高抗硫酸鹽油井水泥的生產(chǎn)

王萍，霍慢慢

高抗硫酸鹽油井水泥的生產(chǎn)

Production of High Sulfate Resisting Oil Well Cement

王萍，霍慢慢

我公司從2008年開(kāi)始生產(chǎn)油井水泥，到2012年G級(jí)高抗硫硅酸鹽油井水泥生產(chǎn)步入正常。2013年全年共銷售油井水泥10萬(wàn)噸，油井水泥的生產(chǎn)和銷售進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期?，F(xiàn)將我公司油井水泥熟料在生產(chǎn)過(guò)程中遇到的情況以及影響油井水泥性能的因素和大家分享。

1　熟料燒成

1.1原材料的選擇

生產(chǎn)油井水泥對(duì)C3S要求較高，礦山石灰石應(yīng)選用CaO含量在50.0%左右的優(yōu)質(zhì)石灰石，MgO含量＜2.0%。鐵質(zhì)原材料需要含鐵量高的銅渣和硫酸渣按一定比例搭配使用，以滿足熟料對(duì)鋁率要求較低的配料要求。硅質(zhì)原材料使用SiO2＞90%、Al203＜5.0%、堿含量＜1.0%的硬質(zhì)砂巖，利于生產(chǎn)。

1.2熟料三率值的選擇

由于油井水泥熟料要求較高的C3S和較低的C3A，因此要選擇高飽和比、中硅酸率和低鋁氧率的配料方案。KH：0.90±0.02；SM：2.40±0.1；AM：0.75±0.1。

1.3熟料生產(chǎn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決方案

（1）由于在生產(chǎn)初期礦山石灰石CaO含量只有47.0%左右，進(jìn)廠硫酸渣的品位低，F(xiàn)e2O3含量只有26%左右，燒出的熟料飽和比普遍偏低，熟料易磨性較差，水泥粉磨時(shí)間長(zhǎng)，造成水泥初始稠度大，給油井水泥的生產(chǎn)帶來(lái)了困難。2011年9月，公司開(kāi)始使用進(jìn)廠Fe2O3＞48%的銅渣與進(jìn)廠Fe2O3為26%的硫酸渣按比例搭配進(jìn)行生產(chǎn)。由于銅渣進(jìn)廠水分大，下料時(shí)容易堵塞，造成原料斷料，影響生產(chǎn)，所以進(jìn)廠銅渣應(yīng)嚴(yán)格控制水分，提前進(jìn)廠適當(dāng)晾曬，為生產(chǎn)提供條件，防止在儲(chǔ)庫(kù)板結(jié)，避免生產(chǎn)時(shí)下料不暢。生產(chǎn)初期熟料三率值為：KH：0.90±0.02，SM：2.40±0.1，AM：0.75±0.1。但在生產(chǎn)過(guò)程中，硅酸率選擇偏低導(dǎo)致水泥較難滿足質(zhì)量指標(biāo)，并且水泥質(zhì)量指標(biāo)可控范圍比較窄，從而主要影響到水泥的稠化時(shí)間和游離液的穩(wěn)定性。將熟料SM上調(diào)到2.50±0.1后，水泥的質(zhì)量和穩(wěn)定性有了很大的提高。

（2）當(dāng)生料庫(kù)位高時(shí)會(huì)導(dǎo)致變料慢，易造成窯系統(tǒng)大幅波動(dòng)，熟料fCaO控制難度加大。所以變料時(shí)應(yīng)合理控制生料庫(kù)位以實(shí)現(xiàn)快速變料，從而保證窯系統(tǒng)的穩(wěn)定生產(chǎn)，熟料fCaO合格率也會(huì)大幅提高。同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制熟料中Fe2O3含量，以便于窯的煅燒，避免出現(xiàn)因結(jié)皮導(dǎo)致窯內(nèi)通風(fēng)性差的問(wèn)題和液相提前出現(xiàn)熟料燒結(jié)成大塊的情況，熟料燒結(jié)以細(xì)小均齊為宜。

2　水泥制成

2.1緩凝劑的選擇

由于在高抗硫酸鹽油井水泥生產(chǎn)過(guò)程中，除使用油井水泥熟料與天然石膏外不再添加其他混合材，所以對(duì)天然石膏的品質(zhì)要求非常高，尤其是要嚴(yán)格控制石膏中不溶物的質(zhì)量指標(biāo)，以保證生產(chǎn)出的油井水泥各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)合格。

生產(chǎn)初期，天然石膏的進(jìn)廠指標(biāo)只規(guī)定了結(jié)晶水和SO3的質(zhì)量指標(biāo)，檢驗(yàn)出磨水泥時(shí)發(fā)現(xiàn)水泥不溶物有超過(guò)0.75%的情況。經(jīng)多方查找原因發(fā)現(xiàn)，有的石膏SO3含量可以達(dá)到38%以上，結(jié)晶水超過(guò)12%，但不溶物含量差別較大，低的只有0.62%，高的達(dá)到5%以上。找到問(wèn)題癥結(jié)所在后，我們調(diào)整了進(jìn)廠質(zhì)量指標(biāo)，把天然石膏不溶物指標(biāo)定為＜3.0%。后續(xù)生產(chǎn)的水泥再?zèng)]有出現(xiàn)過(guò)不溶物超標(biāo)的情況。

2.2合理的取樣和留樣方法

生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，出磨水泥和出廠水泥在稠化時(shí)間和游離液上存在偏差，特別是當(dāng)保存條件不一樣時(shí)，得出的結(jié)果相差較大。油井水泥對(duì)環(huán)境溫度和濕度比較敏感，同樣的水泥露天放置和密封放置達(dá)到同樣的實(shí)驗(yàn)溫度時(shí)，稠化時(shí)間可相差20～30min。露天放置的水泥由于吸潮導(dǎo)致稠化時(shí)間偏長(zhǎng)，同樣的水泥溫度越高稠化時(shí)間越短，水泥生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)注意以上因素造成的偏差。出磨水泥檢驗(yàn)稠化時(shí)間和游離液時(shí)，取瞬時(shí)樣替代連續(xù)綜合樣，避免水泥連續(xù)綜合樣在取樣桶里放置吸潮的情況發(fā)生。瞬時(shí)樣品取出后應(yīng)放入密封塑料袋內(nèi)自然冷卻至實(shí)驗(yàn)溫度再檢驗(yàn)其稠化時(shí)間和游離液，保證出磨水泥和出廠水泥的一致性。

2.3出廠水泥的控制

油井水泥正常生產(chǎn)后，為滿足客戶的需求，一般會(huì)儲(chǔ)存在10 000t容量的水泥庫(kù)里，因庫(kù)存大、散熱差，當(dāng)儲(chǔ)存時(shí)間超過(guò)兩個(gè)月后，水泥的稠化時(shí)間和游離液等指標(biāo)就會(huì)發(fā)生變化，特別是稠化時(shí)間會(huì)變得很長(zhǎng)。另外，由于在生產(chǎn)水泥時(shí)，為了降溫會(huì)在熟料上進(jìn)行適當(dāng)?shù)膰娝?dāng)庫(kù)里水泥儲(chǔ)存時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，就會(huì)在庫(kù)壁上結(jié)塊，不但影響水泥質(zhì)量，而且導(dǎo)致庫(kù)里下料不暢。

2.4注重質(zhì)量控制細(xì)節(jié)

根據(jù)油井水泥的特性，必須對(duì)生產(chǎn)過(guò)程采取更精細(xì)化的控制。每小時(shí)監(jiān)控水泥的比表面積、細(xì)度和出磨溫度，每三個(gè)小時(shí)檢驗(yàn)稠化時(shí)間，一旦發(fā)現(xiàn)有不合格指標(biāo)出現(xiàn)應(yīng)及時(shí)采取措施，縮短調(diào)整時(shí)間，并將這些不合格控制指標(biāo)納入水泥磨操作員的考核指標(biāo)內(nèi)，提高操作員的責(zé)任心。2.5保證水泥出磨溫度

油井熟料外置堆棚，自然降溫。出窯熟料溫度可達(dá)120℃左右，而外置堆棚熟料生產(chǎn)時(shí)溫度可以降低到80℃以下。熟料上料生產(chǎn)水泥時(shí)將庫(kù)底下料閥開(kāi)至最小，上料皮帶速度調(diào)至最慢，使熟料以最大面積散熱，降低入磨熟料溫度。熟料盡量少噴水，需要噴水降溫時(shí)應(yīng)采取水霧噴水并控制水量的穩(wěn)定性。水泥發(fā)貨前將包裝好的水泥放站臺(tái)降溫。油井水泥實(shí)行先包裝、再檢驗(yàn)、后出廠的控制制度，針對(duì)不同客戶的需求進(jìn)行專門生產(chǎn)，專庫(kù)儲(chǔ)存，穩(wěn)定水泥質(zhì)量，確保滿足客戶的要求。

3　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)近三年的油井水泥生產(chǎn)實(shí)踐，我公司根據(jù)市場(chǎng)需要和客戶的實(shí)際使用情況，及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，得到了客戶的認(rèn)可。隨著銷量的不斷增加，產(chǎn)品在市場(chǎng)上產(chǎn)生了很大的影響力，為公司2000t/d熟料生產(chǎn)線產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整及打造特種水泥生產(chǎn)基地打下了良好的基礎(chǔ)。

TQ172.75文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1001-6171（2015）03-0096-02

通訊地址：河南省同力水泥有限公司，河南鶴壁458008；2014-09-18；編輯：孫娟