[發(fā)明專利]一種膨潤(rùn)土專用強(qiáng)力粘合劑及使用方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010775588.3
• 申請(qǐng)日: 2020-08-05
• 公開（公告）號(hào): CN111826140A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宜亮;鄭良柱;劉鵬鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淄博金藏新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C09K8/24
• 分類號(hào): C09K8/24;C09K8/16;C09K8/14
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本發(fā)明公開了膨潤(rùn)土專用強(qiáng)力粘合劑及使用方法，其特征在于包括強(qiáng)力粘合劑組分Ⅰ和強(qiáng)力粘合劑組分Ⅱ，強(qiáng)力粘合劑組分Ⅰ包括氧化鈣、減水劑、滑石粉；強(qiáng)力粘合劑組分Ⅱ包括碳酸氫鈉和羧甲基纖維素鈉，使用方法包括攪拌抽氣保溫，本發(fā)明的有益效果是:加入氧化鈣反應(yīng)產(chǎn)熱并維持在高溫條件，導(dǎo)致膨潤(rùn)土失去表面自由水，膨潤(rùn)土失去粘性，失去粘性的膨潤(rùn)土加入強(qiáng)力粘合劑組分Ⅱ溶液時(shí)，易于分散避免了粘接凝結(jié)成核，產(chǎn)生碳酸鈉和碳酸鈣及水，其中碳酸鈉產(chǎn)生鈉化改性增加粘性，碳酸鈣增加粘性減少流動(dòng)性，提高強(qiáng)度；失去粘性的膨潤(rùn)土吸水后膨脹，恢復(fù)粘性，形成適用于鉆井的鉆井泥漿用膨潤(rùn)土，具有較高的泥餅密實(shí)度及較低的膨潤(rùn)土的濾失量。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種膨潤(rùn)土專用強(qiáng)力粘合劑及使用方法。

背景技術(shù)：

膨潤(rùn)土(Bentonite)是以蒙脫石為主的含水粘土礦，蒙脫石結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)硅氧四面體夾一層鋁氧八面體組成的2：1型晶體結(jié)構(gòu)，由于蒙脫石晶胞形成的層狀結(jié)構(gòu)存在某些陽(yáng)離子，如Cu、Mg、Na、K等，且這些陽(yáng)離子與蒙脫石晶胞的作用很不牢固，易被其它陽(yáng)離子交換，故具有較好的離子交換性。

蒙脫石通常含有三種狀態(tài)的水，表面自由水、層間吸附水和晶格水。蒙脫石吸水性很強(qiáng)，吸水后膨脹，即晶格底面間距增大，在高水化狀態(tài)時(shí)晶軸C0可達(dá)1.84～2.14nm。蒙脫石在水介質(zhì)中可分散呈膠體狀態(tài)。蒙脫石受熱自由水很快失去，100～200℃脫去吸附水，500℃時(shí)大量晶格水開始逸出。

膨潤(rùn)土由于具有吸水性、膨脹性、陽(yáng)離子交換性、觸變性、粘結(jié)性、吸附性、增稠性、潤(rùn)滑性、穩(wěn)定性、脫色性等性能，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門。其主要用途是鐵精礦球團(tuán)、鉆井泥漿、鑄造型砂粘結(jié)劑、動(dòng)植物油脫色凈化等。

中華人民共和國(guó)建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T529-1995，規(guī)定了鉆井泥漿用膨潤(rùn)土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。原礦技術(shù)指標(biāo)不能達(dá)到鉆井液用膨潤(rùn)土標(biāo)準(zhǔn)，不能直接配制生產(chǎn)鉆井泥漿。目前通過(guò)兩種途徑提高膨潤(rùn)土鉆井液指標(biāo)：①通過(guò)鈉化改性，增加膨潤(rùn)土中可交換陽(yáng)離子的數(shù)量，以使原土溶于水后增加親水基團(tuán)數(shù)目，從而有效提高粘結(jié)性；②加入某種或多種增效劑來(lái)改變?cè)恋钠焚|(zhì)，以達(dá)到指標(biāo)要求。

濾失量大則石油鉆井時(shí)井壁易脫落、坍塌，井徑縮小，甚至形成阻卡等復(fù)雜的井下情況，從而提高鉆井成本。此外，還會(huì)污染地層，為采油作業(yè)留下后患。高分子降濾失劑作用有兩種形式：一是高分子物質(zhì)遇水產(chǎn)生溶脹作用，堵塞孔隙，如預(yù)膠化淀粉在水中形成的凝膠狀物，羧甲基纖維素鈉鹽、羧甲基淀粉和其他能蜷曲的大分子水化后也能形成大分子堵塞性顆粒；特別是與具有粘性的膨潤(rùn)土接觸時(shí)，極易形成結(jié)核，粘性的膨潤(rùn)土為核心，在表面張力的作用下，包裹凝膠狀物，阻礙了膨潤(rùn)土與膠體的均勻結(jié)合，影響整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；

二是隨著后續(xù)石油鉆井中吸水后，膨潤(rùn)土的核心吸水膨脹，由于包裹原因?qū)е抡辰Y(jié)劑沒有與膨潤(rùn)土進(jìn)行充分結(jié)合，在泥餅空隙中伸展形成網(wǎng)絡(luò)，形成導(dǎo)流的間隙。降低了泥餅密實(shí)度，提高了泥餅的滲透率，從而提高了鉆井泥漿用膨潤(rùn)土的濾失量。

發(fā)明內(nèi)容：

為解決上述問(wèn)題，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種膨潤(rùn)土專用強(qiáng)力粘合劑，能夠有效的解決膨潤(rùn)土與膠體混合時(shí)聚合成塊或核的問(wèn)題，進(jìn)而解決了因聚合成塊或核因缺少粘附劑導(dǎo)致吸水后泥餅密實(shí)度降低，提高了泥餅的滲透率，從而提高了鉆井泥漿用膨潤(rùn)土的濾失量的問(wèn)題。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的具體技術(shù)方案為：膨潤(rùn)土專用強(qiáng)力粘合劑，其特征在于：包括強(qiáng)力粘合劑組分Ⅰ和強(qiáng)力粘合劑組分Ⅱ，所述強(qiáng)力粘合劑組分Ⅰ包括氧化鈣、減水劑、滑石粉；強(qiáng)力粘合劑組分Ⅱ包括碳酸氫鈉、羧甲基纖維素鈉、聚丙二醇和聚乙烯醇。

進(jìn)一步地，所述強(qiáng)力粘合劑組分Ⅱ包括碳酸氫鈉、羧甲基纖維素鈉、聚丙二醇和聚乙烯醇，還包括聚丙烯酰胺、增粘劑和增塑劑。