[發明專利]浮箍、浮鞋用混凝土

在審

• 申請號: 201410152135.X
• 申請日: 2014-04-16
• 公開（公告）號: CN105016667A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發明（設計）人: 馬善坤;郭朝輝;朱和明;吳晉霞;趙聰;徐山廷
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 歐穎;吳大建

技術領域

本發明屬于油田固井領域，特別涉及一種具有高強度和高抗滲性能的用于浮箍、浮鞋內部填充的混凝土及其制備方法。

背景技術

目前浮箍、浮鞋內部填充材料主要有兩種，一種是使用鑄鐵、鋁合金等金屬材料，另一種則是使用混凝土進行填充，由于后者具有良好的可鉆性，目前已經在國內外得到了大量的研究。例如《石油鉆采工藝》2012年9月第5期第107-110頁姜向東等人發表的題目為“易鉆浮箍浮鞋的研制及應用”的文章中提到一種用于易鉆浮箍浮鞋的早強微膨脹混凝土，其包含膨脹劑、粗細骨料、水、減水劑、引氣劑、早強劑、膨潤土和黏土。然而，其中提供的早強微膨脹混凝土并不能同時具有高強度和高抗滲性能。而由于浮箍浮鞋特殊的井下高溫高壓工作環境決定了現有的其他混凝土無論是從強度上還是抗滲性能上都無法滿足浮箍浮鞋的工作需要，目前也尚沒有見到應用于易鉆式浮箍浮鞋的高強度且高抗滲混凝土配方的報道。

因此本領域需要一種可用于浮箍、浮鞋內部填充的高強度高抗滲的混凝土。

發明內容

本發明目的在于提供一種用于浮箍、浮鞋內部填充的混凝土，克服上述現有技術存在的不足，滿足水泥混凝土填充式浮箍浮鞋承壓密封性能要求。

為實現上述目的，本發明提供一種浮箍、浮鞋用混凝土及其制備方法。

本發明提供的一種浮箍、浮鞋用混凝土，其特征在于，包括如下組分：水泥15-25wt%、細骨料25-35wt%、粗骨料30-40wt%、早強劑0.5-2wt%、硅灰2-5wt%、粉煤灰3-5wt%、減水劑0.2-0.5%、膨脹劑3-5wt%以及水5-15wt%。優選地，所述混凝土包括如下組分：水泥20-25wt%、細骨料25-30wt%、粗骨料34-38wt%、早強劑0.5-1wt%、硅灰2-5wt%、粉煤灰3-5wt%、減水劑0.2-0.5%、膨脹劑3-5wt%以及水5-10wt%。本發明所述的早強劑也可以被稱為促凝劑，可以是本領域已知的任何早強劑，包括但不限于氯化物系早強劑（比如氯化鈣）、硫酸鹽系早強劑（比如硫酸鈉）以及有機物系早強劑（比如三乙醇胺）。所述的膨脹劑可以是本領域已知的任何膨脹劑，例如明礬石膨脹劑、硫鋁酸鈣膨脹劑、氧化鈣膨脹劑、鐵屑膨脹劑、氧化鈣-硫鋁酸鈣復合膨脹劑、U型混凝土膨脹劑或AEA混凝土膨脹劑等。所述的U型混凝土膨脹劑為由硫酸鋁鈣熟料、明礬石和石膏組成的復合膨脹劑。所述的AEA混凝土膨脹劑是一種硫鋁酸鈣型混凝土膨脹劑。所述的減水劑可以是本領域已知的任何減水劑，包括普通減水劑和高效減水劑。本領域技術人員知道在混凝土坍落度基本相同的條件下能大幅度減少拌合水量的外加劑稱為高效減水劑。

在一個具體實施方式中，所述的水泥為42.5MPa或52.5MPa的普通硅酸鹽水泥或G級高抗硫酸鹽油井水泥。

在一個具體實施方式中，所述的粗骨料為石子或卵石，且其粒徑大于4.75mm。

在一個具體實施方式中，所述的硅灰和/或粉煤灰為微米級別。

在一個具體實施方式中，所述的細骨料為沙子或礬土，其粒徑為0.15mm-4.75mm，且有害雜質含量小于5%。

在一個具體實施方式中，所述的膨脹劑為U型混凝土膨脹劑或AEA混凝土膨脹劑。

在一個具體實施方式中，所述的減水劑為高效減水劑。

本發明還提供了上述混凝土的制備方法，包括如下步驟：

步驟A，按照配比重量稱量水泥、細骨料、粗骨料、早強劑、硅灰、粉煤灰、減水劑、膨脹劑，在攪拌機中攪拌均勻，得到干料；

步驟B，將配比重量的水均勻灑在干料表面并攪拌混合，直到攪拌均勻。再根據施工需要對所述混凝土進行澆筑即可。

本發明還提供上述混凝土填充的浮箍、浮鞋在油田固井領域的應用。

本發明的有益效果是：混凝土抗壓強度高，能達到C70-C110，抗滲性能好，水化時間短，制作工藝簡單，脫模快，特別適用于易鉆式浮箍、浮鞋等固井工具。經試驗證實，利用該配方制作的浮箍、浮鞋最高密封壓力可達35MPa。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步說明，應該理解這些實施例僅用于說明本發明，絕非限制本發明的保護范圍。

本發明的所有原料均可方便地從市場獲得。

實施例1

按照表1中的配比重量稱量水泥、細骨料、粗骨料、早強劑、硅灰、粉煤灰、減水劑、膨脹劑，在攪拌機中攪拌均勻；按照配比重量加入相應重量的水，加水時應將水均勻灑在干料表面，攪拌混合物直到攪拌均勻，并澆筑易鉆式浮箍浮鞋。

其中，水泥為標號42.5的中聯大壩水泥生產的普通硅酸鹽水泥；