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建立鐵礦粉壓球機成型的粒度方面質量標準和復

發布時間:2018-05-21 09:24| 瀏覽: |來源: 新聞中心

鐵礦粉壓球機成型時對鐵礦粉需要加重劑中最為常見的種類。鐵礦粉自身密度大,顆粒細小.與球團體系不發生化學反應.物理化學性質穩定.按不同比例添加后可大幅度提高漿體密度,但是同時又會對漿體的流變、強度、沉降穩定性等主要性能產生影響.如何在保證性能優異的情況下.獲得高密度乃至超高密度的球團是研究的熱點和難題選用粒度較細的鐵礦粉(8oo目、1200目)配制高密度球團,能獲得較好的球團性能。但是使用粒度較粗的鐵礦粉(400目以下)則很難得到性能良好的球團 而將高低目數不同粒度的鐵礦粉進行復配,得到特殊的粒徑分布.發揮填充作用。
可取的更佳的性能,同時節約成本.   球團干混物的堆積體積百分比(PVF)是衡量顆粒之間達到給定密實狀態時的相容能力 將干粉混合物充滿礦粉壓球機中并達到給定的壓實程度,將容器體積被干粉壓球機實際占容器中的體積(絕對體積)除便可測出PVF。PVF實際就是堆積密度與比重(絕對密度)的比值。 完全一樣(單分散相)的球形顆粒最完美的堆積方式是正六角形堆積.其PVF可達0.74 同一種球形顆粒之間任意堆積的PVF是0.64。當干粉顆粒具有不同尺寸(多分散相)時,也就是由不同粒度的顆粒組時.其PVF越高,因為小尺寸顆粒可以充填于大尺寸顆粒之間的空隙.從而使PVF接近于1.這就是緊密堆積理論中顆粒級配的原理.設計高性能的超高密度油井球團正是利用這種PVF最大化原理.采用不同粒度的加重劑進行顆粒級配.使單位體積球團內的固相顆粒增加.盡量降低其水灰比。并且提高球團石的抗壓強度.降低其孔隙度和滲透率.實現球團體系的密度的增加和性能的優化。
    實驗中礦粉壓球機用到的材料有山東G級高抗硫油井球團.200目硅粉(PC一82),赤鐵礦粉(80目,200目,400目,800目,1200目),降失水劑,消泡劑。實驗主要集中研究2.1g/em 密度的球團體系.配方(外摻料和外加劑的加量均以球團重量為基礎)如下:SD+35%PC一82+40%赤鐵礦粉十4.5%PCG8OL+0.45%PCX60L+水按此配方分別進行了不同目數赤鐵礦粉的二元復配實驗.主要評價了球團的流變性能(9O℃)和抗壓強度性能(90%養護24小時)。 
    分別進行了密度為2.1g/em 的不同目數赤鐵礦粉的顆粒級配實驗,以200目和1200目赤鐵礦粉復配實驗為例(見下表)。相同的實驗方法得到其他不同目數的復配實驗數據。通過激光粒度儀分析檢測得到了各種硅粉、 赤鐵礦粉的粒徑分布累積曲線。通過計算.將按照不同比例復配的鐵礦粉組合的粒徑累積曲線做出來.并挑選出漿體性能較優的復配組和流變性能較差的復配組.對比相應的粒徑累積曲線。 
    性能較優的復配組比例和粒徑曲線如下。單從曲線看出.性能較好的組的級配曲線大致有兩類。第一類如單獨使用800目和1200目.粒徑全部在10um以下:第二類復配后,在10um附近(5um~30um)出現明顯的斷層區.即該粒徑范圍的顆粒較缺失 而該粒徑范圍恰是球團顆粒的主要分布區.猜想可能鐵礦粉在該區缺失后.與球團顆粒形成連續級配,對強度和流變性更有利。
   流變性能較差的復配組比例和粒徑曲線如下可以看出,粒徑較大的鐵礦粉單獨使用時,如8O目、200目、400目,流變性能都較差。從曲線上看,流變性能較差的曲線特征明顯,超過70%顆粒的粒徑大于10um,尤其是3um~10um的顆粒最為缺失。 
結論
通過上述實驗。初步得到以下結論。強度和流變性能較好的配方.其級配曲線表現出兩種形式:一種是顆粒較細,粒徑全部在l0mm以下;另一種是在10mm附近(5mm~30mm)出現明顯的斷層區.即該粒徑范圍的顆粒較缺失.而該粒徑范圍恰是球團顆粒的主要分布區.猜想可能鐵礦粉在該區缺失后.與球團顆粒形成連續級配.對強度和流變性更有利:流變性能較差的配方.曲線特征明顯.超過70%顆粒的粒徑大于10uin,尤其是3uin~10uin的顆粒最為缺失。據此可建立鐵礦粉壓球機成型的粒度方面質量標準和復配使用時的依據。

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