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压裂材料
石英砂
发布时间: 2019/6/27 10:47:09 来源:http://www.cnsxfh.com/product772446.html 点击次数: 9
1 范围
本标准规定了压裂用石英砂支撑剂和防砂用石英砂填充剂的技术要求、试验方法、检验规则、标志、
包装、运输和贮存及安全环保要求。
本标准适用于压裂用石英砂支撑剂和防砂用石英砂填充剂的实验室评价和质量检验。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 6003.1 金属丝编织网标准筛
GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定
3 技术要求
3.1 压裂用石英砂支撑剂和防砂用石英砂填充剂理化性能技术要求应符合表 1 规定,破碎率技术要求
应符合表 2、表 3 规定。
表1 理化性能技术要求
项 目 指 标
粒径 大于规格上限质量百分数 ≤0.1%
小于规格下限质量百分数 ≤2%
球度、圆度 ≥0.7
酸溶解度 ≤5.0%
浊度,FTU ≤100
表2 压裂用石英砂支撑剂破碎率技术要求
粒径规格,mm 闭合压力,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适于 50.8 cm 直径的破碎室,其它直径的破碎室受力值按式(5)进行计算
11   0    100% mm  ´
Q/SHCG 42—2012
表3 防砂用石英砂填充剂破碎率技术要求
粒径规格,mm 闭合压力,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适于50.8 cm直径的破碎室,其它直径的破碎室受力值按式(5)进行计算
4 仪器设备
仪器设备应符合以下要求:
a) 压力机:最大载荷 800 kN,示值误差±1%;
b) 拍击式标准筛振筛机:筛摇动次数 290 次/分钟,锤击次数 156 次/分钟,往复行程 25 mm;
c) 天平:感量 0.01 g;0.0001 g;
d) 标准筛执行 GB/T6003.1 金属丝编织网标准筛;
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) 实体显微镜:大于 40 倍;
f) 恒温干燥箱:控温精度±2 ℃;
g) 恒温水浴:控温精度±1 ℃;
h) 光电浊度仪:LP2000-11 型,测量范围(0.00~50.00)FTU、(50~1000)FTU ,或同类产品;
i)摇床:转速范围5~500 r/min、调速精度1 r/min,型号KS4000i或同类产品。
5 试剂和材料
试剂和材料应符合以下要求:
a) 盐酸:分析纯,质量分数为36%~38%;
b) 氢氟酸:分析纯,质量分数为 40%。
c) 聚四氟乙烯量筒:100 mL 、1000 mL ;
d) 聚四氟乙烯烧杯:250 mL;
e) 破碎室:见图 2;
6 试验方法
6.1 粒径
6.1.1 取石英砂粒径规格所对应的两个标准筛组成套筛,将100 g样品倒入套筛的顶筛中,再将套筛放
置振筛机上,振筛10 min后,称顶筛及底盘上的石英砂质量,并计算出质量百分数。
6.1.2 按式(1)计算石英砂粒径大于规格上限或小于规格下限的质量百分数:
……………………………………………(1)
式中:
2Q/SHCG 42—2012
ω —— 石英砂粒径大于规格上限或小于规格下限的质量百分数,%;
m0 —— 石英砂样品质量,g;
m1 —— 粒径大于规格上限或小于规格下限的石英砂质量,g。
6.2 球度与圆度
6.2.1 用石英砂球度、圆度图版进行样品球度的测试,见图 1。在被测试的样品中任意取出 20 粒~30
粒石英砂,放在实体显微镜下,按照表 4 规定的放大倍数进行观察或拍下显微照片,根据图版确定每粒
石英砂的球度,计算出这批样品的平均球度。
图1 球度、圆度图版
6.2.2 确定球度、圆度的放大倍数
测试球度、圆度所使用的实体显微镜的放大倍数见表4。
表4 石英砂的球度、圆度放大倍数
粒径规格 实体显微镜放大倍数
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
按盐酸与氢氟酸质量比为12:3配制盐酸、氢氟酸混合溶液。
6.3.2 实验方法
6.3.2.1 将适量的石英砂样品在 105℃下烘干 1 h,然后放在干燥器内冷却 0.5 h,备用。
6.3.2.2 称取上述经过处理的石英砂样品 5 g±0.1 g。
6.3.2.3 在 250 mL 聚四氟乙烯烧杯内加入 106.6 g(20 ℃ 温度下,体积为 100 mL) 配制好的盐酸、氢
氟酸混合溶液,再将已称好的 5 g 样品倒入烧杯内。
6.3.2.4 将盛有酸溶液和石英砂样品的烧杯放在 65 ℃ 的水浴内恒温 0.5 h。注意不要搅动,不要使
其受污染。
6.3.2.5 准备过滤设备:将定性滤纸放入聚四氟乙烯漏斗,在 105 ℃条件下烘干 1 h,然后放在干燥
器内冷却 0.5 h,称量并记录其质量。而后放在真空过滤设备上待用。
6.3.2.6 将石英砂样品及酸液倒入聚四氟乙烯漏斗,要确保将烧杯内所有石英砂颗粒都倒入漏斗,然
后进行真空抽滤。
6.3.2.7 抽滤过程中用蒸馏水将石英砂样品分别冲洗 5 次~6 次,每次用 20 mL 的蒸馏水,直至冲洗
液显示中性为止。
6.3.2.8 将聚四氟乙烯漏斗及其内的石英砂样品一起放入烘箱,在 105 ℃条件下烘干 1 h,然后放入
干燥器内冷却 0.5 h。
6.3.2.9 立即将冷却的聚四氟乙烯漏斗及石英砂样品一起称量并记录其质量。
6.3.2.10 按式(2)计算石英砂样品的酸溶解度:
…………………………………………(2)
式中:
S —— 石英砂的酸溶解度,%;
ms —— 石英砂样品质量,g;
mfp —— 聚四氟乙烯漏斗及滤纸质量,g;
mfs —— 聚四氟乙烯漏斗、滤纸及酸后样品总质量,g。
每个样品做三个平行样,取算术平均值为测定结果。每个测定值与算术平均值之差不大于 0.5%,
测试结果的数值修约依据 GB/T 8170 进行。
6.4 浊度
6.4.1 样品制备
6.4.1.1 在 250 mL 广口瓶内放入石英砂 40.0 g。
6.4.1.2 在上述广口瓶内倒入 100 mL 蒸馏水,静止 30 min。
6.4.1.3 用 KS4000i 摇床或同类型摇床,在 200 r/min 条件下、 摇动 1 min,静置 5 min。
6.4.2 实验方法
6.4.2.1 按浊度仪操作规程规定测定石英砂样品的浊度。
6.4.2.2 将制备好的样品用医用注射器按仪器量要求注入比色皿中,放入仪器进行测量,直接从仪器
显示屏上读取浊度。
6.4.2.3 每个样品做三个平行样,取算术平均值为测定结果。每个测定值与算术平均值之差不大于 5
FTU,测试结果的数值修约依据 GB/T 8170 进行。
4Q/SHCG 42—2012
6.5 破碎率
6.5.1 称取所需的石英砂样品 200 g。
6.5.2 分两次倒入每种石英砂粒径所对应的两个标准筛的顶筛中,每次振筛10 min,筛选所需的在规
格范围内的石英砂样品。
6.5.3 按式(3)计算石英砂破碎率实验所需样品质量:
W=C·d
2
……………………………………………(3)
式中:
W —— 石英砂样品质量,g;
C —— 计算系数,C = 1.54 g/mm
2;
d —— 破碎室的直径,mm。
图 2 破碎室
6.5.4 使用感量为 0.01 g 的天平称取所需的样品。
6.5.5 将样品倒入破碎室,见图 2,然后放入破碎室的活塞,旋转 180°。将装有样品的破碎室放在压
力机台面。用 1 min 的恒定加载时间将额定载荷匀速加到受压破碎室上,稳载 2 min 后卸掉载荷。
6.5.6 石英砂样品承受的闭合压力按表 1 和表 2 的规定执行。
破碎室直径d 的推荐尺寸为50.8 mm,根据需要破碎室直径可作适当调整:38.1 mm≤d≤76.2 mm。破碎室壁厚应不
小于12.7 mm。
5c  100% p m m h = ´
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6.5.7 将压后的石英砂样品倒入粒径规范下限的筛子中,振筛 10 min,称取底盘中的破碎颗粒,按式
(4)计算石英砂破碎率质量百分数:
…………………………………………(4)
式中:
η —— 石英砂破碎率,%;
mc —— 破碎样品的质量,g;
mp —— 石英砂样品的质量,g。
6.5.8 如破碎室直径与本标准给出的破碎室直径不符,按式(5)计算相应的破碎室受力 F:
F = 0.0785 ×Pd
2
…………………………………………(5)
式中:
F —— 破碎室受力,kN;
P —— 额定闭合压力,MPa;
d —— 破碎室直径,cm。
每个样品做三个平行样,取算术平均值为测定结果。每个测定值与算术平均值之差不大于1%,测
试结果的数值修约依据GB/T 8170进行。
7 检验规则
7.1 抽样方法
7.1.1 石英砂按批检验,每供货一次的产品为一批。
7.1.2 散装石英砂在装卸、混砂等石英砂自由下落过程中,使用取样器以均匀的速率,开口向上往复
通过砂流,直至取样器被充满,最终得到3 kg的样品;
7.1.3 袋装石英砂(25 kg/袋)立方体堆积,每100 t的取样点应不少于15个。从各取样袋的上、中、
下取相同数量的样品,总样品质量应不少于25 kg,使用分样器逐次分离,最终得到3 kg的样品;
7.1.4 吨袋包装石英砂抽样,每 10 袋开袋数不少于两袋,从取样袋上、中、下三个截面的中心点取相
同数量的样品,总样品质量应不少于 25 kg,使用分样器逐次分离,最终得到 3 kg 的样品。
7.2 检验结果判定
产品检测结果中若有指标不符合本标准要求时,则判该批产品质量不合格。
7.3 仲裁
当供需双方对产品质量检测结果有争议时,由双方共同选定仲裁机构,可依本标准进行仲裁检测。
8 标志、包装、运输、贮存、安全环保要求
8.1 标志
外包装应有牢固清晰的标志,标明产品名称、规格型号、净质量、批号、生产日期、保质期、
执行标准编号、生产企业名称和地址。
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8.2 包装
产品的包装袋应具有足够的强度。每袋净质量误差不大于 l%。
8.3 运输
装卸运输过程中,应小心轻放,严禁撞击,以免包装袋破损。
8.4 贮存
贮存时应放于阴凉通风处,不得与酸、碱等化学物品接触。
8.5 安全环保要求
本产品的供应商应就本产品的安全问题提出建议,如属危险化学品应提供化学品安全技术说明。
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