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煤层气支撑剂抗破碎试验

2025-08-08 关键词:煤层气支撑剂抗破碎试验,中析研究所,CMA/CNAS资质,北京中科光析科学技术研究所 相关:
煤层气支撑剂抗破碎试验

煤层气支撑剂抗破碎试验摘要:本文针对煤层气开采中支撑剂的抗破碎性能进行系统性检测,核心对象为陶瓷、树脂等各类支撑剂材料在高压闭合应力下的力学行为。关键检测项目包括破碎率(≤8%)、抗压强度(≥52MPa)、粒径分布(0.425-0.85mm占比≥90%)及酸溶解度(≤5%),覆盖ISO 13503-2和GB/T 30068标准要求,确保支撑剂在井下裂缝维持中的结构完整性和长期服役可靠性。

参考周期:常规试验7-15工作日,加急试验5个工作日。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试,望谅解(高校、研究所等性质的个人除外)。

检测项目

力学性能测试:

  • 破碎率测试:闭合压力(20-60MPa)、破碎百分比(≤8%,参照ISO13503-2)
  • 抗压强度检测:屈服强度(≥52MPa)、极限载荷(≥75kN)
  • 疲劳寿命评估:循环次数(≥5000次)、残余强度(≥45MPa)
物理特性分析:
  • 粒径分布测定:筛分区间(0.425-0.85mm占比≥90%)、均匀系数(≤1.5)
  • 圆度与球度检测:球度偏差(≤0.1)、表面粗糙度(Ra≤5μm)
化学稳定性检测:
  • 酸溶解度测试:盐酸溶解率(≤5%)、反应残留物(≤3wt%)
  • 碱溶解度评估:氢氧化钠溶解率(≤7%)、pH值变化(6-8)
热稳定性验证:
  • 耐热温度试验:最高耐受温度(≥200℃)、热膨胀系数(≤8×10⁻⁶/°C)
  • 热循环抗性:循环次数(≥100次)、尺寸变化(≤1%)
流体兼容性测试:
  • 压裂液侵蚀率:质量损失(≤3%)、渗透率保留(≥85%)
  • 腐蚀速率测量:年平均腐蚀(≤0.05mm/a)、电化学阻抗(≥10⁵Ω·cm²)
微观结构分析:
  • 孔隙率检测:开孔率(≤5%)、闭孔率(≥90%)
  • 晶相鉴定:主晶相含量(≥95%)、杂质相(≤2%)
环境适应性评估:
  • 湿度影响测试:吸湿率(≤0.5%)、强度衰减(≤10%)
  • 冻融循环抗性:冻融次数(≥50次)、破碎增量(≤2%)
制造工艺参数:
  • 烧结温度验证:最佳温度(1200-1400℃)、密度偏差(≤±0.05g/cm³)
  • 涂层厚度检测:平均厚度(20-50μm)、粘结强度(≥25MPa)
井下模拟测试:
  • 裂缝闭合压力:模拟压力(40-100MPa)、支撑效率(≥80%)
  • 长期服役预测:蠕变速率(≤0.001%/h)、失效时间(≥10年)
批量一致性控制:
  • 批量抽样误差:偏差值(±3%)、合格率(≥95%)
  • 颗粒强度分布:标准差(≤2MPa)、均匀性指数(≥0.9)

检测范围

1.陶瓷支撑剂:包括氧化铝基和硅酸盐材料,重点检测抗压强度≥52MPa及破碎率≤8%,确保在高闭合压力下的结构稳定性。

2.树脂涂层支撑剂:表层为酚醛树脂涂层,侧重涂层粘结强度≥25MPa及耐化学侵蚀性,防止井下流体剥落。

3.低密度支撑剂:密度1.0-1.5g/cm³材料,核心验证粒径分布均匀系数≤1.5及浮动特性,优化压裂液携带效率。

4.高强度烧结支撑剂:烧结温度1300-1500℃产品,重点测试孔隙率≤5%及热稳定性≥200℃,保障高温井下耐用性。

5.复合支撑剂:陶瓷-聚合物混合材料,侧重界面兼容性及疲劳寿命≥5000次循环,预防分层失效。

6.再生支撑剂:回收再利用材料,核心检测酸溶解度≤5%及残余强度≥45MPa,评估再生可行性。

7.超细支撑剂:粒径<0.3mm微粒,重点验证粒径一致性及渗透率保留≥85%,适用于狭窄裂缝。

8.高温专用支撑剂:耐温≥250℃材料,侧重热膨胀系数≤8×10⁻⁶/°C及热循环抗性≥100次,应对深层煤层环境。

9.环保型支撑剂:无重金属成分材料,核心检测碱溶解度≤7%及环境影响参数,满足绿色开采标准。

10.定制化支撑剂:客户特定配方产品,重点验证批量一致性偏差±3%及井下模拟支撑效率≥80%,确保定制需求。

检测方法

国际标准:

  • ISO13503-2:2006石油天然气工业支撑剂性能测试
  • ASTMD7060-12支撑剂破碎强度评估方法
  • APIRP19C:2020支撑剂化学稳定性试验
  • ISO9276-1:2022颗粒粒径分布分析
  • ASTME384-22材料硬度及微观结构测定
国家标准:
  • GB/T30068-2021煤层气支撑剂抗破碎试验方法
  • GB/T6003.1-2022工业筛分粒度测定
  • GB/T4334-2020材料腐蚀速率测定
  • GB/T24189-2021支撑剂热稳定性测试
  • GB/T1040.1-2021塑料拉伸性能试验
方法差异说明:ISO与GB标准在闭合压力加载速率上存在差异(ISO规定0.5MPa/s,GB为1MPa/s);ASTM与GB在酸溶解度测试pH值范围不同(ASTM用pH=3,GB用pH=4);API标准热循环次数要求高于ISO(API≥150次,ISO≥100次);粒径筛分GB标准采用更严格筛网孔径公差(±0.01mmvsASTM±0.02mm);微观结构分析ISO允许更高杂质上限(3%vsGB的2%)。

检测设备

1.万能材料试验机:INSTRON5985型(载荷范围0.5-300kN,精度±0.5%)

2.激光粒度分析仪:MALVERNMASTERSIZER3000型(粒径范围0.01-3500μm,分辨率0.1μm)

3.高温高压反应釜:PARR4578型(温度范围-196-350℃,压力0-100MPa)

4.扫描电子显微镜:HITACHISU8200型(分辨率0.8nm,放大倍数×100,000)

5.X射线衍射仪:BRUKERD8ADVANCE型(角度范围5-70°,检测限0.1%)

6.恒温恒湿试验箱:ESPECLHU-113型(温度范围-70-150℃,湿度10-98%RH)

7.电化学工作站:GAMRYREFERENCE600型(电位范围±12V,电流精度±0.1%)

8.热膨胀仪:NETZSCHDIL402C型(温度范围-150-1600℃,膨胀系数精度±0.1×10⁻⁶/°C)

9.压汞孔隙率测定仪:MICROMERITICSAUTOPOREIV型(孔径范围3nm-360μm,压力0.1-400MPa)

10.疲劳试验机:MTS810型(频率0.01-100Hz,循环次数上限10⁶次)

11.酸溶解度测试装置:LABCONCO38000型(酸浓度0.1-5M,搅拌速率0-500rpm)

12.自动筛分机:RO-TAPRX-94型(筛网尺寸0.045-10mm,振幅3mm)

13.高温氧化炉:THERMOFISHERLIND-BLUE型(温度上限1600℃,气氛控制纯度99.999%)

14.蠕变测试仪:SHIMADZUAG-XPLUS型(载荷0.1-100kN,时间精度±0.01%)

15.圆度测量仪:TAYLORHOBSONFORMTALYSURF型(精度±0.05μm,采样率1000点/s)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

中析仪器 资质

中析煤层气支撑剂抗破碎试验 - 由于篇幅有限,仅展示部分项目,如需咨询详细检测项目,请咨询在线工程师

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