[发明专利]陶瓷颗粒以及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年2月10日提交的美国临时申请号61/303,097的权益。

发明背景

陶瓷颗粒群可以用于多种多样的工业过程以及产品中，包括例如：磨料介质；作为基于沥青的屋顶瓦片的颗粒涂层；作为液体的过滤介质；作为熔模铸造过程中砂的代替物；以及作为井下钻孔操作中的支撑剂，其中陶瓷材料可以被称为支撑剂。由陶瓷颗粒制成的支撑剂可以用在深井中，在此施加到该陶瓷支撑剂上的压力超过了常规支撑剂（例如砂和树脂涂覆的砂）的抗压碎强度。

针对支撑剂的专利以及公开的专利申请的例子包括：US 3,376,930；US 4,632,876；US 7,067,445；US 7,528,096；US 2006/0177661和US2008/0000638。

概述

本发明的实施方案包括具有某些特征的颗粒群，这些特征用于改进压碎强度、传导性以及耐沉降性同时还降低陶瓷颗粒生产者的制造成本。在此描述的陶瓷颗粒群可以使用常规的设备和原料来生产。

本发明的一个实施方案包括一种陶瓷颗粒群，该群包括多个单独的自由流动的颗粒。该多个颗粒具有一个总重量和包括d₉₅和d₅粒度的粒度分布。该分布具有的有效宽度是该分布的d₉₅与d₅粒度之间的差值。该分布的有效宽度超过了100微米并且包括三个邻接的并且不重叠的区域，这些区域包括一个第一区域、一个第二区域以及一个第三区域。该第一区域邻接该第二区域并且该第二区域邻接该第三区域。该第二区域的宽度是该有效宽度的至少25%。该第二区域中的颗粒重量不超过该群的总重量的15%并且该第一区域和该第三区域内的颗粒重量各自超过了该第二区域内的颗粒重量。

本发明的另一个实施方案涉及一种用于制造陶瓷颗粒群的方法。该方法可以包括以下步骤。提供一个初始量的、具有总重量和粒度分布的颗粒。将该初始的颗粒群分成至少三个部分，在此称为A部分、B部分以及C部分，其中A部分的d₅₀是小于B部分的d₅₀，并且B部分的d₅₀是小于C部分的d₅₀。将A部分与C部分合并由此产生一个最终颗粒群，该群具有一个总重量以及包括d₉₅和d₅粒度的粒度分布。该分布的有效宽度是该分布的d₉₅与d₅粒度之间的差值。该分布的有效宽度超过了100微米并且包括三个邻接的并且不重叠的区域，这些区域包括一个第一区域、一个第二区域以及一个第三区域。该第一区域邻接该第二区域并且该第二区域邻接该第三区域。该第二区域的宽度是该有效宽度的至少25%。该第二区域中的颗粒重量不超过该最终群的总重量的15%并且该第一区域和该第三区域内的颗粒重量各自超过了该第二区域内的颗粒重量。_<0}

另一个实施方案涉及一种用于制造陶瓷颗粒群的方法。该方法可以包括以下步骤。提供第一颗粒群以及第二颗粒群，其中该第一群的d₉₀小于该第二群的d₁₀。将该第一群与该第二群合并，由此产生一个最终群，该最终群具有一个总重量以及包括d₉₅和d₅粒度的粒度分布。该分布具有的有效宽度是该分布的d₉₅与d₅粒度之间的差值。该分布的有效宽度超过了100微米并且包括三个邻接的并且不重叠的区域，这些区域包括一个第一区域、一个第二区域以及一个第三区域。该第一区域邻接该第二区域并且该第二区域邻接该第三区域。该第二区域的宽度是该有效宽度的至少25%。该第二区域中的颗粒重量不超过该最终群的总重量的15%并且该第一区域和该第三区域内的颗粒重量各自超过了该第二区域内的颗粒重量。

附图简要说明

图1是重量百分比对比颗粒直径的第一图；

图2是第一工艺流程图；

图3是重量百分比对比颗粒直径的第二图；

图4是第二工艺流程图。

详细说明