Керамические проппанты могут быть изготовлены из различных материалов. Хотя большинство из них сделаны из боксита, каолина (также известного как фарфоровая глина) или их смеси, можно использовать и множество других материалов, включая силикат магния и летучую золу. Также можно добавлять различные добавки.
Процесс производства керамических проппантов может различаться, но в целом проппанты следуют процессу, описанному ниже.
Дробление
Сырье измельчают в порошок. Материалы и добавки можно смешивать для разработки специализированных рецептур, которые максимизируют характеристики конечного продукта.
Грануляция
Затем порошкообразное сырье гранулируют с образованием однородного округлого продукта в виде окатышей/гранул. Размер проппанта является ключевым фактором эффективности его работы в конкретной скважине, поэтому производители часто предлагают несколько размеров ячеек. Расклинивающие наполнители обычно доступны с размерами ячеек от 8 до 140, и нередко в одной скважине используются несколько размеров ячеек. ¹
Сушка
После агломерации гранул их сушат для снижения влажности материала. Обычно это делается в ротационной сушилке или другой промышленной сушильной системе. Гранулы сортируются методом просеивания.
Спекание
Возможно, это самый важный этап процесса: частицы соответствующего размера помещаются во вращающуюся печь и спекаются для «затвердевания» частиц. Это высокотемпературное спекание, которое происходит при температуре около 2700–2900° F, вызывает химические и кристаллические изменения в материале, дополнительно упрочняя его и в конечном итоге придавая прочность на сжатие, необходимую для сверления под высоким давлением.
Охлаждение
Как только горячий материал выходит из печи, его направляют во вращающийся охладитель. Охладитель охлаждает горячий продукт, чтобы его можно было передать на хранение или отправить.
Разработка керамических проппантов
При использованиикерамические проппанты, технико-экономическое обоснование и разработка процесса часто являются неотъемлемой частью разработки специализированного проппанта. Сырьевые материалы обычно сначала тестируются партиями для подтверждения осуществимости, после чего проводятся непрерывные пилотные испытания во вращающейся печи, предназначенной для имитации производственных условий, в зависимости от возможностей испытательного центра.
Тестирование не только подтверждает осуществимость намеченного процесса с использованием уникальных исходных материалов, но также предоставляет данные, такие как временные и температурные профили, необходимые для масштабирования процесса и проектирования установки коммерческого масштаба.