高纯石墨制备技术工艺配方资料精选
强度高、抗热震性好、耐高温、抗氧化、电阻系数小
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2024新版《石墨提纯、高纯石墨制造工艺配方精选汇编》
在油气田开发过程中,完井是保证油气井能够长期稳定生产的有效技术手段,而钻井液则是高质量完井的关键.深层油气田已成为目前勘探开发的主流,与之匹配的钻井液应满足抗高温,高密度,环保,长久防腐等要求.本专辑收录了近年来完井液优秀专利技术,包括详细的工艺、配方、生产实施例等等。
【资料页数】753页 (大16开 A4纸)
【项目数量】77项
【资料内容】制造工艺及配方
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1 一种抗高温高密度合成基钻井液
体积份配比的原料构成:基液60~90体积份、重量浓度为20~30%的CaCl2水溶液10~40体积份、主乳化剂2~4体积份、辅乳化剂1~3体积份、润湿调节剂1~5体积份、增粘剂 0.5~1.5体积份、抗温剂 1.5~3体积份、降滤失剂1.5~4体积份、有机土2~4.5体积份、碱度调节剂2~3体积份、加重剂0~260重量份。
2 平坦流变性井筒液
作为所述逆乳化井筒液的连续相的油质流体、作为所述逆乳化井筒液的非连续相的非油质流体、乳化剂和流变改性剂,其中所述流变改性剂是由醇胺、脂肪酸和多胺反应而形成的聚酰胺,其中所述逆乳化井筒液具有平坦流变曲线。
3 基于纳米二氧化硅材料的泡沫钻井液
可以减少水分对岩石的侵蚀,同时可以增加泡沫钻井液的发泡体积和延长泡沫的半衰期;基于纳米二氧化硅材料的泡沫钻井液粘度和切力参数较高,完全可以满足低压地层岩屑携带和井壁稳定的要求。
4 抗255℃超高温的水基钻井液及其施工工艺
提供该钻井液应用时的施工工艺。本发明的抗超高温水基钻井液应用在深井、超深井钻井中,适用温度245℃~255℃。该钻井液超高温条件下稳定性强,流变性良好、且易于调控。
5 低毒凝析油钻井液
使用凝析油钻井液,有利于提高机械钻速、井壁稳定性和储层保护效果,可用于易塌地层、盐膏层,特别是水相活度差异较大的地层,以及能量衰竭的低压地层和海洋深水钻井。
6 复合盐低活度防塌钻井液及其施工方法
该复合盐低活度防塌钻井液它是由以下各原料按下述质量百分比组成:钻井液提粘剂为0.2-0.3%、羧甲基淀粉为2-3%、水分散阳离子乳化沥青粉为1.5-2%、抗盐抗钙降滤失剂为0.2-0.3%、磺化酚醛树脂为1%、酸溶暂堵储层保护剂为2%、超细钙为1%、烧碱为0.1%、其余为清水。在其施工中,要加入是复合盐低活度防塌钻井液用量的5-15%的复合盐,所述的复合盐为甲酸钠和氯化钠按2:1的质量比例混合。复合盐的应用提高钻井液中化学抑制泥岩防塌的功能和钻井液的密度。其强化学抑制,低固相,完全满足了长裸眼段对钻井液降摩减阻的严格高质量要求。
7 强抑制水基钻井液
钻井液可有效抑制深水浅部地层井壁失稳,其抑制性与油基钻井液相当。本发明的钻井液可解决深水钻井中水合物的生成问题,可适用于3000m水深的钻井作业中。本发明的钻井液具有良好的“低温-高温”稳定性,可适用于深水大温差环境中(2℃~150℃)。
8 高动塑比的全油基钻井液
包括:基础油和以该基础油体积计的1.5~2.5%主乳化剂、0.5~1.0%的辅乳化剂、0.5~1.0%的润湿反转剂、0.8~1.0%的提切剂、0.3~0.5%的热塑性流型调节剂、2.0~3.0%的氧化钙、1.0~3.0%的有机土、1.5~2.0%的降滤失剂和加重材料,所述的加重材料的加入量使得该全油基钻井液的密度为0.89~2.50g/cm3。本发明通过加入热塑性流型调节剂将全油基钻井液体系中有机土的加量降低为1.0~3.0%,体系的动塑比显著提高,达到0.45以上,改善了体系的流变性,提高了综合性能,节约了生产成本。
9 一类双组份极地用酯基超低温钻井液
以环保型耐低温的椰子油庚基酯衍生物(ESTISOLTM)为原料,配制钻井液。其中基液的组成为椰子油庚基酯140,基重液为椰子油庚基酯165或椰子油庚基酯F2887。将基液与基重液复配后得到双组份极地用酯基超低温钻井液。本发明考虑极地严寒恶劣的自然条件、严格的环保要求以及深部冰层钻探取芯特点,使钻井液具有无色透明、环保及耐低温的优点,而且在粘度、密度上均符合在极地进行深部冰层钻探取芯的要求。
10 强电稳定性油包水钻井液
包括60~90wt%的基础油和10~40wt%的水相以及以所述基础油和水相的总重量计的1.5~2.5%的高效主乳化剂、0.8~1.0%的辅乳化剂、0.5~0.8%的润湿反转剂、2.0~3.0%的氧化钙、1.5~2.5%的有机土、2.0~3.0%的降滤失剂和加重材料,所述加重材料的加入量使得该钻井液的密度为0.90~2.50g/cm3。本发明的钻井液在低油水比例时的破乳电压值显著升高,油水比例为60:40时体系的破乳电压值保持在500V以上,克服了传统油包水钻井液体系在低油水比例时弱电稳定性的不足,现场维护程序明显简化,节约了生产成本。
11 两性离子聚磺超高温钻井液
组成:膨润土4.0~6.0质量%,两性离子聚合物包被剂0.5~0.8质量%,两性离子聚合物稀释剂0.8~1.2质量%,抗高温降滤失剂3~4质量%,抗高温复合降滤失剂3~4质量%,高温稳定剂2~3质量%,烧碱0.2~0.3质量%,惰性封堵剂3~4质量%,其余为水。两性离子聚合物包被剂以丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯磺酸钠、二甲基二烯丙基氯化铵为原料,以N1,N1,N2,N2-四烯丙基乙二胺为交联剂制备,两性离子聚合物稀释剂以丙烯酰胺、丙烯磺酸钠和二甲基二烯丙基氯化铵为原料制备。本发明在聚磺钻井液体系中引入两性离子聚合物与超高温稳定剂,提升了聚磺水基钻井液的抗高温能力。
12 油井钻探流体、油井水泥组合物和增重材料的浆料
涉及高密度油井水泥浆料,所述水泥浆料包含水、波特兰水泥、增重材料和任选的二氧化硅粉末、二氧化硅微粉、纤维、橡胶颗粒、流体损失添加剂及延迟剂,其中增重材料为粒状超细钛铁矿,所述粒状超细钛铁矿具有至少85%重量的FeTiO3含量,1和5m2/g之间的比表面积(BET),其中90%体积的颗粒具有用麦尔文激光衍射粒径分析仪通过激光衍射测量小于12.5μm的粒径和3μm和6μm之间的D50,并且颗粒具有通过图像分析测定至少0.85的平均圆形度。最后,本发明涉及超细钛铁矿的浆料。
13 耐高温钻井液及其配制方法和应用
组份:水100份,钠基膨润土2~6份,海泡石1~3份,高温降失水剂2~16份,高温稀释剂1~2份和高温稳定剂0.5~2份。配制方法是先将钠基膨润土和海泡石加入到水中,充分搅拌均匀,再加入其他组分,搅拌均匀即可。本发明的耐高温钻井液在超高温高压条件下具有良好的造壁性,抑制和悬浮能力强,有利于维护孔壁稳定和携带岩屑。该耐高温钻井液适用于深井超深井钻探,也适用于深部油气勘探、高温地热井钻探及未来可能实施的干热岩钻探。
14 钻井液组合物
所述油在20℃下按照ASTM D455标准测量的运动粘度为30至80cSt,并具有至少1.15的多分散指数(PDI);以及-至少一种采用其酸、酰胺、盐或酯形式的(全)氟聚醚磷酸化物[磷酸化物(P)],其包含至少一个全氟聚氧化烯链和至少一个磷酸基团;还涉及其制造方法及其在钻机设备中的用途。
15 钻井液和一种钻井液的制备方法
组成为:N克的水,N为正数;0.001N克的无水碳酸钠;0.001N克的氢氧化钠;0.005N克-0.01N克的降失水剂;0.005N克-0.01N克的增粘剂;0.001N克-0.004N克的发泡剂;0.001N克-0.004N克的稳泡剂。本发明提供的钻井液能够解决现有的氮气泡沫以及泡沫堵漏液存在成本高,密度难调整,不适用于多压力系统地层的问题。
16 可溶性加重盐低伤害钻井液及其制备方法
组份:有机盐10~20%;无机盐3~5%;提粘剂0.1~0.3%;降滤失剂0.5~1.0%;屏蔽暂堵剂0.5~5.0%;碱度控制剂0.1~0.3%;防腐剂0.03~0.1%;除氧剂0.5~0.8%;缓蚀剂0.1~0.2%;余量为水。本发明性能稳定,液相密度高,且易调节,流变性能好,能有效保护储层,保持井壁稳定,提高储层钻遇率,特别适用于泥岩的水平段储层。
17 低腐蚀低固相强抑制钻井液及制备方法
无机可溶性加重剂10~20%;提粘剂0.1~0.3%;降滤失剂0.5~1.0%;碱度控制剂0.1~0.3%;除氧剂0.5~0.8%;缓蚀剂0.1~0.2%;防腐剂0.03~0.05%;余量为水。本发明具备良好液相加重能力实现低固相兼具强抑制性的特点,同时具备的低腐蚀特点又能解决当前的钻具腐蚀问题。
18 天然气井使用的储层保护钻井液体系
特征是:这种天然气井使用的储层保护钻井液的配方是膨润土1-5:铵盐0.1-1:包被剂0.1-1:磺化沥青1-5:磺化褐煤1-5:成膜剂0.5-5:碳酸钙1-5:氯化钾1-5,以及其余量的水,以上各比例以重量计,单位为千克,按照配方并配置钻井液用于钻井过程。该天然气井使用的储层保护钻井液体系具有抑制性强、失水造壁性极佳、性能稳定,流变性能良好、封堵效果好及储层保护效果好的优点。
19 基于控制刚性封堵剂加量的钻井液制备工艺
包括:(a)配置质钠膨润土备用;(b)加入增粘剂PAC-HV并完全溶解;(c)加入降滤失剂SMP-2;(d)加入KCl、NaCl;(e)加入变形封堵剂FT-1和1.8%~2.2%的刚性封堵剂CaCO3;(f)加入SPNH、PSC-I;(g)加入TRH-2并让其充分作用;(h)将体系加热作用后即得产物。本发明通过控制制备过程中的刚性封堵剂加量,不仅能成功制备出抗高温高密度钻井液,且制备过程简单,操作容易,降低了钻井液的制备成本,且制备出的钻井液体系的体系塑性粘度和稳定性高,从而满足了钻井工程及储层保护的需要。
20 天然气井使用的防漏失钻井液体系
特征是:这种天然气井使用的防漏失钻井液的配方是膨润土1-5:铵盐0.1-1:包被剂0.1-1:降滤失剂0.1-1:碳酸钙1-5:氯化钾1-5,以及其余量的水,以上比例均以重量计,单位为千克,按照配方配置钻井液并用于钻井。这种天然气井使用的防漏失钻井液体系具有抑制性强、失水较小、性能稳定,流变性能好、封堵效果好和能够保持井壁稳定的优点。
21 抗高温高密度钻井液的制备工艺
包括:(a)配置基浆;(b)加入悬浮稳定剂PAC-HV并完全溶解;(c)加入抗高温抗盐降滤失剂SMP-2,并让其充分吸附至平衡;(d)加入KCl、NaCl;(e))加入变形封堵剂FT-1和刚性封堵剂CaCO3,低速搅拌让其充分分散;(f)加入SPNH、PSC-I,低速搅拌40-60min,让其充分溶解和吸附;(g)加入TRH-2,低速搅拌30min,让其充分作用;(h)将体系加热,待以上处理剂加完并作用彻底后,加入加重剂,即得产物。本发明能成功制备出抗高温高密度钻井液,制备过程简单,操作容易,降低了钻井液的制备成本,且制备出的钻井液的性能优异。
22 高密度聚磺水基钻井液
包括3%~5%钠膨润土浆,0.4%~0.6%PAC-HV,7%~9%SMP-2,4.0%~6.0%SPNH,4%~6%PSC-I,4%~6%SPC,4%~6%FT-1,2%~4%CaCO3,1%~3%TRH-2,6%~8%KCl,10%~30%NaCl,0.5%~1.5%SP-80,0.4%~0.6%有机钼减磨剂,余量为复合加重剂。本发明通过改变组份比例,从而使得整个体系相对于现有的钻井液密度增大,满足了实际钻井的需求。
23 基于控制流型稳定剂加量的钻井液制备工艺
包括:(a)配置质钠膨润土备用;(b)加入增粘剂PAC-HV并完全溶解;(c)加入降滤失剂SMP-2;(d)加入KCl、NaCl;(e)加入变形封堵剂FT-1和刚性封堵剂CaCO3;(f)加入2%~4%的流型稳定剂SPNH;(g)加入TRH-2并让其充分作用;(h)将体系加热作用后加入加重剂即得产物。本发明通过控制制备过程中的流型稳定剂加量,达到降粘和改善钻井液体系流变性的目的,不仅能成功制备出抗高温高密度钻井液,且制备过程简单,操作容易,降低了钻井液的制备成本,且制备出的钻井液体系的性能优异,从而满足了钻井工程及储层保护的需要。
24 显著提高体系密度的聚磺水基钻井液
包括3%~5%钠膨润土浆,0.2%~0.4%PAC-HV,7.0%~9.0%SMP-2,6%~8%KCL,9.0%~11.0%NaCl,4.0%~6.0%SPNH,4.0%~6.0%PSC-I,5.0%~7.0%FT-1,2%~4%CaCO3,1.0%~3.0%TRH-2,0.4%~0.6%有机钼减磨剂,余量为复合加重剂。本发明通过改变组份比例,从而使得整个体系的密度增大,满足了实际钻井的需求。
25 聚磺水基钻井液
包括3%~5%钠膨润土浆,0.4%~0.6%PAC-HV,7.0%~9.0%SMP-2,6%~8%KCL,9.0%~11.0%NaCl,2.0%~4.0%SPNH,2.0%~4.0%PSC-I,4.0%~6.0%FT-1,2%~4%CaCO3,1.0%~3.0%TRH-2,0.4%~0.6%有机钼减磨剂,余量为复合加重剂。通过改变组份比例,从而使得整个体系的密度增大,满足了实际钻井的需求。
26 高效封堵油基钻井液及其制备方法
组成:配浆油70~80份、配浆水20~30份、主乳化剂2.5~3.0份、辅乳化剂1.5~2.0份、润湿剂2.0~2.5份、流型调节剂2.0~2.5份、降滤失剂2.5~3.0份、碱度调节剂1.5~2.0份、提切剂0.5~0.8份、封堵材料7~9份,加入加重材料使钻井液密度达到1.45~1.56g/cm3。本发明的高效封堵油基钻井液,利用钻井正压差,在井壁表面和近井壁处快速架桥、充填、成膜封堵地层裂缝,有效的阻止钻井液及其滤液向微裂缝中渗透,提高地层承压能力,表现出良好的封堵效果,有利于井壁稳定。
27 无粘土单向封堵钻井液
主增粘剂5-40份,辅助增粘剂1-5份,单向封堵剂20-150份,抑制剂5-20份,润滑剂0-20份,加重剂0-500份,水1000份;主增粘剂选自聚丙烯酰胺、聚阴离子纤维素或磺酸盐共聚物降滤失剂DSP-2,辅助增粘剂选自黄原胶或羧甲基纤维素钠,单向封堵剂选自聚合物弹性微球SFH-1或橡胶颗粒,抑制剂选自胺基聚醇、聚丙烯酸钾或多元醇,润滑剂选自钻井液用FYR润滑剂、白油或石墨,加重剂是甲酸钠、甲酸钾之一或组合。该钻井液具有单向封堵的特点,可作为钻井液、完井液或修井液,提高钻速、稳定井壁及保护储层效果显著。
28 抗盐超高密度钻井液、制备方法及应用
钻井液包括:重晶石450~750重量份;膨润土0.25~4重量份,分散剂2.5~20重量份,降滤失剂4~20重量份,氯化钠5~25重量份;流型调节剂1.25~7.5重量份,pH值调节剂1.5~5重量份,润滑剂2~8重量份,表面活性剂0.25~5重量份。方法包括:在水中加入膨润土、老化后按所述用量加入除重晶石外的其他组分,搅拌至溶解均匀,最后加入重晶石,搅拌后制得。本发明的钻井液密度可以达到2.7~3.0g/cm3,具有沉降稳定性和流变性好、失水量低、易于调节和控制等良好特性,可用于超高压地层的钻井施工。
29 强抑制钻井液体系
含有:膨润土浆2.5-4.5%,碱性调节剂0.1-0.3%,页岩抑制剂0.3-2.0%,金属离子聚合物0.2-0.4%,褐煤树脂2.0-5.0%,磺化酚醛树脂2.0-5.0%,阳离子乳化沥青1.0-3.0%,润滑剂0.5-3.0%,乳化剂0.2-0.8%,原油2.0-8.0%,以及超细碳酸钙1.0-3.0%。还提供了通式(I)化合物,R1为H或CH3;R2为H,CH3或C2H5;X为2-20之间的整数,作为页岩抑制剂中的应用。该化合物与阳离子乳化沥青在作为钻进液体系中的应用。所述钻井液体系对泥页岩抑制性强,页岩回收率高达90.33%,比自来水页岩回收率提高了35.02%以上;抗高温达150℃;老化前后润滑摩阻系数分别小于0.1;抗劣质土、盐、钙污染能力强;抑制性强、封堵效果好,钻井液的API失水小于4.5mL,HTHP失水小于12mL。
30 碳酸钾聚醚多元醇钻井液的生产方法
钻井液用水解聚丙烯腈盐、封堵剂、有机硅消泡剂,最后加入碳酸钾;以NaOH调节混合体系的pH值至9~10;再以石灰石或重晶石作为加重剂,使以上混合体达到设计所需的密度,最后形成悬浮液形钻井液。本发明工艺简单、合理,方便生产,以本发明方法生产的钻井液在钻遇复杂地层时,能有效抑制泥页岩分散和封堵微裂隙,有效延缓滤液进入地层造成的井壁失稳趋势,维持井壁稳定。本发明钻井液具有在高温下流变性稳定,失水造壁性能好,抑制性强,封堵能力强,润滑性能好的优点。
31 UDM-1非常规钻井液体系用于深井的钻井方法
配制:CX-178剂由磺甲基酚醛树脂SMP-Ⅲ45-55份、无铬木质素磺酸钙47-53份组成;CX-179剂由磺化单宁85-93份、无铬稀释剂8-12份组成;CX-189剂由磺化沥青FT-115-23份、柴油25-32份、乳化剂OP-104-6份、褐煤树脂SPNH28-33份、自来水12-17份组成;CX-191剂由低粘羧甲基纤维素钠LV-CMC89-97份、两性离子包被剂FA-3673-6份组成;CX-307剂由密度≥4.30g/cm3的重晶石粉90-97份、溴化钾3-6份组成;CX-144B剂由300万分子量聚丙烯酰胺75-85份、80A5118-22份组成;其中有针对泥浆液抗高温、抗高密度、抗复合污染的处置配方;有针对地层结构的配方;注入方式经振动筛流回泥浆罐循环,直至完钻;其中助剂的加入用时2-3小时,聚合物加入用时4-5小时。
32 合成基钻井液的制备方法
形成合成基钻井液。本方法工艺步骤简单,易于操作,采用本方法制备的合成基钻井液具有防塌抑制性强、抗盐钙侵性能好、润滑性能明显的特点。
33 合成基钻井液的维护方法
维护处理时控制合成基钻井液中的含水量在10%~15%之间;以整个钻井液中的质量百分比计,保持合成基钻井液中4.0%~6.0%的降滤失剂含量和2.0%~3.0%的防塌封堵剂含量,控制钻井液中高温高压滤失量小于6ml;采用本维护方法维护的钻井液具有防塌抑制性强、抗盐钙侵性能好、润滑性能明显的特点。
34 合成基钻井液
原料混合而成:60~70%的合成基;2.0%~4.0%的有机土;3.0%~5.0%的主乳化剂;2.0%~4.0%的辅乳化剂;0.1%~0.2%的润湿剂;0.5%~2.0%的流型调节剂;2.0%~3.0%的CaO;10%~15%的CaCl2水溶液;4.0%~6.0%的降滤失剂和2.0%~3.0%防塌封堵剂。本合成基钻井液具有防塌抑制性强、抗盐钙侵性能好、润滑性能明显的特点。
35 抗高温钻井液
抗高温钻井液,由3-5%基浆和以每100毫升的3-5%基浆中加入量计算的抗高温抗盐增粘剂0.2-0.5克、抗高温降滤失剂6-10克、降粘剂0.5-1克、堵漏剂1-3克、润滑剂0.5-2克组成,所述3-5%基浆为每100毫升水中加入3-5克钠基膨润土,在室温条件下经24小时水化形成的基浆。本发明所述的钻井液的抗温性能达到200℃以上,具有良好的抗高温性能;能够抗10%钠基膨润土,润滑系数可达0.08以下,具有良好的仿油基性能,并且克服了油基钻井液污染环境、影响油气层显示、成本高的缺点,尤其适用于深井钻进。
36 无固相水基微泡钻井液
组成为:每100g水中加入3%~4%无固相增粘剂TV-2、0.1%~0.2%聚丙烯酰胺PAM、0.3%~0.4%复合发泡剂AC-2、0.2%~0.3%黄原胶XC、0.1%~0.2%聚阴离子纤维素PAC,其中复合发泡剂AC-2由SJ-6和油酸按质量比(8%~95%):(5%~20%)组成,配制简单,易于现场施工操作;钻井液密度设计合理,能保证钻井液泵上水效率和井下随钻仪器正常工作;抗油污染、抗温能力强能保证钻井液在井下正常工作;油气层保护效果明显,可广泛用于石油勘探中。
37 一种无粘土相钻井液
是由海水、pH调节剂、增粘剂、抗氧化剂、降滤失剂、抑制剂、加重剂、封堵剂组成,加重剂的用量要使该钻井液密度分别为1.20g/cm3和1.50g/cm3。本发明还公开了上述钻井液的制备方法。本发明的钻井液解决了大斜度井、水平井常用无固相体系在低孔低渗储层的封堵问题,同时保障了钻井液体系良好的流变性能。
38 强抑制强封堵钻井液
按重量百分数含有强抑制剂0.5%至15%、强封堵剂0.5%至7%、膨润土为0.5%至5%、降滤失剂0.2%至6%。本发明通过强抑制剂溶解后产生的高浓度的K+,对强水敏泥页岩的水化起到很强抑制作用;同时,强抑制剂溶解后产生的阴离子通过吸附基能与粘土表面发生吸附作用,在粘土表面形成保护膜,从而阻止了粘土的水化;强封堵剂对微裂缝强水敏泥页岩地层能够实现强封堵,形成真正意义的隔离膜;从而防止了强水敏泥页岩地层井壁失稳;具有封堵性好、抑制性强、润滑性好、高温性能稳定、对储层伤害小和无污染的特点,提高了生产效率。
39 钻井液及方法
包括:非离子表面活性剂,包括支化脂肪醇乙氧基化物和/或封端脂肪醇乙氧基化物;和洗涤增效助剂。
40 包含缠绕平衡聚合物网的处理流体
涉及在地下应用中与包含缠绕平衡聚合物网的处理流体相关的组合物和方法。一方面,本发明提供了一种方法,包括:提供包含至少一种缠绕平衡聚合物网的处理流体,并且将处理流体置于地下地层中。
41 有机盐高密度钻井液
计算的:0.2-0.5克增粘剂、3-6克抗高温降滤失剂、3-10克润滑剂、2-4克防塌剂、2-5克有机盐组成,所述2-4%基浆为每100毫升水中加入2-4克钠基膨润土,在室温条件下经24小时水化形成的基浆。本发明所述的有机盐高密度钻井液抗温性能达到150℃以上;能够抗10%钠基膨润土、10%NaCl或0.5%CaCl2污染;润滑系数达0.08以下。具有良好的仿油基性能,具有良好的环保性能,能够满足中国国家海洋石油开发要求。能有效解决油田的钻井复杂问题,特别适用于特殊高压油气藏的水平井和高压侧钻水平井钻井。
42 抗高温聚合物钻井液
粘土:2%~4%;聚合物增粘剂:0.3%~0.8%;抑制剂:0.3%~0.5%;抗高温聚合物降滤失剂:0.3%~0.5%;抗高温磺化类降滤失剂:2%~4%;润滑剂:2%~6%;PH调节剂:0.1%~0.6%;加重剂:0%~40%;温度稳定剂:0.2%~0.5%;水:余量。本发明的钻井液解决了常规钻井液在高温作用下,钻井液的流变性发生很大变化,携砂和悬砂不好,滤失量大幅增加的问题,使钻井液体系在高温下保持良好的流变性和滤失性,保证了安全钻井,具有滤失量小,抑制性好、润滑性好的特点。
43 环境友好型钻井液(EFD)
是利用无毒无害聚合物类包被剂或增粘剂和降滤失剂,以及植物脂和油类经改性合成和脂化反应得到植物沥青防塌剂和植物(生物)润滑剂,替代目前油田“三磺”或“聚磺”钻井液中使用的磺化石油沥青、矿物油润滑剂及磺化类降滤失剂,达到保护环境的目的。所述钻井液基础配方为:包被剂或增粘剂占0.1-2.0%,降滤失剂占0.5-8.0%,植物沥青防塌剂固体和液体分别占0.5-10.0%,植物(生物)润滑剂占0.5-10.0%。本发明EFD钻井液在塔里木油田DH-27井、XT-1井及KS-2-2-14井等使用中取得良好效果,平均机械转速提高20%。
44 煤层气水平井防垮塌钻井液及其制备方法
特征:各组分重量百分比为:聚丙烯酸钾:0.1~0.3%;木质素磺酸钠:0.1~0.5%;GHA-5型水煤浆添加剂:0.1~0.3%;氯化钾:0.5~3%;腐植酸钾:0.4~0.6%;磺化褐煤:0.3~0.5%;石墨粉:1~3%;其余为水,各组分重量百分比之和为百分之百。效果是:有效防止煤基质膨胀,抑制由于清水对煤层的浸泡所造成的井壁垮塌;能够较好的溶解煤层中吸附的大分子,在保持煤基质常规物理性质不变的情况下降低其表面张力,利于钻井液返排,减少煤层污染。不会吸附在煤体表面而堵塞产气通道。通过调整添加成分的配比,保证钻井施工。
45 煤制油深水恒流变合成基钻井液
该钻井液包含以下组分:煤制油,按体积计60~90份;氯化钙水溶液,按体积计10~40份;以及基于所述煤制油和所述氯化钙水溶液的总体积计,质量体积比为2.0%~3.5%的有机土,质量体积比为2%~5%的乳化剂,质量体积比为1.5%~3.5%的氧化钙,质量体积比为0.5%~1.5%的润湿剂,质量体积比为1%~4%的降滤失剂,质量体积比为32%~100%的加重剂。
46 气制油基油包水乳化钻井液及制备方法
以气制油与氯化钙水溶液总体积为100份:油相与水相的体积比95∶5到70∶30之间,氯化钙盐水浓度5%~饱和;将所需要的气制油,主乳化剂,辅乳化剂和润湿剂加入高搅杯中,高速搅拌2-5分钟;加入氯化钙水溶液并高速搅拌15分钟;加入有机土、氧化钙和降滤失剂并高速搅拌10分钟;根据密度加入需要量的重晶石,高速搅拌25分钟。本发明克服了现有气制油基钻井液的不足,解决了气制油基钻井液的抗盐能力,抗温能力。抗温达到200℃以上。
47 泡沫钻井液
涉及气体钻井遇地层出水以后维持井壁稳定、防止钻头泥包、保持继续钻进的泡沫钻井液。本发明提供一种泡沫钻井液,包括如下组分,各组分按质量百分比计:发泡剂为0.5%~2.0%、稳泡剂为0.2%~0.5%、泥页岩抑制剂为2%~10%、泥页岩稳定剂为0.2%~1.0%,余量为水;且泡沫钻井液的pH值为8~10。本发明的泡沫钻井液具有优良的泡沫性能、较强的泥页岩抑制能力以及长久的泥页岩抑制性能,能够解决气体钻井遇地层出水以后的携岩携水问题、井壁失稳问题以及粘附卡钻等井下复杂问题,从而实现安全、快速钻井。
48 深部找矿复杂地层PSP新型无固相钻井液
原料:聚乙烯醇0.9—1.1%、硼砂0.25—0.35%、ST-1植物胶0.02—0.04%、非水解聚丙烯酰胺PAM0.08—0.1%;配制时首先将聚乙烯醇在常温水中,经过48小时溶解好后,再将ST-1植物胶及硼砂同时加入,搅拌50—60分钟,最后加入在常温水中经24小时预溶好的非水解聚丙烯酰胺PAM,再搅拌20分钟至均匀。其具有较强的护壁防塌性、较好的流变特性、配制简单易操作且材料环保。
49 弱凝胶合成基钻井液及其制备方法
包括:气制油合成基基液:按体积计60~95份;质量分数为25~35%的氯化钙水溶液:按体积计5~40份;以及基于气制油合成基基液和氯化钙水溶液的总体积份数按质量体积比计,有机土:1.0~3.5%;主乳化剂:0.5~4.0%;辅乳化剂:0.5~3.5%;氧化钙:0.5~3.5%;润湿剂:0.5~2.5%;降滤失剂:1.0~4.0%;加重剂:20~100%;和任选的活化提切剂:0.3~1.5%。本发明的钻井液具有以下优点:(1)合成基钻井液触变性好,具有很高的低剪切速率粘度;(2)钻井液塑性粘度较传统的钻井液小。
50 抗高温高密度甲酸盐聚磺钻井液及其制备方法
该抗高温高密度甲酸盐聚磺钻井液包括以下重量份组成:水、100份,膨润土、2-5份,抗高温磺酸盐聚合物、0.1-10份,甲酸盐、20-100份,氢氧化钾、0.6-2.0份,磺化处理剂、8-20份,封堵剂、2-6份,乳化剂、0.5-3.0份,pH调节剂、0.2-3.0份,重晶石粉、120-270份。本发明还提供了上述抗高温高密度甲酸盐聚磺钻井液的制备方法。本发明提供的抗高温高密度甲酸盐聚磺钻井液适用于深井超深井尤其是巨厚复合盐层石油钻井,在1.8-2.5g/cm3的密度条件下,抗温能力能够达到180℃,抗盐至饱和、抗钙能力达到800-1000ppm,是一种性能良好的抗高温、抗高压、抗高矿化度的钻井液。
51 抗盐抗温微泡沫水基钻井液
各组分的重量百分比为:膨润土:2%~4%;流型调节剂:0.3%~0.5%;无机盐抑制剂:1%~3%;聚合物抑制剂:0.1%~0.4%;起泡剂:0.1%~0.3%;降滤失剂:1%~4%;润滑剂:2%~3%;pH调节剂:0.1%~0.3%;温度稳定剂:0.05~0.15%;水:余量。本发明的钻井液解决了常规水基钻井液不能满足低压低渗储层要求,不抗温、不抗盐的问题,钻井液体系的流变性、滤失性在不同温度、不同盐含量下变化不大,且具有较强的抑制性和润滑性,是一种具有实际应用价值的抗盐抗温微泡沫水基钻井液。
52 低荧光抗高温钻井液
钻井液降滤失剂PAMS601,1.0~2.5%;磺甲基酚醛树脂,2~4%;磺化褐煤树脂,4~8%;双十二烷基胺0.6~1.0%;脂肪醇聚氧乙烯醚0.1~0.5%;Na2SO30.8~1.5%,烷基苯磺酸钠A-20,0.1~0.3%;水,30~90%。效果是:本钻井液体系荧光级别小于5级,抗温能力达200℃以上,它既能抑制地层造浆和提高井壁稳定性能,又能控制储层粘土膨胀和提高储层保护效果,同时还具有高温稳定和荧光较低的特性,特别适合在深探井钻探使用。
53 包含瞬态聚合物网络的处理流体
包括:提供包括含水基础流体和瞬态聚合物网络的处理流体,并且将处理流体置于地层中。另一方面,本发明提供了一种地下处理流体,包括:含水基础流体和瞬态聚合物网络。
54 陆相页岩气水平井使用的油基钻井液体系
特征是:该陆相页岩气水平井使用的油基钻井液体系的钻井液处理剂中各处理剂含量按照以下比例进行配置:基础油:有机土:碱度调节剂:油基降滤失剂:主乳化剂:辅乳化剂:润湿剂为100:1-10:1-20:1-20:1-20:1-10:1-10,并根据具体情况加入加重剂;其中各部分比例均以重量计,单位为千克,并按照配置、添加、维护和补充的步骤逐步实施。该发明具有防止粘土膨胀、提高井眼稳定性、保护储层、预防钻井液漏失和提高钻速等优点。
55 钻井液材料及其制备和应用
组分:膨润土50~95份;纯碱0.5~6份;降失水剂1~25份;聚合物稀释剂1~20份;增粘剂1~10份。本发明提供的钻井液材料使用便捷,将其直接与水混合搅拌,即可用于钻进工作。该钻井液具有较强的抗污染能力和抑制能力,适用于在盐膏地层、破碎和水敏性地层中进行的地质钻探。
56 反相乳液中提高的悬浮特性
包括:提供通过合并组分而形成的反相乳液流体,所述反相乳液流体包含:油基连续相、水性不连续相以及包含极性疏水物的极性疏水添加剂,其中相对于不含极性疏水添加剂的流体,所述极性疏水添加剂可以充分提高反相乳液流体的屈服点、低剪切屈服点或两者,同时将塑性粘度的变化限制为不超过具有最大增加的性能变化的约35%;以及将所述反相乳液流体放置在地层中。
57 用于压井段塞的逆乳化流体中的可降解纤维的应用
包括将逆乳化压井流体泵送到与地层交叉的加套管穿孔井筒中,逆乳化压井流体包括:含油连续相、非含油间断相、乳化剂、至少一种可降解材料以及至少一种桥堵材料;使得压井流体接触地层;并使得可降解材料至少部分降解。
58 环保型抗高温合成基泡沫钻井液及其制备方法
该钻井液体系性能稳定,具有良好的耐温和抗污染能力,与储层配伍性好;能用于深井欠平衡钻进,可有效抑制泥页岩水化膨胀,稳定井壁,防止井漏,保护油气层。另外,合成基液——α-烯烃及泡沫剂均无毒,可生物降解,对环境无不良影响。
59 无固相多功能完井工作液
重量份配比的:无机盐1-60份、防膨剂0.2-20份、增粘剂0.2-5份、降滤失剂0.2-5份、阻垢缓蚀剂0.2-2份、杀菌剂0.2-5份。本发明提供的一种无固相多功能完井工作液,同时具有压井、洗井、油气层保护以及套管防腐缓蚀的作用,满足了海上油气田作业对完井工作液多功能性的要求。
60 超高密度水基钻井液及其制备方法
步骤:(1)采用常规重晶石作为唯一加重材料使得超高密度水基钻井液密度达到2.55~2.70g/cm3,所述超高密度水基钻井液中包括如下组分:清水、腐植酸类降滤失剂RSTF、磺化沥青类润滑剂DHD、磺化酚醛树脂类降滤失剂SMP-1、铁铬盐类特种稀释剂、NaOH、复合电解质;(2)通过实验确定密度为2.55~2.70g/cm3的超高密度水基钻井液的基础配方;(3)通过改变基础配方中某一处理剂加量,研究不同加量对超高密度水基钻井液性能的影响,从而得到最佳的处理剂加量范围,最终得出成果配方。
61 用于油品的高温油基泡沫剂及其制备方法
其制备方法为:称取一定量的油基发泡剂,加热到45~65℃,然后在高速搅拌状态下,缓慢加入油基稳泡剂,降温到室温,得到目的产物——高温油基泡沫剂。本发明选择传统表面活性剂,通过加入油溶性聚合物,得到发泡力强、泡沫稳定性好的高温油基泡沫剂,该泡沫剂具有制造成本低,易于大规模使用的特点。
62 用于深水作业的水基钻井液体系及其制备方法
100份的水基液体、3-4份的抑制剂、0.4-0.8份的低分子量包被抑制剂、2.5-5.5份的降滤失剂、0.2-0.3份的碱度调节剂、10-20份的NaCl、2-3份的润滑剂、0.2-0.4份的流型调节剂、3-5份的KCl和5-80份的加重剂组成。本发明还涉及一种用于深水作业的水基钻井液体系的制备方法。
63 生物柴油钻井液及其制备方法
以生物柴油代替原油、柴油,用以研制生物柴油钻井液体系,除了能满足常规的油基钻井液的润滑性能优良、抑制性强、井壁稳定性好和抗温性能好的要求外,并且所述钻井液硫含量低,二氧化硫和硫化物的排放低;并且所述钻进液中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃,不仅其对环境的损害很低而且很容易发生生物降解,因此具有优良的环保特性。
64 深井、超深井饱和盐水钻井液
它能克服超深井钻探中使用的钻井液体系固相含量高、配方复杂及性能不稳定的缺陷。其技术方案是:制备该钻井液所用原料的组分及含量为:自来水90-100;膨润土2-6;Na2CO34-8;马来酸酐1-3;聚阴离子纤维素0.1-0.4;木质素磺酸盐5-9;磺化酚醛树脂-木质素磺酸盐-腐植酸共聚物7-11;乳化沥青2-5;C12-C18直链烷烃乳状液3-6;乳化石蜡2-5;司班800.2-0.5;CaO0.3-0.7;KOH0.3-0.7;KCl4-7;NaCl20-30;重晶石调节钻井液密度至2.40g/cm3。本钻井液在高温下具有较好的流变性、失水造壁性好、抗污染能力强、抑制性强、润滑性好、封堵能力强、用于超深井钻探。
65 钻井液及其复合添加剂
解决传统正电性钻井液失水量大,不能与降失水剂同时使用的不足,提供一种正电胶泥浆复合添加剂。该正电胶泥浆复合添加剂包括下述重量份的原料:MMH正电胶1份,黄原胶0.2~0.3份,聚合物包被抑制剂0.05~0.1份,增粘剂0.05~0.15份,有机硅消泡剂0.1~0.3份,和超细碳酸钙0.2~0.3份。本发明进一步提供了一种由该正电胶泥浆复合添加剂配制的钻井液。
66 钻井液
包括:膨润土,抗高温增切降滤失剂,抗高温增粘降滤失剂,页岩抑制剂,中空玻璃微球,和水。低密度钻井液稳定性好,抗高能力达180℃,具有突出的润滑、防塌及保护油气层作用,无荧光,无毒性污染,环保性能好,制备方法工艺简单,易于实施。
67 煤层气钻井用淡水基微泡钻井液
该煤层气钻井用淡水基微泡钻井液由淡水、碳酸钠、氢氧化钠、碱式碳酸锌、流型调节剂、发泡剂和稳定剂配制而成。本发明所提供的煤层气钻井用淡水基微泡钻井液主要性能不低于目前煤层气钻井过程中使用的钻井液,防漏堵漏效果好,解决了低压易漏煤层钻井过程中易发生漏失的问题,可有效提高地层的承压能力;未钻遇漏失煤层,钻井液能实现钻井所需要的各种工程性能;当遭遇漏失煤层时,自动封堵地层,继续钻进;通过处理剂的配比,使钻井液的抗劣质土固相污染能力、抗钙能力增强;钻井液性能易于维护。
68 强抑制性无固相聚胺-甲酸盐钻井液体系
含有强抑制性的聚胺类页岩抑制剂,并通常包括降滤失剂、聚合物包被剂、增黏剂、润滑剂等一些必须的处理剂,该体系不含固相,加重剂为甲酸盐。含0.1~5%页岩抑制剂,0.1~5%降滤失剂,0.1~5%包被剂,0.1~5%增粘剂,0.1~5%润滑剂,加重剂甲酸盐根据钻井过程中实际需求配加,余量为钻井液配制用水。在钻井现场还可根据现场情况添加封堵剂、pH调节剂等一些常规钻井液处理剂。本发明钻井液体系,不仅对水敏性泥页岩具有极强的抑制作用,同时由于该钻井液体系中没有粘土和重晶石等固相颗粒,大大降低了油气层的损害。
69 合成基钻井液
包括基液、碱度调节剂、加重剂和水;上述原料混匀形成的pH值为8.5-10、比重为1.2-2.0g/cm3的乳浊液即为所述钻井液;其中基液的原料组成包括柠檬烯、双戊烯、乙二醇单丁醚、烷基糖苷、醇醚羧酸盐、白油和二甲基硅油。该钻井液兼具了醚基类和α-烯烃类基钻井液的优点,其粘度受温度的变化影响较小,应用范围广;所选原料几乎不含芳香烃且价格较低,不但生产成本低,而且生物降解性好,对环境友好;可适应宽泛的酸碱条件;具有优良的表面活性、润滑性能和化学稳定性。
70 硅酸钾聚合醇水基钻井液
含量为:钠膨润土40-60;粉状速溶硅酸钾40-60;增粘剂3-6;降滤失剂4-6;封堵剂20-40;KCl?8-13;NaOH调节体系pH为11.5,自来水1000。先取1000克自来水,在搅拌下依次加入钠膨润土、粉状速溶硅酸钾、增粘剂、降滤失剂、封堵剂、KCl;用40%的NaOH调节pH至11.5,继续搅拌15min,制得硅酸钾聚合醇水基钻井液。本发明产品高温下具有良好的流变性及失水造壁性、抑制性强、封堵能力强、润滑性好、热稳定性好,能满足复杂情况下安全钻井的要求。
71 新型的低渗气层钻井液及生产方法
涉及在低渗气层实施钻井作业过程中应用的一种无粘土钻井液体系,属于低固相钻井液体系。其特征是:水作为基液,流行调节剂含量3.0%-5.0%、防水锁剂含量3.0-5.0%、抑制剂2.0-3.0%、加重剂3.0%-5.0%、pH调节剂0.1%-0.3%,钻井液中不添加粘土,添加了防水锁剂,避免了粘土颗粒和液相圈闭造成的储层伤害,储层保护效果好;该钻井液使用的聚合物处理剂都是可生物降解的聚合物,形成的滤饼可以通过完井用生物解堵液解除,不污染环境;该钻井液可广泛应用于低渗油气藏的勘探开发。
72 抗盐、强抑制、保护储层钻井液
该抗盐、强抑制、保护储层钻井液包括下列组分,各组分按重量份配比:膨润土2份~4份、抗盐土1份~3份、纯碱0.1份~0.2份、水100份、提粘剂ST-MH0.4份~0.8份、降滤失剂KNT2份~3份、页岩抑制剂SET-H0.2份~0.6份、有机复合钾盐BPC2份~6份、桥堵剂MF-Ⅱ2份-3份、生物酶储保剂CVS2份-3份。该钻井液抗盐膏层污染能力强、抑制性强。
73 抗120℃低固相强封堵低损害钻井液
是由水、增粘剂、抗氧化剂、降滤失剂、抑制剂、加重剂、封堵剂组成,加重剂的用量要使该钻井液密度分别为1.20g/cm3和1.50g/cm3。本发明还公开了上述钻井液的制备方法。本发明的钻井液解决了大斜度井、水平井常用无固相体系在低孔低渗储层的封堵问题,同时保障了钻井液体系良好的流变性能。
74 抗80℃低荧光、强封堵低损害钻井液
涉及抗80℃低荧光、强封堵低损害钻井液,是由水、粘土、增粘剂、降滤失剂、抑制剂、加重剂、封堵剂组成,加重剂的用量要使该钻井液密度分别为1.10g/cm3、1.25g/cm3和1.50g/cm3。本发明还公开了上述钻井液的制备方法。本发明的钻井液解决了中高渗、低电阻率储层的封堵问题,选用处理剂荧光级别低(=2级),符合环保要求,同时保障了钻井液体系良好的流变性能。
75 包括阳离子聚合物的井筒应用液及其使用方法
将包括阳离子聚合物的井筒应用液放入井筒中,其中该阳离子聚合物具有大约300,000道尔顿到大约10,000,000道尔顿的分子量。一种组合物,其包括井筒应用液、阳离子聚合物和盐水。
76 环保型全油基钻井液及其配制方法
环保型全油基钻井液及其制备方法,该环保型全油基钻井液按下述原料制成:基液白油、氯化钙水溶液、乳化剂、润湿剂、钻井液用有机土、复合封堵剂、提切剂、碱度调节剂、降滤失剂,在上述原料混合物中加入加重剂。本发明具有以下优点:封堵性好;粘切高、携岩能力强;钻井液EC50大于3*104mg/L,环境安全好;渗透率恢复值可达到90%至98%,储层损害小,配制工艺简单;主要应用于欠平衡、水平井等特殊施工工艺,水敏性储层及低压低渗油气井中。
77 一种有机胺强抑制防塌钻井液体系及其制备方法
组份:有机胺抑制剂G319-FTJ?1%-2%,有机抑制剂0.3%-0.5%,提粘切及ASV-2?0.3%-0.5%,低粘聚阴离子纤维素PAC-LV?0.3-0.5%,高粘聚阴离子纤维素PAC-HV?0.3-0.6%,重晶石0-3%,防腐剂0.05-0.2%,消泡剂0.1-0.3%,余量为水。本发明具有强抑制性,同时可适当提高钻井液的密度,并通过调节钻井液的流变性,形成具有强抑制性的有机胺强抑制防塌钻井液体系,从而达到稳定“双石组”泥页岩的目的。
高密度高强度石墨国内外研发现状
美国POCO Graphite Inc 利用超细粉石墨材料在2500℃以上,压力作用下的蠕变特性,成功开发再结晶石墨。再结晶石墨是在高温高压下使多晶石墨晶粒长大并走向排列而得到的高密度材料,石墨体内的缺陷(砂眼、裂纹等)消失,体积密度可达到1. 85-2.15g/cm3。
日本住友金属公司用MCMB 成功研制体积密度1.98-2.00g/cm3高密度各向同性石墨。日本无机材料研究所在沥青的苯不溶物添加蒽油和1, 2一苯并菲等高沸点有机化合物,加热至350-600℃,制成粒径>1-100 的MCVIB 在4MPa的成型压力下成型,石墨化后得到高密度各向同性石墨。
揭斐川电气公司用B阶缩合稠芳多核芳烃(COPNA)树脂为原料,在200 ℃模压成型,固化后,再在400-500℃的条件下和非氧化性气氛中热压处理,经过后续工作得到高石墨化、导热性和导电性俱佳的高强高密(1. 85g/cm3) 石墨材料。
与发达国家相比还有很大差距
然而,尽管天然石墨是中国的优势矿物资源,储量、产量、国际贸易量均居世界前位,但中国的石墨产业布局严重畸形的局面却亟待改变。民进中央长期调研发现,长期以来国内石墨产业矿产资源资料落后,生产品级划分不严,浪费严重,基本上处于采选和初加工阶段,技术严重落后,产品绝大部分为普通中高炭矿产品。值得注意的是,日、美等发达国家将天然石墨作为战略资源,却利用中国的廉价原料,深加工成能够在电子、能源、环保、国防等领域应用的先进石墨材料,以极高的价格占领国际市场并返销中国。
我国石墨主要出口国家分别是美国、日本、韩国、德国等,每年出口量占世界各国总出口量的80%以上。日本是全球最大的石墨进口国,其中98%从我国进口,美国天然鳞片石墨完全依靠进口,其中48%来自我国。我国石墨初级产品的出口国又恰恰是我国高附加值石墨产品的进口国。在我国大量出口石墨初级产品的同时,美、日、韩等发达国家却早早把石墨列为战略资源,严格控制开采,以采代购。
高纯石墨 发展高附加值石墨制品的关键
中国生产的天然石墨产品中,绝大部分是最初级的加工产品。这些初级加工产品,都面临着产能过剩的问题,而产能过剩又压制了价格。伴随初级产品出口为主,中国石墨的高附加值产品研发和生产则明显缺失,随着科学技术的不断进步,高纯微细石墨的用途越来越广。普通的高碳石墨产品已不能满足原子能,核工业的飞速发展急需大量的高纯石墨。
据2011年不完全统计,中国高纯石墨年需求量约为20万吨左右。国外以其技术优势在高纯石墨方面占据领先地位,并在石墨高技术产品方面对中国进行禁运。目前中国高纯石墨技术只能勉强达到纯度99.95%,而99.99%乃至以上的纯度只能全部依赖进口。2011年,中国天然石墨产量达到约80万吨,均价约为4000元/吨,产值约为32亿元。目前,进口99.99%以上高纯石墨的价格超过20万元/吨。其进出口由于技术壁垒导致的价差非常惊人。
加强技术研发,提高产品质量
高密度高强度石墨较传统石墨除了具有高密度,高强度的强度外,还具有良好的热稳定性。良好的热稳定性是使石墨高温使用中抗氧化性能大幅度提高,特别在模具行业,比传统石墨可延长20-50% 的寿命。
对于中国石墨行业而言,技术进步是其发展的重心和关键。许多国家,尤其是一些发达国家,不断致力于提高技术水平来开发石墨新产品和新用途,甚至由于多年积累,已经形成寡头垄断的态势。例如氟化石墨主要由美、日、俄生产;膨胀石墨主要由美、日、德、法等国垄断;其中高纯膨胀石墨只有日本生产。
近几年,我国涌现出许多石墨新技术和优秀科技成果,高纯石墨材料开发与应用取得了可喜的进步。只有不断依靠技术创新提高企业核心竞争力作为生存发展之道,不断培育技术人才,加大科技投入,提高科技转化、创新能力,才是石墨企业发展的根本。 为帮助国内石墨生产企业提高产品质量,发展高端产品,我们特收集整理精选了本专集资料。
石墨提纯 现有工艺存在缺陷
随着技术的不断发展,通过选矿工艺得到的鳞片状高碳石墨产品己不能满足某些高新行业的要求,因此需要进一步提高石墨的纯度。目前,国内外提纯石墨的方法主要有浮选法、酸碱法、氢氟酸法、氯化焙烧法、高温法等。其中,酸碱法、氢氟酸法与氯化焙烧法属于化学提纯法,高温提纯法属于物理提纯法。
1、 浮选法:是利用石墨的可浮性对石墨进行富集提纯,适应于可浮性好的天然鳞片状石墨,石墨原矿经浮选后最终精矿品位通常为90%左右,有时可达94%~95% 。使用此法提纯石墨只能使石墨的品位得到有限的提高,是因为部分硅酸盐矿物和钾、钠、钙、镁、铝等化合物里极细粒状浸染在石墨鳞片中,即使细磨也不能完全单体解离,所以采用选矿方法难以彻底除去这部分杂质。
2、 酸碱法:是当今我国高纯石墨厂家中应用最广泛的方法,其原理是将NaOH与石墨按照一定的比例混合均匀进行锻烧,在500-700℃氯化焙烧法的高温下石墨中的杂质如硅酸盐、硅铝酸盐、石英等成分与氢氧化钠发生化学反应,生成可溶性的硅酸钠或酸溶性的硅铝酸钠,然后用水洗将其除去以达到脱硅的目的;另一部分杂质如金属的氧化物等,经过碱熔后仍保留在石墨中,将脱硅后的产物用酸浸出,使其中的金属氧化物转化为可溶性的金属盐,而石墨中的碳酸盐等杂质以及碱浸过程中形成的酸溶性化合物与酸反应后进入液相,再通过过滤、洗涤实现与石墨的分离,从而达到提纯的目的。但是此种提纯方法的缺点在于需要高温锻烧,设备腐蚀严重,石墨流失量大以及废水污染严重,且难以生产碳含量99.9%及以上的高纯石墨。
3、 氢氟酸提纯法:是利用氢氟酸能与石墨中几乎所有的杂质反应生成溶于水的化合物及挥发物,然后用水冲洗除去杂质化合物,从而达到提纯的目的。使用氢氟酸法提纯石墨,除杂效率高、能耗低,提纯所得的石墨品位高、对石墨的性能影响小。但由于氢氟酸有剧毒和强腐蚀性,生产过程中必须有严格的安全防护措施,对于设备要求严格导致成本升高;另外氢氟酸法产生的废水毒性和腐蚀性都很强,需要严格处理后才能排放,环保环节的投入又使氢氟酸法的成本大大增加,如污水处理稍不到位,会对环境造成巨大污染。
4、氯化焙烧法是将石墨矿石在一定高温和特定的气氛下焙烧,再通入氯气进行化学反应,使石墨中的杂质进行氧化反应,生成熔沸点较低的气相或凝聚物的氯化物及络合物逸出,从而达到提纯的目的。由于氯气的毒性、严重腐蚀性和污染环境等因素,在一定程度上限制了氯化焙烧工艺的推广应用。
5、高温法提纯石墨,是因为石墨是自然界中熔点、沸点最高的物质之一,熔点为3850 士50℃,沸点为4500℃,远高于所含杂质的熔沸点,它的这一特性正是高温法提纯石墨的理论基础。将石墨粉直接装入石墨士甘锅,在通入惰性保护气体和少量氟利昂气体的纯化炉中加热到2300~3000℃,保持一段时间,石墨中的杂质因气化而溢出,从而实现石墨的提纯。虽然高温法能够生产99.99%以上的超高纯石墨,但因锻烧温度极高,须专门设计建造高温炉,设备昂贵、投资巨大,对电力口热技术要求严格,需隔绝空气,否则石墨在热空气中升温到450℃时就开始被氧化,温度越高,石墨的损失就越大。这种设备的热效率不高,电耗极大,电费高昂也使这种方法的应用范围极为有限,只有对石墨质量要求非常高的特殊行业(如国防、航天等)才采用高温法小批量生产高纯石墨。
(二) 低能耗石墨提纯技术 国内最新研制
据恒志信网消息:针对石墨提纯现有技术存在的问题。武汉工程大学研制成功一种对天然石墨进行高纯度提纯的方法及装置。该方法能耗低,所得到的石墨的纯度高,其装置简单。
与现有技术相比,新工艺的有益效果是:
1、工艺新颖、装置简单、能耗低、升温迅速,是采用等离子体炬加热技术,利用热等离子体局部超过4000℃的高温,使石墨原料中的杂质在短时间内充分气化,实现提纯石墨目的,可以实现石墨的连续提纯。
2、原理与现行高温提纯法一致,但由于是将石墨粉直接送入具有极高温度的等离子体焰流中直接加热,因此热利用率极高。而采用现有高温炉提纯,热能除了加热物料外更多的是在加热炉体,并被散发到环境中。
3、采用新技术工艺,石墨的纯度高(碳质量含量≥98.7%)。初始碳质量含量90% 、粒度100目的石墨,经过一次提纯后碳质量含量98.7% ;经过第二次提纯碳质量含量99.5% 经过第三次提纯碳质量含量99.9%;如再经过几次循环石墨提纯到碳质量含量99.99%。
资料中详细描述石墨提纯的方法及其装置,其能耗远低于现行高温提纯法。石墨的纯度高,装置简单。
(三)天然隐晶质石墨(矿)剥离提纯方法
天然隐晶质石墨是我国的优势矿产资源之一,主要用于铸造、石墨电极、电池碳棒、耐火材料、铅笔和增碳剂等方面。隐晶质石墨晶体极小,石墨颗粒嵌于粘土中,很难分离。由于隐晶质石墨原矿品位高(一般含碳60%-80%),部分可达95%,平均粒径。.01-0.1μm,用肉眼很难辨别,故称隐晶质石墨,俗称土状石墨。与鳞片石墨相比,土状石墨碳含量高,灰分多,晶粒小,提纯技术难度大,使其应用范围受到极大限制。在我国,通常都是将开采出来的石墨矿石经过简单子选后,直接粉碎成产品出售。因此天然隐晶质石墨资源得不到充分的利用,甚至盲目出口,造成资源的浪费。鉴于天然隐晶质石墨的技术含量和附加值极低,而我国市场需要的高纯超细石墨则多数依赖进口,开展天然隐晶质石墨的提纯新方法尤为紧迫。
据恒志信网消息:湖南大学最新研制成功天然隐晶质石墨的提纯新方法,解决了现有技术中天然石墨矿,特别是隐晶质石墨提纯技术难度大、成本高、污染大、资源浪费严重的问题,适用于不同品味、不同矿质的天然石墨的提纯,且成本低,环境污染小,低能耗,简单易行,具有广泛的应用前景。
天然隐晶质石墨的提纯新方法具有如下优点:
1、新技术所采用的插层剂原料价格低,可循环使用或回收利用。
2、新技术对石墨结构无明显破坏,也不会产生明显缺陷,对大尺寸鳞片石墨具有保护作用。
3、新技术所生产的产品多元化(高碳石墨、高纯石墨、石墨烯和石墨烯纳米片) ,可根据市场需求调整产品结构。
4、新技术可在现有石墨浮边生产线上增添一定工艺设备进行实施,工艺简单,设备要求低,条件温和,成本低。
5、新技术不使用酸和碱,污染物产生少,对环境友好。
6、新技术适用于不同的固定碳含量的天然石墨矿,也可用于与辉钼矿的剥离提纯。
技术指标:原料:高碳隐晶质石墨粉(固定碳含量为43.2% 200目)
成品:高纯石墨(碳含量99.95% ),石墨回收率72% 。
【资料描述】
资料中详细描述了天然隐晶质石墨的提纯新方法、矿浆液调制方法、超声剥离的矿浆液、浮选、提纯等等步骤、以及生产实施例等等。
纯度≥99.999% 天然石墨高温提纯新技术
【石墨高温提纯技术背景】
石墨作为工业原料,尤其在一些特殊行业以及原子能工业、汽车工业、航天技术、生物技术等高新技术工业,不但对石墨的碳含量要求极高,同时也要求在石墨的成分中不能含有过多的微量元素,必须是99.9%以上的高纯度石墨,然而现在一般的天然石墨含碳量均无法满足这些行业对高纯度石墨的要求,目前对天然石墨采取的提纯法仍是利用石墨的耐高温的性能,从而使用高温电热法提高石墨纯度,由于此工艺复杂,需要建设大型电炉,电力资源浪费严重,同时需要不断通入惰性气体,造成成本高昂。尤其重要一点,是当石墨纯度达到99.93%时,己达到极限,无法使石墨的固定碳含量继续提高。目前对于氯气提纯尚未形成工业化生产。
现有技术存在工艺复杂、对原料的颗粒选择过大等缺点。国内外有采用高温提纯天然鳞片石墨,即将天然石墨装入己石墨化过的石墨士甘塌内进行石墨化提纯,利用石墨士甘锅具有良好的导电、导热以及耐高温特性,石墨灰粉2700℃度以上高温气化逸出,该方法能将纯度提高至99.99% 以上,但高温石墨纯化存在纯化时间长、工艺流程复杂、要求较高的温度同时严重浪费电力资源,然而化学提纯石墨的方法由于工艺落后,对于小颗粒的石墨不能较好的回收,对环境造成污染,并且纯度亦不能满足市场对产品的需求。
【高纯度天然石墨的提纯新方法 研制成功】
据恒志信网消息:针对上述现有技术存在的问题中。国内新研制成功一种纯度高、工艺简单、节省电力资源、利于石墨回收的高纯度天然石墨的提纯方法。是采用高温提纯石墨的方法,经过高温反应、化学提纯、洗涤、脱水后获得高纯度的石墨,利用氧化剂、络合剂与天然石墨进行反应,去除原料中杂质,得到微量元素含量低,性能稳定的石墨。新工艺对含碳量>60%的石墨原料进行纯化,得到纯度大于99.9991%,灰粉<1PPM,微量元素<0.5PPM的石墨,具有工艺简单,易于操作,生产效率高,耗电量低,不需要大型的加工设备,节约生产成本。
【新技术优点】
在石墨提纯工艺中均采用化学提纯或氧化提纯工艺,对于6000目以上的天然石墨则提纯的纯度很难达到99.9以上。
1、新提纯工艺利用氧化剂和络合剂与天然石墨原料进行化学反应,去除原料中Si02 、A1203 、MgO 、CaO 、P205、CuO 等杂质,从而生产出微量元素含量低,性能稳定的产品。而现有国内石墨提纯工艺中均采用化学提纯或氧化提纯工艺,对于6000目以上的天然石墨则提纯的纯度很难达到99.9以上。
2、目前国内大多在提纯过程中采用自来水用于石墨的提纯工艺中,由于一般的水质中均含有Ca2+、Mg2+、CL-、Si2+等离子物质,不利于去除石墨中本身所含有的Si02 、A1203 、MgO 、CaO 、P205 、CuO等杂质,新技术方案的工艺中采用经过离子交换树脂处理过的不含Ca2+、Mg2+、CL-、Si2+等杂质离子的纯水,更好的去除石墨中所含有的Ca2+、Mg2+、CL-、Si2+ 等杂质离子,同时可以使石墨中的pH 值达到6.4-6.9 。从而得到纯度高达99.999% 以上,灰粉<1PPM,微量元素<0.5PPM的石墨。
3、新技术方案工艺中将反应釜内的温度加热至85-90℃,可以是石墨与所加入的氢氟酸、盐酸、硝酸和乙二胺四乙酸与石墨中的所含的Ca2+、Mg2+、CL-、Si2+等杂质离子能够进行充分的化学反应,通过洗涤、脱水后,去除石墨中含有的Si02 、A1203 、MgO 、CaO 、P205、CuO等杂质,新技术方案中所选用的温度范围,并按照所述的温度范围进行提纯,能够使提纯达到最佳效果。络合剂具有分散、悬浮作用和很强的络合能力,在较小用量甚至极小用量就能达到需要的络合程度,络合剂还能有Ca2+、Mg2+等金属离子发生络合,形成金属络合物,从而达到去除金属离子的目的。
4、新技术方案工艺中加入的络合剂能是络合剂与石墨中的Ca2+、Mg2+等离子发生络合,形成金属络合物,通过洗涤、脱水去除石墨中含有的Si02 、A1203 、MgO 、CaO 、P205、CuO等杂质,技术方案选用合适的络合剂,并按照所述的比例加入进行提纯够进一步提高纯化的效果.
5、新技术工艺可对粒度为100-10000目,含碳量>60% 的石墨原料进行纯化,得到纯度为99.999% 的石墨成品,具有工艺简单,易于操作,反应时间短,生产效率高,耗电量低,在提纯过程中不需要大型的加工设备,节约生产成本。所得产品可应用于电子工业、国防尖端工业、化学分析工业、核工业、航天工业等高科技领域。
【高纯度天然石墨的提纯方法】部分摘要
提纯步骤为:
步骤一、取含碳量>60% 的石墨400公斤,放入反应釜Ⅰ内,按石墨的重量百分比依次加入30公斤乙二胺四乙酸、50公斤氢氟酸(浓度40%)、2公斤硝酸(浓度98%)。盐酸(浓度30%),后加入100L水,开机搅拌,转速200转/分钟,搅拌时间20分钟;
步骤二、升温反应,开启反应釜上温控装置,使反应釜内的温度升至85℃,反应4小时,反应过程中每隔50分钟搅拌一次,每次搅拌时间3分钟,搅拌速度200转/分钟,反应完成后,再静置3小时,静置完成后排出反应釜内尾气,制得混合料浆A;
步骤三、将混合料浆A 置入冷却塔Ⅱ内,向冷却塔Ⅱ内注入重量为混合料浆A两倍量的纯水,形成混合料浆A-2,边注水边搅拌,搅拌速度200转/分钟,搅拌至冷却塔II内的温度降至35℃止,完成降温后,打开冷却塔II 的放料阀,将混合料浆A-2 置入洗涤器Ⅲ内;
步骤四、将混合料浆A-2置入洗涤器Ⅲ中后,向洗涤器Ⅲ中注入纯水,边注水边洗涤,洗涤器Ⅲ的洗涤转速500转/分钟,洗涤至混合料浆A-2 的pH值呈6.4止,后将洗涤器III的转速设置为1000转/分钟,进行离心脱水,脱水至混合料浆A-2的含水量为20%止,停止脱水,制得混合料浆B;
步骤五、混合料浆B 重新放入反应釜Ⅰ内,按石墨重量百分比加入80公斤硫酸(浓度98%)、40公斤氢氟酸(浓度40%),然后加入纯水100L,搅拌20分钟,搅拌速度为200转/分钟;
步骤六、第二次升温反应,开启反应釜Ⅰ的温控装置,使反应釜Ⅰ内的温度升至85℃,反应2小时,反应过程中每隔1小时进行一次搅拌,每次搅拌时间3分钟,每次搅拌速度为200转/分钟,反应结束后,关闭电源,打开反应釜I 上的尾气排放阀,将反应釜I内的废气排出,制得混合料浆C;
步骤七、 步骤八、步骤九、步骤十、步骤十一、步骤十二
...............略 详细步骤请见本资料专集
步骤十三、将脱水后的混合料浆H 送至烘干设备上烘干,烘干温度为150-350 ℃,烘干后的含水量<0.1% ,碳含量为99.9991% -99.9995%,制得产品;
【资料描述】
资料中详细描述了高纯度天然石墨的提纯技术的制备方法、现有技术所存在的问题,性能和优点、实施例等等。
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