1.本發(fā)明屬于原油開采防砂領(lǐng)域，具體涉及一種樹脂石英砂復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

2.石油開采中，井下有泥沙，會(huì)隨原油進(jìn)入油路，侵蝕地面設(shè)備。為了將泥沙有效攔截在井下，開發(fā)了可固化樹脂包覆石英砂等具備一定強(qiáng)度的顆粒，并將其注入地層，在地層下樹脂固化粘連形成過濾層，進(jìn)而攔截泥沙。中國專利文獻(xiàn)(申請(qǐng)?zhí)枮?01310528545.5)公開一種雙層包膠防砂顆粒及其制備方法，包括a型顆粒和b型顆粒，a型顆粒是在石英砂/陶?；w外依次包覆有樹脂涂覆膜、外隔離劑；b型顆粒是在石英砂/陶?；w外依次包覆有環(huán)氧樹脂固化劑涂覆膜、外隔離劑；石英砂/陶粒的粒徑為0.4～0.8mm，或者為0.6～1.1mm。其存在如下技術(shù)缺陷：外隔離劑選用石蠟，小顆粒之間有粘連，流動(dòng)性欠佳，水下不溶，固化后樹脂中容易有殘留成分，影響使用強(qiáng)度；2、所需固化溫度較高，24小時(shí)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度偏低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

3.為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種樹脂石英砂復(fù)合材料及其制備方法，以特選的環(huán)氧樹脂e44結(jié)合美國空氣公司生產(chǎn)的脂肪族胺類固化劑2432，滿足樹脂低溫有效固化，形成抗壓強(qiáng)度更高的過濾層，同時(shí)以聚乙烯醇作為包衣材料，顆粒之間不粘連、結(jié)塊，流動(dòng)性較好，有效避免使用堵管。

4.為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案為：一種樹脂石英砂復(fù)合材料，包括粒徑為0.62-1.3mm的a型粒和粒徑為0.61-1.2mm的b型顆粒，a型顆粒包括粒徑為0.6-1.1mm的石英砂、通過噴涂包裹在石英砂表面的環(huán)氧樹脂e44層，以及通過噴涂均勻包裹在環(huán)氧樹脂e44層外表面的聚乙烯醇包衣材料；b型顆粒包括粒徑為0.6-1.1mm的石英砂、通過噴涂包裹在石英砂表面的固化劑層，以及通過噴涂均勻包裹在固化劑層外表面的聚乙烯醇包衣材料，固化劑層與石英砂表面層之間還形成有硅烷偶聯(lián)劑層，固化劑為脂肪族胺類固化劑2432；a型顆粒和b型顆粒的石英砂表面均預(yù)先吸附有硅烷偶聯(lián)劑；使用時(shí)，a型顆粒與b型顆粒的質(zhì)量比為1：1。

5.進(jìn)一步的，硅烷偶聯(lián)劑為kh-540、kh-550、kh-560或kh-570中的任意一種，優(yōu)選kh-540且用量為石英砂質(zhì)量的2％，使用時(shí)可有效改善固化樹脂在石英砂表面的粘結(jié)有效性，提高使用強(qiáng)度，延長過濾層的水下使用壽命。

6.本發(fā)明還提供了上述的樹脂石英砂復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

7.預(yù)混步驟，將硅烷偶聯(lián)劑與石英砂混合攪拌，使得硅烷偶聯(lián)劑均勻吸附在石英砂表面，烘干備用；

8.噴涂步驟，將步驟(1)烘干后的硅烷偶聯(lián)劑吸附的石英砂在振動(dòng)篩的作用下均勻落下至第一噴涂層，根據(jù)顆粒類型均勻噴涂環(huán)氧樹脂e44或固化劑；然后落至第二噴涂層，根據(jù)顆粒類型均勻噴涂聚乙烯醇溶液；最后，落入烘干層進(jìn)行熱風(fēng)烘干；顆粒下落過程中，

在熱風(fēng)作用下，使顆粒始終在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，且能在各層停留適當(dāng)時(shí)間，以便與包覆材料的量相匹配，進(jìn)而保證顆粒達(dá)到設(shè)計(jì)量的包覆，且包覆層均勻和完整。

9.進(jìn)一步的，聚乙烯醇溶液的質(zhì)量濃度為3-6％。

10.進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供了噴涂設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)上述噴涂步驟，包括自上而下依次設(shè)置的所述的第一噴涂層、第二噴涂層和烘干層；第一噴涂層的頂部設(shè)有所述振動(dòng)篩，該層的位于振動(dòng)篩下方的側(cè)壁上沿周向均勻設(shè)有第一霧化噴嘴；第二噴涂層的側(cè)壁上沿周向均勻設(shè)有第二霧化噴嘴；烘干層的側(cè)壁下部開設(shè)有熱風(fēng)進(jìn)口。本發(fā)明設(shè)備簡單，使用方便，便于熱風(fēng)量控制，一方面促進(jìn)顆粒運(yùn)動(dòng)，保證均勻包裹設(shè)定材料層；另一方便協(xié)調(diào)顆粒下落速度，使與設(shè)計(jì)的包覆量相匹配。

11.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的樹脂石英砂復(fù)合材料顆粒分散性好，無粘連，具有較好的流動(dòng)性，施工方便性好，利于地層順利注入；可實(shí)現(xiàn)水下低溫固化(滿足寒冷地區(qū)開采需求)，24h養(yǎng)護(hù)，強(qiáng)度達(dá)12mpa；工作周期長，井下使用至少1年不出砂，適應(yīng)井溫為10-300℃。

附圖說明

12.圖1為本發(fā)明樹脂石英砂復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖。

13.圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的噴涂設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

14.圖中附圖標(biāo)記為：1、振動(dòng)篩，2、噴涂設(shè)備本體，2-1、第一噴涂層，2-2、第二噴涂層，2-3、烘干層，3、第一霧化噴嘴，4、第二霧化噴嘴，5、鼓風(fēng)機(jī)，6、濕氣排出口，7、輸送設(shè)備，8、包裝設(shè)備，9-1、石英砂，9-2、偶聯(lián)劑，9-3、樹脂層或固化劑層、9-4、包衣層。

具體實(shí)施方式

15.本發(fā)明不局限于下列具體實(shí)施方式，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，可以采用其他多種具體實(shí)施方式實(shí)施本發(fā)明的，或者凡是采用本發(fā)明的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和思路，做簡單變化或更改的，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

16.本發(fā)明下面結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步詳述：

17.以下實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例中的包覆顆粒制備工藝均基于圖1所示的噴涂設(shè)備完成。該噴涂設(shè)備包括噴涂設(shè)備本體，噴涂設(shè)備本體包括自上而下依次設(shè)置的所述的第一噴涂層、第二噴涂層和烘干層；第一噴涂層的頂部設(shè)有所述振動(dòng)篩，該層的位于振動(dòng)篩下方的側(cè)壁上沿周向均勻設(shè)有第一霧化噴嘴；第二噴涂層的側(cè)壁上沿周向均勻設(shè)有第二霧化噴嘴；烘干層的側(cè)壁下部開設(shè)有熱風(fēng)進(jìn)口，用于自下向上鼓入熱風(fēng)。具體的還設(shè)有與熱風(fēng)進(jìn)風(fēng)口連接的鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)向熱風(fēng)進(jìn)風(fēng)口鼓入熱風(fēng)。烘干層還設(shè)有濕氣出口，用于將帶有水蒸氣的熱風(fēng)排出噴涂設(shè)備本體。

18.以下實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例的復(fù)合材料性能的實(shí)驗(yàn)室檢測方法參考申請(qǐng)?zhí)枮?01310528545.5的專利中的測試方法，水溫為10-12℃。

19.實(shí)施例1：

20.一種樹脂石英砂復(fù)合材料，包括粒徑為0.62-1.3mm的a型粒和粒徑為0.61-1.2mm的b型顆粒，a型顆粒包括粒徑為0.6-1.1mm的石英砂、通過噴涂包裹在石英砂表面的環(huán)氧樹

脂e44層，以及通過噴涂均勻包裹在環(huán)氧樹脂e44層外表面的聚乙烯醇；b型顆粒包括粒徑為0.6-1.1mm的石英砂、通過噴涂包裹在石英砂表面的固化劑層，以及通過噴涂均勻包裹在固化劑層外表面的聚乙烯醇，固化劑層與石英砂表面層之間還形成有硅烷偶聯(lián)劑層，固化劑為脂肪族胺類固化劑2432；a型顆粒和b型顆粒的石英砂表面均預(yù)先吸附有硅烷偶聯(lián)劑；使用時(shí)，a型顆粒與b型顆粒的質(zhì)量比為1：1。

21.硅烷偶聯(lián)劑為kh-540，用量為石英砂質(zhì)量的5％。

22.本實(shí)施例的樹脂石英砂復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

23.預(yù)混步驟，將6kg硅烷偶聯(lián)劑與300kg石英砂混合攪拌，使得硅烷偶聯(lián)劑均勻吸附在石英砂表面，烘干備用；

24.噴涂步驟，將步驟(1)烘干后的硅烷偶聯(lián)劑吸附的石英砂在振動(dòng)篩的作用下均勻落下至第一噴涂層，根據(jù)顆粒類型均勻噴涂環(huán)氧樹脂e44或固化劑；然后落至第二噴涂層，根據(jù)顆粒類型均勻噴涂聚乙烯醇水溶液(質(zhì)量濃度為3-6％)；最后，落入烘干層進(jìn)行熱風(fēng)烘干；顆粒下落過程中，在熱風(fēng)作用下，使顆粒始終在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，且能在各層停留適當(dāng)時(shí)間(約0.5秒)，以便與包覆材料的量相匹配，進(jìn)而保證顆粒達(dá)到設(shè)計(jì)量的包覆，且包覆層均勻和完整。本步驟中環(huán)氧樹脂e44的用量為8kg，固化劑的用量為5％。

25.本實(shí)施例提供的樹脂石英砂復(fù)合材料，表面包裹完整，無粘連，養(yǎng)護(hù)24小時(shí)的平均抗壓強(qiáng)度為12mpa，。

26.實(shí)施例2

27.本實(shí)施例，與實(shí)施例1不同的是硅烷偶聯(lián)劑依次等量替換為kh-550，kh-560、kh-570，養(yǎng)護(hù)24小時(shí)抗壓強(qiáng)度為5-6mpa。

28.對(duì)比實(shí)施例1

29.本實(shí)施例，與實(shí)施例1不同的是固化劑等質(zhì)量替換為t31、t593，并分別養(yǎng)護(hù)24小時(shí)抗壓強(qiáng)度為≤5mpa固化。

30.對(duì)比實(shí)施例2

31.本實(shí)施例，與實(shí)施例1不同的是樹脂等質(zhì)量替換為hf9200、ff9900、jn8002，養(yǎng)護(hù)24小時(shí)抗壓強(qiáng)度為≤5mpa固化。

32.應(yīng)用例

33.本發(fā)明實(shí)施例1產(chǎn)品在大港油田港新125號(hào)井中的使用情況：有效厚度為6.0m(3層)，適用后日產(chǎn)油提升192％，累計(jì)使用超1年，累積增油4908t，無觸砂。

34.以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種樹脂石英砂復(fù)合材料，其特征在于：包括粒徑為0.62-1.3mm的a型粒和粒徑為0.61-1.2mm的b型顆粒，a型顆粒包括粒徑為0.6-1.1mm的石英砂、通過噴涂包裹在石英砂表面的環(huán)氧樹脂e44層，以及通過噴涂均勻包裹在環(huán)氧樹脂e44層外表面的聚乙烯醇包衣材料；b型顆粒包括粒徑為0.6-1.1mm的石英砂、通過噴涂包裹在石英砂表面的固化劑層，以及通過噴涂均勻包裹在固化劑層外表面的聚乙烯醇包衣材料，固化劑層與石英砂表面層之間還形成有硅烷偶聯(lián)劑層，固化劑為脂肪族胺類固化劑2432；a型顆粒和b型顆粒的石英砂表面均預(yù)先吸附有硅烷偶聯(lián)劑；使用時(shí)，a型顆粒與b型顆粒的質(zhì)量比為1：1。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂石英砂復(fù)合材料，其特征在于：硅烷偶聯(lián)劑為kh-540、kh-550、kh-560或kh-570中的任意一種.3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂石英砂復(fù)合材料，其特征在于：硅烷偶聯(lián)劑為kh-540且用量為石英砂質(zhì)量的5％。4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的樹脂石英砂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：預(yù)混步驟，將硅烷偶聯(lián)劑與石英砂混合攪拌，使得硅烷偶聯(lián)劑均勻吸附在石英砂表面，烘干備用；噴涂步驟，將步驟(1)烘干后的硅烷偶聯(lián)劑吸附的石英砂在振動(dòng)篩的作用下均勻落下至第一噴涂層，根據(jù)顆粒類型均勻噴涂環(huán)氧樹脂e44或固化劑；然后落至第二噴涂層，根據(jù)顆粒類型均勻噴涂聚乙烯醇包衣溶液；最后，落入烘干層進(jìn)行熱風(fēng)烘干；顆粒下落過程中，在熱風(fēng)作用下，使顆粒始終在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，且能在各層停留適當(dāng)時(shí)間，以便與包覆材料的量相匹配，進(jìn)而保證顆粒達(dá)到設(shè)計(jì)量的包覆，且包覆層均勻和完整。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的樹脂石英砂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，聚乙烯醇溶液的質(zhì)量濃度為3-6％。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的樹脂石英砂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，噴涂步驟通過噴涂設(shè)備實(shí)現(xiàn)，噴涂設(shè)備包括噴涂設(shè)備本體，噴涂設(shè)備本體包括自上而下依次設(shè)置的所述的第一噴涂層、第二噴涂層和烘干層；第一噴涂層的頂部設(shè)有所述振動(dòng)篩，該層的位于振動(dòng)篩下方的側(cè)壁上沿周向均勻設(shè)有第一霧化噴嘴；第二噴涂層的側(cè)壁上沿周向均勻設(shè)有第二霧化噴嘴；烘干層的側(cè)壁下部開設(shè)有熱風(fēng)進(jìn)口。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明屬于原油開采防砂領(lǐng)域，涉及一種樹脂石英砂復(fù)合材料及其制備方法，復(fù)合材料包括粒徑為0.62-1.3mm的A型粒和顆粒徑為0.61-1.2mm的B型顆粒，A型顆粒包括通過噴涂包裹在石英砂表面的環(huán)氧樹脂E44層，以及通過噴涂均勻包裹在環(huán)氧樹脂E44層外表面的聚乙烯醇；B型顆粒包括通過噴涂包裹在石英砂表面的固化劑層，以及通過噴涂均勻包裹在固化劑層外表面的聚乙烯醇，固化劑層與石英砂表面層之間還形成有硅烷偶聯(lián)劑層，固化劑為脂肪族胺類固化劑2432；A型顆粒和B型顆粒的石英砂表面均預(yù)先吸附有硅烷偶聯(lián)劑。復(fù)合材料顆粒之間不粘連，可低溫固化，抗壓強(qiáng)度高?？箟簭?qiáng)度高。抗壓強(qiáng)度高。

技術(shù)研發(fā)人員：陳群 錢俊峰 陳海群 何明陽 胡克榮 張皓麟 謝勤峰

受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇連昌環(huán)保設(shè)備有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.08.19

技術(shù)公布日：2022/11/22