181775. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kőzetek szilárdítására és vízzáróvá tételére gyorsan kötő, nagy szilárdságú rugalmas hidrogélekkel
5 181775 6 ható divinil-vegyületeket (előnyösen metilén-bisz-akrilamidot) és/vagy vízben oldható vinilkarbonsavakat, így akrilsavat, metakrilsavat, itakonsavat, maleinsavat és hasonló telítetlen karbonsavakat tartalmazhat. Az „A” komponens a vinilkarbonsavat az aminsó sóképző komponenseként is tartalmazhatja; ebben az esetben a gépképzéshez szükséges kopolimerizációs partner a „B” komponens hatására szabadul fel az aminsóból. A találmány szerinti eljárásban „B” komponensként — vizes lúgoldatot, — vizes cementszuszpenziót, és/vagy — vízüveget használunk fel, adott esetben segédanyagokkal elegyítve. A „vízüveg” megjelölésen a nátrium-szilikát tömény vagy hígított vizes oldatait értjük. A cement, a vízüveg, illetve az erős lúg az „A” és a „B” komponens érintkezésekor azonnal felszabadítja az „A” komponensben levő amint sójából; a felszabaduló amin pedig az „A” komponensben levő szabad gyökös iniciátorral redox katalizátor-rendszert alkot, és azonnal beindítja a gélesedést. A cement, a vízüvegből képződő szilikát, illetve az esetlegesen jelenlevő segédanyagok (például szemcsés vagy szálas szilárd anyagok, polielektrolit-sók stb.) finom eloszlásban beépülnek a kialakuló gélszerkezetbe, és ott szilárdító hatást fejtenek ki. Vizsgálataink szerint a gélszerkezetbe beépülő szemcsék és a kialakuló gélképző kopolimer között kémiai kötések is létrejönnek, és ezek tovább fokozzák a gél szilárdságát. Ugyanakkor a gél megtartja az ismert akril-bázisú gélekre jellemző rugalmasságot, duzzadóképességet és vízfelvevő képességet, ezáltal tökéletes és tartós vízzárást biztosít. A „B” komponensként felhasznált vizes cement-szuszpenzió cement-tartalma 5-60 súly%, előnyösen 10—30 súly% lehet. A vízüveget tömény oldatban vagy vízzel hígítva egyaránt felhasználhatjuk, célszerűen azonban tömény oldatot alkalmazunk. Amennyiben a vízüveget hígított formában használjuk fel, a tömény vízüveg-oldathoz célszerűen 1:1—2 arányban keverünk vizet. A „B” komponensben adott esetben a segédanyagként jelenlevő polielektrolit-alkálifémsó koncentrációja rendszerint 1—20 súly%, előnyösen 2—10 súly% lehet. Polielektrolit-alkálifémsóként például poliakrilsav-nátriumsót vagy karboximetil-cellulóz-nátriumsót használhatunk fel. Ha „B” komponensként vizes lúgoldatot alkalmazunk, a lúgoldat koncentrációja előnyösen 1—10 súly% lehet. Lúgként például nátrium-hidroxidot, kálium-hidroxidót vagy kalcium-hidroxidot használhatunk fel. A „B” komponens adott esetben segédanyagként szemcsés és/vagy szálas szilárd anyagokat is tartalmazhat. Ezek az anyagok például a következők lehetnek: savas, semleges vagy gyengén lúgos kémhatású, finomszemcsés ásványi anyagok, így 100 jum-nél kisebb átmérőjű kvarcliszt vagy őrölt barit, legföljebb 1 mm szálhosszúságú azbesztpehely vagy üvegszál-vagdalék és hasonlók. A szilárd anyagokat a szuszpenzió célszerűen 5—40 súly%, rendszerint 5—20 súly% mennyiségben tartalmazhatja. Ha „B” komponensként vizes lúgoldatot használunk fel, ehhez célszerűen valamely szilárd segédanyagot is adunk. A „B” komponens adott esetben egyéb segédanyagokat is tartalmazhat, amelyek közül a következőket soroljuk fel: a) Tixotróp ásványi anyagok, célszerűen bentonit legföljebb 30 súly%, előnyösen 5—10 súly% körüli mennyiségben. Ezek az anyagok megkönnyítik a „B” komponens injektálását. b) Poliakrilamid vagy más nemionos vízoldható akril-polimer legföljebb 5 súly%, előnyösen legföljebb 2 súly% mennyiségben. Ezek a polimerek viszkozitásnövelő anyagok, így gátolják a szilárd szemcsék kiülepedését, ugyanakkor kedvezően módosítják a gélszerkezetet. c) Habzásgátolt tenzidek legföljebb 5 súly%, előnyösen legföljebb 1 súly% mennyiségben. Ezek az anyagok elősegítik a szemcsés vagy szálas anyagok nedvesedését, fokozzák a gél és a szemcsék közötti tapadást, így javítják a gél mechanikai tulajdonságait. Finom rések, repedések tömítése esetén „B” komponensként célszerűen vízüveget és/vagy erősen lúgos vizes oldatot használunk fel, míg nagy hézagok tömítésére „B” komponensként előnyösen vizes cementszuszpenziót vagy más szemcsés és/vagy szálas szilárd anyag erősen lúgos vizes szuszpenzióját alkal- • mázzuk, adott esetben vízüveggel és/vagy polielektrolit-alkálifémsóval elegyítve. Miként már említettük, az „A” komponenst és a „B” komponenst olyan arányban kell felhasználnunk, hogy a „B” komponensben levő lúgos anyag mennyisége legalább elegendő legyen az „A” komponensben levő aminsó savtartalmának semlegesítéséhez. A „B” komponenst azonban célszerűen ennél lényegesen nagyobb mennyiségű lúgnak megfelelő arányban használjuk fel. Az „A” komponens és a „B” komponens súlyaránya (szárazanyag-tartalomban kifejezve) rendszerint 1: (0,1—10), előnyösen 1 : (0,3-3) lehet. Az „A” komponenst például úgy hozhatjuk érintkezésbe a „B” komponenssel, hogy a szilárdítandó helyre két különálló kezelőberendezésből (célszerűen injektorból) párhuzamosan vezetjük a két komponenst. Kezelőberendezésként két tartályos, keverőfejes injektort is felhasználhatunk; ebben az esetben az injektor két tartályába töltjük az „A”, illetve „B” komponenst, és ezeket a keverőfejben, közvetlenül az injektáláskor hozzuk érintkezésbe egymással. Végül eljárhatunk úgy is, hogy a kezelendő helyre egymás után visszük fel az „A” és a „B” komponenst. Az „A” komponens kötésideje önmagában általában elég hosszú ahhoz, hogy ez a komponens a mélyművelés körülményei között tárolható legyen, és ne tömje el a kezelőberendezést. A „B” komponensek — a cementet tartalmazó elegyek kivételével - általában tetszés szerinti ideig tárolható anyagok. Ha „B” komponensként cementszuszpenziót használunk fel, a cementet célszerűen röviddel az injektálás előtt keverjük be a vízbe, illetve a segédanyagok vizes oldatába vagy szuszpenziójába. A 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 \
