186942C1 (en) * 2001-06-18 2002-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть" Method of preparation of grouting composition

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2356930C1 (en) * 2007-08-15 2009-05-27 Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук Plugging composition for cementing casing string and procedure for preparation of this composition
RU2396300C1 (en) * 2009-05-20 2010-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Method for preparing fibre-reinforced backfill
CN104774600A (en) * 2015-03-13 2015-07-15 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 Oil well cement low-temperature composite early-strong coagulation accelerator
RU2721616C1 (en) * 2019-11-15 2020-05-21 Общество с ограниченной ответственностью "МИРРИКО" Composition for sealing voids in rock

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6308777B2 (en) Cementing wells with crack and shatter resistant cement
CA2851539C (en) Slag compositions comprising latex and methods of use
RU2337124C1 (en) Grouting mortar base foundation for well cementing
EA030940B1 (en) Lost circulation composition and method of sealing a fracture within a subterranean formation
KR101506913B1 (en) Mortar composition for reinforcement
US20090301355A1 (en) Cementitious Composition and Concrete of Such Composition
KR101336165B1 (en) High performance composite material for shotcrete and high performance shotcrete using it
RU2281309C2 (en) Fiber-reinforced grouting mortar
CA2601017A1 (en) Methods and compositions for high temperature lightweight cementing
FR2483492A1 (en) RAW PANEL, FOR GYPSUM BASED CONSTRUCTION PANEL
DE50302604D1 (en) Stabilized Aqueous Polyuretane Polymeric Disperse
CN112430012A (en) Basalt composite fiber and asphalt mixture containing basalt composite fiber
CN108689658B (en) Formula and preparation method of pumping lightweight aggregate concrete
CN112897964A (en) Waste coal mine filling material based on coal gangue
JP2645514B2 (en) Covering material for sprayed asbestos
CN108455934A (en) A kind of anaerobic bacteria self-healing crackle concrete
RU2215124C1 (en) Method of preparation of light-weight grouting mortar
CN108358557A (en) A kind of preparation method of the compound sisal fiber coral concrete of graphene
JPS5815048A (en) High temperature cement composition
CN111592323A (en) A waste coal mine filler based on construction waste
US20070256603A1 (en) Cementitious composition for use in elevated to fully saturated salt environments
RU2052076C1 (en) Buffer fluid
RU2103236C1 (en) Water-glass concrete mix
SU870374A1 (en) Building mortar
JPH11322397A (en) Quick-setting spraying material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161216