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壓裂材料
石英砂
發布時間: 2019/6/27 10:47:09 來源:http://www.ihongdao.cn/product772446.html 點擊次數: 44
1 范圍
本標準規定了壓裂用石英砂支撐劑和防砂用石英砂填充劑的技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、
包裝、運輸和貯存及安全環保要求。
本標準適用于壓裂用石英砂支撐劑和防砂用石英砂填充劑的實驗室評價和質量檢驗。
2 規范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T 6003.1 金屬絲編織網標準篩
GB/T 8170 數值修約規則與極限數值的表示和判定
3 技術要求
3.1 壓裂用石英砂支撐劑和防砂用石英砂填充劑理化性能技術要求應符合表 1 規定,破碎率技術要求
應符合表 2、表 3 規定。
表1 理化性能技術要求
項 目 指 標
粒徑 大于規格上限質量百分數 ≤0.1%
小于規格下限質量百分數 ≤2%
球度、圓度 ≥0.7
酸溶解度 ≤5.0%
濁度,FTU ≤100
表2 壓裂用石英砂支撐劑破碎率技術要求
粒徑規格,mm 閉合壓力,MPa 破碎率
1180~850 21 ≤14.0%
850~425 28 ≤14.0%
600~300 35 ≤10.0%
425~250
425~212 35 ≤8.0%
212~106
注:表中破碎室受力值只適于 50.8 cm 直徑的破碎室,其它直徑的破碎室受力值按式(5)進行計算
11   0    100% mm  ´
Q/SHCG 42—2012
表3 防砂用石英砂填充劑破碎率技術要求
粒徑規格,mm 閉合壓力,MPa 破碎率
2360~1180 ≤8%
1700~850 14 ≤4%
1180~600,850~425,600~300,425~250 ≤2%
注:表中破碎室受力值只適于50.8 cm直徑的破碎室,其它直徑的破碎室受力值按式(5)進行計算
4 儀器設備
儀器設備應符合以下要求:
a) 壓力機:最大載荷 800 kN,示值誤差±1%;
b) 拍擊式標準篩振篩機:篩搖動次數 290 次/分鐘,錘擊次數 156 次/分鐘,往復行程 25 mm;
c) 天平:感量 0.01 g;0.0001 g;
d) 標準篩執行 GB/T6003.1 金屬絲編織網標準篩;
3350 μ m、2360 μ m、1700 μ m、1400 μ m 、1180 μ m、1000 μ m、850 μ m、710 μ m、600 μ m、
500 μ m 、425 μ m、355 μ m 、300 μ m、250 μ m、212 μ m;
e) 實體顯微鏡:大于 40 倍;
f) 恒溫干燥箱:控溫精度±2 ℃;
g) 恒溫水?。嚎販鼐?plusmn;1 ℃;
h) 光電濁度儀:LP2000-11 型,測量范圍(0.00~50.00)FTU、(50~1000)FTU ,或同類產品;
i)搖床:轉速范圍5~500 r/min、調速精度1 r/min,型號KS4000i或同類產品。
5 試劑和材料
試劑和材料應符合以下要求:
a) 鹽酸:分析純,質量分數為36%~38%;
b) 氫氟酸:分析純,質量分數為 40%。
c) 聚四氟乙烯量筒:100 mL 、1000 mL ;
d) 聚四氟乙烯燒杯:250 mL;
e) 破碎室:見圖 2;
6 試驗方法
6.1 粒徑
6.1.1 取石英砂粒徑規格所對應的兩個標準篩組成套篩,將100 g樣品倒入套篩的頂篩中,再將套篩放
置振篩機上,振篩10 min后,稱頂篩及底盤上的石英砂質量,并計算出質量百分數。
6.1.2 按式(1)計算石英砂粒徑大于規格上限或小于規格下限的質量百分數:
……………………………………………(1)
式中:
2Q/SHCG 42—2012
ω —— 石英砂粒徑大于規格上限或小于規格下限的質量百分數,%;
m0 —— 石英砂樣品質量,g;
m1 —— 粒徑大于規格上限或小于規格下限的石英砂質量,g。
6.2 球度與圓度
6.2.1 用石英砂球度、圓度圖版進行樣品球度的測試,見圖 1。在被測試的樣品中任意取出 20 ?!?0
粒石英砂,放在實體顯微鏡下,按照表 4 規定的放大倍數進行觀察或拍下顯微照片,根據圖版確定每粒
石英砂的球度,計算出這批樣品的平均球度。
圖1 球度、圓度圖版
6.2.2 確定球度、圓度的放大倍數
測試球度、圓度所使用的實體顯微鏡的放大倍數見表4。
表4 石英砂的球度、圓度放大倍數
粒徑規格 實體顯微鏡放大倍數
mm 倍
3350~1700,2360~1180,1180~850,
1700~850,1180~850,1180~600, ≥30
850~425,600~300
425~250,425~212,212~106 ≥40
6.3 酸溶解度
6.3.1 酸液的配制
3100%   s fp  fs  s  m m m  S m
+ - = ´
Q/SHCG 42—2012
按鹽酸與氫氟酸質量比為12:3配制鹽酸、氫氟酸混合溶液。
6.3.2 實驗方法
6.3.2.1 將適量的石英砂樣品在 105℃下烘干 1 h,然后放在干燥器內冷卻 0.5 h,備用。
6.3.2.2 稱取上述經過處理的石英砂樣品 5 g±0.1 g。
6.3.2.3 在 250 mL 聚四氟乙烯燒杯內加入 106.6 g(20 ℃ 溫度下,體積為 100 mL) 配制好的鹽酸、氫
氟酸混合溶液,再將已稱好的 5 g 樣品倒入燒杯內。
6.3.2.4 將盛有酸溶液和石英砂樣品的燒杯放在 65 ℃ 的水浴內恒溫 0.5 h。注意不要攪動,不要使
其受污染。
6.3.2.5 準備過濾設備:將定性濾紙放入聚四氟乙烯漏斗,在 105 ℃條件下烘干 1 h,然后放在干燥
器內冷卻 0.5 h,稱量并記錄其質量。而后放在真空過濾設備上待用。
6.3.2.6 將石英砂樣品及酸液倒入聚四氟乙烯漏斗,要確保將燒杯內所有石英砂顆粒都倒入漏斗,然
后進行真空抽濾。
6.3.2.7 抽濾過程中用蒸餾水將石英砂樣品分別沖洗 5 次~6 次,每次用 20 mL 的蒸餾水,直至沖洗
液顯示中性為止。
6.3.2.8 將聚四氟乙烯漏斗及其內的石英砂樣品一起放入烘箱,在 105 ℃條件下烘干 1 h,然后放入
干燥器內冷卻 0.5 h。
6.3.2.9 立即將冷卻的聚四氟乙烯漏斗及石英砂樣品一起稱量并記錄其質量。
6.3.2.10 按式(2)計算石英砂樣品的酸溶解度:
…………………………………………(2)
式中:
S —— 石英砂的酸溶解度,%;
ms —— 石英砂樣品質量,g;
mfp —— 聚四氟乙烯漏斗及濾紙質量,g;
mfs —— 聚四氟乙烯漏斗、濾紙及酸后樣品總質量,g。
每個樣品做三個平行樣,取算術平均值為測定結果。每個測定值與算術平均值之差不大于 0.5%,
測試結果的數值修約依據 GB/T 8170 進行。
6.4 濁度
6.4.1 樣品制備
6.4.1.1 在 250 mL 廣口瓶內放入石英砂 40.0 g。
6.4.1.2 在上述廣口瓶內倒入 100 mL 蒸餾水,靜止 30 min。
6.4.1.3 用 KS4000i 搖床或同類型搖床,在 200 r/min 條件下、 搖動 1 min,靜置 5 min。
6.4.2 實驗方法
6.4.2.1 按濁度儀操作規程規定測定石英砂樣品的濁度。
6.4.2.2 將制備好的樣品用醫用注射器按儀器量要求注入比色皿中,放入儀器進行測量,直接從儀器
顯示屏上讀取濁度。
6.4.2.3 每個樣品做三個平行樣,取算術平均值為測定結果。每個測定值與算術平均值之差不大于 5
FTU,測試結果的數值修約依據 GB/T 8170 進行。
4Q/SHCG 42—2012
6.5 破碎率
6.5.1 稱取所需的石英砂樣品 200 g。
6.5.2 分兩次倒入每種石英砂粒徑所對應的兩個標準篩的頂篩中,每次振篩10 min,篩選所需的在規
格范圍內的石英砂樣品。
6.5.3 按式(3)計算石英砂破碎率實驗所需樣品質量:
W=C·d
2
……………………………………………(3)
式中:
W —— 石英砂樣品質量,g;
C —— 計算系數,C = 1.54 g/mm
2;
d —— 破碎室的直徑,mm。
圖 2 破碎室
6.5.4 使用感量為 0.01 g 的天平稱取所需的樣品。
6.5.5 將樣品倒入破碎室,見圖 2,然后放入破碎室的活塞,旋轉 180°。將裝有樣品的破碎室放在壓
力機臺面。用 1 min 的恒定加載時間將額定載荷勻速加到受壓破碎室上,穩載 2 min 后卸掉載荷。
6.5.6 石英砂樣品承受的閉合壓力按表 1 和表 2 的規定執行。
破碎室直徑d 的推薦尺寸為50.8 mm,根據需要破碎室直徑可作適當調整:38.1 mm≤d≤76.2 mm。破碎室壁厚應不
小于12.7 mm。
5c  100% p m m h = ´
Q/SHCG 42—2012
6.5.7 將壓后的石英砂樣品倒入粒徑規范下限的篩子中,振篩 10 min,稱取底盤中的破碎顆粒,按式
(4)計算石英砂破碎率質量百分數:
…………………………………………(4)
式中:
η —— 石英砂破碎率,%;
mc —— 破碎樣品的質量,g;
mp —— 石英砂樣品的質量,g。
6.5.8 如破碎室直徑與本標準給出的破碎室直徑不符,按式(5)計算相應的破碎室受力 F:
F = 0.0785 ×Pd
2
…………………………………………(5)
式中:
F —— 破碎室受力,kN;
P —— 額定閉合壓力,MPa;
d —— 破碎室直徑,cm。
每個樣品做三個平行樣,取算術平均值為測定結果。每個測定值與算術平均值之差不大于1%,測
試結果的數值修約依據GB/T 8170進行。
7 檢驗規則
7.1 抽樣方法
7.1.1 石英砂按批檢驗,每供貨一次的產品為一批。
7.1.2 散裝石英砂在裝卸、混砂等石英砂自由下落過程中,使用取樣器以均勻的速率,開口向上往復
通過砂流,直至取樣器被充滿,最終得到3 kg的樣品;
7.1.3 袋裝石英砂(25 kg/袋)立方體堆積,每100 t的取樣點應不少于15個。從各取樣袋的上、中、
下取相同數量的樣品,總樣品質量應不少于25 kg,使用分樣器逐次分離,最終得到3 kg的樣品;
7.1.4 噸袋包裝石英砂抽樣,每 10 袋開袋數不少于兩袋,從取樣袋上、中、下三個截面的中心點取相
同數量的樣品,總樣品質量應不少于 25 kg,使用分樣器逐次分離,最終得到 3 kg 的樣品。
7.2 檢驗結果判定
產品檢測結果中若有指標不符合本標準要求時,則判該批產品質量不合格。
7.3 仲裁
當供需雙方對產品質量檢測結果有爭議時,由雙方共同選定仲裁機構,可依本標準進行仲裁檢測。
8 標志、包裝、運輸、貯存、安全環保要求
8.1 標志
外包裝應有牢固清晰的標志,標明產品名稱、規格型號、凈質量、批號、生產日期、保質期、
執行標準編號、生產企業名稱和地址。
6Q/SHCG 42—2012
8.2 包裝
產品的包裝袋應具有足夠的強度。每袋凈質量誤差不大于 l%。
8.3 運輸
裝卸運輸過程中,應小心輕放,嚴禁撞擊,以免包裝袋破損。
8.4 貯存
貯存時應放于陰涼通風處,不得與酸、堿等化學物品接觸。
8.5 安全環保要求
本產品的供應商應就本產品的安全問題提出建議,如屬危險化學品應提供化學品安全技術說明。
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