專利名稱：一種支撐劑制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油開采中支撐劑的制備技術(shù)，特別是可以提高產(chǎn)品體密度的支撐劑的制造方法。
背景技術(shù)：
經(jīng)過多年對(duì)石油、天然氣的開采，使石油、天然氣開采深度不斷加深，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(dǎo)流能力，提高石油、天然氣的產(chǎn)量，通常采用以支撐劑為主要材料的壓裂工藝，壓裂增產(chǎn)成為石油、天然氣低滲透油氣井開采增產(chǎn)的重要新技術(shù)，支撐劑則是壓裂施工的關(guān)鍵材料。目前廣泛使用的支撐劑為具有一定粒度和級(jí)配的人造高強(qiáng)陶瓷顆粒，陶粒支撐劑以鋁礬土為主要原料，通過粉末制粒、燒結(jié)等工序而制成。制粒工序是支撐劑制備過程中的一道重要工序，它將支撐劑母粒置入制粒器的料鍋中，加水滾制、至均勻，然后將支撐劑粉料放入料鍋中加 水滾制，直至滾制為球狀的支撐劑半成品?，F(xiàn)有技術(shù)制粒過程采用一次加料、連續(xù)噴水的制粒方法，以這種傳統(tǒng)方法滾制出的支撐劑半成品顆粒體密較低，通常在I. 3 — I. 4克/厘米3之間，并且由于制粒過程中粘粉不均勻?qū)е轮瞥龅陌氤善凡痪鶆蚵试?5%—50%之間，此外還存有支撐劑半成品圓球度低、表面光滑度差、毛刺較多、進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)后導(dǎo)致成品破碎率高等問題
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明用于克服上述已有技術(shù)之缺陷，提供一種可以提高產(chǎn)品體密度、降低半成品不均勻率的支撐劑制造方法。本發(fā)明的所稱問題是由以下技術(shù)方案解決的
一種支撐劑制造方法，它將原料經(jīng)配料、制粒、烘干、燒結(jié)、冷卻工序后制成，所述制粒按下述步驟進(jìn)行
a.根據(jù)制粒器料鍋容積稱取母粒料及粉料，其中母粒料重量為母粒料與粉料總重量之和的30-40% ;所述粉料粒徑為300目以上，所述母粒料為利用粉料預(yù)先制成的粒徑為30-50目的小球；
b.滾制母粒料啟動(dòng)制粒器，將母粒料投放到制粒器料鍋中，向母粒料中噴水并滾制5-8分鐘，噴水量為母粒料重量的1-1. 5% ；
c.滾制支撐劑顆粒將粉料分為五份，分五個(gè)批次向制粒器料鍋中投放粉料，每批次加入粉料總量的五分之一，加粉料后噴水滾制，每批次噴水量為母粒料與粉料總重量的1-1. 5%，滾制10-15分鐘后再加入下一批次粉料，繼續(xù)加水滾制，直至五批次粉料全部投入料鍋滾制完成后，即制得支撐劑半成品顆粒；
上述b、c步驟中，加水總量控制在母粒料與粉料總重量的7-8% ；
將所得支撐劑半成品顆粒烘干后置于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)、在1200-1300°C溫度下燒結(jié)制得石油壓裂支撐劑成品。
上述支撐劑制造方法，所述母粒料與粉料的制備原料相同，均含有鋁礬土，白云石和錳粉，各組分按重量份數(shù)計(jì)為
鋁礬土 80 90，
白云石I 3,
錳粉5 12。上述支撐劑制造方法，所述母粒料按如下步驟制備
①按配比稱取300目以上的粉態(tài)原料，將原料加入制粒鍋內(nèi)，加入量不要超過鍋邊10公分處；
②將壓力為2-5kg/cm2的水通過霧化噴頭霧化后均勻噴入制粒鍋中，原料在噴霧中被噴濕，至粉態(tài)原料呈現(xiàn)小球狀，所述小球的粒徑為40-70目；然后轉(zhuǎn)換成間歇性噴水，每加入30公斤的粉態(tài)原料、加入4. 5公斤的水，直到把制粒鍋裝滿為止，制成后的母粒料粒徑為30-50 目；
③將母粒料在成球機(jī)里成球，并轉(zhuǎn)動(dòng)50分鐘以上、使母粒料體密增長(zhǎng)、體密達(dá)I. 35I. 40以上、表面光滑無毛刺。本發(fā)明針對(duì)支撐劑傳統(tǒng)制粒方法半成品顆粒體密較低、不均勻率高的問題進(jìn)行了改進(jìn)，經(jīng)反復(fù)研究試驗(yàn)，設(shè)計(jì)了一種分批次加粉料、噴水的支撐劑制造方法，該方法包括控制加水總量、分批投料、控制各批次加水量等措施。經(jīng)檢驗(yàn)，采用本發(fā)明方法制備的支撐劑半成品顆粒體密度可達(dá)I. 45-1. 55克/厘米3，半成品不均勻率降至30%—33%，圓球度可達(dá)O. 8-0. 9，且制成的支撐劑顆粒表明光滑、毛刺少，入窯燒成后體密達(dá)I. 8-1. 9克/厘米3，破碎率小于3. 2%。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明將支撐劑制粒過程一次投料連續(xù)噴水的傳統(tǒng)方法改進(jìn)為分批次投料、噴水的制粒方法，并調(diào)整原料配方，通過嚴(yán)格控制粉料及水的批次添加量，可以使支撐劑在滾動(dòng)制粒過程中充分浸潤(rùn)、均勻粘粉，避免粉層松散或薄厚不勻，使制成的支撐劑半成品顆粒密實(shí)、強(qiáng)度提高、表面光滑、圓球度高，經(jīng)燒結(jié)工序燒成后體密度可達(dá)I. 8-1. 9克/厘米3，破碎率小于3. 2%，產(chǎn)品質(zhì)量得以明顯提高。以下給出幾個(gè)具體的實(shí)施例
實(shí)施例I :稱取母粒料600公斤、粉料1400公斤；將母粒料投放到制粒器的料鍋中，啟動(dòng)制粒器，向料鍋內(nèi)噴入6公斤霧化水，水壓為2kg/cm2，滾制5分鐘；將粉料分為五份，每份280公斤，分為五個(gè)批次向料鍋加入粉料，每批次加入280公斤粉料，噴入26. 8公斤霧化水，水壓為2kg/cm2，滾制10分鐘，至第五批次粉料加入及滾制完成后，即得到支撐劑半成品顆粒。所用原料(包括母粒料和粉料)為鋁礬土 1840公斤，白云石46公斤，錳粉114公斤。實(shí)施例2 :稱取母粒料800公斤、粉料1200公斤；將母粒料投放到制粒器的料鍋中，啟動(dòng)制粒器，向料鍋內(nèi)嗔入12公斤霧化水，水壓為3kg/cm2，滾制8分鐘；將粉料分為五份，每份240公斤，分為五個(gè)批次向料鍋加入粉料，每批次加入240公斤粉料，第一批次噴入30公斤霧化水，水壓為4kg/cm2，滾制15分鐘，后四個(gè)批次每批次加入240公斤粉料，每批、次噴入29. 5公斤霧化水，水壓為5kg/cm2，滾制13分鐘，即得到的支撐劑半成品顆粒。所用原料(包括母粒料和粉料)為鋁礬土 1830公斤，白云石22公斤，錳粉148公斤。實(shí)施例3 :稱取母粒料700公斤、粉料1300公斤；將母粒料投放到制粒器的料鍋中，啟動(dòng)制粒器，向料鍋內(nèi)噴入10公斤霧化水，水壓為3kg/cm2，滾制7分鐘；將粉料分為五份，每份260公斤，分為五個(gè)批次向料鍋加入粉料，每批次加入260公斤粉料，噴入26公斤霧化水，水壓為3kg/cm2，滾制12分鐘，至第五批次粉料加入及滾制完成后，即得到支撐劑半成品顆粒。所用原料(包括母粒料和粉料)為鋁礬土 1714公斤，白云石58公斤，錳粉228公斤。 實(shí)施例4 :稱取母粒料1000公斤、粉料1500公斤；將母粒料投放到制粒器的料鍋中，啟動(dòng)制粒器，向料鍋內(nèi)嗔入14公斤霧化水，水壓為3kg/cm2,滾制6分鐘；將粉料分為五份，每份300公斤，分為五個(gè)批次向料鍋加入粉料，每批次加入300公斤粉料，第一、第二批次各噴入30公斤霧化水，水壓為5kg/cm2，滾制14分鐘，后三個(gè)批次每批次加入300公斤粉料，每批次噴入35公斤霧化水，水壓為5kg/cm2，滾制12分鐘，即得到支撐劑半成品顆粒。所用原料(包括母粒料和粉料)為鋁礬土 2200公斤，白云石65公斤，錳粉235公斤。
權(quán)利要求
1.一種支撐劑制造方法，它將原料經(jīng)配料、制粒、烘干、燒結(jié)、冷卻エ序后制成，其特征在于所述制粒按下述步驟進(jìn)行 a.根據(jù)制粒器料鍋容積稱取母粒料及粉料，其中母粒料重量為母粒料與粉料總重量之和的30-40% ;所述粉料粒徑為300目以上，所述母粒料為利用粉料預(yù)先制成的粒徑為30-50目的小球； b.滾制母粒料啟動(dòng)制粒器，將母粒料投放到制粒器料鍋中，向母粒料中噴水并滾制5-8分鐘，噴水量為母粒料重量的1-1. 5% ； c.滾制支撐劑顆粒將粉料分為五份，分五個(gè)批次向制粒器料鍋中投放粉料，每批次加入粉料總量的五分之一，加粉料后噴水滾制，每批次噴水量為母粒料與粉料總重量的1-1. 5%，滾制10-15分鐘后再加入下一批次粉料，繼續(xù)加水滾制，直至五批次粉料全部投入料鍋滾制完成后，即制得支撐劑半成品顆粒； 上述b、c步驟中，加水總量控制在母粒料與粉料總重量的7-8% ； 將所得支撐劑半成品顆粒烘干后置于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)、在1200-1300°C溫度下燒結(jié)制得石油壓裂支撐劑成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的支撐劑制造方法，其特征在于所述母粒料與粉料的制備原料相同，均含有鋁礬土，白云石和錳粉，各組分按重量份數(shù)計(jì)為 鋁礬土 80 90， 白云石I 3, 錳粉5 12。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的支撐劑制造方法，其特征在于所述母粒料按如下步驟制備 ①按配比稱取300目以上的粉態(tài)原料，將原料加入制粒鍋內(nèi)，加入量不要超過鍋邊10公分處； ②將壓カ為2-5kg/cm2的水通過霧化噴頭霧化后均勻噴入制粒鍋中，原料在噴霧中被噴濕，至粉態(tài)原料呈現(xiàn)小球狀，所述小球的粒徑為40-70目；然后轉(zhuǎn)換成間歇性噴水，每加入30公斤的粉態(tài)原料、加入4. 5公斤的水，直到把制粒鍋裝滿為止，制成后的母粒料粒徑為30-50 目； ③將母粒料在成球機(jī)里成球，并轉(zhuǎn)動(dòng)50分鐘以上、使母粒料體密增長(zhǎng)、體密達(dá)I.35I. 40以上、表面光滑無毛刺。
全文摘要
一種支撐劑制造方法，它將原料經(jīng)配料、制粒、烘干、燒結(jié)、冷卻工序后制成，所述制粒在制粒器中進(jìn)行，首先將部分粉料預(yù)先制成粒徑為30-50目的小球；爾后滾制母粒料、制得支撐劑半成品顆粒；將所得支撐劑半成品顆粒烘干后置于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)、在1200-1300℃溫度下燒結(jié)制得石油壓裂支撐劑成品。本發(fā)明制備的支撐劑半成品顆粒體密度可達(dá)1.45-1.55克/厘米3，半成品不均勻率降至30%--33%，圓球度可達(dá)0.8-0.9，且制成的支撐劑顆粒表明光滑、毛刺少，入窯燒成后體密1.8-1.9克/厘米3，破碎率小于3.2%。
文檔編號(hào)C04B35/622GK102731073SQ201210193049
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者張?jiān)?申請(qǐng)人:河北陶粒砂支撐劑有限公司