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储能微球的封装方法

梁继文 刘和兴 王成龙 黄静 沈晟达 柳华杰

梁继文,刘和兴,王成龙,等. 储能微球的封装方法[J]. 钻井液与完井液,2022,39(2):214-220 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.02.014
引用本文: 梁继文,刘和兴,王成龙,等. 储能微球的封装方法[J]. 钻井液与完井液,2022,39(2):214-220 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.02.014
LIANG Jiwen, LIU Hexing, WANG Chenglong, et al.Encapsulation of energy-storage microspheres[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(2):214-220 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.02.014
Citation: LIANG Jiwen, LIU Hexing, WANG Chenglong, et al.Encapsulation of energy-storage microspheres[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(2):214-220 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.02.014

储能微球的封装方法

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.02.014
基金项目: 国家青年基金“水合物层固井水泥热能存储剂载体研制及承载机理研究” (51804332)
详细信息
    作者简介:

    梁继文,工程师,1980年生,主要研究方向为钻完井工艺技术研究。电话 13726949425

    通讯作者:

    沈晟达,电话 17865423928;E-mail:978897225@qq.com

  • 中图分类号: TE256.6

Encapsulation of Energy-storage Microspheres

  • 摘要: 为了保证在海洋深水油气井固井时水合物的稳定,需要在固井时使用低水化热水泥浆。目前的方法是在油井水泥中加入热能存储剂,但是将热能存储剂直接在水泥浆体系中应用,会出现配伍性差的问题。将热能存储剂吸收进入高强度载体微球内形成储能微球,可避免热能存储剂与水泥浆直接接触,是解决热能存储剂对固井水泥浆不利影响的有效措施。但是由于载体微球球壁开孔,热能存储剂仍然会从载体微球中泄漏,因此需要对储能微球进行封装。针对现有封装技术存在成本高、耗时长等问题,建立了以丙烯酸树脂为封装材料,利用喷涂法对载体微球进行封装的工艺,并对储能微球的封装效果进行评价优化,得到最合适的丙烯酸树脂的质量分数为20%,最终形成了一套简单高效的储能微球封装方法。封装的储能微球具有很好的抗压、耐温、耐碱性能,能够在海水环境中长时间稳定存在,为解决热能存储剂与水泥浆不配伍难题开辟一条新的途径,对有效封隔天然气水合物层具有重要的意义,同时也可为其他油井水泥外加剂载体研发提供借鉴。

     

  • 图  1  搅拌涂覆法-环氧树脂封装

    图  2  喷涂法-丙烯酸树脂封装

    图  3  储能微球变径流化封装装置示意图

    注:单位为mm

    图  4  不同浓度下丙烯酸树脂的封装效果

    图  5  封装后的储能微球断面

    图  6  未封装的储能微球表面

    图  7  封装后的储能微球表面

    图  8  储能微球在不同时间下的耐温性能

    图  9  储能微球在不同时间下的耐碱性能测试

    图  10  加入封装后储能微球的水泥石断面

    图  11  加入封装好储能微球前后水泥浆水化放热

    表  1  储能微球封装后在同温度下的质量变化情况

    t/h 不同温度下的质量/g
    20 ℃ 40 ℃ 60 ℃ 80 ℃ 95 ℃
    0 5 5 5 5 5
    0.5 5 5 5 5 5
    1.0 5 5 5 5 5
    1.5 5 5 5 5 5
    2.0 5 5 5 5 5
    下载: 导出CSV

    表  2  储能微球的耐矿化度性能测试

    t/dm/gt/dm/g
    05.93646.230
    16.17856.304
    26.20666.240
    36.26076.271
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-10-29
  • 修回日期:  2021-12-20
  • 录用日期:  2021-10-29
  • 刊出日期:  2022-06-23

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