[發(fā)明專利]以赤泥為原料的壓裂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410450556.0
• 申請(qǐng)日: 2014-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN104193351A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙友誼;曾華生;劉世權(quán);葉重楠;王晉槐;董雪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 金剛新材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/653
• 分類號(hào): C04B35/653;B09B3/00
• 代理公司: 濟(jì)南誠(chéng)智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 劉乃東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種人造支撐劑生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，，尤其涉及一種以赤泥為原料的壓裂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)方法，屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

壓裂支撐劑用于石油、天然氣等的開采，是現(xiàn)階段油氣開采實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、延長(zhǎng)油氣井壽命的重要手段之一。壓裂支撐劑主要分為兩類。一類是以硅砂為代表的天然材料，另一類是以陶粒為代表的人造球形支撐劑。硅砂類天然支撐劑材料取自大自然直接使用或經(jīng)包覆后使用。陶粒支撐劑目前在市場(chǎng)上用量較大，其強(qiáng)度高，球形度高，性能明顯優(yōu)于天然石英砂,特別適合于深層油氣田。?

??陶粒支撐劑現(xiàn)行的典型的生產(chǎn)工藝過(guò)程為：如鋁礬土等高鋁質(zhì)原料添加促劑后經(jīng)配料---混料---成球---回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)。該工藝所用到的生產(chǎn)設(shè)備主要包括球磨機(jī)、干燥塔、成球機(jī)、回轉(zhuǎn)窯等，所用設(shè)備和工藝的生產(chǎn)過(guò)程較為復(fù)雜，投資高；此外，該工藝對(duì)原料純度、成分穩(wěn)定性、燒結(jié)助劑的使用等要求均較高；回轉(zhuǎn)窯燒成工藝參數(shù)控制嚴(yán)格，溫度過(guò)低，陶粒燒結(jié)程度低，強(qiáng)度等性能差；溫度過(guò)高，陶粒液相過(guò)多，影響回轉(zhuǎn)窯的正常作業(yè)和產(chǎn)品質(zhì)量，由于工藝溫度要求較高，工藝溫度的波動(dòng)及不穩(wěn)定容易引起產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)甚至出現(xiàn)批量不合格品。另外，為保證陶粒支撐劑的成分、生產(chǎn)過(guò)程與產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性，需采取復(fù)雜的混料工藝。當(dāng)采用成分波動(dòng)較大的原料生產(chǎn)時(shí)，工藝參數(shù)的控制與調(diào)整更加困難，更容易出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量缺陷，這在很大程度上限制了低品位礦物原料及無(wú)機(jī)固體廢棄物在陶粒壓裂支撐劑生產(chǎn)中的應(yīng)用，同時(shí)陶粒壓裂支撐劑的制造成本高。?

????壓裂支撐劑已成為水力壓裂開采石油、天然氣及頁(yè)巖氣的核心材料。市場(chǎng)上的壓裂支撐劑主要有天然硅砂、人造支撐劑（如陶粒）。硅砂資源豐富，但球形度低，抗壓裂能力差，破碎率高，導(dǎo)流能力差；陶粒球形度高，抗壓裂能力強(qiáng)，破碎率低，導(dǎo)流能力好，性能優(yōu)異。商品陶粒支撐劑目前主要以氧化鋁含量高的鋁礬土、焦寶石等為原料，這些原料資源日益短缺，尋找替代原材料是陶粒支撐劑未來(lái)發(fā)展的必由之路。各種工業(yè)無(wú)機(jī)固體廢棄物（特別是尾礦、冶金礦渣、煤矸石、粉煤灰、赤泥等）含有支撐劑的需要的氧化鋁、氧化硅等成份，因而有望在支撐劑中加以利用。?

現(xiàn)有技術(shù)中，在陶粒支撐劑制備中添加低品位鋁礬土、爐渣、陶瓷棍棒廢料、粉煤灰等為原料的報(bào)道。如：專利201210116790.0利用低品位鋁礬土制備陶粒支撐劑的生產(chǎn)工藝，它是將低品位鋁礬土礦石破碎后與輔料配成混合料；二級(jí)濕磨至泥漿粒度為5～20微米，將陳腐后的泥漿泵入噴霧干燥塔進(jìn)行干燥造粒形成松散顆粒后打散，進(jìn)一步噴霧滾制造粒后送入烘干-燒成綜合系統(tǒng)中，烘干、燒成；燒成過(guò)程中產(chǎn)生的余熱引出至噴霧干燥塔利用，該發(fā)明采用了低品位鋁礬土礦作為主料，對(duì)合理利用資源、降低能源消耗起到了積極作用。專利2009100165997則利用廢氧化鋁吸附劑為主要原料制得高密度、超高強(qiáng)、耐酸支撐劑。專利2009100159799則利用非陶瓷輥棒（60～80份）、赤泥（1～20份）、粉煤灰（0～20份）為主要原料制得高強(qiáng)度支撐劑。專利201310130487以爐渣為主料（88.5～93.8份），以高溫氧化鋁收塵粉、氧化鋁粉料廢料及鋰輝石尾礦組成復(fù)合燒結(jié)助劑，制得頁(yè)巖氣開采用低密度陶粒壓裂支撐劑。?

目前人造商品陶粒支撐劑的生產(chǎn)工藝路線如下：配料---混料---成球---回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)。利用尾礦或冶金渣等無(wú)機(jī)固體廢棄物采用上述傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)支撐劑存在原料成分不穩(wěn)定，產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，燒結(jié)工藝難適應(yīng)、廢物利用率低等問(wèn)題。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供一種以赤泥為原料的壓裂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)方法；本發(fā)明將赤泥直接或與其它原料混合后，經(jīng)高溫加熱，制得成份均勻的熔液，熔液再采用甩至或噴吹成型工藝制得支撐劑球形顆粒。這種工藝有望解決原料波動(dòng)給支撐劑生產(chǎn)及質(zhì)量帶來(lái)的負(fù)面影響，所得支撐劑可直接使用，或經(jīng)進(jìn)一步強(qiáng)化處理后再使用。此種工藝對(duì)原料適應(yīng)性強(qiáng)，受原料成份波動(dòng)影響小，配方易于調(diào)整；生產(chǎn)效率高；廢物利用率高，減少環(huán)境污染，降低生產(chǎn)成本。?

本發(fā)明還提供一種以赤泥為原料的壓裂支撐劑的生產(chǎn)方法；?

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為：