預分解窯生產(chǎn)油井水泥的相關問題

D級高抗硫油井水泥是適用于井深1830～3050米，中等溫度和壓力條件下的油井注水泥工程，一般油井水泥在高溫高壓的水熱條件下硬化時，水泥石的相組成及結構會發(fā)生明顯變化，結果使水泥石的機械強度急劇下降，因而無法滿足高溫高壓下注水泥工程的要求。為了滿足這一特定條件下的需要，一種生產(chǎn)方法是在基本油井水泥（即APIG級或H級油井水泥）的基礎上，通過摻加適當類型的緩凝劑來實現(xiàn)，另一種方法則是在小型立筒預熱器窯上或預分解窯上燒制出一種特定礦物組成的水泥熟料來磨制成D級高抗硫油井水泥。
　　一、預分解回轉窯煅燒D級（HSR）型油井水泥熟料應注意的問題
　　由于D級（HSR型）油井水泥熟料屬低飽和系數(shù)，低鋁率，高硅率，低液相量配方，預分解窯煅燒操作應注意以下問題：
　　一是要控制燒成帶熟料煅燒溫度在1300℃～1350℃～1300℃的較低值范圍內(nèi)，即比正常普通熟料偏低50℃～100℃控制，相應熟料熱耗比普通熟料偏低15%以下控制。
　　二是由于該熟料C2S含量高達50%～60%，因此，應采取快速升溫和快速冷卻的煅燒方法，即窯過渡帶應適當縮短，熟料在預分解窯冷卻機中由1300℃到600℃以下的冷卻要快冷，應加大篦冷機一室、二室高壓風的強化冷卻效果，以防β-C2S的粉化和晶型轉變，防止熟料強度等下降，另外，在熟料煅燒時，為防止β-C2S晶形轉變?yōu)棣?C2S，產(chǎn)生粉化現(xiàn)象，可在配制生料時，摻加1%～2%左右的熟料穩(wěn)定劑，如二水石膏等可克服粉化現(xiàn)象產(chǎn)生。
　　三是要強化石灰石和燃煤的選料和預均化及生料均化工作，這一點十分重要，由于D級高抗硫油井水泥熟料要求f-CaO≤0.50%，立升重≥1300克/升，其熟料結業(yè)要細小均齊，礦物晶體發(fā)育良好，因此熟料煅燒操作要求十分精心，生料成分要均勻，細度要符合工藝控制要求，原料配料電子秤應和x-射線熒光分析儀組成聯(lián)動系統(tǒng)，縮小入磨生料成分的波動偏差，生料均化庫應加大風機風壓和均化攪拌時間，盡量保證入窯生料成分均勻一致。
　　四是在生料均化率設計上應設計兩座庫，即一座大庫和一座小庫，大庫用來生產(chǎn)普料，小庫用來生產(chǎn)油井熟料，主要是因油井熟料每批次生產(chǎn)量和銷售量較少，對于大中型預分解窯水泥廠這樣就為普通生料和油井和料的生產(chǎn)轉換創(chuàng)造了方便條件。另外，由于預分解窯熟料多采用圓庫儲存，生產(chǎn)油井熟料不好分料，因此更應加強原燃料和生料的均化，強化預分解窯的煅燒操作，盡量使每批D級油井熟料全部質(zhì)量指標符合控制要求，才能用來磨制油井水泥。
　　二、D級（HSR）型油井水泥質(zhì)量參數(shù)控制應注意的問題
　　1.C3A的控制
　　為保證D級高抗硫油井水泥的15～30分鐘稠度和稠化時間達到標準，其熟料和水泥中控制C3A≤3.0%，實際生產(chǎn)要控制在≤1.0%，為此，對生料配料時砂巖礦中的Al2O3含量和燃煤灰分及灰分中Al2O3含量要嚴格控制，對入廠砂巖和燃煤中的Al2O3控制在：砂巖Al2O3≤R～13%，煤灰中Al2O3含量≤20%.
　　當D級（HSR）型油井水泥熟料采用低飽和系數(shù)、低鋁率、高硅率、低液相量配料方案時，熟料煅燒溫度可偏低至1350℃左右控制，煤耗可降低15%，熟料熱耗可控制在650～700kcal/kg左右，當燃煤發(fā)熱量控制在600kcal/kg，灰分控制在15%～20%左右時，其熟料煤灰摻入量約在1.65%～2.19%，當煤灰中Al2O3含量在20%以下時，其煤灰摻入熟料中影響熟料含鋁量增加達0.33%～0.44%左右，因此，燃煤灰分含量大小對熟料質(zhì)量的影響不可忽視。
　　2.C3S和C2S的控制
　　D級（HSR）型油井水泥除C3A影響其稠度和稠化時間外，C3S對稠度和稠化時間影響也較大，C3S水化速度較快，且放出較大的熱量，影響水化熱上升和水泥漿的溫度上升，相應稠化時間則縮短，因此，該品種水泥熟料設計控制要增加C2S含量，減少C3S含量，控制C3S在18%～25%左右，C2S在50%～60%左右，比較有利于稠化時間等的控制達標，以保證該水泥在較高的水熱條件下獲得比較緩慢的凝結時間和良好的機械強度等性能。
　　3.D級（HSR）油井水泥的比表面積和S03控制
　　D級（HSR）型油井水泥的比表面積和S03控制值對油井水泥的強度、稠度、稠化時間等物理性能影響很大，預分解窯企業(yè)應結合本廠實際摸索出自己的控制指標，一般建議控制比表面積在：3000±100cm2/g，SO31.8±0.2%左右為宜。
　　4.熟料堿含量指標控制
　　D級高抗硫油井水泥對堿含量控制一般國標不作要求，但水泥企業(yè)可作內(nèi)控指標來控制R2O≤0.75%，為控制其R2O≤0.75%，最主要的辦法是優(yōu)選原燃材料，選擇低堿石灰石、砂巖、粉煤灰和鐵粉等配料，二是預分解窯窯尾窯灰要均勻入均化庫或干脆另作他用，如作生產(chǎn)普通水泥的混合材使用而不入生料均化庫。
　　5.對D級高抗硫油井水泥不溶物的控制措施
　　國標規(guī)定D級（HSR）油井水泥不溶物≤0.75%為達到控制要求，一是在選擇原燃材料時要限制石灰石和砂巖中的粗晶二氧化硅含量在較低值范圍，石灰石中f-SiO2≤4.0%，砂巖中要限制粗晶SiO2含量，盡可能選擇細晶砂巖使用，二是要在煅燒粉磨過程中盡量將粗晶砂巖中的燧石磨細，控制生料0.20mm方孔篩篩余≤1.5%以下，煅燒時適度延長燒成帶長度和溫度，盡量使f-SiO2溶解入液相與CaO充分反應生成硅酸鹽礦物。
摘自《中國建材報》