一种地浸采铀钻孔固井浆体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于地浸采铀技术领域，具体涉及一种地浸采铀钻孔固井浆体。
【背景技术】
[0002] 钻孔在地浸采铀生产中是揭露矿层使浸矿试剂进入矿层和将含矿溶液携带出地 表的唯一通道，是地浸采铀最重要的设施之一。固井是钻孔施工的一个关键工序，其质量好 坏将影响钻孔的服务年限和工作能力。自上世纪八十年年代以来，地浸采铀钻孔固井一直 采用普通硅酸盐水泥浆作为固井浆体。此种浆体在固井时浆体密度较大，对井的套管会产 生较大压力；同时在固井过程中，水泥凝固时放热，也会影响的套管的强度，对套管的完好 性产生影响。此外，此种固井方式会产生大量废泥浆，不利于现场的环境保护。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是解决采用传统的钻孔固井过程中使用的浆体易对套管产生损坏， 且不利于环境保护的问题，提供了一种在钻井过程中产生的废泥浆中加入几种特有的试 剂，使配制的新型固井浆体达到水泥浆固井的功能，满足地浸采铀钻孔固井的需要的地浸 采铀钻孔固井浆体。
[0004] 本发明是这样实现的：
[0005] -种地浸采铀钻孔固井浆体，含有废泥浆、固化剂、激活剂和激活助剂，废泥浆、固 化剂、激活剂和激活助剂的重量比为20:8:2:1。
[0006] 如上所述的废泥浆含有膨润土、细砂和水，密度为1.05~1.25g/cm3,粘度为25~ 45s，含砂量为2.5~4% (体积比）。
[0007] 如上所述的固话剂采用矿渣实现，矿渣中含有CaO、Al2〇3和MgO，活性值K大于1.5。
[0008] 如上所述的激活剂采用液碱实现，pH大于12。
[0009] 如上所述的激活助剂采用中抗水泥或G级水泥实现。
[0010] 本发明的有益效果是：
[0011] 本发明的浆体包括废泥浆、固化剂、激活剂和激活助剂。与普通水泥固井浆体固井 技术相比，采用该地浸采铀钻孔固井浆体进行固井作业，可以消耗一定的废泥浆，降低废泥 浆的处理成本，保护矿山环境;该浆体比重小，对钻孔井管产生压力小，保护采铀井管；此 外，固井工艺成熟、简单，是一种经济合理、安全环保的新型固井技术，完全能满足地浸采铀 现场需要。
【附图说明】
[0012] 图1是本发明的一种地浸采铀钻孔固井浆体中固化剂加量对体系强度的影响变化 曲线；
[0013] 图2是本发明的一种地浸采铀钻孔固井浆体中激活剂加量对体系强度的影响变化 曲线；
[0014] 图3是本发明的一种地浸采铀钻孔固井浆体中激活助剂加量对体系强度的影响变 化曲线；
[0015] 图4是本发明的一种地浸采铀钻孔固井浆体中激活助剂加入前后对体系强度的影 响变化对比曲线。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。
[0017] -种地浸采铀钻孔固井浆体，包括如下组成部分：
[0020] 其中，百分比是各外加剂占废泥浆重量的百分比。
[0021] 1.废泥浆是指钻孔施工过程中从孔内返出不再使用的泥浆，其含有一定比例的膨 润土、细砂、水等，具有良好的悬浮性和流动性，而且还有较强的韧性、塑性和粘度，其性能 应在以下范围：
[0022] 密度：1 · 05~1 · 25g/cm3、粘度:25~45s、含砂量:2 · 5~4% (体积比）。
[0023] 2.固化剂(矿渣）：矿渣是在炼铁过程中产生的废渣，在高温状态下经过迅速水淬， 产生一种玻璃质颗粒状的水硬物质。CaO，Al2〇3，MgO的含量越高，其活性值K越高，用于新型 地浸采铀钻孔固井浆体配制的矿渣的K值大于1.5即可。随固化剂(矿渣)加量的增加，固化 体系强度迅速增加，含量为40%强度可远远满足地浸采铀钻孔固井所需的强度（图1)。
[0024] 3.激活剂(液碱）：激活剂是使矿渣（固化剂)活性激发的关键。矿渣虽然具有活性， 但在一定的条件下并不具有水化行为，水化速度远小于水泥水化速度，因此，必须在一定条 件下引入活化介质才能获得活化性能。固井液pH值在大于12的强碱性环境中，才可以激活 矿渣活性结构，呈现出凝固特征，即具有抗压强度。随激活剂加量的增加，固化体系强度迅 速增加，加量至10 %以上时，强度增加趋势减缓，其含量为10 %最合适(图2)。
[0025] 4.激活助剂（中抗水泥或G级水泥）：激活助剂主要作用增强固井浆体浆凝固时的 韧性、塑性和粘合性，使体系保持均匀状态。激活助剂加量对固井强度增加平稳，增加至5% 时趋于平行，因此，激活助剂含量在5%最适宜（图3)。激活助剂加入后，固化体系产生强度 的速率加快，减少了浆体沉降稳定性对强度的影响（图4)。
[0026]按照本发明要求配制的固井浆液体系密度达到1.28 ± 0.04g/cm3，粘度70s以内。 温度在15-25°C(地层温度一般在18°C左右）时，候凝24小时固井体系抗压强度达到2.0-3.0ΜΡ，候凝48小时固井体系抗压强度达到4.0-5.0ΜΡ，完全可以满足地浸采铀井固井需要。
[0027] 需要配置本发明的浆体时，进行如下操作：
[0028] 1.取一定量废泥浆放入配液罐进行搅拌，泥浆性能达到要求；
[0029] 2.将激活剂按比例均匀倒入配液罐内进行搅拌，衆液的pH值达到12以上；
[0030] 3.按照比例均匀加入固化剂进行充分搅拌；
[0031] 4.将激活助剂加入配液罐内，经过搅拌后体系密度达到1.28 ±0.04g/cm3，粘度 70s以内，完成浆体配置。如果达不到上述指标要求，则重新配置浆体。
[0032] 通过以上四个步骤即可得到本发明的新型地浸采铀固井浆体，需要注意的是在6 小时以内将固井浆体全部注入孔内，完成固井作业。候凝48小时后可保证固井体系抗压强 度达到固井要求，可以进入下一步施工操作。
【主权项】
1. 一种地浸采铀钻孔固井浆体，含有废泥浆、固化剂、激活剂和激活助剂，废泥浆、固化 剂、激活剂和激活助剂的重量比为20:8:2:1。2. 根据权利要求1所述的地浸采铀钻孔固井浆体，其特征在于:所述的废泥浆含有膨润 土、细砂和水，密度为1.05~1.25g/cm 3，粘度为25~45s，含砂量为2.5~4 % (体积比）。3. 根据权利要求1所述的地浸采铀钻孔固井浆体，其特征在于:所述的固话剂采用矿渣 实现，矿渣中含有CaO、Al2〇3和MgO，活性值K大于1.5。4. 根据权利要求1所述的地浸采铀钻孔固井浆体，其特征在于:所述的激活剂采用液碱 实现，pH大于12。5. 根据权利要求1所述的地浸采铀钻孔固井浆体，其特征在于:所述的激活助剂采用中 抗水泥或G级水泥实现。
【专利摘要】本发明属于地浸采铀技术领域，具体涉及一种地浸采铀钻孔固井浆体；本发明的目的是提供一种在钻井过程中产生的废泥浆中加入几种特有的试剂，使配制的新型固井浆体达到水泥浆固井的功能，满足地浸采铀钻孔固井的需要的地浸采铀钻孔固井浆体。本发明含有废泥浆、固化剂、激活剂和激活助剂，废泥浆、固化剂、激活剂和激活助剂的重量比为20:8:2:1；本发明与普通水泥固井浆体固井技术相比，采用该地浸采铀钻孔固井浆体进行固井作业，可以消耗一定的废泥浆，降低废泥浆的处理成本，保护矿山环境；该浆体比重小，对钻孔井管产生压力小，保护采铀井管。
【IPC分类】C09K8/467
【公开号】CN105505353
【申请号】CN201511026746
【发明人】张勇, 阳奕汉, 张文清, 张青林
【申请人】新疆中核天山铀业有限公司, 新疆六方能源开发有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月31日