技术领域
本发明涉及一种石油、天然气井压裂工艺使用的支撑剂，尤其涉 及一种高密度、高强度陶粒支撑剂及其制备方法。
背景技术
陶粒支撑剂是石油、天然气行业生产压裂用的一种专用材料，是 用陶瓷工艺及烧结法将铝矾土烧结而成的新型油气井压裂材料。该产 品主要用于石油、天然气深井开采时，特别是井深在2000米以上的油、 气开采时必须使用该产品，将高强度陶粒支撑剂填充到低落渗透矿床 的岩层裂缝中，进行高闭合压裂处理，以支撑裂缝不因应力释放而闭 和，让油、气从裂缝通道中汇集而出，故支撑剂应具有高强度、高倒 流能力和高球度等特性。
目前，市面上的的高密度、高强度陶粒支撑剂一般是破碎率为 10%，视密度＜3.10的产品，而更高强度和密度的陶粒支撑剂则很少， 尤其是在86MPa下，破碎率＜8%，视密度＞3.35的高密度、高强度陶 粒支撑剂基本都是国外进口，国内的高密度、高强度支撑剂的生产时 添加的辅料种类较多，成分复杂，存在生产成本高、耗能严重、原料 利用率低和产量少等问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明旨在提供一种 成本低、能耗低、原料利用率高及产量大的高密度、高强度陶粒支撑 剂及其制备方法。
本发明的目的是通过如下技术方案予以实现的：
一种高密度、高强度陶粒支撑剂，它由下述重量配比含量的原料 组成：铝矾土熟料80～87份、硅矿石6.5～10份、锰矿石1～4份、硼 砂0.5～3份、黄磷炉渣1.5～3份。
优选的，高密度、高强度陶粒支撑剂，它由下述重量配比含量的 原料组成：铝矾土熟料82～85份、硅矿石7～10份、锰矿石2～4份、 硼砂0.5～3份、黄磷炉渣1.5～3份。
优选的，高密度、高强度陶粒支撑剂，它由下述重量配比含量的 原料组成：铝矾土熟料84份、硅矿石9份、锰矿石3份、硼砂1.5份、 黄磷炉渣2.5份。
所述铝矾土熟料为Al2O3含量大于70%的生料在600～1000℃下煅 烧而成。
所述煅烧后的铝矾土熟料内Al2O3含量大于83%。
一种高密度、高强度陶粒支撑剂的制备方法，该方法包括以下步 骤：
A、按比例称取各原料并分别研磨成300～400目细粉；
B、将原料混合、搅拌均匀后加入旋转制粒机中制粒，同时加雾 化的磷酸和水汽，至原料成圆粒半成品；
C、将圆粒半成品于100℃下干燥10～24小时后得干燥颗粒，过 18～35目筛筛分；
D、将筛分后的干燥颗粒在回转炉中高温烧结，烧结温度1100～ 1400℃，时间为0.5～3小时；
E、烧结完成且炉温降至200～250℃后出炉，自然冷却至室温， 过20～40目筛筛分后即得成品。
所述步骤A中的研磨时间为16～24小时。
所述步骤B中加入的雾化磷酸为原料总重的0.5～1%。。
本发明的有益效果：
与现有技术相比，本发明改进了原料、辅料的成分及配比，特别 是加入了价格低廉的硼砂和黄磷炉渣，使得生产成本降低，且磷酸能 有效加强成品的圆球度，提升成品的倒流能力；同时采用低温烧结， 能有效降低能耗，进一步降低生产成本。制作出的成品在52MPa下破 碎率为1.55%，69MPa的破碎率为3.66%，86MPa的破碎率为7.65%，同 时视密度＞3.35、酸溶解度＜6%、球度≥0.9，进而具有抗压强度高、 视密度高、圆球度好、生产成本低等优点。
具体实施方式
实施例1：
以重量份计，取铝矾土熟料85份、硅矿石10份、锰矿石4份、硼 砂3份、黄磷炉渣3份。分别研磨成300目细粉，混合、搅拌后将细粉 原料送入旋转制粒机内制粒，同时加雾化的磷酸和水汽，磷酸为原料 总重的1%，至原料成圆粒半成品，将将圆粒半成品于100℃下干燥24 小时后得干燥颗粒，过18～35目筛筛分，要求过筛率大于80%，将筛 分后的干燥颗粒在回转炉中高温烧结，烧结温度1400℃，时间为0.5 小时；烧结完成且炉温降至250℃后出炉，自然冷却至室温，过20～ 40目筛筛分后即得成品。
实施例2：
以重量份计，取铝矾土熟料86份、硅矿石8份、锰矿石2份、硼砂 2.5份、黄磷炉渣2.5份。分别研磨成320目细粉，混合、搅拌后将细 粉原料送入旋转制粒机内制粒，同时加雾化的磷酸和水汽，磷酸为原 料总重的0.8%，至原料成圆粒半成品，将将圆粒半成品于100℃下干 燥20小时后得干燥颗粒，过18～35目筛筛分，要求过筛率大于80%， 将筛分后的干燥颗粒在回转炉中高温烧结，烧结温度1250℃，时间为 1小时；烧结完成且炉温降至240℃后出炉，自然冷却至室温，过20～ 40目筛筛分后即得成品。
实施例3：
以重量份计，取铝矾土熟料83份、硅矿石9份、锰矿石4份、硼砂 2.5份、黄磷炉渣2份。分别研磨成360目细粉，混合、搅拌后将细粉 原料送入旋转制粒机内制粒，同时加雾化的磷酸和水汽，磷酸为原料 总重的0.6%，至原料成圆粒半成品，将将圆粒半成品于100℃下干燥 18小时后得干燥颗粒，过18～35目筛筛分，要求过筛率大于80%，将 筛分后的干燥颗粒在回转炉中高温烧结，烧结温度1300℃，时间为0.5 小时；烧结完成且炉温降至250℃后出炉，自然冷却至室温，过20～ 40目筛筛分后即得成品。
实施例4：
以重量份计，取铝矾土熟料84份、硅矿石8份、锰矿石3份、硼砂 1.5份、黄磷炉渣2份。分别研磨成380目细粉，混合、搅拌后将细粉 原料送入旋转制粒机内制粒，同时加雾化的磷酸和水汽，磷酸为原料 总重的0.7%，至原料成圆粒半成品，将将圆粒半成品于100℃下干燥 17小时后得干燥颗粒，过18～35目筛筛分，要求过筛率大于80%，将 筛分后的干燥颗粒在回转炉中高温烧结，烧结温度1120℃，时间为2 小时；烧结完成且炉温降至220℃后出炉，自然冷却至室温，过20～ 40目筛筛分后即得成品。
实施例5：
以重量份计，取铝矾土熟料87份、硅矿石8份、锰矿石3份、硼砂 2.5份、黄磷炉渣2份。分别研磨成400目细粉，混合、搅拌后将细粉 原料送入旋转制粒机内制粒，同时加雾化的磷酸和水汽，磷酸为原料 总重的0.5%，至原料成圆粒半成品，将将圆粒半成品于100℃下干燥 20小时后得干燥颗粒，过18～35目筛筛分，要求过筛率大于80%，将 筛分后的干燥颗粒在回转炉中高温烧结，烧结温度1100℃，时间为3 小时；烧结完成且炉温降至200℃后出炉，自然冷却至室温，过20～ 40目筛筛分后即得成品。