Způsob injektování vodného gelotvorného systému

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Vynález se týká zlepšeného způsobu injektování vodného systému (roztoku nebo suspenze) tvořícího gel, stabilizovaného molekulárním kyslíkem a obsahujícího jako prostředek tvořícího gel jeden nebo několik akrylových monomerů rozpustných ve vodě, jako zesíťovací prostředek komonomer metylén-bis-akrylamid a/nebo jedno- nebo dvojmocné aldehydy, jako oxidující složku peroxosíran alkalického kovu a/nebo amonný a jako redukující složku katalyzátorový systém obsahující aminové sloučeniny a dále popřípadě pomocné prostředky. Podle vynálezu se provádí sycení kyslíkem prostorově a/nebo časově odděleně od injektáže.

Text

Pozerať všetko

vynález se týká zlepäeněho způsobu injektování vodných roztoků a suspenzí (dále ozna čováno jako vodný systém) ošetřených plynom, vytvářejících hydrogel, který je nepropustný pro vodu a zpevňuje horniny. AByl již popsán způsob stabilizace vodných systémů tvořících hydrogel na bázi ekrylátu nepropoultöjící vodu. Podle tohoto postupu se za účelem stabilizace sytí molekulárním kyslíkom vodn systém tvořící gel, ktery jako gelotvorny prostředek obsahuje jeden nebo několik ekrylových monomerů rozpustných ve vodě, jako zesítovací prostředek komonomer metylěn-bis-akrylamid a/nebo jedno- nebo dvojmocné aldehydy, jako oxidující složku peroxosíren elkalického kovu nebo peroxosírsn amonný a jako redukující složku katolyzátorový systém obsahující smin a dále popřípedě pomocné látky.Jako zdroje molekulárního kyslíku se s výhodou používá vzduchu. Jak se ukazuje na základě zkušenosti, vodný systém tvořící gel uchovává své skupenství tak dlouho, dokud je nasycen kyslíkem. Když nasycení kyslíkem ustane, želatinuje systém velkou rychlostí a vytvoří hydrogel nepropustný pro vodu.Popsaného systému, tvořícího gel se používá ke zvýšení pevnosti zrnitých materiálů nebo pevných těles (například závadných kanálů), když se molekulárním kyslíkom nasycený systém tvořící gel nenese na zpracovávený předmět nebo jeho okolí a zastaví se další prívod kyslíku. S ukončením stavu nasycení kyslíkem začne hned nebo během předem stanovené doby želatinace.Je popsáno též ošetření kanálů tímto systémem. Protože v tomto případě vodný systém tvoříoí gel se nanáší na velkounvolnou plochu v poměrně tenké vrstvě, může dojít po ukončení přívodu kyslíku nebo plynu obsahujíoího kyslík (obecně vzduchu) k uniknutí přebytečných bublin plynu ze systému, to znamená nesycení systému kyslíkem přestone během velmi krátké doby a systém želetinuje. iAvšak zcela k jiné situaci dochází, když se plynem zpracovaný vodný systém tvořící gel za ůčelem zpevnění horniny a vytlačení vody injektuje do vrstev horniny. V tomto případě není k dispozici pro únik přebytečných vzduchových bublin dostatečně velká ploche. Další obtíže spočívají v tom, že se.injektuje se značným přetlekem (alespoň JOD kPa,popřípadě 2 až 8 MPa).Vysokým tlakem přecházejí do roztoku s ohledem na nssycení kyslíkem, již přebytečné e někdy velmi velké bubliny plynu nacházející se ve vodnám systému tvoříoím gel a tímto způsobem obsahuje systém tvořící gel injektovaný do vrstvy horniny podstetně větší množství molekulárního kyslíku, než odpovídá hodnotě nasycení kyslíkem při atmosférickém tlaku. Protože kyslík ze systému tvořícího gel, který je injektován do vrstvy kameniva, může unikat jen pomalu, pevný gel se tvoří nekontrolovotelnou rychlostí, v každém případě však pomeleji než je žádoucí. Protože v báňském průmyslu v řadě přípedů (například k zobránění výronu vody nebo k zemezení vniknutí vody) má směrodatnou důležitost rychlá a během přesně známého času potřebné tvorbe pevného gelu, je zepotřebí přizpůsobit obvyklé techniky injektáží.Rychlá (a v mnoha případech okamžitá) tvorba gelu po injektování se může dosáhnout pouze poté, když se počuje o to, aby systém injektovený do horniny obsahoval přesně Phuze tolik molekulárního kyslíku, kolik ještě postačuje k zamezení želatínace při skladování systému, popřípadě k zamezení pronikání vody vrstvou přebytečný kyslík nemá být přítomen v systému. Vynález sa týká technologického řešení tohoto technického úkolu.Bylo objeveno, že koncentrace kyslíku ve vodném systému tvořícím gel se může rovněž upravit na hodnotu optimální pro stabilitu a tvorbu gelu, když se sycení kyslíkem provádí prostorově a/nebo časové odděleně od procesu injektování.způsobem podle tohoto vynálezu se provádí tento postupa) Když sa systém tvořící gel má injektovat za dobu želatinace větší než 20 minut,tak so k nádrži obsahující tekutinu připojí plynová manípulační nádržka c vodný systém tvořící gel se výhradně zpracuje V plynové manipulační nádržce kyslíkem nebo plynen « obsahujícím kyslík (s výhodou vzduchom). Když se injektování má provádět v dolech, tak se Jako nádrže na tekutinu účelně používá překlopných (důlních) xozíkd. Jcdny systém tvořící gel se naplní do čistých ddlních vozíků nepropouätäjících tekutinu a během skladování se všemi neplněnými důlními vozíky probublává kyslík nebo plyn, který jej obsahujeV době použití vodného systému tvořícího gel se vyjme přívodní potrubí pro přívod plynu z prvního ddlního vozíku a po krátkém (0,5 až Zminutovem) proatoji (když většina bublin plynu již opustila systém) se ponoří sací hrdlo injektoru do tskutiny a začne se s injaktováním. Tímto způsobem sa oddělí zpracování plynem e injektážní proces, jak čaaovä, tak prostorově. Je třeba poznamenat, že v případě, kdy systém tvořící gel obsahuje pomocné látky zvyäující viskozitu, prostoj musí být delší, než je hodnota uvedená výše.Tekutina tvořící gel, která je v důlním vozíku, obsahuje po uplynutí prostoje ještě stále dostačující množství rozpuětěnáho kyslíka, aby nemohlo dojít ke ztuhnutí gelu bähem injektúže. Systém injektovany do vrstvy horniny potom však velmi rychle ztuhne,protože obsah kyslíku v něm za krátkou dobu poklesne pod hodnotu nasycení. Kratce před tím než se vyprázdní první ddlní vozík, vyjme se zaváděcí potrubí pro plyn z druhého ddlního vozíku a po krátkem (0,5 až zminutovém) prostoji se injektuje také obsah druhého ddlního vozíku. Tekutina určena k injektování tak obecně proudí nepřetržitým způsobem. Popsané opatření se provádí až so spotřebuje předem stanovené množství roztoku nebo susponzo.b) Podle jinóho pracovního postupu, který je zvláště vhodný pro injektování roztoku,se roztok pracuje kyslíkom nebo plynem obsehujícím kyslík ve stejné nádrži, ze které se zpracovaný roztok později čerpá do injektoru. Sací hrdlo čerpadla je však odděleno diafragmou o velikosti pőrd asi 10 až 100 m od zbyvající části roztoku. V tomto případě jsou injaktáž a zpracování s plynem navzájom prostorově odděleny. Diafragmou mohou procházet pouze bublinky plynu, ktoré jsou menší, než pőry diafragmy. Protože tyto bublinky jsou velmi malé, je množství kyslíku rozpouštěného za tlaku, ktorý je v roztoku zsváděnám do injektoru, zanedbatelně malé, to znamená, že doba želatinece se prakticky neprodlužuje.Tento pracovní postup může se použít pro vodné roztoky tvořící gel o libovolně době želatinaco, avšak je výhodné, pokud se použije pro roztoky s poměrně krátkou (kratší než 20 minut) dobou iolatinace, protole injektování roztoků o delší době želatinace se může uspokojivě vyŕelit také metodou vyžadující méně zařízení, jak již bylo popsáno shore.V případä, že jde o práci v dolech, mohou se také v těchto případech jako nádrže na tekutinu použít ddlní vozíky. Tekutina naplněná do důlního vozíku se úěelně intenzívně míchá nebo so opatří odpovídající tryskou proto, aby docházelo k jemnámu dispergování zaváděnáho plynu v kspalině a popřípadě větší bublinky mohly ze systému lehce odcházet.Místo diafragmy se může použít také prostorový dělič, který je oda dna nádrže ve výši 5 až 30 cm. Tímto způsobem může k sacímu hrdlu čerpadla dospět pouze 5 až 30 cm tlustá apodní vrstva tekutiny, která díky rozdílu specífických hmotností nemůže obsahovat větší bubliny plynu. V tomto případě se mohou také injektovat suspenze.c) Zpracovúní s kyslíkom a injektování se mohou také navzájem oddělit časově. V tomto případě se rovněž pro zpracování s plynem a odsávání do ínjektoru používá jedné a téže nádoby, kde se však pracovní kroky provadějí střídavě. Do vodného systému tvořícího gel se zavádí jednu až dvě minuty kyslík nebo plyn obsahující kyslík, potom se přívod plynu zastaví, po 0,5 až 2 minutách se zapne čerpadlo 8 čerpá ae nejvýše tak dlouho, až proběhnepolovina doby želatinece systému tvořícího gel. V tomto okamžiku se čerpadlo vypne a do systému se zavádí znova 1 až 3 minuty kyslík nebo plyn, který kyslík obsahuje. Po prostoji v trvaní 0,5 až 2 minuty se potom zapne čerpadlo s znovu se čerpá nejvýše do polovinydoby želatinace systému. Tento systém zaručí, že v nádrží (v dole účelne v důlním vozíku),kde je vodný systém tvořící gel. nedochází při skladování ke stuhnutí, současně však roztok popřípadě euspenze přiváděná do injektoru neobsahují přebytečný kyslík. Tento způsob postupu se používá výhodné s vodnými systémy tvořícími gel o době želatinece větší nežJ minut. s výhodou větší než 10 minut, a má zvláštní výhodu, že se může upravit odpovídající časový program, který může být lehce automstizovatelný.Jak z výše uvedených provedení vyplýva, mohou být při pracovních variantách 2) a o) v každém případě a u pracovní varianty b) v případě použití prostorového rozdělovače obsaženy tuhé pevné pomocné látky, například cement nebo křemenná moučka, ve vodné suspenzi tvořící gel. Tyto pomocné látky zvyšují pevnost gelu vytvořenáho ze systému vytvářejícího gel injektováním do vrstev hornín, stejně jako nepropustnost pro vodu.Jako pevné pomocné látky přednostně přichézejí v úvahu nejvýše asi 100 m velké částice. Množství pevných látek v suspenzi činí 1 až 20 hmotnoatních, s výhodou 5 až 10 hmotnostních. Použije-li se pevných pomocných látok, musí se systém určený k injektování intenzívne míchat. Intenzívním mícháním se také zmanšují bubliny plynu e podporuje se unikání větších bublin plynu.Protože želetínace vodného systému vytvářejícího gel použitého při postupu podle vynálezu, je ketalyzováne některými kovy, musí se předem kovové plochy přicházející při promíchávání do styku se systémem tvořícím gel lakovat nitrolakam nebo opatřit povlakem z plastické hmoty, která je chemicky stálá. Často se může použité kovové nářadí také poniklovat nebo pochromovot, co se účelně provádí galvanicky. Oba uvedené kovy jsou s ohladom na tvorbu gelu inartní.vynález je blíže objasněn následujícími příklady. Vynález však není těmito příklady omezen.Při hloubení nové šachty vykazuje zkušební vrt v hloubce 100 m pod nynějäím patrem 0,) m tlustou jemnozrnnou vrstvu uvolnující vodu. Schopnost vrstvy přijímat vodu činí za přetlaku 2 MPa asi yo litrů za minutu. K vyloučeni vody se musí čtyřmi vrty natlačit vždy 3 m 3 injektážní tekutíny do vrstvy, co trvá asi 1 hodinu. S přihlédnutím k tomuto času se používá injektáž tekutiny s dobou želatinsce 80 minut o tomto složení 2,4 m 3 voda b 00 kg akrylamid 6 kg metylěn-bis-akrylomid 6 kg peroxysíran emonný 1 kg trietylěndiamin Injektážní tekutina se připraví do dole uzavřených důlních vozíků o objemu 0,8 m 3,ktoré jsou uvnitř povlečené nitrolekem. Každý vozík pojme 600 litrů ínjektážní tekntiny. Pro každý vrt se používá obsah pěti vozíků. Při přidání peroxisíranu amonného se roztok stabilizuje profukováním 4 m 3 vzduchu zo hodinu. K injektáži se použije bežného vysokotlakého pístového čerpadla o vysokém čerpacím výkonu.5 0 - 235539 Na začátku injektážaso vyjme vzduchové hadice z prvního vozíka a po jodnć až dvou A minutách sa začne odčerpávat roztok. Jednu až 2 minuty přod tím, než je první vozík ą prázdný, se vyjme vzduchové hadice z druhého vozíku a po-vyprázdnění prvního voziku sepokračuje s obsahem druhého důlního vozíku. Poté, oo do celé množství roztoku injektovino injektážní hadice a čerpadlo se vyčiatí propláchnutim asi 0,5 m 3 vody.Při řešení podobného úkolu se do vrstvy natlačí za tlaku 5 MTB 2 m 3 injektážního roztoku o době želatinace | 0 minut. Vrstva má schopnost příjmout 200 litrů vody za minutu. Injektážni roztok má toto složení400 kg akrylamid 4 kg metylén-bis-akřylamid 10 kg peroxysiran amonný 4 kg trietylěndiaminInjektážni roztok se připraví v dole uzavřéných důlních vozicích o objomu 0,8 m 3,ktoré jsou uvnitř povlečeny nitrolakem. Do každého vozíku se nsp 1 ní 500 litrd roztoku. Vrchem so do vozíku zavede prostorový dělič, ktorý jeho vnitřní pŕostor rozdělí tak,že prostorový dělič končí 20 cm nad dnem ddlního vozíku a od konoe ddlního voziku je vzdálen 40 cm. Sací hrdlo čerpadla je zavedeno do menší části a sice až na dno vozíku,zatímco potrubí k zavádění tlakového vzduchu je upavněno ke dnu u druhé části důlního vozíku. Do obsahu ddlního voziku se zavádí tlakový vzduch rychlostí 10 m 3 ze hodinu a současně se tlačí injektážní roztok do vrstvy.Při výstavbě nádržní hráze se má vytvořit v sypkém piskové podloží asi 1 m široká a 5 m hluboká spárová stěna těsnící pronikání vody. K tomuto účelu se do dna natlakuje pomoci 20 injektážních potrubí celkem 60 m 3 suspenze. V důsledku poměrně vysoké propustnosti podloží se použije systému obsehujícího cement o tomto složení2,7 m 3 vode 300 kg cement 300 kg skrylamid 6 kg metylčn-bis-akrylamid 30 kg peroxysíran amonný 1 kg trietylěndíaminSuspenze určená pro injektáže se pŕipravuje v pěti nádržích z polyesteru vyztuženěho skelnými vlákny. Nádrže maji objem vždy 5 m 3, jsou vybaveny míchedlem a mohou se namontovat na nákladní vůz. Doba želatinace suspenze činí asi 60 minut. Ke stabilizaci se do nejhluběího místa nádrže zavádí tlakový vzduch Y množství 10 m 3 za hodinu. To trvá asi půl hodiny 3 m 3 suspenze se natlači jednou rourou do podlaží. K přípravě suspsnza je zapotřebí asi 60 minut. Proto postačí vyrobit pouze část potřebné suspenze a zbytek připravit aouběžně s natlačením první äarže. 0Také je výhodné nepřidávat do několika nádrží ještě peroxosiran amonný, protože potom se suspenze v této nádrži nemusí probublávat plýnem. Suspenzepřipravená pro injektování(to znamená obsahující též poroxosiran amonný) se 2 minuty profukuje vzduchom, potom se přívod vzduchu Odstaví a suspenze během 30 minut nat 1 ači.do zpevňované podkladové vrstvy.

MPK / Značky

MPK: E02D 3/12, C08L 33/26

Značky: způsob, vodného, gelotvorného, systému, injektování

Odkaz

<a href="https://skpatents.com/6-235539-zpusob-injektovani-vodneho-gelotvorneho-systemu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob injektování vodného gelotvorného systému</a>

Podobne patenty