一种用于烧制陶粒支撑剂的制备装置及方法与流程

本发明涉及陶粒支撑剂制备，具体说是一种用于烧制陶粒支撑剂的制备装置及方法。

背景技术：

1、陶粒支撑剂是指具有一定粒度和级配的天然砂或人造高强陶瓷颗粒；陶粒支撑剂(ceramic proppant)以铝矾土为原料，通过粉末制粒，烧结而成，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、高强度、高导流能力、低密度、低破碎率特点，使用最为广泛；

2、目前陶粒支撑剂会使用在石油开采的技术领域，目前，在油气勘探和开采过程中，水力压裂技术是增产与提高采收率的主要手段；石油压裂支撑剂是水力压裂技术的关键材料，其性能的优劣直接影响油气的开采率；并且其成本占据开采较大部分，因此研制成本低廉、性能优良的石油压裂支撑剂既是热点也是难点；

3、并且随着油气井深度的不断增加，高性能陶粒压裂支撑剂将迎来巨大的机遇和挑战；现阶段很多研究在获得低密度的同时，抗压强度也随之降低，所制备的陶粒只适合浅层油气井的压裂，在油气井深度增加后，便难以适应深层高闭合压力下的抗压强度。

4、综上所述，为解决本文提出的技术问题，本发明提出了一种用于烧制陶粒支撑剂的制备装置及方法。

技术实现思路

1、本发明提出了一种用于烧制陶粒支撑剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤；

2、步骤一：原料准备，选取高岭土、膨润土、石英砂、煤矸石和粉煤灰，并对选择的原料使用粉碎机进行粉碎，粉碎之后，使用混合设备将粉碎后的原料进行混合，并且在混合设备内部加入水，使原料粘接在一起；

3、步骤二：成型，将步骤一中粘结在一起的原材料通过挤压、滚圆方式制成球形或不规则形状的陶粒；

4、步骤三：干燥，将步骤二中成型的陶粒使用干燥设备进行干燥，过程中去除陶粒中的水分；

5、步骤四：烧制，将步骤三中干燥后的陶粒放入高温窑炉中进行烧制，烧制温度为700-1100℃，烧制时常为1-2h，使其烧结成坚固的陶粒；

6、步骤五：筛选，将步骤四中烧制后的陶粒使用分筛机进行筛选，将尺寸不合格的陶粒剔除，确保支撑剂的粒径均匀；

7、步骤六：破碎，在步骤五的过程中，分筛机对陶粒筛选的过程中，使用破碎机对筛选之后陶粒破碎，对不满足粒径的陶粒尺寸，进行二次挤压破碎。

8、作为本申请的一种优选方案，步骤一中，高岭土为40-60份；膨润土为5-15份；石英砂为10-20份；煤矸石为5-10份；粉煤灰为3-8份。

9、作为本申请的一种优选方案，在步骤一粉碎的过程中，向粉碎机内部放置5-10份膨胀珍珠岩和蛭石。

10、作为本申请的一种优选方案，在步骤一至步骤四流程结束之后，将步骤四种烧制完成后的陶粒收集在一起，随后将烧制后的陶粒放入到步骤一中的破碎机中进行二次破碎；破碎之后再次混合，随后经过步骤三和步骤四对混合之后的陶粒进行二次烧制。

11、作为本申请的一种优选方案，在步骤四对陶粒进行二次烧制的过程中，使其温度提高至1100-1500℃，烧制时常保持不变，烧制完成之后将陶粒放置入步骤四中的分筛机中进行筛选。

12、作为本申请的一种优选方案，在对收集好的陶粒重复第二次步骤一中的粉碎步骤的过程中，在其陶粒原料中添加氧化锆粉和硅灰，其中氧化锆粉和硅粉的占比为5-10份。

13、作为本申请的一种优选方案，在陶粒经过二次破碎混合后，将混合后并且经过步骤三干燥后的陶粒静置2-3h，使陶粒颗粒完全冷却，随后使用喷涂设备，在陶粒表面涂敷陶瓷涂层，陶粒表面喷涂之后，将涂敷陶瓷涂层的陶粒放置到高温窑炉中二次加热，加热温度为1300-1450℃；烧制完成之后将成型的陶粒放入到步骤五中进行分筛。

14、一种用于烧制陶粒支撑剂的制备装置，该装置使用在上述的一种用于烧制陶粒支撑剂的制备方法中，该装置为分筛机，分筛机的内部设置有分筛板，分筛板上的通孔为40-50目；分筛板的上方设置有两个破碎辊，陶粒掉落在分筛板之前会经过两个破碎辊之间。

15、本发明的有益效果如下：

16、在冷却后的陶粒表面喷涂陶瓷涂层，随后将喷涂陶瓷涂层的陶粒放入到步骤四中的高温窑炉中烧制，烧制温度为1300-1450℃，且陶瓷涂层本身具有很高的硬度和耐磨性，可以有效提高陶粒的抗磨损性能，并且当喷涂陶瓷涂层的陶粒经过高温烧制时，在陶瓷涂层和陶粒基体同时进行高温烧制时，两者会发生相互扩散，形成化学键，形成牢固的结合；当陶瓷涂层与陶粒基体之间形成牢固的结合后，陶瓷涂层会形成致密的结构，具有很高的强度和硬度，进而提高陶粒颗粒的抗压程度。

技术特征：

1.一种用于烧制陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤；

2.如权利要求1所述的一种用于烧制陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于：步骤一中，高岭土为40-60份；膨润土为5-15份；石英砂为10-20份；煤矸石为5-10份；粉煤灰为3-8份。

3.如权利要求2所述的一种用于烧制陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于：在步骤一粉碎的过程中，向粉碎机内部放置5-10份膨胀珍珠岩和蛭石。

4.如权利要求1所述的一种用于烧制陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于：在步骤一至步骤四流程结束之后，将步骤四种烧制完成后的陶粒收集在一起，随后将烧制后的陶粒放入到步骤一中的破碎机中进行二次破碎；破碎之后再次混合，随后经过步骤三和步骤四对混合之后的陶粒进行二次烧制。

5.如权利要求4所述的一种用于烧制陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于：在步骤四对陶粒进行二次烧制的过程中，使其温度提高至1100-1500℃，烧制时常保持不变，烧制完成之后将陶粒放置入步骤四中的分筛机中进行筛选。

6.如权利要求4所述的一种用于烧制陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于：在对收集好的陶粒重复第二次步骤一中的粉碎步骤的过程中，在其陶粒原料中添加氧化锆粉和硅灰，其中氧化锆粉和硅粉的占比为5-10份。

7.如权利要求4所述的一种用于烧制陶粒支撑剂的制备方法，其特征在于：在陶粒经过二次破碎混合后，将混合后并且经过步骤三干燥后的陶粒静置2-3h，使陶粒颗粒完全冷却，随后使用喷涂设备，在陶粒表面涂敷陶瓷涂层，陶粒表面喷涂之后，将涂敷陶瓷涂层的陶粒放置到高温窑炉中二次加热，加热温度为1300-1450℃；烧制完成之后将成型的陶粒放入到步骤五中进行分筛。

8.一种用于烧制陶粒支撑剂的制备装置，该装置使用在上述权利要求1所述的一种用于烧制陶粒支撑剂的制备方法中，其特征在于：该装置为分筛机，分筛机的内部设置有分筛板，分筛板上的通孔为40-50目；分筛板的上方设置有两个破碎辊，陶粒掉落在分筛板之前会经过两个破碎辊之间。

技术总结本发明涉及陶粒支撑剂制备技术领域，具体说是一种用于烧制陶粒支撑剂的制备装置及方法；在冷却后的陶粒表面喷涂陶瓷涂层，随后将喷涂陶瓷涂层的陶粒放入到步骤四中的高温窑炉中烧制，烧制温度为1300‑1450℃，且陶瓷涂层本身具有很高的硬度和耐磨性，可以有效提高陶粒的抗磨损性能，并且当喷涂陶瓷涂层的陶粒经过高温烧制时，在陶瓷涂层和陶粒基体同时进行高温烧制时，两者会发生相互扩散，形成化学键，形成牢固的结合；当陶瓷涂层与陶粒基体之间形成牢固的结合后，陶瓷涂层会形成致密的结构，具有很高的强度和硬度，进而提高陶粒颗粒的抗压程度。技术研发人员：魏东辉,杨鹏琦受保护的技术使用者：阳泉中和陶粒有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17