一种复合陶粒及其生产工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种复合陶粒，包括质量比为（

【技术实现步骤摘要】
一种复合陶粒及其生产工艺


[0001]本专利技术涉及油气开采领域，具体的说，涉及了一种复合陶粒及其生产工艺
。

技术介绍

[0002]石油天然气深井开采时，高闭合压力低渗透性矿床经压裂处理后，使含油气岩层裂开，油气从裂缝形成的通道中汇集而出
。
用陶粒支撑材料随同高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中，起到支撑裂隙不因应力释放而闭合的作用，从而保持高导流能力，使油气畅通，增加产量
。
实践证明，使用陶粒支撑剂压裂的油井可提高产量
30
‑
50%
，还能延长油气井服务年限
。
[0003]利用优质铝矾土等多种原材料，通过陶瓷烧结而成的陶粒支撑剂，是天然石英砂
、
玻璃球
、
金属球等压裂支撑剂的替代品
。
例如：中国专利
CN113956864A
公开的利用二氧化硅包覆的低密度高强度陶粒支撑剂及制备方法，以陶粒支撑剂为内核，在陶粒支撑剂的表面沉积二氧化硅，形成二氧化硅包覆陶粒支撑剂结构
。
但是
。
中国专利
CN113956864A
公开的技术方案，以陶粒支撑剂为核心，二氧化碳沉积在陶粒表面形成外壳，这种核壳结构并不稳固，同时，以正硅酸乙酯作为原料，成本过高
。
[0004]为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种复合陶粒及其生产工艺
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种复合陶粒，包括质量比为（
0.5
‑
1.5
）
:1
的多孔内芯和硬质外壳；其中，多孔内芯的原料包括质量比为
100:
（
10
‑
20
）
:
（1‑
10
）的第一陶瓷原料
、
刚性橡胶废料和柔性橡胶废料；硬质外壳的原料为第二陶瓷原料
。
[0007]在流量为
50
‑
100 ml/min
的富氧气氛中，以5‑
10℃/min
升温速率，由
25℃
升温至
900℃
，刚性橡胶废料减重
40%
‑
60%
，柔性橡胶废料减重
60%
‑
90%。
[0008]第一陶瓷原料和第二陶瓷原料为煤矸石
、
钾长石
、
莫来石
、
白云石
、
硅灰石
、
凝灰岩
、
石英
、
黏土
、
铝矾土
、
高岭土
、
明矾土中的一种或多种的组合
。
[0009]硬质橡胶废料的邵
A
硬度为
60
‑
90
，柔性橡胶废料的邵
A
硬度为
10
‑
50。
[0010]一种所述复合陶粒的生产工艺，其包括以下步骤：（1）对刚性橡胶废料和柔性橡胶废料进行预处理；（2）对第一陶瓷原料和第二陶瓷原料进行预处理；（3）将经预过处理的刚性橡胶废料
、
柔性橡胶废料和第一陶瓷原料进行制粒
、
烧结，得到多孔内芯；（4）在多孔内芯表面匀喷涂经过预处理的第二陶瓷原料，烧结
、
冷却
、
筛分，即得
。
[0011]步骤（1）中，取硬质橡胶废料依次进行清洗
、
切割
、
粉碎，得到硅橡胶颗粒，取柔性橡胶废料进行切割
、
熔融，得到液态橡胶
。
[0012]步骤（2）中，取第一陶瓷原料和第二陶瓷原料分别进行破碎
、
球磨，得到第一陶瓷颗粒和第二陶瓷颗粒；其中，第一陶瓷颗粒的粒径小于
70
μ
m
，第二陶瓷颗粒的粒径小于
200 nm。
[0013]步骤（3）中的烧结制度：真空环境下，升温至
300
‑
900℃
真空烧结5‑
30 min
，充入氧气继续烧结5‑
10 min
，然后抽真空，继续升温至
900
‑
1100℃
烧结5‑
30 min。
[0014]步骤（4）中，在多孔内芯表面匀喷涂经过预处理的第二陶瓷原料，在
1300
‑
1400℃
烧结
20
‑
50 s
，冷却
、
筛分，即得
。
[0015]本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，本专利技术提供的复合陶粒，采用橡胶废料和陶瓷原料制备多孔内芯，不仅利用橡胶废料形成多孔结构，也充分利用橡胶中的增强氧化物；同时，在多孔内芯的表面形成一层封闭的陶瓷硬壳，提高复合陶粒的强度
。
具体实施方式
[0016]下面通过具体实施方式，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述
。
以下实施例中，煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，主要成分如下：
SiO2 60%
～
65%、Al2O316%
～
18%、Fe2O3 12.45%
～
14.27%、CaO0.42%
～
2.32%、MgO 1.40%
～
2.41%、TiO2 2.50%
～
4%、P2O5 0.007%
～
0.24%、K2O+Na2O 1.4%
～
3.9%、V2O5 0.008%
～
0.03%
；钾长石的主要成分如下：
SiO2 60.0%
‑
68.0%、Al2O3 15.0%
‑
22.0%、K2O9.05%
‑
15.0%、Na2O 2.00%
‑
2.55%。
莫来石的主要成分如下：
Al2O3 42%
‑
45%、Fe2O3≤1.0%、SiO2 49%
‑
55%、Na2O≤4.0%
；白云石的主要成分为
CaMg(CO3)2
；硅灰石的主要成分为
Ca3〔Si3O9〕
；凝灰岩的主要成分如下：
SiO2 72%
‑
74%
，
Al2O3 15%
‑
18%
， Na2O 1.5%
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种复合陶粒，其特征在于：包括质量比为（
0.5
‑
1.5
）
:1
的多孔内芯和硬质外壳；其中，多孔内芯的原料包括质量比为
100:
（
10
‑
20
）
:
（1‑
10
）的第一陶瓷原料
、
刚性橡胶废料和柔性橡胶废料；硬质外壳的原料为第二陶瓷原料
。2.
根据权利要求1所述的复合陶粒，其特征在于：在流量为
50
‑
100 ml/min
的富氧气氛中，以5‑
10℃/min
升温速率，由
25℃
升温至
900℃
，刚性橡胶废料减重
40%
‑
60%
，柔性橡胶废料减重
60%
‑
90%。3.
根据权利要求1或2所述的复合陶粒，其特征在于：第一陶瓷原料和第二陶瓷原料为煤矸石
、
钾长石
、
莫来石
、
白云石
、
硅灰石
、
凝灰岩
、
石英
、
黏土
、
铝矾土
、
高岭土
、
明矾土中的一种或多种的组合
。4.
根据权利要求1或2所述的复合陶粒，其特征在于：硬质橡胶废料的邵
A
硬度为
60
‑
90
，柔性橡胶废料的邵
A
硬度为
10
‑
50。5.
一种权利要求1‑4任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈厚发，李宏岐，陈思远，邢警，李秋灵，张俊涛，牛晓丹，
申请(专利权)人：郑州市新郑梅久实业有限公司，
类型：发明
国别省市：