本发明专利技术涉及一种炭基支撑剂，具体的说是一种C/C复合材料以焦为增强体，以沥青为基体前驱体的炭基支撑剂；所要解决的技术问题为提供一种低密度、高强度、耐磨损、耐高温、化学惰性好和导流性好的支撑剂，同时提供该支撑剂的制备方法；所采用的技术方案为将焦25~45%、改性沥青55~75%配比，经过浸渍、隔离、固化、烧制制得成品；本发明专利技术广泛应用于支撑剂技术领域。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种炭基支撑剂，具体的说是一种C/C复合材料以焦为增强体，以沥青为基体前驱体的炭基支撑剂；所要解决的技术问题为提供一种低密度、高强度、耐磨损、耐高温、化学惰性好和导流性好的支撑剂，同时提供该支撑剂的制备方法；所采用的技术方案为将焦25~45%、改性沥青55~75%配比，经过浸渍、隔离、固化、烧制制得成品；本专利技术广泛应用于支撑剂
。【专利说明】
本专利技术涉及一种炭基支撑剂，具体的说是一种C/C复合材料以焦为增强体，以浙青为基体前驱体的炭基支撑剂。
技术介绍
在石油、天然气和煤层气的开采过程中，用来支撑井下岩层裂缝的固体颗粒被称为支撑剂。1947年水力压裂技术在美国试验成功,Arkansas河的砂子被最早用来支撑岩层裂缝的固体颗粒使用，为石油、天然气和煤层气的开采过程中使用支撑剂奠定了基础。人们在长期的压裂地层作业实践中认识到理想的支撑剂应该具有以下特点:(I)密度低；(2)强度高；(3)化学惰性好；(4)导流性好；(5)性价比高。20世纪50— 60年代，金属铝球、塑料球、核桃壳、玻璃球都曾经作为支撑剂材料使用，但由于它们自身的缺陷已经被淘汰。以石英砂为代表的天然支撑剂和人工支撑剂是支撑剂的两大类，人工支撑剂又可分为陶粒支撑剂和覆膜支撑剂两类。随着石油开采技术的发展，支撑剂已成为今天压裂工艺技术中不可或缺的因素，因为它对油气田采收率、产量的提高以及能耗的降低有重要影响。天然支撑剂价格低，但由于天然材质限制，其密度较高、强度较小、化学惰性不好，导流性不好。陶粒支撑剂较天然支撑剂强度高、化学惰性好、导流性好，但存在密度高和对携沙液要求高的缺点。覆膜支撑剂是涂覆一层或多层树脂的颗粒，相对未覆膜支撑剂具有强度高、化学惰性好、导流性好和密度较低的优点，但制作工艺复杂、成本高。中国专利申请号200710188410.3公开了低密度支撑剂的制备方法及制备工艺，可以克服现有支撑剂中能量消耗大，整个施工费用也较高或或不易发生支撑剂吐出或裂缝排空现象，但强度低易变形。
技术实现思路
本专利技术目的在于解决目前支撑剂的不足，提供一种低密度、高强度、耐磨损、耐高温、化学惰性好和导流性好的支撑剂，同时提供该支撑剂的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为:一种炭基支撑剂所用原料按照以下重量百分比配比: 焦25~45%、改性浙青55~75%。所述焦为石油焦和煤焦中的一种或多种的混合物。所述改性浙青以单质硫为改性剂，浙青占改性浙青的重量百分比为99.5-100%,其余为改性剂。所述浙青为石油浙青、煤浙青和合成浙青中的一种或多种的混合物，其软化点为95 ~130°C。一种所述炭基支撑剂的制备方法按照以下步骤进行: 第一步，将所述焦破碎、筛分，得到粒度为106~850μπι的焦粉；第二步，将所述焦粉加入浸溃釜，加热到10(Tl3(rC，真空保温0.5^2h,真空度为0.5~8kPa ； 第三步，将所述浙青和改性剂按比例加入配制釜，搅拌，加热到12(T14(TC，停留0.5"lh,制成改性浙青； 第四步，将所述改性浙青按比例加入浸溃釜，浸溃温度180-300 V，浸溃压力0.5飞.0MPa，浸溃时间0.5^4 h后，排出多余的改性浙青，得到浸溃料； 第五步，将所述浸溃料冷却至改性浙青软化点-5、25°C时，加入相同温度的隔离剂，所述隔离剂与所述浸溃料的重量份比为广2:1，控制压力为0.2~lMPa，搅拌速率为4~12r/min，搅拌10-30min后冷却浸溃料，排出所述隔离剂，得到生料颗粒； 第六步，将所述生料颗粒在空气中终温控制在28(T330°C以下常压至微正压干燥固化2~4h，得到干料颗粒； 第七步，将所述干料颗粒在惰性气氛中终温控制在80(Tll(KrC常压至微正压烧制，终温恒温10-50min,冷却、筛分,得到成品。所述隔离剂中水占隔离剂总重量的97-99%，石墨粉占隔离剂总重量的1-3%，石墨粉的平均粒度为5~10μπι。所述第六步中空气流速为I飞m/s。所述第七步中烧制的升温速率为1-10°C / min。所述第七步中冷却时，温度高于300°C在惰性气体中进行。所述惰性气体纯度不低于99.6%。本专利技术的思路 C/C复合材料是国内外新材料技术中重点研究与开发的一个重要领域，仅有50多年的研究开发史。上个世纪60年代以化学气相沉积工艺和液相浸溃工艺的出现为C/C复合材料奠定了基础。C/C复合材料主要由各类炭组成。这种完全由人工设计、制造出的以碳元素为主构成的复合材料具有一系列优异性能，如低密度、高强度、高刚性、耐磨损、抗氧化性和高温力学性能稳定等。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果。1、本专利技术以焦和浙青为原料，原料易得、成本低。2、本专利技术烧制工艺中不同温度区间采用不同升温速率，有利于烧制过程中气相的排出，防止反应过快所带来的产品强度降低的问题。3、本专利技术以焦为增强体，以浙青为基体前驱体制得C/C复合材料一炭基支撑剂视密度小于1.89 g/cm3，酸溶解度小于0.3%，还具有高强度、耐磨损、耐高温和长期导流性能稳定等一系列优异性能，有其它材料不具有的综合优势。4、本专利技术在实际生产中，得到成品后，当抗破碎能力需要进一步提高时可以重复所述制备方法中的第二步至第七步来提高产品的抗破碎能力。随着循环次数的增加，可以得到视密度为1.93g/cm3、抗压强度大于IGPa的C/C复合材料。【具体实施方式】以下结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术实施例1至实施例6所用原料焦的分析数据如表1所示。表1实施例原料焦分析数据【权利要求】1.一种炭基支撑剂，其特征在于所用原料按照以下重量百分比配比: 焦25~45%、改性浙青55~75%。2.根据权利要求1所述的一种炭基支撑剂，其特征在于所述焦为石油焦和煤焦中的一种或多种的混合物。3.根据权利要求1所述的一种炭基支撑剂，其特征在于所述改性浙青以单质硫为改性剂，浙青占改性浙青的重量百分比为99.5-100%，其余为改性剂。4.根据权利要求3所述的一种炭基支撑剂，其特征在于所述浙青为石油浙青、煤浙青和合成浙青中的一种或多种的混合物，其软化点为95~130°C。5.一种权利要求1所述的炭基支撑剂的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行: 第一步，将所述焦破碎、筛分，得到粒度为106~850μπι的焦粉； 第二步，将所述焦粉加入浸溃釜，加热到10(Tl3(rC，真空保温0.5^2h,真空度为0.5~8kPa ； 第三步，将所述浙青和改性剂按比例加入配制釜，搅拌，加热到12(T140°C，停留0.5"lh,制成改性浙青； 第四步，将所述改性浙青按比例加入浸溃釜，浸溃温度18(T30(TC，浸溃压力0.5飞.0MPa，浸溃时间0.5^4 h后，排出多余的改性浙青，得到浸溃料； 第五步，将所述浸溃料冷却至改性浙青软化点-5、25°C时，加入相同温度的隔离剂，所述隔离剂与所述浸溃料的重量份比为广2:1，控制压力为0.2~lMPa，搅拌速率为4~12r/min，搅拌10-30min后冷却浸溃料，排出所述隔离剂，得到生料颗粒； 第六步，将所述生料颗粒在空气中终温控制在28(T330°C以下常压至微正压干燥固化2~4h，得到干料本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种炭基支撑剂，其特征在于所用原料按照以下重量百分比配比：焦?25~45%、改性沥青55~75%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：史万年，刘潮，林源，
申请(专利权)人：新疆准东石油技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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