油井水泥缓凝剂及其制备方法
阅读说明：本技术 油井水泥缓凝剂及其制备方法 (Oil well cement retarder and preparation method thereof ) 是由 杜长鲁 于 2021-07-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了油井水泥缓凝剂及其制备方法,包括蔗糖、硼砂、羟基乙叉二磷酸、乙二胺四甲叉膦酸钠和氯化钠溶液,其质量份数如下：蔗糖1-2、硼砂0.5-1、羟基乙叉二磷酸2-4、乙二胺四甲叉膦酸钠0.3-0.5、氯化钠溶液4-8；本发明中的混合机,通过在混合桶内部设置的竖置的竖轴和横置的横轴,可在混合时对溶液进行不同方向的搅动,竖置的竖轴驱动搅拌件带动溶液进行左右翻滚,横置的横轴驱动搅拌件带动溶液进行上下翻滚,同时横轴和竖轴同时围绕固定轴进行公转,进而可使溶液在混合桶内不断的进行不同方向的翻滚,避免出现溶液内的添加物出现沉底现象,使得溶液的混合更加的均匀,混合质量更好。(The invention discloses an oil well cement retarder and a preparation method thereof, wherein the retarder comprises sucrose, borax, hydroxy ethylidene diphosphate, ethylene diamine tetra methylene phosphonic acid sodium and sodium chloride solution, and the retarder comprises the following components in parts by weight: 1-2 parts of cane sugar, 0.5-1 part of borax, 2-4 parts of hydroxyethylidene diphosphate, 0.3-0.5 part of ethylene diamine tetramethylene phosphonic acid sodium and 4-8 parts of sodium chloride solution; according to the mixer, the vertical shaft and the transverse shaft are arranged in the mixing barrel, so that the solution can be stirred in different directions during mixing, the vertical shaft drives the stirring piece to drive the solution to roll left and right, the transverse shaft drives the stirring piece to drive the solution to roll up and down, and the transverse shaft and the vertical shaft simultaneously revolve around the fixed shaft, so that the solution can be continuously rolled in different directions in the mixing barrel, the phenomenon of sinking of additives in the solution is avoided, the mixing of the solution is more uniform, and the mixing quality is better.)
技术领域
本发明涉及水泥缓凝剂
技术领域
，具体是油井水泥缓凝剂及其制备方法。背景技术
油井水泥缓凝剂是一种油井水泥的外加剂，通常用于油、气井注水泥作业所使用的水泥浆中。在油气井注水泥作业中，通过水泥车泵送将水泥浆泵入井内，经过替浆的过程将水泥浆顶替到套管与井眼之间的环形空间，达到封隔油、气、水层保护生产层和支撑保护套管的目的。
水泥浆的稠化时间，大体上是水泥浆保持液体、可泵送状态的时间。随着水泥中水化反应的进行，当其达到一定程度时，水泥浆就会失去流动性而无法进行施工作业。水泥浆在泵送至所要求的位置以前应具有良好的流动可泵性。因此水泥浆的稠化时间是控制固井作业、保证施工安全和固井质量的关键。为了准确的控制水泥浆的稠化时间，扩大油井水泥的使用范围，必须在水泥浆中加入缓凝剂以延缓水泥浆在井下高温高压环境下的水化进程，调节稠化时间。
在油井水泥缓凝剂的制备中需要使用到混合机对各种原料进行混合，但是现有的混合机一般均是采用竖直的搅拌轴或横置的搅拌轴进行搅拌，在搅拌时混合机中的混合溶液流动方向会与搅拌轴一致，混合效果不好，并且在搅拌时有些物料容易发生沉底现象，进一步的降低了混合的效果，基于上述问题，我们提供了一种油井水泥缓凝剂及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供油井水泥缓凝剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
油井水泥缓凝剂，包括蔗糖、硼砂、羟基乙叉二磷酸、乙二胺四甲叉膦酸钠和氯化钠溶液，其质量份数如下：蔗糖1-2、硼砂0.5-1、羟基乙叉二磷酸2-4、乙二胺四甲叉膦酸钠0.3-0.5、氯化钠溶液4-8。
优选的，所述氯化钠溶液由水和氯化钠混合而成。
优选的，所述水和氯化钠的的比例为15:1。
一种油井水泥缓凝剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将蔗糖、硼砂、羟基乙叉二磷酸、乙二胺四甲叉膦酸钠和氯化钠溶液按照比例进行混合，配置成混合溶液。
步骤2、将混合液倒入混合机中，进行10分钟的搅拌，并在搅拌过程中将溶液温度提升至30-60度保持。
步骤3、将步骤2中的PH值调整至5.5-7。
步骤4、将PH值调整完成后的混合溶液再次进行20-60分钟的搅拌，并将温度调整至60-80度保持。
步骤5、在步骤4完成后向混合机中加入引发剂，再次进行2-4小时的搅拌，并将温度调整至85-105度进行保持，搅拌完成后得到油井水泥缓凝剂。
上述油井水泥缓凝剂的制备方法步骤2中的混合机，包括混合桶以及用于支撑混合桶的支腿，所述混合桶一侧下端还设有与混合桶内部连通的排出口，所述混合桶下端面还嵌设有用于加热的加热器，所述混合桶上端固定连接有安装架，所述安装架中间固定连接有固定轴，所述固定轴上端固定连接有主动齿轮，固定轴下端固定连接有平面齿盘，所述混合桶下端面中心位置转动连接有驱动轴，驱动轴上端设有用于与平面齿盘和主动齿轮配合进行搅拌的搅拌组件；
所述混合桶一侧安装有驱动电机，所述驱动电机输出端与驱动轴之间设有用于传递动力的传动组件；
所述混合桶下端面还设有注气组件，用于向混合桶内部充入气体。
优选的，所述搅拌组件包括安装框，所述安装框固定连接在驱动轴上端位置，所述安装框上端中间固定连接有转动套，转动套与固定轴转动连接，所述安装框两侧竖板中间均转动连接有横轴，横轴靠近固定轴的一端均固定连接有配合齿轮，配合齿轮与平面齿盘啮合，所述安装框上端和下端的横板两侧均固定连接有固定板，同一侧的两个固定板之间均转动连接有竖轴，竖轴上端均固定连接有从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮啮合，所述竖轴和横轴上均安装有用于进行搅拌的搅拌件。
优选的，所述搅拌件包括固定环架和搅拌片，若干个所述搅拌片固定连接在两个固定环架之间。
优选的，所述传动组件包括第一带轮，所述第一带轮安装在驱动电机输出端位置，所述驱动轴下端穿过混合桶的位置安装有第二带轮，所述第一带轮和第二带轮之间安装有传动皮带。
优选的，所述注气组件包括注气筒和安装架，所述注气筒通过安装架安装在混合桶下端面，所述驱动电机输出端下端固定连接有转盘，转盘下端面远离转盘圆心的位置转动连接有连杆，连杆远离转盘的一端与注气筒上的活塞杆一端转动连接，所述注气筒输出端连接有若干个注气管，注气管远离注气筒的一端均与混合桶内部连通，所述注气管上靠近混合桶的位置均设有单向阀，用于防止混合桶内的溶液流到注气管内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中的混合机，通过在混合桶内部设置的竖置的竖轴和横置的横轴，可在混合时对溶液进行不同方向的搅动，竖置的竖轴驱动搅拌件带动溶液进行左右翻滚，横置的横轴驱动搅拌件带动溶液进行上下翻滚，同时横轴和竖轴同时围绕固定轴进行公转，进而可使溶液在混合桶内不断的进行不同方向的翻滚，避免出现溶液内的添加物出现沉底现象，使得溶液的混合更加的均匀，混合质量更好。
2、本发明中的混合机通过在混合桶下端面设置的注气组件，可在驱动电机驱动搅拌组件进行转动的同时，带动注气筒上的活塞杆进行抽动，并通过注气管向混合桶内进行注气，注入的气体在溶液内形成气泡，进而可配合搅拌组件使溶液混合更加的均匀。
附图说明
图1为本发明的中混合机的结构示意图。
图2为本发明中混合机的底部结构示意图。
图3为本发明中混合机的内部结构示意图。
图4为本发明中混合机的搅拌组件的结构示意图。
图5为本发明中混合机固定轴的结构示意图。
图6为本发明中混合机搅拌件的结构示意图。
其中：1、混合桶；2、支腿；3、排出口；4、安装架；5、加热器；6、传动皮带；7、转盘；8、第一带轮；9、驱动电机；10、连杆；11、活塞杆；12、注气筒；13、注气管；14、第二带轮；15、安装架；16、驱动轴；17、平面齿盘；18、从动齿轮；19、搅拌件；190、固定环架；191、搅拌片；20、安装框；21、主动齿轮；22、转动套；23、固定板；24、竖轴；25、横轴；26、配合齿轮；27、固定轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，油井水泥缓凝剂，包括蔗糖、硼砂、羟基乙叉二磷酸、乙二胺四甲叉膦酸钠和氯化钠溶液，其质量份数如下：蔗糖1-2、硼砂0.5-1、羟基乙叉二磷酸2-4、乙二胺四甲叉膦酸钠0.3-0.5、氯化钠溶液4-8。
所述氯化钠溶液由水和氯化钠混合而成；所述水和氯化钠的的比例为15:1。
一种油井水泥缓凝剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将蔗糖、硼砂、羟基乙叉二磷酸、乙二胺四甲叉膦酸钠和氯化钠溶液按照比例进行混合，配置成混合溶液。
步骤2、将混合液倒入混合机中，进行10分钟的搅拌，并在搅拌过程中将溶液温度提升至50度保持。
步骤3、将步骤2中的PH值调整至6。
步骤4、将PH值调整完成后的混合溶液再次进行30分钟的搅拌，并将温度调整至70度保持。
步骤5、在步骤4完成后向混合机中加入引发剂，再次进行2小时的搅拌，并将温度调整至95进行保持，搅拌完成后得到油井水泥缓凝剂。
请参阅图1-6，一种混合机，包括混合桶1以及用于支撑混合桶1的支腿2，所述混合桶1一侧下端还设有与混合桶1内部连通的排出口3，所述混合桶1下端面还嵌设有用于加热的加热器5，所述混合桶1上端固定连接有安装架4，所述安装架4中间固定连接有固定轴27，所述固定轴27上端固定连接有主动齿轮21，固定轴27下端固定连接有平面齿盘17，所述混合桶1下端面中心位置转动连接有驱动轴16，驱动轴16上端设有用于与平面齿盘17和主动齿轮21配合进行搅拌的搅拌组件；
所述混合桶1一侧安装有驱动电机9，所述驱动电机9输出端与驱动轴16之间设有用于传递动力的传动组件；
所述混合桶1下端面还设有注气组件，用于向混合桶1内部充入气体。
本发明中的混合机，通过在混合桶1内部设置的竖置的竖轴24和横置的横轴25，可在混合时对溶液进行不同方向的搅动，竖置的竖轴24驱动搅拌件19带动溶液进行左右翻滚，横置的横轴25驱动搅拌件19带动溶液进行上下翻滚，同时横轴25和竖轴24同时围绕固定轴27进行公转，进而可使溶液在混合桶1内不断的进行不同方向的翻滚，避免出现溶液内的添加物出现沉底现象，使得溶液的混合更加的均匀，混合质量更好。
所述搅拌组件包括安装框20，所述安装框20固定连接在驱动轴16上端位置，所述安装框20上端中间固定连接有转动套22，转动套22与固定轴27转动连接，所述安装框20两侧竖板中间均转动连接有横轴25，横轴25靠近固定轴27的一端均固定连接有配合齿轮26，配合齿轮26与平面齿盘17啮合，所述安装框20上端和下端的横板两侧均固定连接有固定板23，同一侧的两个固定板23之间均转动连接有竖轴24，竖轴24上端均固定连接有从动齿轮18，从动齿轮18与主动齿轮21啮合，所述竖轴24和横轴25上均安装有用于进行搅拌的搅拌件19；
本发明中驱动轴16转动带动安装框20进行旋转，安装框20旋转会使横轴25上的配合齿轮26与平面齿盘17啮合，使横轴25自转，在安装框20转动的同时竖轴24上的从动齿轮18与主动齿轮21啮合进行自转，进而实现对溶液的搅拌；
所述搅拌件19包括固定环架190和搅拌片191，若干个所述搅拌片191固定连接在两个固定环架190之间。在两个固定环架190之间设置的搅拌片191，并且搅拌片191呈环形设置，可使得搅拌效果更好。
所述传动组件包括第一带轮8，所述第一带轮8安装在驱动电机9输出端位置，所述驱动轴16下端穿过混合桶1的位置安装有第二带轮14，所述第一带轮8和第二带轮14之间安装有传动皮带6；设置在第一带轮8和第二带轮14之间的传动皮带6可实现两个轴之间的动力传递，且传动平稳，不会出现刚性冲击。
所述注气组件包括注气筒12和安装架15，所述注气筒12通过安装架15安装在混合桶1下端面，所述驱动电机9输出端下端固定连接有转盘7，转盘7下端面远离转盘7圆心的位置转动连接有连杆10，连杆10远离转盘7的一端与注气筒12上的活塞杆11一端转动连接，所述注气筒12输出端连接有若干个注气管13，注气管13远离注气筒12的一端均与混合桶1内部连通，所述注气管13上靠近混合桶1的位置均设有单向阀，用于防止混合桶1内的溶液流到注气管13内；本发明中的混合机通过在混合桶1下端面设置的注气组件，可在驱动电机9驱动搅拌组件进行转动的同时，带动注气筒12上的活塞杆11进行抽动，并通过注气管13向混合桶1内进行注气，注入的气体在溶液内形成气泡，进而可配合搅拌组件使溶液混合更加的均匀。
本发明的工作原理是：本发明中的混合机在使用时，将需要进行混合的溶液以及原料倒入混合桶1中，然后启动驱动电机9，驱动电机9转动带动第一带轮8进行旋转，第一带轮8旋转在传动皮带6的带动下使第二带轮14进行旋转，第二带轮14旋转带动驱动轴16，驱动轴16转动带动安装框20进行旋转，安装框20旋转会使横轴25上的配合齿轮26与平面齿盘17啮合，使横轴25自转，在安装框20转动的同时竖轴24上的从动齿轮18与主动齿轮21啮合进行自转，进而实现对溶液的搅拌，在驱动电机9输出端转动的同时还会带动转盘7进行旋转，转盘7转动带动连杆10运动，连杆10运动带动活塞杆11进行往复抽动，连杆10往复抽动会带动注气筒12内的活塞运动，进而从注气筒12输出端输出气体，输出的气体从注气管13注入到混合桶1内，配合搅拌组件的搅拌，在对溶液进行混合的同时，根据工艺要求通过加热器5对溶液温度进行相应的调整。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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