3M中空玻璃微球在固井钻井中的应用
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高性能空心玻璃微珠在固井水泥方面的应用优势高性能空心玻璃微珠是一种中空的微米级圆球粉末状超轻质无机非金属材料,因性能优异,被誉为“复合材料之王”、“新时代的空间材料”、“魔粉”,是二十一世纪高端复合材料的主流品种,是近些年来在全世界特别是发达国家得到广泛应用的新型功能性工业填料,具有质量轻、强度高、隔热保温、流动性好、耐腐蚀等诸多独特的特点。
它是制造大飞机等航空航天器必需的特种材料,是海洋领域通用的基础材料,是军事工业不可或缺的核心材料,是油气田开采中最抗压的密度调节材料,是建筑、电子、化工、汽车、塑料、油漆涂料、体育用品、玻璃钢、代木、人造大理石等众多行业的特种功能性填充料,有着广阔的市场应用前景和神奇的产品应用效果。
固井水泥适用型号HN40、HN46、HN601、密度可调范围广,降低密度效果明显,保护油气层。
空心玻璃微珠低密度水泥浆较低能降低至0.70g/cc.目前,密度为1.10-1.15g/cc的空心玻璃微珠低密度水泥浆已在各大油田使用。
2、抗压前度高、高温高压下稳定性好等特点。
空心玻璃微珠属于无机非金属类材料,耐高温,化学稳定性好。
3、有助于降失水率。
空心玻璃微珠粒径较小,易在滤饼表面堵塞微小空洞从而形成致密滤饼。
4、可调整稠化时间。
5、流化性良好。
由于空心玻璃微珠是正球体,可与其他油井水泥添加剂配伍,故流变性良好完全满足固井要求。
6、充填率高。
空心玻璃微珠是小粒径的完美球体,可与微硅等外加剂紧密结合,充填率高。
7、防气窜性能优良,封隔油气水层。
含有空心玻璃微珠的干混料与各外加剂及水混合后可形成致密的网格结构,与套管胶结强度高,有效的封隔油气水层,防止漏失,污染油层,有效的防止地层其他腐蚀性气体或液体服饰套管。
8、空心玻璃微珠低密度水泥浆能有效地降低深海才有平台承重,有效分隔海水、防止腐蚀套管,同时空心玻璃微珠具有保温隔热功能,能有效阻止深海采油管道与海水的热量交换,防止钻井液、完井液及石油温度太低导致泵难吸。
刘亚辉:高性能空心玻璃微珠的应用研究 33高性能空心玻璃微珠的应用研究刘亚辉,冯建林,许传华(中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司,安徽 马鞍山 243004)摘 要:介绍了高性能空心玻璃微珠的特点,其作为一种多功能填料已经在塑料、玻璃钢、涂料、乳化炸药、石油开采、电磁红外等诸多领域得到广泛应用。
高性能空心玻璃微珠应用在塑料、玻璃钢、石油开采时,是一种密度调控剂,可以有效减低密度;在涂料中应用起到了保温隔热的作用;在乳化炸药中应用则起到了稳定剂、敏化剂的作用。
具有诸多功能的玻璃微珠将拥有更广阔的应用前景。
关键词:高性能空心玻璃微珠;功能填料;复合材料;应用高性能空心玻璃微珠(以下简称空心玻璃微珠)是一种新型节能、清洁轻质填料。
由于其具有中空、质轻、隔热保温、电绝缘强度高、耐磨、耐腐蚀、防辐射、隔音、吸水率低、化学性能稳定等特点。
在上个世纪90年代先后由美国3M公司和PQ公司进行批量生产,在国外空心玻璃微珠作为复合材料多功能填充剂,广泛应用于橡塑、涂料、玻璃钢、乳化炸药、石油钻探等领域。
国内对高性能空心玻璃微珠的应用起步较晚,但随着国人对其结构特点认识的逐步深入高性能空心玻璃微珠的使用被越来越多的领域所关注。
1 空心玻璃微珠特性空心玻璃微珠主要化学成分是碱石灰硼硅酸盐玻璃。
图1为空心玻璃微珠的偏光显微镜照片。
从图中看出:微珠是一颗颗透明的微米级玻璃质密闭中空正球体,有坚硬的球壳,球体内充有稀薄的N2。
从在宏观上看是纯白色的粉末。
其粒径大小不等,最小颗粒粒径为2µm,其平均粒径为35µm。
壁厚约为其直径的10%。
因为中空使它具有质轻的特点,而粒径大小不等可以形成粒径互补,具有合理填补空隙的特点[1]。
图1 空心玻璃微珠的偏光显微镜照片空心微珠作为一种新型的无机填料,它具有以下优点:(a)真密度小,容易在有机体系中均匀分散,而且可在0.25~0.60g/cm3之间进行密度调节。
(b)抗压能力强,可在2~60Mpa之间进行调节。
混凝土中空心玻璃微珠的应用技巧混凝土中空心玻璃微珠是一种常用的建筑材料,它具有多种应用技巧。
本文将深入探讨混凝土中空心玻璃微珠的应用范围,展示其在建筑领域的用途,并分享一些技巧和建议。
1. 什么是混凝土中空心玻璃微珠?混凝土中空心玻璃微珠是一种由玻璃制成的微小颗粒,通常具有直径在10到100微米之间。
它们的表面光滑且呈球形,内部是中空的。
这种材料的特点是轻质、绝热、隔音和纤维增强。
2. 混凝土中空心玻璃微珠的应用范围混凝土中空心玻璃微珠在建筑领域中应用广泛。
以下是它们的一些常见用途:2.1 绝热层填充物混凝土中空心玻璃微珠可以用作绝热层的填充物。
添加适量的微珠到混凝土中,可以显著提高混凝土的绝热性能。
因为中空玻璃微珠的低导热性,它们可以有效地阻挡热量的传导,减少能耗。
2.2 隔音材料混凝土中空心玻璃微珠也可以用作隔音材料。
它们能够吸收和减少声波的传播,从而降低噪音污染。
这对于需要保持一定安静环境的场所,如图书馆、音乐厅和办公室等,非常重要。
2.3 纤维增强混凝土中空心玻璃微珠还可以用作纤维增强材料。
添加微珠到混凝土中,可以增加混凝土的强度和耐久性。
中空玻璃微珠的强度使得混凝土可以更好地承受压力和重量负荷。
3. 混凝土中空心玻璃微珠的应用技巧和建议为了获得最佳效果,以下是一些使用混凝土中空心玻璃微珠的技巧和建议:3.1 添加适量的微珠在混凝土中添加适量的微珠非常重要。
添加过多会导致混凝土的流动性变差,从而影响施工质量。
添加过少则可能无法达到预期的效果。
建议根据具体施工要求和综合技术条件来确定添加的微珠量。
3.2 控制掺和比例除了微珠的量,掺和比例也是影响混凝土性能的重要因素。
不同的使用场景和要求可能需要不同的比例掺和。
在需要绝热的环境中,可以增加微珠的比例以提高绝热性能。
3.3 注意微珠的质量和规格微珠的质量和规格也会对混凝土的性能产生影响。
建议选择质量稳定、规格一致的中空玻璃微珠,并遵循相关的质量标准和规范。
《空心玻璃微珠》在各行业中的应用空心玻璃微珠的简介:空心玻璃微珠(中空玻璃微珠)是一种微小,中空的圆球状粉末。
粒径可根据需要在30-100微米之间任意选择,密度在0.1-0.7g/m3。
具有重量轻体积大、导热系数低、抗压强度高,分散性、流动性、稳定性好的优点。
另外,还具有绝缘、自润滑、隔音、不吸水、耐火、耐腐蚀、防辐射、无毒等优异性能。
本产品可直接填充于绝大部分类型的热固性、热塑性树脂产品中,起到减轻产品重量,降低成本,消除产品内应力确保尺寸稳定性,挺高抗压、抗冲击性、耐火度、隔音隔热性、绝缘性等作用!并且还可以取缔部分青铜粉、二氧化钼和白炭黑等一些昂贵的填充料。
空心玻璃微珠,是由无机材料构成的。
按化学成分有:二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、硅酸钠等。
其粒径十到几百微米,为内部充斥CO2气体的封闭微型球体。
并且具有质轻、低导热、无毒、不燃、化学稳定性好、高分散等优点。
是人造大理石、玻璃钢、原子灰、油漆、塑料、砟药、化工、建材等行业极好的产品填充剂。
(1)空心玻璃微珠在液晶显示器(LCD)隔垫材料中的应用:液晶显示器在隔垫材料是当今国内外研究的热点,这也是玻璃微珠较有前途的应用之一。
目前,LCD隔垫材料经常使用的是各种有机粒子,也有采用磨碎光纤的,这些材料均存在着不同程度的缺点。
玻璃微珠有足够的抗压、耐热、抗腐蚀以及优良的电绝缘性,且对显示器机体的粘度和流动性以及液晶高分子的扭曲和超扭曲行为影响较小。
其次,玻璃微珠的的各向同性无择优取向,又与热塑性,热固性高聚物有着良好的相溶性,可采用多种工艺压模成型,是一种理想的材料。
(2)空心玻璃微珠在塑料、橡胶领域中的应用:在塑料工业中,玻璃微珠是近年来发展的一种无机粉末填料,填充能力较高,用它填充的塑料有优异流变加工性能,收缩均匀,抗冲击能力增加等优点。
玻璃微珠用于超高分子量聚乙烯材料的填充,既充当了改善加工流动性的固体润滑剂,又可对超高分子量聚乙烯材料的综合力学性能进行改性,以提高其强度和耐磨性等。
空心玻璃微珠
空心微珠是一种中空的圆球粉末状性能优异的超轻质无机非金属新材料,它将成为二十一世纪新型复合材料的主流。
其真密度在0.20-0.60/cm3, 粒径在2-125微米之间。
具有重量轻、体积大,导热系数低,抗压强度高、吸油率低、分散性和流动性好、化学稳定性高等特点。
是保温涂料、热固性塑料、玻璃钢、SMC、人造石等产品的优质填料;是乳化炸药优良的敏化剂,增加乳化炸药的存贮时间,改善乳化炸药的敏化性和稳定性;油气田开采行业利用其低密度高抗压的特点配制低密度固井水泥浆和低密度钻井液。
空心玻璃微珠如果密度太轻其抗压强度就会降低,如果选择型号不当,应用在产品里性能会大幅度下降。
如果能够成功的将其和制品结合,就可大大地降低制品的密度及使用成本。
不同型号的空心玻璃微珠会对你的工艺条件、产品质量和生产成本产生不同的影响,请参照上表或者咨询我司技术顾问,选择最适合你的空心微珠产品。
文章编号:1001 5620(2006)04 0047 03降低固井水泥浆密度的新技术Fred Sabins(固井解决方案公司(Cement ing Solut ions,Inc),美国)摘要 针对现有低密度固井水泥浆存在的一些问题,介绍了一种有效降低水泥浆密度的新技术,即使用新型密度减轻材料 美国3M 公司生产的中空玻璃微球(HG S)作为密度减轻剂。
介绍了中空玻璃微球H GS 的基本特点,对H GS 低密度水泥浆进行了杨氏模量和抗张强度实验、压力和温度循环下的胶结强度实验、钻穿测试实验及现场测试,并与泡沫水泥浆和硅酸钠水泥浆进行了对比。
实验及测试结果表明,添加了中空玻璃微球H GS 的水泥浆有效地降低了密度,并且其混合、泵送及抗压强度、胶结质量等完全可以满足井下作业的要求。
关键词 固井 固井质量 低密度水泥浆 水泥浆添加剂 中空玻璃微球中图分类号:T E256文献标识码:A针对低密度固井水泥浆的应用日益增多及现阶段常用的一些低密度固井水泥浆存在的问题,提供了一种新的解决方案,即使用新型密度减轻材料 美国3M 公司生产的中空玻璃微球研制的新型低密度固井水泥浆体系。
1 传统低密度水泥浆体系的局限性以水作为密度减轻剂的传统低密度水泥浆最低密度为1.5g/cm 3,并且需要添加能够吸水并保持水泥均相的物质。
虽然这种水泥浆成本低,但其抗压强度低,在强压下无法提供长期层间封隔。
使用空心微珠可以使水泥浆密度降至1.35g /cm 3。
空心微珠是从火力发电的副产物 粉煤灰中通过漂选获得的,因此其质量较差,抗压强度较低(一般上限为13.8~20.7M Pa),闭空率较低,水容易进入使空心微珠密度很难控制,使其应用受到了较大限制。
使用氮气的泡沫水泥浆通常用来防止低压储层的循环漏失。
但其渗透性高,抗压强度低,因此会导致固井失败和更高的完井成本。
而且泡沫水泥浆施工设备较多,使用程序复杂,不易操作,并且存在井内摩阻较大(导致循环漏失)、难以控制固井质量、无法使用声波和超声波测量工具等局限性。
空心玻璃微珠的作用空心玻璃微珠,作为一种常见的细小材料,广泛应用于各个领域。
它的作用多种多样,从建筑材料到化妆品,从石油勘探到环保领域,都有着重要的应用价值。
空心玻璃微珠在建筑材料中起到了很大的作用。
由于其轻质、耐候性强以及优良的隔热性能,它被广泛应用于保温材料中。
特别是在外墙外保温系统中,空心玻璃微珠被添加到保温材料中,可以有效减轻建筑物的自重,提高保温效果。
同时,空心玻璃微珠还可以调整混凝土的性能,提高混凝土的强度和耐久性。
空心玻璃微珠在化妆品中也有着广泛的应用。
由于其细小的颗粒和良好的吸附性能,它可以用作化妆品的填充剂和吸油剂。
在护肤品中,空心玻璃微珠可以吸附皮肤表面的油脂和污垢,使皮肤清爽、干净。
在彩妆中,空心玻璃微珠可以增加产品的质感和光泽,使妆容更加立体和持久。
空心玻璃微珠还在石油勘探领域中发挥着重要的作用。
在地质勘探中,空心玻璃微珠可以作为一种地层标记物,通过注入地下油气层,以便于勘探工作的进行。
空心玻璃微珠的轻质和耐高温性能,使其能够在油井中长时间稳定存在,提供重要的地层信息。
空心玻璃微珠还在环保领域中发挥着重要作用。
由于其可回收利用和环境友好的特点,它被广泛应用于废水处理和固废处理中。
在废水处理中,空心玻璃微珠可以作为一种吸附剂,去除废水中的有害物质。
在固废处理中,空心玻璃微珠可以作为填充材料,提高处理效率和废物的稳定性。
空心玻璃微珠的作用多种多样,从建筑材料到化妆品,从石油勘探到环保领域,都有着重要的应用价值。
它的轻质、耐候性强以及优良的隔热性能使其在建筑材料中发挥着重要作用;其细小的颗粒和良好的吸附性能使其在化妆品中有广泛的应用;在石油勘探和环保领域中,空心玻璃微珠也发挥着重要作用。
随着科技的不断发展,相信空心玻璃微珠的应用领域还会不断拓展,为人们的生活带来更多的便利和改善。