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建立铁矿粉压球机成型的粒度方面质量标准和复

发布时间:2018-05-21 09:24| 浏览: |来源: 天音彩票开奖

铁矿粉压球机成型时对铁矿粉需要加重剂中最为常见的种类。铁矿粉自身密度大,颗粒细小.与球团体系不发生化学反应.物理化学性质稳定.按不同比例添加后可大幅度提高浆体密度,但是同时又会对浆体的流变、强度、沉降稳定性等主要性能产生影响.如何在保证性能优异的情况下.获得高密度乃至超高密度的球团是研究的热点和难题选用粒度较细的铁矿粉(8oo目、1200目)配制高密度球团,能获得较好的球团性能。但是使用粒度较粗的铁矿粉(400目以下)则很难得到性能良好的球团 而将高低目数不同粒度的铁矿粉进行复配,得到特殊的粒径分布.发挥填充作用。
可取的更佳的性能,同时节约成本.   球团干混物的堆积体积百分比(PVF)是衡量颗粒之间达到给定密实状态时的相容能力 将干粉混合物充满矿粉压球机中并达到给定的压实程度,将容器体积被干粉压球机实际占容器中的体积(绝对体积)除便可测出PVF。PVF实际就是堆积密度与比重(绝对密度)的比值。 完全一样(单分散相)的球形颗粒最完美的堆积方式是正六角形堆积.其PVF可达0.74 同一种球形颗粒之间任意堆积的PVF是0.64。当干粉颗粒具有不同尺寸(多分散相)时,也就是由不同粒度的颗粒组时.其PVF越高,因为小尺寸颗粒可以充填于大尺寸颗粒之间的空隙.从而使PVF接近于1.这就是紧密堆积理论中颗粒级配的原理.设计高性能的超高密度油井球团正是利用这种PVF最大化原理.采用不同粒度的加重剂进行颗粒级配.使单位体积球团内的固相颗粒增加.尽量降低其水灰比。并且提高球团石的抗压强度.降低其孔隙度和渗透率.实现球团体系的密度的增加和性能的优化。
    实验中矿粉压球机用到的材料有山东G级高抗硫油井球团.200目硅粉(PC一82),赤铁矿粉(80目,200目,400目,800目,1200目),降失水剂,消泡剂。实验主要集中研究2.1g/em 密度的球团体系.配方(外掺料和外加剂的加量均以球团重量为基础)如下:SD+35%PC一82+40%赤铁矿粉十4.5%PCG8OL+0.45%PCX60L+水按此配方分别进行了不同目数赤铁矿粉的二元复配实验.主要评价了球团的流变性能(9O℃)和抗压强度性能(90%养护24小时)。 
    分别进行了密度为2.1g/em 的不同目数赤铁矿粉的颗粒级配实验,以200目和1200目赤铁矿粉复配实验为例(见下表)。相同的实验方法得到其他不同目数的复配实验数据。通过激光粒度仪分析检测得到了各种硅粉、 赤铁矿粉的粒径分布累积曲线。通过计算.将按照不同比例复配的铁矿粉组合的粒径累积曲线做出来.并挑选出浆体性能较优的复配组和流变性能较差的复配组.对比相应的粒径累积曲线。 
    性能较优的复配组比例和粒径曲线如下。单从曲线看出.性能较好的组的级配曲线大致有两类。第一类如单独使用800目和1200目.粒径全部在10um以下:第二类复配后,在10um附近(5um~30um)出现明显的断层区.即该粒径范围的颗粒较缺失 而该粒径范围恰是球团颗粒的主要分布区.猜想可能铁矿粉在该区缺失后.与球团颗粒形成连续级配,对强度和流变性更有利。
   流变性能较差的复配组比例和粒径曲线如下可以看出,粒径较大的铁矿粉单独使用时,如8O目、200目、400目,流变性能都较差。从曲线上看,流变性能较差的曲线特征明显,超过70%颗粒的粒径大于10um,尤其是3um~10um的颗粒最为缺失。 
结论
通过上述实验。初步得到以下结论。强度和流变性能较好的配方.其级配曲线表现出两种形式:一种是颗粒较细,粒径全部在l0mm以下;另一种是在10mm附近(5mm~30mm)出现明显的断层区.即该粒径范围的颗粒较缺失.而该粒径范围恰是球团颗粒的主要分布区.猜想可能铁矿粉在该区缺失后.与球团颗粒形成连续级配.对强度和流变性更有利:流变性能较差的配方.曲线特征明显.超过70%颗粒的粒径大于10uin,尤其是3uin~10uin的颗粒最为缺失。据此可建立铁矿粉压球机成型的粒度方面质量标准和复配使用时的依据。


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