脲醛膠的水泥球堵漏技術(shù)介紹

脲醛樹脂是尿素和甲醛聚合反應(yīng)后的產(chǎn)物。工業(yè)制備脲醛樹脂的過程比較復(fù)雜，成品為固體不溶物。鉆探工程中所應(yīng)用的脲醛樹脂可通過現(xiàn)場簡單混合反應(yīng)獲得。

脲醛樹脂水泥漿主要是將脲醛樹脂、水泥及水按照一定的比例混合而成。其化學(xué)反應(yīng)機理為：

nH₂N-CO-NH₂+ nHCHO→H-[NH-CO-NH-CH₂]-OH+(n-1) H₂O

尿素+甲醛溶液→脲醛樹脂

脲醛樹脂是一種水溶性樹脂，一般按照生產(chǎn)工藝不同，可以制作成膠體狀和粉末狀，一般現(xiàn)場為了便于溶解，使用方便，大多采用膠體狀。脲醛樹脂水泥漿在酸性條件下能夠迅速的凝固成具有一定機械強度的有機無機混合體，由于其具有較強的抗剪切稀釋性能，在地下水活躍或者大的溶洞及裂隙漏失區(qū)域顯示出巨大的優(yōu)越性，只要找準(zhǔn)漏失層，其一次性堵漏成功率非常高。另外，由于化學(xué)工藝的成熟，其成本較低，來源廣泛。

1.1 脲醛樹脂的配置

通過反復(fù)試驗比較得到，尿素與甲醛溶液（38%～40%）以3：4的比例進(jìn)行混合反應(yīng)效果最佳。如果冬季氣溫較低，制備過程中反應(yīng)比較慢具體表現(xiàn)在尿素溶解反應(yīng)較慢，因此可通過熱浴方法加快二者的反應(yīng)。實驗表明在40～50度熱水中熱浴即可達(dá)到很好的效果，且拿出后尿素?zé)o析出。熱浴溫度不要太高，以免反應(yīng)失控。

1.2 脲醛樹脂水泥球制作

脲醛樹脂水泥球具有良好的膠結(jié)性能，對于異常破碎等情況具有顯著的效用。其主要為水泥復(fù)配一定的脲醛樹脂膠液，并加入一定量的促凝劑，縮短候凝期。對脲醛樹脂水泥球進(jìn)行實驗，制備三個水泥球樣進(jìn)行對比試驗，具體配方如表1所示。

表1   水泥球配方

水泥球主要用途是井下堵漏，投擲后要求性能無太大變化。為模擬投擲時的水下下落環(huán)境，實驗采用水中不斷搖晃的方法模擬下落環(huán)境，最后觀察變化。將水泥球樣品放入清水中，搖晃4～5min后觀察變化結(jié)果如圖2所示。

實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)樣3沒加任何脲醛樹脂，搖晃后嚴(yán)重變形，水泥球成餅，并出現(xiàn)很多裂縫，表面侵蝕嚴(yán)重。樣2加入了部分脲醛樹脂，變形較樣3小許多但總體還是有點過大，有點扁化，邊緣出現(xiàn)少許裂縫。樣1只加入了脲醛樹脂溶液，搖晃后基本無變化，水泥球基本無變形，無裂縫，表面光滑平整。

實驗探索得出脲醛樹脂水泥球配方：

32.5級水泥：脲醛樹脂漿液：水 = 5：1：1

主要性能：凝固時間：6-8h   強度：3-8MPa


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