[发明专利]一种用于煤层气开采的低密度压裂支撑剂及其制备方法

权利要求书

1.一种用于煤层气开采的低密度压裂支撑剂，其特征在于：包括以下重量百分比的原料：低品位铝矾土10-20％、粉煤灰20-30％、煤矸石50-60％;所述低品位铝矾土中，A1₂O₃与SiO₂所占的重量百分比为：A1₂O₃为58-65％，SiO₂为5-20％；所述粉煤灰中，A1₂O₃与SiO₂所占的重量百分比为：A1₂O₃为30-40％，SiO₂为35-45％；所述煤矸石中，A1₂O₃与SiO₂所占的重量百分比为：A1₂O₃为30-40％，SiO₂为40-50％;

所述的用于煤层气开采的低密度压裂支撑剂的制备方法，包括以下步骤：

1）原料预处理：将低品位铝矾土生料轻烧预处理脱去结晶水，轻烧温度为650℃-800℃，保温时间为1-2h；

2）粉碎混合：将预处理后的低品位铝矾土、煤矸石和粉煤灰按比例配成混合料，装入行星式球磨机混合均匀连续球磨，介质为蒸馏水，混合料︰球：水的质量比为1︰2：1，球磨时间为2-24h，直到浆料能通过325目的标准筛网，随后将浆料倒入托盘中，放置于电热恒温鼓风干燥箱中于110℃干燥10~12h，直至托盘恒重为止，即得到初始粉料；

3）造粒成球：将步骤2）所得原料倒入糖衣机内造粒，造粒过程中边转动边喷入水雾,到形成母球后再间歇添加粉料并喷入水雾,待母球长大密实后停止喷水,糖衣机继续转动1-2h进行抛光处理，得生球粒；

4）干燥：将步骤3）所得生球粒置于干燥箱中干燥，设定温度为150℃-200℃，时间为2h-3h；

5）煅烧：将步骤4）制得的球粒置于马弗炉中,以5℃/min-8℃/min的升温速度自室温升至1200℃-1400℃烧结,保温1-2h，得烧结后的陶粒；

6）冷却筛分：采用随炉冷却的方式对烧结后的陶粒冷却，之后过20-40目筛，得到成品陶粒支撑剂。

2.根据权利要求1所述的用于煤层气开采的低密度压裂支撑剂，其特征在于：包括以下重量百分比的原料：低品位铝矾土20％，粉煤灰27％，煤矸石53％。

3.根据权利要求1所述的用于煤层气开采的低密度压裂支撑剂，其特征在于：所述低密度压裂支撑剂的体积密度为1.3-1.5g/cm³，视密度为2.3-2.5g/cm³；闭合压力为35MPa时破碎率为3％-10％。

4.根据权利要求1所述的用于煤层气开采的低密度压裂支撑剂，其特征在于：球磨用球为刚玉球。

5.根据权利要求1所述的用于煤层气开采的低密度压裂支撑剂，其特征在于：造粒成球过程中的加水量为原料总重量的10%-12%。