保证高温高压条件下水泥环整体性的泡沫水泥技术及其应用

长石是地学上非常重要的矿物之一。它有可能随着板块俯冲而进入地球深部,因此它在高温高压条件下的相行为以及物理化学性质对地球深部地球动力学研究非常有意义。本文总结了长石端员组份(钾、钠、钙长石)以及其固溶体系列已知的高温、高压实验数据,并绘制成相图。已有的研究成果显示:这三种端员组份在高压下的相行为有较大差异,并产生了许多只在高温高压条件下稳定的相如k-holl-i、k-holl-ii、cf、cas及capv等。由这些高压相构成的具有长石成分的不同相组合的密度在约5~23gpa的压力范围内超过地幔岩的密度,因此这些相组合可以主动俯冲到上地幔的深处。另一方面,已有研究表明,这些高压相对碱金属及碱土金属在地幔中的赋存状态有着非常重要的影响。

为了达到最接近实际工程的试验效果,采用中国矿业大学的"20mn伺服控制高温高压岩体三轴试验机",设计了精确的加压和旋转系统,操作控制比较方便,测量数据准确。利用大尺寸(φ200mm×400mm)花岗岩试样和工程钻头(φ30mm的pdc钻头),使试验条件更加接近实际工程情况,开创了该类大试样试验的先河。通过正交试验研究花岗岩在高温高压状态下的切削破碎规律,得出以下结论:(1)高围压状态(100mpa)下,随着温度升高,花岗岩的可切削性逐渐增强,在超过一定的钻压时,切削速度随着温度的升高而明显增大,在755n钻压下,300℃的切削速度比室温时增大30%～50%;(2)高围压状态(100mpa)下,随着温度升高,单位破岩能耗明显降低,在钻压为755n时,300℃时的单位破岩能耗比室温时降低20%～30%;(3)在高温高压环境下,切削速度随着钻压或转速的增大而增大;单位破岩能耗随着转速的增大而增大,随着钻压的增大而减小,与室温无围压状态下的切削破碎规律基本一致;(4)由于花岗岩在此温压范围内属于渐进破坏,抗压强度下降缓慢,如果钻压太低则切削速度和单位破岩能耗受温度影响很小,为了在高温下取得对花岗岩的良好切削效果,钻压需要超过一定的值。

利用中国矿业大学的"20mn伺服控制高温高压岩体三轴试验机"、大尺寸(200mm×400mm)花岗岩试样研究了花岗岩在高温高压状态下的冲击凿岩规律。研究结果表明,随着温度升高凿岩速度增大,当温度超过约150℃时,岩石裂隙数量增多,并且呈现出一定的塑性变形特征,不利于冲击能量的充分利用,冲击凿岩适用于钻进较低温度下(不超过150℃左右)的坚硬岩层;在高围压状态,冲击凿岩的单位破岩能耗随着温度升高而降低;在高温高压环境下,在一定钻压和冲击功率范围内,凿岩速度随着钻压或冲击功率的增大而增大,单位破岩能耗随着钻压的增大而减小。

花岗岩在高温高压环境下会产生热破裂,强度减小,断裂韧度降低。研究不同温度条件下冲击回转凿岩规律具有重要意义,可以为设计地热开采的新型钻探方法提供理论依据。利用中国矿业大学的"20mn伺服控制高温高压岩体三轴试验机"、大尺寸(φ200mm×400mm)花岗岩试样研究了花岗岩在高温高压状态下的冲击旋转破岩规律。得出以下结论:①在高围压状态下,随着温度升高,花岗岩的强度逐渐降低,冲击旋转钻进速度随之逐渐增大;②在高围压状态,冲击旋转破岩的单位破岩能耗随着温度升高而降低,凿岩效率明显提高;③在高温高压环境下,在一定钻压和冲击功率范围内,凿岩速度随着钻压或冲击功率的增大而增大,单位破岩能耗基本随着钻压的增大而减小。

以水泥、粉煤灰、生石灰、发泡剂、稳泡剂和水为原料,经化学发泡工艺,制备具有质轻、保温性好和环保节能等诸多优点的新型轻质多孔泡沫保温材料。设计单因素试验,研究不同发泡剂掺量、稳泡剂掺量和生石灰掺量对泡沫水泥保温材料性能的影响,确定材料的最佳配合比为:粉煤灰掺量为25%、水灰比为0.37、发泡剂掺量为4.5%、稳泡剂掺量为1.2%、生石灰掺量为1.5%。测试结果表明:此最佳配比下的保温材料的3d抗压强度为1.049mpa,3d抗折强度为0.608mpa,导热系数为0.067w/(m·k),其各性能均符合jg/t266-2011《泡沫混凝土》的要求。通过电子显微镜对泡沫水泥保温材料的内部微观形貌进行观测,研究试验原料影响保温材料的性能的相关作用机理。

使用改进气流法,对泡排剂pp-f13在高温高压条件下的发泡能力、稳定性及携液能力开展了实验评价.结果表明,高压有利于泡沫性能,随着压力的增大,泡沫稳定性显著提高,20mpa的泡沫半衰期较常压增幅为199.14％,并且压力高于10mpa后,泡沫稳定性提高幅度不大;而随着温度的增加,泡沫稳定性大幅度降低.压力与温度对泡沫的发泡性影响都不大.稳泡剂能够改善泡排剂的高温稳定性,其中无机稳泡剂sio2稳泡能力优于有机稳泡剂hpam及cmc,适用于高温气藏条件.当压力10mpa、温度120℃时,含sio2复合泡沫体系的泡沫半衰期是相同条件下无稳泡剂泡沫体系的3.59倍,达到1295s.高温高压动态携液实验表明,气流速度较低时,sio2稳泡剂对泡排剂携液能力作用小,但随着气流速度的增大,sio2复合泡沫体系携液能力较无稳泡剂泡沫体系有显著提高.

在高温、超高压条件下,3腔压力在一个容器内难建立、难传递。设计了一套三腔压力分隔装置。该装置结构简单,能够稳定建立3腔压力,模拟地层环境及井筒压力与孔隙压力之间的有效传递。为射孔试验提供可靠设备。

针对高温超高压条件下三腔压力在一个容器内难建立、难传递等问题,设计了一套三腔压力分隔装置。该装置结构简单实用,不仅能稳定建立三腔压力、模拟地层结构环境,且可实现围压和孔隙压力间的有效传递。

由于泡沫水泥浆具有密度低、强度高、防窜性能好等特点，它不仅适用于一般低压易漏地层，还适用于气层封固。新型泡沫水泥浆的研制，旨在研究出一种氮气发气剂和稳泡剂以及与其相配套的水泥外加剂，使其均匀地分散于水泥浆中而形成泡沫水泥浆。通过对泡沫水泥浆的制备方法和性能进行室内研究，优化了针对泡沫水泥浆的固井工艺技术。

针对常规超高压试验装置加压及卸压过程中无法精确控制系统压力脉动变化、能源浪费等问题,在确保加压介质体积不变的情况下,通过对增压器位移的闭环控制,达到调整介质体积,从而实现系统压力的精确调节。解决了手动卸压、阶梯卸压等方式带来的压力控制不具重复性等问题,为新研发的仪器设备进行更接近实际工况的模拟压力环境波动的耐压性能、疲劳寿命及可靠性等模拟测试提供了测试手段。

美国w．r．grace公司生产的一种泡沫水泥板已获得专利。此产品的绝热性能可与传统绝热材料相比，而其抗压强度更优。

分析了泡沫水泥在固井工程方面应用的特点及传统水泥胶结测井(cbl)方法检测泡沫水泥固井质量的局限性。介绍了基于超声脉冲声阻抗测井的声阻抗差分技术的原理及应用的关键点。与常规水泥相比,泡沫水泥声阻抗值较低,用cbl中的常规声幅曲线评价泡沫水泥与套管的胶结质量,可能会得出错误的解释结果。利用超声脉冲声阻抗差分逻辑可以有效地区分泡沫水泥与流体,对第1界面作出准确评价。同时使用超声脉冲和cbl测井仪可以精确地确定水泥壳的胶结情况及水泥与套管、水泥与地层的胶结质量。用实例说明了基于超声脉冲声阻抗测井的声阻抗差分技术在检测泡沫水泥固井质量的应用效果。

介绍了郭二庄矿业公司-300南大巷在动水高压和岩层破碎务件下封堵底板涌水的过程,对底板注浆加固和封堵涌水的技术、工艺和特点进行了总结和分析。

用auger电子能谱技术分别进行金刚石单晶生长界面的金属膜表面及附近碳原子的精细auger谱分析、金刚石单晶附近及其表面的auger谱精细结构分析。研究结果表明,在高温高压有催化剂参与下金刚石单晶生长是双界面生长,存在两个主界面d—m及m—c。高温高压条件下石墨中碳原子经过“过渡层”及“金属催化剂层”才能将碳原子的电子构形从sp2π态改变成sp3态,从而以碳原子的金刚石四面体结构长到金刚石表面,金刚石晶格结构的形成是在金刚石表面层完成的。

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注水泥塞施工是在油层套管内注水泥浆,使井某一段位置上形成坚硬的水泥塞来实现某一层段的修井维护方法。通过现场应用证明了该工艺技术具有封堵效果良好,成功率高、成本低、现场应用比较广泛等优点,但对高产水层和气层及薄夹层封隔成功率低。

设计与施工 卫生间和有地漏的厨房间采用5mm厚的epe带铝箔发泡膜做绝热层，上铺φ3＠50钢 丝网片，地暖盘管pert管用100mm长的尼龙扎带绑扎固定。户内其余部位均采用40mm 厚的发泡水泥做绝热层，地暖盘管pert管用φ20×1.8发泡水泥卡钉套φ2的黄腊管固定。 3.1施工顺序： 卫生间砌墙后抹灰前将电管开槽敷设→土建三小间（电井、管道井、厨卫间）抹灰→厨 卫间排水立管（非下卧部位支管、登高管、地漏）安装→厨卫间吊模堵洞→厨卫间贴砖部位 冷、热水支管开槽→土建开槽处收口、卫生间找平→卫生间防水→下卧部位支管、登高管、 地漏安装→楼地面清理→冷热水支管及管井至集、分水器地暖管敷设→管路交叉部位开凿、 复核面层标高、水管打压→发泡水泥施工→厨卫间铺epe膜、钢丝网→地暖盘管铺设→稳压 试验→铺上层钢丝网→填充层施工→建筑面层施工→分、集水器安装→系统试压

双氧水制备泡沫水泥保温材料的实验研究

轻质水泥混凝土路基填筑方案 无中央分隔带示意图 有中央分隔带填筑示意图 1、轻质水泥混凝土：原材料为水泥、水、发泡剂或添加砂、粉 煤灰，按照设计配合比，使用专用拌合机械生产，高压导管 输送到施工地点，直接浇筑施工，水泥作为固化材料，凝结 后具有自立的特性，对其他临界物质没有侧压力。 2、高压导管输送：最长可输送900m施工路段经过居住密集区 填筑段落小于600m时，拌合设备设置在居住密集区以外； 碾压砼调平层 原状土 碾压砼调平层 轻质混凝土原状土轻质混凝土 无扰动原状土 路基顶（路基设计宽度）隔离带 碾压混凝土调平层（不小于15cm） 轻质混凝土 无扰动原状土 路基顶（路基设计宽度） 每台设备生产能力600m3/8，可同时多台生产。 3、轻质水泥混凝土填筑：无需机械碾压、振捣，无噪音，有效 避免普通路基填筑振动压实产生的振动波对居住密集区造 成房屋振动和对畜

泡沫水泥（fmc）是由土、波特兰水泥和燃烧煤炭飞灰混合而成。这种类似泡沫性质的水泥流能较好地隔绝燃烧煤炭的氧气来源来控制煤炭自燃发火，还能防止煤炭进一步氧化和燃烧。fmc还能充填燃烧煤炭留下的孔洞，硬化后，能够起到支撑上覆岩层、减少地表下沉的作用。

泡沫水泥发生器及试验方法

泡沫水泥保温板是近年来日渐兴起的一种新型墙体材料,在工程应用中具有显著优势.本文就泡沫水泥保温板在建筑工程中的应用进行了阐述,其保温隔热作用良好,广泛受到业界青睐.