[發(fā)明專利]一種防開裂鉆井液巖屑固化劑及使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011157939.0
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112500101A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設計）人: 付煒;張夏艇;張俊鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 張夏艇
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;C04B18/16;C04B24/16
• 代理公司: 西安鼎邁知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 61263
• 代理人: 李振瑞

本發(fā)明提供的一種防開裂鉆井液巖屑固化劑，所述固化劑含有如下材料：礦渣粉、脫硫石膏、β型半水石膏、粉煤灰、建筑垃圾粉末、鉀鹽或者銨鹽、激發(fā)劑和有機重金屬螯合劑。本發(fā)明提供的一種防開裂鉆井液巖屑固化劑和使用方法，在目標巖屑中加入固化劑，使得巖屑中化學需氧量(COD)、pH值、色度、石油類物質(zhì)都有所改善。巖屑的固化類強度得到6?9倍提升，而且不需要添加水泥等高成本材料，可以防止固化后巖屑產(chǎn)生裂縫，是一種環(huán)保且成本較低的固化技術(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保工程材料領(lǐng)域，具體的本發(fā)明屬于巖屑固化劑領(lǐng)域。

背景技術(shù)

固化劑又名硬化劑、熟化劑或變定劑，是一類增進或控制固化反應的物質(zhì)或混合物，樹脂固化是經(jīng)過縮合、閉環(huán)、加成或催化等化學反應，使熱固性樹脂發(fā)生不可逆的變化過程，固化是通過添加固化劑來完成的。巖屑固化劑是一種針對石油鉆井巖屑的固化劑。

石油鉆井液被成為石油鉆井的“血液”，目前仍以水中添加各種功能的化學添加劑組成水基鉆井液為主，鉆井過程中，粘附水基鉆井液、各種處理劑等物質(zhì)的地層巖石被水基鉆井液攜帶出地面，經(jīng)鉆井用固液分離設備后固態(tài)或半固態(tài)物質(zhì)被稱為水基巖屑。未經(jīng)處理的水基巖屑其特征污染物以浸出液中COD、氯離子、pH為主，少量石油類及重金屬也超量，若直接排放，將會對環(huán)境造成一定的影響。

使用固化劑對水基巖屑進行固化處理，可以穩(wěn)定水基巖屑中重金屬，降低浸出液的COD、色度、氯離子，調(diào)節(jié)pH值，是當前成熟的水基巖屑無害化處理技術(shù)。現(xiàn)有針對巖屑固化劑也很多，比如專利公開了一種環(huán)保型水基巖屑固化劑，由液體組分A和固體組分B組合而成，所述液體組分A由質(zhì)量比為 1:1:0.05～0.1生物表面活性劑、生物酶和有機酸復合而成，固體組分B為質(zhì)量比為99:0.5～1的水泥和甲酸鈣復合而成；專利CN1150953C公布了一種廢棄水基鉆井液固化方法及其固化劑，固化劑由1％～6％硫酸鐵或三氯化鐵、0.1％～0.6％膨潤土、1％～6％MgO、1％～10％425#水泥構(gòu)成；專利CN109020462A 公布了一種淤泥環(huán)保固化劑，按質(zhì)量份數(shù)計，含有如下組分：20～40份普硅水泥、4～8份膨潤土、2～5份磷石膏、6～10份硅酸鈉、20～40份生石灰、1～4 份減水劑(羧酸系減水劑TH-928、TH-925、TH-904中的任意一種)、3～7份絮凝劑(按質(zhì)量比4～8：1取聚丙烯酰胺、硫酸鋁混合)、1～4份助劑(按質(zhì)量比2：4～ 7取雞蛋殼粉、珍珠粉混合)，還含有：20～35份復合基料、15～30份復合固結(jié)成分。

但是這些技術(shù)中部分技術(shù)含有大量無機鹽，水基巖屑中已存在無機鹽含量高，可能會導致其地表水和地下水鹽含量增高，影響土壤質(zhì)量。基本上所有技術(shù)都存在組分復雜、固化劑制備程序復雜，采用的原材料導致成本很高的問題。現(xiàn)有固化主要采用水泥系列、水泥助劑(氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂等電解質(zhì))、石灰、水泥、石灰+火山灰、石灰+粉煤灰、石灰+爐渣、石灰+粉煤灰+礦渣等，都成本較高。

另外由于鉆井液為了提高黏度，加入了大量的膨潤土，所以鉆井巖屑中也有大量的膨潤土，在固化時極容易吸收水，而凝固會造成體積劇烈收縮而產(chǎn)生較多裂縫，巖屑固化效果較差，抗壓強度較低。此外，較多裂縫會使膠凝材料無法充分包被巖屑中的有機物和重金屬，裂縫中的巖屑容易與外界的水接觸，并容易使巖屑中有機物和重金屬隨水滲出，造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中組分復雜、固化劑制備程序復雜，采用的原材料導致成本很高和巖屑中有機物和重金屬隨水滲出，造成環(huán)境污染的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種防開裂鉆井液巖屑固化劑，通過替換成本較高的水泥，使用建筑垃圾變廢為寶，既解決了建筑垃圾處理的難題，也解決了巖屑固化劑成本的問題，而且使用的巖屑固化劑通過特定的配方解決了固體巖屑固化劑容易開裂的問題，通過引入有機重金屬螯合劑解決了巖屑固化劑有機物和重金屬難以去除的問題，在土壤固化領(lǐng)域具有廣泛的適用性。

本發(fā)明提供的一種防開裂鉆井液巖屑固化劑，所述固化劑含有如下材料：礦渣粉、脫硫石膏、β型半水石膏、粉煤灰、建筑垃圾粉末、鉀鹽或者銨鹽、激發(fā)劑和有機重金屬螯合劑。