一种石油压裂支撑剂及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种石油压裂支撑剂及其制备工艺，属于石油压裂支撑剂技术领域。制备工艺的步骤为:(1)将矿石输送至破碎机内，将矿石粒径粉碎，然后提升至暂存仓，再进入对辊破碎机；(2)矿石在对辊破碎机内完成二次破碎，破碎完成后进行筛分，较大颗粒继续进入对辊破碎机进行破碎，较小颗粒输送至整形制砂机进行细破、强度优选、磨圆处理，获得石英砂颗粒；(3)细破整形后的石英砂颗粒进行初步分级；(4)粒径为1

【技术实现步骤摘要】
一种石油压裂支撑剂及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及一种石油压裂支撑剂及其制备工艺，属于石油压裂支撑剂


技术介绍

[0002]压裂增产是石油、天然气井开采增产的重要技术。支撑剂则是压裂施工的关键材料。支撑剂由压裂液带入并支撑在压裂地层的裂隙中，从而有效地将油气导入油气井，大幅度提高油气产量和延长油气井寿命。
[0003]目前常用的压裂支撑剂有石英砂、陶粒及树脂覆膜的颗粒等。其中石英砂是支撑剂是最基础的分支，需求量一直较大，随着近年来国内油田推行降本增效，石英砂需求量每年以百万吨的速度增长。石英砂支撑一般采用沙漠内的高品质风积沙，本身的价格不高，但是地处偏远，到达目的地的运输费用占据总价格的60％以上。因此需要在油田所在地附近找到一种石英砂支撑剂的替代品，以达到降本的目的。
[0004]目前，CN112410016A一种压裂支撑剂用石英砂及其制备方法和应用中打磨所用的PCS系统(处理量小、适用于科研)； CN110922958ACN201911077039.2一种页岩气压裂用石英砂的制备工艺中未进行提高圆球度处理，成品圆球度差，达不到标准要求；CN111607384A石英砂支撑剂的加工方法中采用的旋转式磨圆机(主要指的球磨机或棒磨机)，由于内部需要添加研磨介质，一般采用钢球，在旋转过程中钢球不断撞击物料，使其破碎，很难控制粒径；CN112175603A一种压裂支撑剂的制作方法中采用球磨的方法，通过控制料浆浓度、球磨时间、球磨转速、球磨物料比，来提高圆球度，磨完后需要大量的水冲洗才能使浊度达标，且洗出石英粉体后续处理非常复杂，另外，需要控制的参数较多，生产过程很难实现。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述问题，提供了一种石油压裂支撑剂及其制备工艺，通过本专利技术制备工艺可以在油田所在地附近大批量生产合格的石英砂支撑剂；同时，本专利技术中所用原料成本低，制备工艺处理量大、控制简单、免水洗、成品率高、强度高，且最终可获得圆球度好的石英砂支撑剂。本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种石油压裂支撑剂的制备工艺，步骤如下:
[0007](1)将矿石输送至破碎机内，将矿石粒径粉碎，然后提升至暂存仓，再进入对辊破碎机；
[0008]优选的，将粒径不大于1000mm的矿石输送至预先设定出料粒度不大于 10mm的单段破碎机内，将矿石粒径粉碎至10mm以下；粒径粉碎至10mm以下的矿石提升至暂存仓，再进入预先设定处理粒径不大于4mm的对辊破碎机；
[0009](2)矿石在对辊破碎机内完成二次破碎，破碎完成后输送至圆振动筛进行筛分，较大颗粒继续进入对辊破碎机进行破碎，较小颗粒输送至整形制砂机进行细破、强度优选、磨圆处理，获得石英砂颗粒；
[0010]优选的，粒径大于3mm的颗粒继续进入对辊破碎机进行破碎，粒径不大于3mm的颗
粒输送至整形制砂机进行细破、强度优选、磨圆处理，获得石英砂颗粒；
[0011](3)细破整形后的石英砂颗粒通过复合风力分选机进行初步分级，粒径为1
‑
0.106mm的颗粒进入筛分步骤；
[0012]优选的，初步分级后粒径大于1mm的颗粒返回整形制砂机；粒径小于0.106mm的颗粒进行除铁然后经陶瓷磨生产副产品石英粉；
[0013](4)粒径为1
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0.106mm的石英砂颗粒进入摇摆筛进行精细筛分，最后分级成粒径分别为850
‑
425μm，600
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300μm，425
‑
212μm，212
‑
106μm四种规格支撑剂成品。
[0014]进一步的，所述步骤(2)中整形制砂机，包括与整形箱上下端连通的入料口和第一出料口，所述整形箱内腔上下分为破碎腔和整形腔，所述破碎腔中部设有与入料口连通的转子，且入料口与转子转动连接，所述转子的两端分别设有与破碎腔壁固接的撞击衬板，所述整形腔上端侧对称固接有第一导流板，且第一导流板下端设有与整形腔壁转动连接的辊轮，位于所述辊轮下端的整形腔的中部设有落料盘，所述落料盘下侧连接有减速箱，所述整形箱中部贯穿有传动轴，所述传动轴上端与转子固接，且落料盘通过减速箱与传动轴固接，并随转动轴转动，所述整形箱下端两侧均设有驱动电机，两个所述驱动电机分别通过两组传动组件与传动轴传动连接。
[0015]优选的，所述入料口形状呈喇叭形，且其横截面大的一端朝上；所述转子为中空结构，且其表面沿周向等距、沿切线方向开设有与其内腔连通的出料缝，且转子上端固接有与入料口连通的连接管；所述传动组件包括适配的两组皮带轮和皮带。
[0016]优选的，所述第一出料口下端连通有筛分箱，所述筛分箱下端设有第二出料口且第二出料口的上端两侧均设有与筛分箱内腔固接的第二导流板，所述筛分箱内腔等距固接有三组筛分板，且三组筛分板孔径从上到下依次减小，且每个筛分板的端部均设有出料管口；三组所述筛分板均为往下倾斜式安装，且出料管口位于筛分板下端的上侧。
[0017]优选的，所述第一导流板为向整形箱中轴线倾斜的三角形导板；所述辊轮为喇叭形，且其横截面大的一端靠近整形箱内壁一端；所述整形箱表面设有检修门；所述检修门通过密封条与整形箱密封连接。
[0018]本专利技术整形制砂机通过转子及撞击衬板的配合，实现对物料的初级破碎及整形、然后配合第一导流板、落料盘及辊轮的配合，实现对物料的二次碾磨及整形，该设备耗能少，可连续对石英砂颗粒进行整形处理，提高设备的处理量，减少了石英砂颗粒的整形成本，同时减少了支撑剂的生产成本，减少了碳排放，便于人造石英砂支撑剂的推广；通过三组不同孔径的筛分板对整形后的物料进行筛分，实现对不同粒径的支撑剂进行筛分，大大提高了支撑剂的成品率，进一步降低了支撑剂的生产成本，实现节能减排
[0019]进一步的，所述步骤(2)中整形制砂机转子旋转速度为1500
‑
3000r/min，优选为2000r/min。
[0020]进一步的，本专利技术制备工艺中破碎、制砂、筛分环节产生的粉尘均采用除尘器收集后进行除铁，然后磨细制作成石英粉；本专利技术中获得的石英粉可直接出售。
[0021]本专利技术还包括通过上述制备工艺获得的石油压裂支撑剂。
[0022]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0023]1、整形制砂机：通过石打石、石打铁进行强度优选以提高强度、磨掉边角整形提高圆球度；
[0024]2、复合风力分选机：通过石打石进行强度优选以提高强度及圆球度，同时将颗粒表面粘附的粉体通过惯性作用使其脱落，以达到浊度的目的；通过风力作用将颗粒分成三种规格粗颗粒(返回整形制砂机)、细颗粒(目标产物)、粉体(副产物)；
[0025]3、整形后将颗粒粗分成不同的规格以实现分级利用，无废弃物排放；
[0026]4、整个生产过程均为干燥下进行，不需要水洗，也可达到支撑剂对浊度的要求，直接将粉体分离搜集制粉作为副产品出售；实现节能环保。
[0027]5、采用细碎机可直接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石油压裂支撑剂的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺的步骤如下:(1)将矿石输送至破碎机内，将矿石粒径粉碎，然后提升至暂存仓，再进入对辊破碎机；(2)矿石在对辊破碎机内完成二次破碎，破碎完成后输送至圆振动筛进行筛分，较大颗粒继续进入对辊破碎机进行破碎，较小颗粒输送至整形制砂机进行细破、强度优选、磨圆处理，获得石英砂颗粒；(3)细破整形后的石英砂颗粒通过复合风力分选机进行初步分级，粒径为1
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0.106mm的颗粒进入筛分步骤；(4)粒径为1
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0.106mm的石英砂颗粒进入摇摆筛进行精细筛分，最后分级成粒径分别为850
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425μm，600
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300μm，425
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212μm，212
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106μm四种规格支撑剂成品。2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)中将粒径不大于1000mm的矿石输送至预先设定出料粒度不大于10mm的单段破碎机内，将矿石粒径粉碎至10mm以下。3.根据权利要求2所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)中粒径粉碎至10mm以下的矿石提升至暂存仓，再进入预先设定处理粒径不大于4mm的对辊破碎机。4.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中粒径大于3mm的颗粒继续进入对辊破碎机进行破碎，粒径不大于3mm的颗粒输送至整形制砂机进行细破、强度优选、磨圆处理，获得石英砂颗粒。5.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中整形制砂机，包括与整形箱(1)上下端连通的入料口(2)和第一出料口(15)，所述整形箱(1)内腔上下分为破碎腔(11)和整形腔(12)，所述破碎腔(11)中部设有与入料口(2)连通的转子(3)，且入料口(2)与转子(3)转动连接，所述转子(3)的两端分别设有与破碎腔(11)壁固接的撞击衬板(4)，所述整形腔(12)上端侧对称固接有第一导流板(5)，且第一导流板(5)下端设有与整形腔(12)壁转动连接的辊轮(6)，位于所述辊轮(6)下端的整形腔(12)的中部设有落料盘(7)，所述落料盘(7)下侧连接有减速箱(8)，所述整形箱(...

【专利技术属性】
技术研发人员：任龙强，王光，王建兵，马欢，
申请(专利权)人：辽宁隆源砂业有限公司，
类型：发明
国别省市：