用于支撑剂固体的闪涂处理制造技术

本文公开了用于涂覆的或未涂覆的支撑剂的处理方法，该处理方法尤其能够在利用常规的运输设备的常规装卸过程期间控制扬尘和/或为所述支撑剂固体增加功能特征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2013年11月15日提交的申请号为61/904,833的美国临时专利申请以及2013年10月31日提交的申请号为61/898,328的美国临时专利申请的优先权，它们每个的公开内容通过引用在此并入。领域本文公开的实施方案涉及，例如对涂覆的或未涂覆的支撑剂的处理，所述处理尤其能够在采用典型运输设备的典型装卸工序的过程中控制扬尘和/或为支撑剂固体增加功能特征。背景由支撑剂(涂覆的和未涂覆的)装卸产生的粉尘已是多年来受关注的方面。粉尘可以是令人生厌的东西、对健康的危害，并且还扰乱在压裂工艺期间生产的油和气产品的生产。控制粉尘的现有方法还不足。已尝试通过使用添加剂或增加洗涤来解决支撑剂制备方法中的缺陷。然而，它们还不能在维持支撑剂的必要性能(例如流动和强度)的同时还是有效的。例子例如可以在美国专利第7,270,879号中找到，其显示产生的粉尘很可能是令人生厌的东西，而应当避免。此外，各种方法可用于降低粉尘的影响，其包括例如机械隔绝(例如面罩)、通风和其它用以减少暴露于操作中的粉尘的遏制策略。但这些方法不减少粉尘，而是减少粉尘的影响。用于减少粉尘的现有方法包括将潜在的粉尘源转化成固体、糊状物或液体。然而，在这些中没有一个适合于必须保持干燥和自由流动以与现有的气动的和干燥的固体材料转移装卸设备一起使用的压裂支撑剂或砂。这种相同的要求有效地排除了将微粒润湿至肉眼和触摸明显可察觉的常规湿处理的应用。这样的细颗粒固体的湿度导致结块、聚集并给重力进料排料系统或气动输送设备带来了增加的困难。其它化学方法例如描述在美国专利第5,480,584号和美国专利第7,270,879号中，但该方法不适用于压裂支撑剂或砂，因为支撑剂会结块、聚集或者以其它方式实质性改变它们的自由流动特性，使得常规的气动输送设备呈现效力减退或损失。所述方法也不会是非常具有成本效益的。因此，扬起的支撑剂粉尘相对于其它形式的粉尘存在独特的处理和控制问题。例如，路表面通常被固定就位，从而可以应用处理并允许处理一段时间来渗透和固化。类似地，煤矿看见固定的处理表面。支撑剂往往通过重力卸料或气动输送而经常移动，并且很大程度上依赖于自由流动的形式以用常规装卸设备来装载或卸料。支撑剂还应当是与具有相当复杂的物理和化学性能的压裂流体在化学上相容的且可被其湿润从而起作用。因此，粉尘控制的传统形式在用于支撑剂时已经不够有效。因此，存在对用于控制粉尘的改进的产品和方法的需求。此外，存在通过在被施加至支撑剂的任何涂层中包含官能分子来官能化支撑剂以控制粉尘的需求。本文公开的实施方案满足了这些需求和其它需求。
技术实现思路
本文公开的实施方案提供了用于采用能够抑制或减少粉尘的形成和释放的液体处理剂处理支撑剂固体(例如涂覆的或未涂覆的压裂砂、矾土、陶瓷等)的方法。在一些实施方案中，当被处理的固体被用作井中的支撑剂时，所述方法不会不利地影响被处理的固体的可润湿性、自由流动特性或者支撑剂性能。本文公开的实施方案提供了能够在运输和/或卸料过程中并且在不一定使用已安装的生产设备的情况下在运动中快速施加液体处理剂的方法。因此，在一些实施方案中，该方法可以在转移容器中、在制造现场或在转移或卸料过程中和/或在井场使用前的任一点处实施。在一些实施方案中，该方法在支撑剂已经从散装存储位置收集之后并且在装载、运输至井场或在井场卸载用于输送的过程期间与支撑剂一起实施。在一些实施方案中，该方法允许被处理的支撑剂保持其自由流动特性以继续使用常规的气动装卸设备。在一些实施方案中，该方法在不会不利地影响其在常规压裂流体中使用的情况下实施。在一些实施方案中，该方法包括在一个或多个这样的步骤期间使一种或多种支撑剂固体与涂层组合物接触，在这样的步骤中涂层组合物在其施加的几秒内形成控制粉尘自被涂覆的支撑剂扬起的保护性涂层。在一些实施方案中，除了减少粉尘产生或释放之外，该涂层为被涂覆的支撑剂提供功能益处。在一些实施方案中，涂层包括或者是疏水性涂层。可采用本文描述的实施方案给支撑剂增加的附加功能特征的例子包括但不限于阻垢、减小摩擦、含示踪剂的涂层、冲击改性剂、化学添加剂的受控递送、硫化物控制、复合涂层、分阶段和延时释放涂层、耐酸和耐碱涂层、腐蚀抑制剂、改善抗压碎性的添加剂、抑制石蜡或沥青质沉淀的试剂、改善导流能力的涂层和用于从产生的流体去除目标阴离子和卤素的涂层。在一些实施方案中，该方法包括使细颗粒支撑剂固体(例如规定尺寸的砂或陶瓷微粒)与液体处理剂接触，所述液体处理剂包含以下的一种或多种：(a)单糖和/或多糖溶液；(b)低分子量的矿物油；(c)植物油；(d)聚乙烯和油的混合物；(e)C6-C16烷氧基化醇；(f)聚合物和共聚物混合物，其包含一种或多种离子和非离子的丙烯酸聚合物、丙烯酸酯聚合物、丙烯酰胺聚合物、乙酸乙烯酯聚合物、苯乙烯/丙烯酸/丙烯腈共聚物；(f)交联的瓜尔豆胶；(g)羧甲基纤维素；(h)淀粉；(i)车前子粉；(j)基于钾的超吸收性聚合物；(k)共聚物；以及(I)前述的混合物。本文描述的实施方案可用于快速涂覆压裂砂、陶瓷、矾土和在水力压裂或使用重力进料器系统、皮带输送机和气动输送装置的类似工业中使用的其它细颗粒固体。本文描述的方法可用于抑制扬尘形成，防止可附着在固体表面或掺杂在散料固体中的已有粉尘变为空气传播的，保持被处理的固体的球度和完整性，基本上减少或避免从被输送的固体产生扬尘排放的同时维持被处理的颗粒的自由流动特性，和/或为被处理的支撑剂增加功能性化学效果。本文描述的实施方案提供了用于处理自由流动的细颗粒支撑剂固体的方法。在一些实施方案中，该方法包括使固体与液体处理剂接触少于5秒钟，所述液体处理剂具有基本上保持被处理的固体的自由流动特性的液体处理剂的量。在一些实施方案中，所述固体不止一次与液体处理剂接触并且每个接触步骤少于5秒钟。在一些实施方案中，所述接触包括基本上同时从多于一个的方向喷涂固体。在一些实施方案中，所述固体与液体处理剂接触少于2秒钟。在一些实施方案中，所述固体与液体处理剂接触少于1秒钟。在一些实施方案中，所述固体与液体处理剂接触固体下落4英尺的距离用去的时间。在一些实施方案中，液体处理剂包含多糖溶液。在一些实施方案中，所述液体处理剂包含C6-C16烷氧基化醇。在一些实施方案中，所述液体处理剂包含至少一种丙烯酸聚合物。在一些实施方案中，所述液体处理剂包含丙烯酸共聚物。在一些实施方案中，所述液体处理剂包含至少一种C6-C16烷氧基化醇和至少一种丙烯酸聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理自由流动的细颗粒支撑剂固体的方法，所述方法包括：使所述固体与液体处理剂接触少于5秒钟，所述液体处理剂的量基本上保持被处理的固体的自由流动特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.31 US 61/898324;2013.11.15 US 61/9048331.一种用于处理自由流动的细颗粒支撑剂固体的方法，所述方法包括：
使所述固体与液体处理剂接触少于5秒钟，所述液体处理剂的量基本上保持被处理的
固体的自由流动特性。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体与所述液体处理剂的接触多于一次并且
每个接触步骤少于5秒钟。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述细颗粒支撑剂固体包括未涂覆的砂、具有固化
或部分固化的涂层的砂、矾土、陶瓷、涂覆的矾土、或陶瓷。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述细颗粒支撑剂固体是未涂覆的砂
或树脂涂覆的砂。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述接触包括在所述固体自由下落时、
被引导自由下落时或在气动输送过程中将所述液体处理剂喷涂到所述支撑剂固体上。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述接触包括基本上同时从多于一个
的方向喷涂所述固体。
7.根据权利要求1-6所述的方法，其中所述液体处理剂对于以降尘涂层涂覆所述固体
有效。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述液体处理剂对于以疏水性涂层、减
小摩擦的涂层、包含示踪剂的涂层、冲击改性剂涂层、用于延时或分阶段释放添加剂的涂
层、控制硫化物的涂层、不同的聚合物涂层、耐酸或耐碱涂层、腐蚀抑制涂层、增强支撑剂抗
压碎性的涂层、抑制石蜡沉淀或聚集的涂层、抑制沥青质沉淀的涂层、或包含去除阴离子
和/或卤素的离子交换树脂的涂层涂覆所述固体有效。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述液体处理剂包含多糖溶液。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中所述液体处理剂包含C6-C16烷氧基化
醇。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所述液体处理剂包含至少一种丙烯
酸聚合物。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中所述液体处理剂包含丙烯酸共聚物。
13.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述液体处理剂包含至少一种C6-C16烷氧基化醇和至少一种丙烯酸聚合物的混合物。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的方法，其中基于所述支撑剂固体的重量，被施加
至所述固体的所述液体处理剂的量少于单位重量1wt％。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，其中所述液体处理剂以少于0.5wt％的量
与所述固体接触。
16.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，其中所述液体处理剂以少于0.35wt％的
量与所述固体接触。
17.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，其中所述液体处理剂以少于0.25wt％的
量与所述固体接触。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的方法，其中所述液体处理剂在所述固体通过静
态混合器之前立即、之时或之后立即与所述固体接触。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的方法，其中所述接触步骤包括：
在少于5秒钟内用第一喷涂组件将第一液体处理剂施加到所述固体上；
使处理的固体通过静态混合器；以及
在少于5秒钟内用第二喷涂组件将第二液体处理剂施加到所述固体上。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述第一液体处理剂和第二液体处理剂是不同
的溶液。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其中所述第二液体处理剂在所述固体通过所述
静态混合器之后立即被施加至所述固体。
22.根据权利要求19-21中任一项所述的方法，其中所述第一和第二液体处理剂中的至
少一种对于以降尘涂层涂覆所述固体有效。
23.根据权利要求19-22中任一项所述的方法，其中所述第一和第二液体处理剂中的至
少一种对于以附加涂层涂覆所述固体有效。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述附加涂层是疏水性涂层、减小摩擦的涂层、
包含示踪剂的涂层、冲击改性剂涂层、用于延时或分阶段释放添加剂的涂层、控制硫化物的
涂层、不同的聚合物涂层、耐酸或耐碱涂层、腐蚀抑制涂层、增强支撑剂抗压碎性的涂层、抑
制石蜡沉淀或聚集的涂层、抑制沥青质沉淀的涂层、或包含去除阴离子和/或卤素的离子交
换树脂的涂层。
25.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体与所述液体处理剂接触少于2秒钟。
26.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体与所述液体处理剂接触少于1秒钟。
27.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体与所述液体处理剂接触所述固体下落4
英尺的距离用去的时间。
28.一种用于生产具有降尘性能的自由流动的细颗粒支撑剂固体的方法，所述方法包
括：
使所述固体与降尘液体处理剂接触少于5秒钟，所述降尘液体处理剂的量基本上保持
被处理的固体的自由流动特性并减少由所述固体产生的粉尘。
29.根据权利要求28所述的方法，其中由具有降尘性能的自由流动的细颗粒支撑剂固
体产生的粉尘少于由未与降尘液体处理剂接触的固体产生的粉尘。
30.根据权利要求28或29所述的方法，其中所述液体处理剂对于以疏水性涂层、减小摩
擦的涂层、包含示踪剂的涂层、冲击改性剂涂层、用于延时或分阶段释放添加剂的涂层、控
制硫化物的涂层、不同的聚合物涂层、耐酸或耐碱涂层、腐蚀抑制涂层、增强支撑剂抗压碎
性的涂层、抑制石蜡沉淀或聚集的涂层、抑制沥青质沉淀的涂层、或包含去除阴离子和/或
卤素的离子交换树脂的涂层涂覆所述固体有效。
31.根据权利要求28-30中任一项所述的方法，其中所述液体处理剂包含多糖溶液。
32.根据权利要求28-31中任一项所述的方法，其中所述液体处理剂包含C6-C16烷氧基
化醇。
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【专利技术属性】
技术研发人员：R·麦克丹尼尔，K·德雷克，S·莫纳斯蒂尔瑞欧迪斯，R·巴塞尔，
申请(专利权)人：优选技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US