高抗硫酸鹽油井水泥的生產

王萍，霍慢慢

高抗硫酸鹽油井水泥的生產

Production of High Sulfate Resisting Oil Well Cement

王萍，霍慢慢

我公司從2008年開始生產油井水泥，到2012年G級高抗硫硅酸鹽油井水泥生產步入正常。2013年全年共銷售油井水泥10萬噸，油井水泥的生產和銷售進入了一個新的時期。現將我公司油井水泥熟料在生產過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

生產油井水泥對C3S要求較高，礦山石灰石應選用CaO含量在50.0%左右的優質石灰石，MgO含量＜2.0%。鐵質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，以滿足熟料對鋁率要求較低的配料要求。硅質原材料使用SiO2＞90%、Al203＜5.0%、堿含量＜1.0%的硬質砂巖，利于生產。

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熟料生產過程中遇到的問題及解決方案

（1）由于在生產初期礦山石灰石CaO含量只有47.0%左右，進廠硫酸渣的品位低，Fe2O3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，水泥粉磨時間長，造成水泥初始稠度大，給油井水泥的生產帶來了困難。2011年9月，公司開始使用進廠Fe2O3＞48%的銅渣與進廠Fe2O3為26%的硫酸渣按比例搭配進行生產。由于銅渣進廠水分大，下料時容易堵塞，造成原料斷料，影響生產，所以進廠銅渣應嚴格控制水分，提前進廠適當晾曬，為生產提供條件，防止在儲庫板結，避免生產時下料不暢。生產初期熟料三率值為：KH：0.90±0.02，SM：2.40±0.1，AM：0.75±0.1。但在生產過程中，硅酸率選擇偏低導致水泥較難滿足質量指標，并且水泥質量指標可控范圍比較窄，從而主要影響到水泥的稠化時間和游離液的穩定性。將熟料SM上調到2.50±0.1后，水泥的質量和穩定性有了很大的提高。

（2）當生料庫位高時會導致變料慢，易造成窯系統大幅波動，熟料fCaO控制難度加大。所以變料時應合理控制生料庫位以實現快速變料，從而保證窯系統的穩定生產，熟料fCaO合格率也會大幅提高。同時應嚴格控制熟料中Fe2O3含量，以便于窯的煅燒，避免出現因結皮導致窯內通風性差的問題和液相提前出現熟料燒結成大塊的情況，熟料燒結以細小均齊為宜。

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過程中，除使用油井水泥熟料與天然石膏外不再添加其他混合材，所以對天然石膏的品質要求非常高，尤其是要嚴格控制石膏中不溶物的質量指標，以保證生產出的油井水泥各項質量指標合格。

生產初期，天然石膏的進廠指標只規定了結晶水和SO3的質量指標，檢驗出磨水泥時發現水泥不溶物有超過0.75%的情況。經多方查找原因發現，有的石膏SO3含量可以達到38%以上，結晶水超過12%，但不溶物含量差別較大，低的只有0.62%，高的達到5%以上。找到問題癥結所在后，我們調整了進廠質量指標，把天然石膏不溶物指標定為＜3.0%。后續生產的水泥再沒有出現過不溶物超標的情況。

2.2合理的取樣和留樣方法

生產過程中發現，出磨水泥和出廠水泥在稠化時間和游離液上存在偏差，特別是當保存條件不一樣時，得出的結果相差較大。油井水泥對環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到同樣的實驗溫度時，稠化時間可相差20～30min。露天放置的水泥由于吸潮導致稠化時間偏長，同樣的水泥溫度越高稠化時間越短，水泥生產過程中應注意以上因素造成的偏差。出磨水泥檢驗稠化時間和游離液時，取瞬時樣替代連續綜合樣，避免水泥連續綜合樣在取樣桶里放置吸潮的情況發生。瞬時樣品取出后應放入密封塑料袋內自然冷卻至實驗溫度再檢驗其稠化時間和游離液，保證出磨水泥和出廠水泥的一致性。

2.3出廠水泥的控制

油井水泥正常生產后，為滿足客戶的需求，一般會儲存在10 000t容量的水泥庫里，因庫存大、散熱差，當儲存時間超過兩個月后，水泥的稠化時間和游離液等指標就會發生變化，特別是稠化時間會變得很長。另外，由于在生產水泥時，為了降溫會在熟料上進行適當的噴水，當庫里水泥儲存時間較長時，就會在庫壁上結塊，不但影響水泥質量，而且導致庫里下料不暢。

2.4注重質量控制細節

根據油井水泥的特性，必須對生產過程采取更精細化的控制。每小時監控水泥的比表面積、細度和出磨溫度，每三個小時檢驗稠化時間，一旦發現有不合格指標出現應及時采取措施，縮短調整時間，并將這些不合格控制指標納入水泥磨操作員的考核指標內，提高操作員的責任心。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120℃左右，而外置堆棚熟料生產時溫度可以降低到80℃以下。熟料上料生產水泥時將庫底下料閥開至最小，上料皮帶速度調至最慢，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，需要噴水降溫時應采取水霧噴水并控制水量的穩定性。水泥發貨前將包裝好的水泥放站臺降溫。油井水泥實行先包裝、再檢驗、后出廠的控制制度，針對不同客戶的需求進行專門生產，專庫儲存，穩定水泥質量，確保滿足客戶的要求。

3　結語

通過近三年的油井水泥生產實踐，我公司根據市場需要和客戶的實際使用情況，及時調整和優化生產工藝，產品質量不斷提高，得到了客戶的認可。隨著銷量的不斷增加，產品在市場上產生了很大的影響力，為公司2000t/d熟料生產線產品結構調整及打造特種水泥生產基地打下了良好的基礎。

TQ172.75文獻標識碼：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