[發明專利]一種頁巖氣專用的高強度壓裂支撐劑的制備方法

有效

• 申請號: 201310204232.4
• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN103288431A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 陳平;殷海榮
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C04B35/185
• 分類號: C04B35/185;C04B35/622;C04B35/63
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

1.一種頁巖氣專用的高強度壓裂支撐劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）將低品位鋁礬土破碎，即得鋁礬土粉料；將煤矸石放入破碎，即得煤矸石粉料；將高嶺土破碎，即得高嶺土粉料；

2）按質量百分比，將90%～95%的鋁礬土粉料、3%～6%的高嶺土粉料、2%～4%的硅微粉混合均勻，得混合料A；

3）按質量百分比，將90%～95%的煤矸石粉料、4.4%～9.2%的高嶺土粉料、0.6%～0.8%的復合型燒結助劑混合均勻，得混合料B；其中，復合型燒結助劑是由氧化鈰微粉和氧化鎂微粉組成；

4）以電熔莫萊石砂為母粒，采用糖衣機包覆造粒，且在包覆造粒時，以混合料A和混合料B為包覆劑交替進行包覆，包覆形成的顆粒過18目～30目篩，將18目～30目篩兩篩之間的篩余物顆粒收集成為待燒顆粒；

5）將待燒顆粒放入坩堝中，并置于電爐內，在1330℃～1380℃下保溫1h～2h，隨爐自然冷卻后取出，過20目～40目篩，即得頁巖氣專用的高強度壓裂支撐劑。

2.根據權利要求1所述的頁巖氣專用的高強度壓裂支撐劑的制備方法，其特征在于：所述的步驟1）中低品位鋁礬土、煤矸石和高嶺土采用氣旋式氣流粉碎機進行破碎，氣旋式氣流粉碎機的入料粒度≤3mm，成品粒度＜5μm，空氣壓力≥0.8Mpa。

3.根據權利要求1所述的頁巖氣專用的高強度壓裂支撐劑的制備方法，其特征在于：所述的步驟1）中的低品位鋁礬土為Al₂O₃質量分數≤55％的生貧鋁礬土或鋁礬土下腳料。

4.根據權利要求1所述的頁巖氣專用的高強度壓裂支撐劑的制備方法，其特征在于：所述的步驟2）中的硅微粉采用工業級的硅微粉粉體，粒度小于5μm，純度＞95％。

5.根據權利要求1所述的頁巖氣專用的高強度壓裂支撐劑的制備方法，其特征在于：所述的步驟3）中的復合型燒結助劑按質量百分比是由50％的氧化鈰微粉和50％氧化鎂微粉混合而成的，氧化鈰微粉和氧化鎂微粉的粒度均＜5μm。

6.根據權利要求1所述的頁巖氣專用的高強度壓裂支撐劑的制備方法，其特征在于：所述的步驟4）中的電熔莫萊石砂為工業級球形顆粒，粒度在0.2mm～0.3mm。

7.根據權利要求1所述的頁巖氣專用的高強度壓裂支撐劑的制備方法，其特征在于：所述的步驟4）在包覆造粒時，先以混合料A為包覆劑，包覆形成的顆粒過40目～60目篩；再以混合料B為包覆劑，包覆形成的顆粒過30目～45目篩的，然后以混合料A為包覆劑，包覆形成的顆粒過25目～40目篩，再以混合料B為包覆劑，包覆形成的顆粒過20目～35目篩，然后以混合料A為包覆劑，包覆形成的顆粒過18目～30目篩，將18目～30目篩兩篩之間的篩余物顆粒收集成為待燒顆粒；其中，待燒顆粒具有“核心+A層＋B層＋A層＋B層＋A層”的五層包覆結構，且核心為母粒，A層是以混合料A為包覆劑形成的包覆層，B層是以混合料B為包覆劑形成的包覆層；

或者所述的步驟4）在包覆造粒時，先以混合料B為包覆劑，包覆形成的顆粒過40目～60目篩；再以混合料A為包覆劑，包覆形成的顆粒過30目～45目篩的，然后以混合料B為包覆劑，包覆形成的顆粒過25目～40目篩，再以混合料A為包覆劑，包覆形成的顆粒過20目～35目篩，然后以混合料B為包覆劑，包覆形成的顆粒過18目～30目篩，將18目～30目篩兩篩之間的篩余物顆粒收集成為待燒顆粒；其中，待燒顆粒具有“核心+B層＋A層＋B層＋A層＋B層”的五層包覆結構，且核心為母粒，A層是以混合料A為包覆劑形成的包覆層，B層是以混合料B為包覆劑形成的包覆層。

8.根據權利要求1所述的頁巖氣專用的高強度壓裂支撐劑的制備方法，其特征在于：所述的步驟5）中的坩堝為氧化鋁坩堝，電爐為硅碳棒電阻爐。

9.根據權利要求1或8所述的頁巖氣專用的高強度壓裂支撐劑的制備方法，其特征在于：所述的步驟5）在電爐內的待燒顆粒是以3℃/min～5℃/min的加熱速度自室溫升至150℃，保溫5min～10min，然后以5℃/min～10℃/min的加熱速度升溫至1330℃～1380℃。