一種具有溫敏增稠作用的水泥外加劑及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種具有溫敏增稠作用的水泥外加劑及其制備方法，具有溫敏增稠作用的水泥外加劑的制備方法為：(1)側(cè)鏈的合成：將N,N-二乙基丙烯酰胺和N,N-二甲基丙烯酰胺溶于去離子水中，加入引發(fā)劑，反應(yīng)；(2)主鏈的合成：將丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于去離子水中，加入引發(fā)劑，反應(yīng)；(3)主鏈和側(cè)鏈的耦合接枝：本發(fā)明專利技術(shù)以水為溶劑，方法簡(jiǎn)單，成本低，無(wú)污染，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明專利技術(shù)獲得的具有溫敏增稠作用的水泥外加劑與黃原膠類增稠劑相比，其低溫時(shí)粘度不大利于配漿，隨溫度升高表觀粘度在一定溫度范圍內(nèi)逐漸增加，保證了水泥漿在高溫下的穩(wěn)定性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)公開了，具有溫敏增稠作用的水泥外加劑的制備方法為：(1)側(cè)鏈的合成：將N,N-二乙基丙烯酰胺和N,N-二甲基丙烯酰胺溶于去離子水中，加入引發(fā)劑，反應(yīng)；(2)主鏈的合成：將丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于去離子水中，加入引發(fā)劑，反應(yīng)；(3)主鏈和側(cè)鏈的耦合接枝：本專利技術(shù)以水為溶劑，方法簡(jiǎn)單，成本低，無(wú)污染，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。本專利技術(shù)獲得的具有溫敏增稠作用的水泥外加劑與黃原膠類增稠劑相比，其低溫時(shí)粘度不大利于配漿，隨溫度升高表觀粘度在一定溫度范圍內(nèi)逐漸增加，保證了水泥漿在高溫下的穩(wěn)定性?！緦＠f明】
本專利技術(shù)涉及一種溫敏增稠劑及其制備方法，特別是涉及一種具有耐溫增稠作用的 水泥外加劑及其制備方法。
技術(shù)介紹
： 能源是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步的主要?jiǎng)恿?。車輛、飛機(jī)、輪船等交通運(yùn)輸工具的 運(yùn)行需要消耗能源，工廠的儀器設(shè)備的運(yùn)行也需要能源。這些能源通常都來自于石油資源， 可以說石油資源對(duì)于人類社會(huì)是須臾不可缺少的，早在20世紀(jì)50年代，世界就進(jìn)入了"石 油時(shí)代"。 石油資源的開采與應(yīng)用推動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展。然而，石油是有限的不可再生資 源，隨著人類需求日益增長(zhǎng)，淺層石油的開采已逐漸不能滿足人們需求，石油的勘探開發(fā)向 深井超深井方向發(fā)展，這就對(duì)采油技術(shù)有了新的要求，首先固井工程便是其中一個(gè)重要的 環(huán)節(jié)，隨著井深的增加，井內(nèi)溫度逐漸升高，這會(huì)使固井水泥漿顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)加快，漿體 稀釋使水泥漿的穩(wěn)定性降低，從而導(dǎo)致固井水泥漿沉降，固化后的水泥石不能有效固封油 氣層，這對(duì)于石油的開采是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。為有效解決水泥漿的穩(wěn)定性問題，就要減少高 溫固井過程中自由水量流失和抑制水泥顆粒沉降。一般來說通過加入一些水泥外加劑來調(diào) 節(jié)水泥性能是最常用的方法。目前常采的對(duì)水泥有增稠作用的物質(zhì)，如黃原膠等，這類物質(zhì) 在低溫下有很高的粘度，在低溫時(shí)不利于與水泥漿液的混合。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在低溫時(shí)粘度不高，在高溫下能 增加水泥漿稠度，抑制水泥漿自由水的析出，減少水泥顆粒沉降，解決水泥漿體系穩(wěn)定性差 的問題的具有溫敏增稠作用的水泥外加劑。 本專利技術(shù)的第二個(gè)目的是提供一種具有溫敏增稠作用的水泥外加劑的制備方法。 本專利技術(shù)的技術(shù)方案概述如下： -種具有溫敏增稠作用的水泥外加劑，是以式（I)所示， 【權(quán)利要求】1. 一種具有溫敏增稠作用的水泥外加劑，其特征是以式α)所示，式中：m+n為丙烯酸的重復(fù)單元數(shù)，m+n為135-256的整數(shù)； p為81-145的整數(shù)； X為40-72的整數(shù)； y為12-36的整數(shù)； 主鏈與側(cè)鏈的質(zhì)量比為2. -種具有溫敏增稠作用的水泥外加劑的制備方法，其特征是包括如下步驟： (1) 側(cè)鏈的合成： 按摩爾比為64-50 :16-30的比例，將N，N-二乙基丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺溶 于去離子水中使質(zhì)量濃度為10% -15%，攪拌，抽真空，通氮?dú)?，?8-32°C，加入引發(fā)劑，反 應(yīng)8-12h，用堿性溶液調(diào)節(jié)pH至中性，產(chǎn)物經(jīng)透析提純，冷凍、干燥，待用；所述引發(fā)劑的質(zhì) 量為N，N-二乙基丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺總質(zhì)量的2% -3% ;引發(fā)劑是摩爾比為 1 :2的過硫酸鉀和巰基乙胺； (2) 主鏈的合成： 將摩爾比為48-53 :32-27的丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于去離子水 中使質(zhì)量濃度為10% -15%，攪拌，在40-45°C，加入引發(fā)劑，反應(yīng)6-10h，用堿性溶液調(diào)節(jié) pH至中性，產(chǎn)物經(jīng)透析提純，冷凍、干燥，待用；所述引發(fā)劑的質(zhì)量為丙烯酸和2-丙烯酰胺 基-2-甲基丙磺酸總質(zhì)量的0. 5% -0. 8% ;引發(fā)劑為摩爾比為1 :1的過硫酸鉀和亞硫酸氫 鈉； (3) 主鏈和側(cè)鏈的耦合接枝： 將質(zhì)量比為2-1 :1的比例將主鏈和側(cè)鏈溶于pH = 7. 2磷酸鹽緩沖溶液中使質(zhì)量濃度 為2% -5 %，攪拌下加入偶聯(lián)劑室溫反應(yīng)18-24h，得到具有溫敏增稠作用的水泥外加劑；所 述偶聯(lián)劑的質(zhì)量為主鏈和側(cè)鏈總質(zhì)量的10% -20%，所述偶聯(lián)劑為質(zhì)量比1:1的1-(3-二 甲氨基丙基）-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽和N-羥基丁二酰亞胺。【文檔編號(hào)】C04B103/44GK104151574SQ201410336979【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日 【專利技術(shù)者】郭錦棠, 董美美, 夏修建, 馮亞凱 申請(qǐng)人:天津大學(xué)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種具有溫敏增稠作用的水泥外加劑，其特征是以式(I)所示，式中：m+n為丙烯酸的重復(fù)單元數(shù)，m+n為135?256的整數(shù)；p為81?145的整數(shù)；x為40?72的整數(shù)；y為12?36的整數(shù)；主鏈與側(cè)鏈的質(zhì)量比為：2?1:1。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭錦棠，董美美，夏修建，馮亞凱，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：天津大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：天津;12