Частицы материала, содержащие термопластичный эластомер, и способ их получения и использования - RU2005135444A

Реферат

1. Частицы материала, содержащие частицы субстрата; и термопластичный полимер, присутствующий на или в субстрате в количестве, достаточном для улучшения подавления пылеобразования у частиц по сравнению с тем, что имело бы место, если бы термопластичный полимер отсутствовал.

2. Частицы по п.1, у которых термопластичный полимер имеет температуру стеклования, самое большее, равной приблизительно 50°С.

3. Частицы по п.1, у которых термопластичный полимер включает аморфный полимер, имеющий температуру стеклования, самое большее, равной приблизительно 50°С.

4. Частицы по п.1, у которых термопластичный полимер включает полукристаллический полимер, имеющий температуру размягчения в диапазоне от 40 до 80°С.

5. Частицы по п.1, которые не содержат термоотверждающую смолу.

6. Частицы по п.1, у которых субстрат выбирают, по меньшей мере, из одного компонента, выбранного из группы, состоящей из песка, частиц керамики, муки из скорлупы орехов и стеклянной дроби.

7. Частицы по п.1, которые дополнительно включают, по меньшей мере, один слой нанесенного покрытия из термоотверждающейся смолы, по существу охватывающий субстрат с получением частиц с нанесенным покрытием.

8. Частицы по п.7, у которых, по меньшей мере, один слой нанесенного покрытия из термоотверждающейся смолы дополнительно содержит частицы наполнителя.

9. Частицы по п.1, у которых термопластичный полимер выбирают из группы, состоящей из гомополимеров С1-С12 алкил(мет)акрилатов, олефиновых полимеров и сополимеров, сополимеров олефинов и акрилатов, стирола либо ангидридов, бутадиеновых гомополимеров, содержащих либо не содержащих функциональные группы на концах своих цепей, бутадиен-акрилонитрильных сополимеров, содержащих либо не содержащих функциональные группы на концах своих цепей, и их смесей.

10. Частицы по п.7, у которых термоотверждающейся смолой является фенолоальдегидная, эпоксидная, мочевиноальдегидная смола, смола из фурфурилового спирта, меламиноальдегидная смола, смола сложного полиэфира, алкидная, новолачная, фурановая смола либо комбинация, включающая, по меньшей мере, одну из предшествующих термоотверждающихся смол.

11. Частицы по п.1, в которых частица субстрата включает единственную частицу.

12. Частицы по п.1, у которых субстратом являются композитные частицы, содержащие связующее, а частицы наполнителя, гомогенно распределенные по всему связующему.

13. Частицы по п.12, у которых термопластичный полимер располагается на поверхности композитных частиц.

14. Частицы по п.1, у которых термопластичный полимер включает компонент, выбранный из группы, состоящей из этилен-н-бутилакрилатного сополимера, н-бутилакрилатного гомополимера и их смесей.

15. Частицы по п.1, у которых термопластичный полимер включает до приблизительно 10 мас.% поливинилацеталя и поливинилбутираля при расчете на общую массу термопластичного полимера, исходя из сухих веществ.

16. Частицы по п.1, у которых термопластичный полимер включает компонент, выбранный из группы, состоящей из бутадиеновых гомополимеров и бутадиен-акрилонитрильных сополимеров.

17. Частицы по п.1, у которых термопластичный полимер включает компонент, выбранный из группы, состоящей из бутадиеновых гомополимеров и бутадиен-акрилонитрильных сополимеров, содержащих функциональность по концам своих цепей, и где функциональные группы включают группы, выбранные из группы, состоящей из карбокси, амина, метакрилата и эпокси.

18. Частицы по п.1, у которых термопластичный полимер включает этилен-н-бутилакрилатный сополимер, имеющий функциональные группы, выбранные из группы, состоящей из карбокси, амина, метакрилата и эпокси.

19. Частицы по п.1, у которых термопластичный полимер включает полимер, выбираемый из группы, состоящей из бутадиен-акрилонитрильного сополимера с концевым карбоксилом, имеющем уровень содержания акрилонитрила, приблизительно равным 10%, величиной Tg в диапазоне приблизительно от -50 до -77°С, вязкостью по Брукфильду, приблизительно равной 60000 МПа, и уровнем содержания карбоксила, приблизительно равным 25%; бутадиен-акрилонитрильного сополимера с концевым метакрилатвинилом, имеющим уровень содержания акрилонитрила, приблизительно равным 18%, величиной Tg, доходящей вплоть до приблизительно -49°С, и вязкостью по Брукфильду, равной приблизительно 50000 МПа; бутадиен-акрилонитрильного сополимера с концевым амином, характеризующегося уровнем содержания акрилонитрила, приблизительно равным 18%, величиной Tg, доходящей вплоть до приблизительно -59°С и вязкостью по Брукфильду, равной приблизительно 100000 МПа; и комбинации, включающей, по меньшей мере, один из предшествующих термопластичных полимеров.

20. Частицы по п.1, у которых частицы характеризуются мутностью в диапазоне от 5 до 200 NTU.

21. Частицы по п.1, у которых частицы содержат от 0,005 до 4,0 мас.% термопластичного полимера при расчете на массу частиц.

22. Частицы по п.7, у которых нанесенное покрытие содержит от 0,05 до 100 мас.% термоотверждающейся смолы при расчете на массу частиц.

23. Частицы по п.1, которые при проведении 60-минутного испытания с использованием шаровой мельницы частицы демонстрируют результаты измерения мутности, меньшие 200 NTU при 30 минутах времени работы шаровой мельницы и/или меньшие 300 NTU при 60 минутах времени работы шаровой мельницы.

24. Частицы по п.1, которые при проведении 60-минутного испытания с использованием шаровой мельницы частицы демонстрируют результаты измерения мутности, меньшие 100 NTU при 30 минутах времени работы шаровой мельницы и/или меньшие 150 NTU при 60 минутах времени работы шаровой мельницы.

25. Частицы по п.1, которые дополнительно включают, по меньшей мере, одно нанесенное покрытие из отверждаемой термоотверждающейся смолы и характеризующиеся величиной UCS, по меньшей мере, равной 85% от соответствующей величины для контрольных частиц, которые имеют тот же самый состав, но не содержат термопластичный полимер.

26. Частицы по п.1, которые дополнительно включают, по меньшей мере, одно нанесенное покрытие из предварительно отвержденной термоотверждающейся смолы, которое согласно измерениям в испытании для определения сопротивления раздавливанию ослабляет тенденцию частиц с нанесенным покрытием к дроблению, по меньшей мере, на 20% при сопоставлении с контрольными частицами, которые характеризуются точно таким же составом за исключением содержания термопластичного полимера.

27. Частицы по п.1, которые дополнительно включают, по меньшей мере, одно нанесенное покрытие из предварительно отвержденной термоотверждающейся смолы, которое согласно измерениям в испытании для определения сопротивления раздавливанию ослабляет тенденцию частиц с нанесенным покрытием к дроблению, по меньшей мере, на 10% при сопоставлении с контрольными частицами, которые характеризуются точно таким же составом за исключением содержания термопластичного полимера.

28. Частицы по п.1, которые включают, по меньшей мере, одно нанесенное покрытие из предварительно отвержденной термоотверждающейся смолы и содержащие термопластичный полимер в количестве, достаточном для получения предела прочности при раздавливании, по меньшей мере, равного соответствующей величине для контрольных частиц, которые характеризуются точно таким же составом, но не содержат термопластичный полимер.

29. Частицы по п.1, у которых частицы демонстрируют уменьшенное трение по отношению к другим частицам, оборудованию по манипулированию с ними и/или внутрискважинным трубчатым объектам и/или оборудованию в сопоставлении с частицами субстрата, которые не содержат полимер.

30. Частицы по п.1, содержащие термопластичный полимер в количестве, достаточном для уменьшения влапоглощения частицами на 20 мас.% в сопоставлении с частицами субстрата, которые не содержат термопластичный полимер.

31. Частицы по п.1, содержащие термопластичный полимер в количестве, достаточном для получения в результате частиц, характеризующихся уменьшением потери массы, по меньшей мере, на 10% при проведении испытания на кислотостойкость API RP 56 в сопоставлении с частицами, которые являются точно такими же, но не содержат термопластичный полимер.

32. Частицы по п.1, содержащие термопластичный полимер в количестве, достаточном для получения в результате срока годности при хранении, равного 24 ч хранения при 95% относительной влажности при температуре 40°С.

33. Частицы по п.1, у которых количество термопластичного полимера является достаточным для обеспечения пониженного агломерирования, а количество кластеров и других комков слишком большого размера уменьшается на величину, эффективную для обеспечения улучшения выхода, по меньшей мере, на 2-5% по сравнению с частицами, не содержащими термопластичный полимер.

34. Частицы по п.1, у которых термопластичный полимер, присутствующий на либо в субстрате, улучшает сопротивление раздавливанию и/или характеристики истирания и/или кислотостойкость у частиц по сравнению с тем, что имело бы место, если бы термопластичный полимер отсутствовал.

35. Способ изготовления частиц, включающий нагревание частиц субстрата; и размещение на частицах субстрата термопластичного полимера в количестве, достаточном для улучшения подавления пылеобразования и/или сопротивления раздавливанию и/или кислотостойкости и/или стойкости к истиранию у частиц по сравнению с тем, что имело бы место, если бы термопластичный полимер отсутствовал.

36. Способ по п.35, который включает перемешивание термопластичного полимера с частицами субстрата после того, как частицы субстрата будут нагреты до температур в диапазоне приблизительно от 107 до 288°С.

37. Способ по п.35, который дополнительно включает стадии перемешивания термоотверждающейся смолы и частиц субстрата при температурах в диапазоне приблизительно от 107 до 288°С с получением на частицах субстрата нанесенного покрытия из термоотверждающейся смолы.

38. Способ по п.35, в котором размещение включает стадии перемешивания термопластичного полимера и частиц субстрата, предварительно нагретых до температур в диапазоне приблизительно от 107 до 288°С, и дополнительного добавления термоотверждающейся смолы с получением на частицах субстрата нанесенного покрытия из термоотверждающейся смолы.

39. Способ по п.37, в котором термоотверждающаяся смола присутствует в форме хлопьев новолачной смолы, и где хлопья новолачной смолы добавляют к предварительно нагретым частицам субстрата с получением смеси, и где по истечении промежутка времени продолжительностью приблизительно от 30 до 90 с после добавления хлопьев к частицам субстрата в смесь дополнительно добавляют термопластичный полимер.

40. Способ по п.39, в котором хлопья новолачной смолы содержат частицы наполнителя, либо в котором частицы наполнителя добавляют одновременно с хлопьями новолачной смолы.

41. Способ по п.37, в котором термоотверждающуюся смолу выбирают из группы, состоящей из фенольной резольной смолы, фурановой смолы, терполимера фенола, фурфурилового спирта и формальдегида, фенолоформальдегидной новолачной смолы и их смесей.

42. Способ по п.35, в котором частицы субстрата выбирают из группы, состоящей из частиц песка, боксита, циркона, керамики, муки из скорлупы орехов, стеклянной дроби, композитных частиц, включающих связующую смолу и частицы наполнителя, и их смесей, и они характеризуются размером частиц, соответствующим диапазону размеров от приблизительно 8 до приблизительно 100 меш.

43. Способ по п.35, в котором субстраты представляют собой индивидуальные частицы, а термоотверждающуюся смолу дополнительно наносят на частицы субстрата для получения на субстрате нанесенного покрытия, после чего термоотверждающуюся смолу отверждают, а вслед за этим на частицы наносят термопластичный полимер.

44. Способ по п.43, в котором после отверждения термоотверждающейся смолы на частицы наносят покрытие из дополнительной термоотверждающейся смолы и проводят отверждение еще раз, после чего на дополнительной термоотверждающейся смоле размещают термопластичный полимер.

45. Способ по п.44, в котором термоотверждающаяся смола включает резольную смолу, а дополнительная термоотверждающаяся смола включает полиуретановую смолу либо модифицированную щелочью резольную смолу, отверждаемую под действием сложного эфира.

46. Способ по п.35, дополнительно включающий гранулирование частиц.

47. Способ по п.35, дополнительно включающий нанесение на частицы покрытия из термоотверждающейся смолы, которое содержит диспергированные частицы наполнителя, характеризующиеся средним размером зерна в диапазоне от 4 до 10 мкм.

48. Способ обработки гидравлического разрыва пласта в подземной формации, окружающей буровую скважину, включающий введение в разрыв расклинивающего наполнителя, содержащего легкосыпучие частицы по п.1.

49. Способ по п.48, где набивку, содержащую частицы, формируют в формации.

50. Способ обработки гидравлического разрыва пласта в подземной формации, окружающей буровую скважину, включающий введение в разрыв расклинивающего наполнителя, содержащего легкосыпучие частицы по п.7.

51. Способ по п.50, где набивку, содержащую частицы, формируют в формации.

52. Способ обработки подземной формации, включающий использование в подземной формации частиц, включающих частицы субстрата, на которых размещается термопластичный полимер, и рабочей жидкости для гидравлического разрыва пласта.

53. Способ обработки подземной формации по п.52, в котором частицы субстрата дополнительно включают отверждаемое термоотверждающееся нанесенное покрытие, которое претерпевает отверждение в разломах подземной формации.

54. Способ обработки подземной формации по п.52, который дополнительно включает введение частиц в буровую скважину с образованием гравийной набивки в окрестности буровой скважины и в окрестности зоны локализации.

55. Способ обработки подземной формации, включающий использование в подземной формации частиц, включающих частицы субстрата, на которых размещаются термопластичный полимер, термоотверждающаяся смола, и рабочей жидкости для гидравлического разрыва пласта.

56. Способ обработки подземной формации по п.55, дополнительно включающий введение частиц в буровую скважину с образованием гравийной набивки в окрестности буровой скважины и в окрестности зоны локализации.

57. Частицы, содержащие частицы субстрата; и термопластичный полимер, причем частицы характеризуются мутностью в диапазоне приблизительно от 10 до 200 NTU по истечении одного часа проведения испытания с использованием шаровой мельницы, и частицы характеризуются сохранением предела прочности при сжатии более чем приблизительно на 50%, согласно измерению в испытании UCS в сопоставлении с частицами, которые не содержат термопластичный полимер.

58. Частицы по п.57, которые дополнительно включают нанесенное покрытие из первой термоотверждающейся смолы и необязательно нанесенное покрытие из второй термоотверждающейся смолы, причем первой термоотверждающейся смолой и второй термоотверждающейся смолой являются фенолоальдегидные, эпоксидные, мочевиноальдегидные смолы, смолы из фурфурилового спирта, меламиноальдегидные смолы, смолы сложных полиэфиров, алкидные, новолачные, фурановые смолы либо комбинация, включающая, по меньшей мере, одну из предшествующих термоотверждающихся смол, и частицы дополнительно включают внешнее нанесенное покрытие, которое содержит термопластичный полимер.

59. Частицы по п.58, в которых нанесенное покрытие из первой термоотверждающейся смолы содержит первый отвердитель в количестве, достаточном, самое большее, для частичного отверждения первой термоотверждающейся смолы, причем нанесенное покрытие из второй термоотверждающейся смолы содержит второй отвердитель в количестве, достаточном, самое большее, для частичного отверждения нанесенного покрытия из второй термоотверждающейся смолы.

60. Частицы, содержащие частицы субстрата; термопластичный полимер; и термоотверждающуюся смолу, причем частицы характеризуются мутностью в диапазоне приблизительно от 10 до 200 NTU по истечении одного часа проведения испытания с использованием шаровой мельницы, а также характеризуются сохранением предела прочности при сжатии более, чем приблизительно на 50% согласно измерению в испытании UCS в сопоставлении с частицами, которые не содержат термопластичный полимер.

61. Частицы, содержащие частицы субстрата; термопластичный полимер; и термоотверждающуюся смолу, причем термопластичный полимер присутствует в количестве, достаточном для улучшения подавления пылеобразования и/или сопротивления раздавливанию и/или кислотостойкости и/или сопротивления истиранию у частиц по сравнению с тем, что имело бы место, если бы термопластичный полимер отсутствовал.

62. Частицы по п.61, в которых термопластичный полимер характеризуется температурой стеклования, самое большее, равной приблизительно 50°С.

63. Частицы по п.61, у которых частицы субстрата выбирают из группы, состоящей из песка, частиц керамики, ореха, муки и стеклянной дроби.

64. Частицы по п.61, в которых термоотверждающаяся смола по существу охватывает субстрат с получением частиц с нанесенным покрытием.

65. Частицы по п.64, в которых термоотверждающаяся смола включает, по меньшей мере, один слой, который содержит частицы наполнителя.

66. Частицы по п.61, в которых термопластичный полимер выбирают из группы, Состоящей из гомополимеров С1-С12 алкил(мет)акрилатов, олефиновых полимеров, сополимеров олефинов и акрилатов, стирола либо ангидридов, бутадиеновых гомополимеров, содержащих либо не содержащих функциональности по концам своих цепей, бутадиен-акрилонитрильных сополимеров, содержащих либо не содержащих функциональность по концам своих цепей, и их смесей.

67. Частицы по п.61, у которых термоотверждающейся смолой является фенолоальдегидная, эпоксидная, мочевиноальдегидная смола, смола из фурфурилового спирта, меламиноальдегидная смола, смола сложного полиэфира, алкидная, новолачная, фурановая смола либо комбинация, включающая, по меньшей мере, одну из предшествующих термоотверждающихся смол.

68. Частицы по п.61, в которых частицы субстрата представляют собой композитные частицы, содержащие связующее и частицы наполнителя, гомогенно распределенные по всему связующему.

69. Частицы по п.68, в которых термопластичный полимер располагается на поверхности композитных частиц.

70. Частицы по п.61, в которых термопластичный полимер образует смесь с термоотверждающейся смолой.

71. Частицы по п.61, в которых термопластичный полимер включает компонент, выбранный из группы, состоящей из этилен-н-бутилакрилатного сополимера, н-бутилакрилатного гомополимера и их смесей.

72. Частицы по п.61, у которых термопластичный полимер включает компонент, выбранный из группы, состоящей из бутадиеновых гомополимеров и бутадиен-акрилонитрильных сополимеров.

73. Частицы по п.61, в которых термопластичный полимер выбирают из группы, состоящей из бутадиеновых гомополимеров, содержащих функциональные группы по концам своих цепей, и бутадиен-акрилонитрильных сополимеров, содержащих функциональные группы по концам своих цепей, причем функциональные группы выбирают из группы, состоящей из карбокси, амина, метакрилата и эпокси.

74. Частицы по п.61, в которых термопластичный полимер включает этилен-н-бутилакрилатный сополимер, имеющий функциональные группы, выбираемые из группы, состоящей из карбокси, амина, метакрилата и эпокси.

75. Частицы по п.61, в которых термопластичный полимер включает полимер, выбранный из группы, состоящей из: бутадиен-акрилонитрильного сополимера с концевым карбоксилом, характеризующегося уровнем содержания акрилонитрила, приблизительно равным 10%, величиной Tg в диапазоне приблизительно от -50 до -77°С, вязкостью по Брукфильду, приблизительно равной 60000 МПа, и уровнем содержания карбоксила, приблизительно равным 25%; бутадиен-акрилонитрильного сополимера с концевым метакрилатвинилом, характеризующегося уровнем содержания акрилонитрила, приблизительно равным 18%, величиной Tg, доходящей вплоть до приблизительно -59°С, и вязкостью по Брукфильду, равной приблизительно 50000 МПа; бутадиен-акрилонитрильного сополимера с концевым амином, характеризующегося уровнем содержания акрилонитрила, приблизительно равным 18%, величиной Tg, доходящей вплоть до приблизительно -59°С, и вязкостью по Брукфильду, равной приблизительно 100000 МПа; либо комбинации, включающей, по меньшей мере, один из предшествующих термопластичных полимеров.

76. Частицы по п.61, в которых частицы характеризуются мутностью в диапазоне от 5 до 200 NTU.

77. Частицы по п.61, в которых частицы содержат от 0,005 до 4,0 мас.% термопластичного полимера при расчете на массу частиц.

78. Частицы по п.61, которые при проведении 60-минутного испытания с использованием шаровой мельницы частицы демонстрируют результаты измерения мутности, меньшие 200 NTU при 30 минутах времени работы шаровой мельницы и/или меньшие 300 NTU при 60 минутах времени работы шаровой мельницы.

79. Частицы по п.61, которые при проведении 60-минутного испытания с использованием шаровой мельницы частицы демонстрируют результаты измерения мутности, меньшие 100 NTU при 30 минутах времени работы шаровой мельницы и/или меньшие 150 NTU при 60 минутах времени работы шаровой мельницы.

80. Частицы по п.61, которые дополнительно включают, по меньшей мере, одно нанесенное покрытие из предварительно отвержденной термоотверждающейся смолы, которое согласно измерениям в испытании для определения сопротивления раздавливанию ослабляет тенденцию частиц с нанесенным покрытием к дроблению, по меньшей мере, на 10% при сопоставлении с контрольными частицами, которые не содержат термопластичный полимер.

81. Частицы по п.61, включающие, по меньшей мере, одно нанесенное покрытие из предварительно отвержденной термоотверждающейся смолы и содержащие термопластичный полимер в количестве, достаточном для получения предела прочности при раздавливании, по меньшей мере, равного соответствующей величине для контрольных частиц, которые не содержат термопластичный полимер.

82. Частицы по п.61, у которых частицы имеют уменьшенное трение по отношению к другим частицам, оборудованию по манипулированию с ними и/или внутрискважинным трубчатым объектам и/или оборудованию в сопоставлении с другими частицами, которые не содержат термопластичный полимер.

83. Частицы по п.61, содержащие термопластичный полимер в количестве, достаточном для уменьшения влапоглощения частицами на 20% в сопоставлении с частицами, которые не содержат термопластичный полимер.

84. Частицы по п.61, содержащие термопластичный полимер в количестве, достаточном для получения в результате частиц, характеризующихся уменьшением потери массы, по меньшей мере, на 10% при проведении испытания на кислотостойкость API RP 56 в сопоставлении с частицами, которые не содержат термопластичный полимер.

85. Частицы по п.61, содержащие термопластичный полимер в количестве, достаточном для получения частиц, которые будут являться сыпучими после хранения в течение 24 ч при 95% относительной влажности и при температуре 40°С.

86. Частицы по п.61, у которых количество термопластичного полимера является достаточным для обеспечения пониженного агломерирования, и где количество кластеров и других комков слишком большого размера уменьшается на величину, эффективную для обеспечения улучшения выхода, по меньшей мере, на 2-5% по сравнению с частицами, которые не содержат термопластичный полимер.

87. Способ изготовления частиц, включающий нагревание частиц субстрата; размещение на частицах субстрата термоотверждающейся смолы; и размещение на частицах субстрата и/или термоотверждающейся смоле термопластичного полимера в количестве, достаточном для улучшения подавления пылеобразования и/или сопротивления раздавливанию и/или кислотостойкости и/или стойкости к истиранию у частиц по сравнению с тем, что имело бы место, если бы термопластичный полимер отсутствовал.

88. Частицы, включающие по существу гомогенные формованные частицы, включающие сердцевину, содержащую связующее и частицы наполнителя, диспергированные по всему связующему, причем размер частиц для частиц наполнителя находится в диапазоне от приблизительно 0,5 до приблизительно 60 мкм; у которых частицы характеризуются насыпной плотностью в диапазоне от 0,50 до 1,30 г/см³ и плотностью зерен в диапазоне от 0,90 до приблизительно 2,2 г/см³; и у которых частицы необязательно включают нанесенное покрытие из смолы; и термопластичный полимер, который характеризуется температурой стеклования, самое большее, равной 50°С, и его выбирают из группы, состоящей из гомополимеров С1-С12 алкил(мет)акрилатов, сополимеров олефинов и С1-С12 алкил(мет)акрилатов, бутадиеновых гомополимеров, бутадиен-акрилонитрильных сополимеров и полукристаллического полимера.

89. Набивка из расклинивающего наполнителя, включающая частицы по пп.1, 7, 57, 60, 61 и 88 после того, как частицы помещают в буровую скважину.

90. Формованные частицы, включающие частицы по пп.1, 7 и 61.

91. Формованная сердцевина либо формованное изделие, включающие частицы по пп.1, 7 и 61.