[发明专利]高强钻井井壁新型微膨胀高强节间注浆材料

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种高强钻井井壁新型微膨胀高强节间注浆材。

背景技术

我国目前除加大对老矿井挖潜改造外，最主要的是进行新型大型矿井的建设。在新井建设时穿过的表土冲积层将越来越厚。今后，还将要开发表土层更为深厚的煤炭资源。在如此深厚的表土层中建井，当采用钻井法施工时，为抵御强大的地压作用，必须要采用高强钻井井壁结构。如山东龙固矿主、风井表土层下部采用了内层钢板高强高性能混凝土复合井壁，安徽板集煤矿主、副、风井表土层下部采用了双层钢板高强高性能混凝土复合井壁，混凝土强度等级都为C70，通过试验研究和设计计算表明，它们都具有很高的承载能力，在地面预制的每节井壁结构自身满足强度要求。但在井壁下沉过程中，是将地面预制好的井壁底和井壁逐节运送到井口，依次对接，在测量调整垂直度时，上、下两法兰盘间空隙先用铁楔垫，然后上螺栓再施焊，最后向剩余空隙内充填水泥浆。由于目前使用的充填水泥浆为普通水泥加水配制而成，凝固后强度较低，无法与现行的钢板高强混凝土复合钻井井壁自身结构相匹配，钻井井壁节间是强度减弱环节，难以满足强度要求。另外，普通水泥浆在凝固硬化过程中将要产生一定量的收缩作用，使得井壁节间法兰盘之间往往存在一定的间隙，这对井壁的竖向受力和传力非常不利。

发明内容

本发明为克服现用井壁配浆材料强度低，收缩性大的缺点，提供一种高强钻井井壁新型微膨胀高强节间注浆材料。

本发明是通过以下技术方案实现的：

高强钻井井壁新型微膨胀高强节间注浆材料，其特征在于：其原料组分的重量配比为：

普通硅酸盐水泥      57-63％

 硅粉            5-7％

水泥膨胀剂       5-7％

高效减水剂       0.4-0.8％

水               25-29％。

所述的高强钻井井壁新型微膨胀高强节间注浆材料，其特征在于：其原料组分的重量配比为：

普通硅酸盐水泥    60％

硅粉              6％

水泥膨胀剂        6％

高效减水剂        0.6％

水                27.4％。

所述的高强钻井井壁新型微膨胀高强节间注浆材料，其特征在于：普通硅酸盐水泥是指P.O 52.5普通高强硅酸盐水泥。

所述的高强钻井井壁新型微膨胀高强节间注浆材料，其特征在于：硅粉和高效减水剂(主要成份为β-萘磺酸甲醛缩合物钠盐)。

本发明的原料配比采用普通高强硅酸盐水泥和高效减水剂外，特别添加了水泥膨胀剂和硅粉作为掺合材料，以达到高强节间注浆材料的优异性能，其中硅粉和膨胀剂的作用如下：

硅粉：能使注浆材料的强度显著提高，其强度因掺入品种及掺量的不同可提高约40％～100％；能使新拌水泥浆液的和易性获得显著改善，掺入硅粉后，水泥浆液没有离析和泌水现象；能让硅粉水泥浆液凝固后孔隙变小(属超微量孔隙)，抗渗性等耐久性能比普通水泥浆液均有很大提高，内掺5％～10％的硅粉时，抗渗性提高约6倍；其他抗碱骨料反应、抗化学侵蚀性、抗腐蚀性也有大幅度提高。

膨胀剂：使水泥浆液在硬化过程中产生适度膨胀，从而避免水泥浆在凝固硬化后在井壁节间法兰盘之间出现间隙现象。

本发明井壁配浆材料强度强，收缩性小，适合于作井壁节间注浆材料。

具体实施方式

本发明高强钻井井壁新型微膨胀高强节间注浆材料主要由普通硅酸盐水泥、硅粉、高效减水剂、水泥膨胀剂和水配制而成，其中各原料组分的重量配比分别为：普通硅酸盐水泥60％；硅粉6％；水泥膨胀剂6％；高效减水剂0.6％；水27.4％。其中普通硅酸盐水泥为P.O 52.5，高效减水剂主要成份为β-萘磺酸甲醛缩合物钠盐；水泥膨胀剂主要采用特种膨胀熟料、硅铝酸盐熟料与石膏配制而成，可市场采购。具有粘度适中，满足注浆泵泵送性能。