JPS6126540A - アミノメチレンホスホン酸誘導体から成るセメント固定化遅延添加剤 - Google Patents

アミノメチレンホスホン酸誘導体から成るセメント固定化遅延添加剤

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JPS6126540A
JPS6126540A JP14456684A JP14456684A JPS6126540A JP S6126540 A JPS6126540 A JP S6126540A JP 14456684 A JP14456684 A JP 14456684A JP 14456684 A JP14456684 A JP 14456684A JP S6126540 A JPS6126540 A JP S6126540A
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formula
iii
salt
additive
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ドルシー ケイ クランプ
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    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/38Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)]
    • C07F9/3804Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)] not used, see subgroups
    • C07F9/3808Acyclic saturated acids which can have further substituents on alkyl
    • C07F9/3817Acids containing the structure (RX)2P(=X)-alk-N...P (X = O, S, Se)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 疎水性置換のホスホン酸もしくはホスフィン酸ならびに
それらのアルカリ金属塩は凍結−解凍性および塩抵抗全
改良するためにセメント類、主として土壌/セメント混
合物に使用されていた。6〜18個の炭素のアルキルホ
スホン酸またはそのアルカリ金属塩は米国特許第3.7
94,506号にそのように記載されている。ボートラ
ンドセメントと固定化時間延長剤としての1−ヒドロキ
シエチリデンホスホン酸トリナトリウム塩またはトリカ
リウム塩とから成る高温の油およびガスの井戸用の充て
ん混合物はソ連特許第640,019号についてのダー
ウエントアプストラク)71376B/39(1979
)に記載されている。
このアブストラクトにはこれらのホスホネート塩全75
〜150℃の温度において0.1〜0,3重量%の量で
使用することが記載されている。
その他の有機リン酸誘導体が乱流誘起用およびフロー特
性改良の添加剤としてセメント組成物中の有用な添加剤
であることも教示されている(それぞれ米国特許第3,
964,921号お↓び同第4,040,854号)。
別の乱流誘起剤は尿素の熱分解生成物およびビス(アル
キレンピロホスフェート)である(米国特許第3,40
9,080号)。
アルキレンジホスホン酸およびその可溶性塩はギプスプ
ラスターの固定化時間延長剤および水減少剤であると記
載されている(米国特許第4,225,361号〕。エ
ーテル結合によジホスホノアルキル化したリグニンまた
は対応するスルホネート、サルファイド、ヒドロキシル
またはアミンの誘導体は主として分散剤または表面活性
剤として有用であると記載され(米国特許第3,865
,803号)、また特定用途を示すことなしに”セメン
ト添加剤”としても有用でおるといわれている○種々の
酸塩添加剤を含む超迅速硬化ポートランドセメント組成
物が記載されている(米国特許第4,066,469号
)。酸ホスフェ−)f酸塩として使用することは、これ
らのホスフェートがこれらに特有の特徴的な強力な遅延
性をもつために、除外されている。
油井に使用するセメントの大部分はボートランドセメン
トでおるといわれる。ボートランドセメントは石灰石、
粘土、頁岩、およびスラッグから成る粗原料に一緒にロ
ータリーキルン中で2.600〜2,800下で取部す
ることによって製造される。
生成物全冷却[2て少量割合の石膏と相互粉砕してボー
トランドセメントとする7、上記の粗原料のほかに、他
の成分たとえば砂、ボーキサイト、酸化鉄など會加えて
その化学組成を所望の種類のボートランドセメントに応
じて調節することもできる。
最終のボートランドセメントの主な成分は石英、シリカ
、アルミナおよび鉄である。これらの成分は次の複合化
合物知音形成するニトリカルシウムアルミネート(3C
ao−A L 2Q 3 ) 、テトラカルシウムアル
ミノフェライト(4CaO−Al 203・Fe2O3
χトリカルシウムシリケート(3CcLO−8s Q 
2 )およびシカルシウムシリケート(2CaQ−S 
Z Q 2 兎セメントに水を加えると、固定化および
硬化が直ちに始まる。
セメント中の化学化合物類は水和および再結晶の処理を
受けて固定化生成物となる。油井用セメントに使用しり
ろ水の最大量は固体分離の起る以前に加えうる量である
。水の最小量はスラリ全ポンプ給送性にするに必要な量
である。それ故、通常の場合の水の比率は特定の種類の
セメントについての最大および最小の限界値によって支
配される。
粘稠化時間はセメントが油井中にポンプ給送可能な状態
にとどまる時間である。これは油井用セメントの最も重
要な性質である。粘稠化時間は所定の場所にポンプ給送
するに十分な長さであるべきであり、また操業を迅速に
再開させるに十分な短かさであるべきである。一般に、
必要な配置時間プラス安定係数として3時間が与えられ
る。
その他の因子たとえば流±JJ性喪失、粘度および密度
も考慮に入れなければならず、そしてこれらの因子のそ
れぞれにならびに上述の固定化もし、くけ粘稠化の時間
の因子に影響企及はす添加剤は当業者に周知である。固
定化時間に及ぼす影響にもつ別のパラメータは温度であ
る。セメントは温度上昇につれてより迅速に固定化する
。井戸の深さが大きくなるにつれて温度が上昇するので
、深い井戸に+メンlポンプ給送するときには特にこの
ことに注意全仏わなければならない。温度は捷だセメン
トの強度にも影響欠及はし7、温度が上昇するにつれて
弾度は小さくなる。
この温度の影響のために、深い井戸に使用するセメント
の固定化を遅らせることが重要である。
ある種の新規化合物が水性セメントスラリ中で固定化遅
延添加剤として有用であることが今や発見された。
これらの化合物は次式上もつ。
〔ただし式中において、置換分A、E、CおよびDはそ
れぞれ独立に水素、メチレンホスホン酸またはその塩、
2−ヒドロキシ−3(トリアルキルアンモニウムハライ
ド)プロピル(ただしそれぞれのアルキル部分は1〜5
個の炭素原子を含む)、および式    ?(ただしR
は1〜6個、好ましくは−R−C−OH 1〜3個、更に好ましくは1個の炭素原子をもつ置換さ
れていない又は不活性に置換されているアルキル基であ
る)の部分またはその塩からえらばれ;且つこれらの置
換分A、B、CおよびDは少なくとも1個のメチレンホ
スホン酸基またはその塩、および少なくとも1個の2−
ヒドロキシ−3(トリアルキルアンモニウムハライド)
プロピル基會含む。〕  ・本発明に有用な化合物はア
ミン水素の少なくとも1個がメチレンホスホン酸基また
はその塩で置換され、少なくとも1個が第4級アンモニ
ウム基で置換されている置換アンモニアおよび置換アミ
ンである。
このような官能基はジアミンまたはポリアミン(メチレ
ンホスホン酸基會も含む)に結合するとき、水性セメン
トスラリに添加した場合にそのセメントの固定化を遅ら
せるということが今や発見された。
次の実施例は本発明に有用な化合物の代表的な製造奮述
べるものである4、 実施例 1゜ エチレンジアミンCEDA)(15y、0.25モル)
および3−クロロ−2−ヒドロキシグロビルトリメチル
アンモニウムクロライドの50%水溶液949(0,2
5モル)r1水冷還流冷却器、機械的かくはん機、温度
調節器付き@変針、および添加ロートを備えた500−
の丸底反応フラスコに加えた。この反応混合物を90℃
に加熱し、約1時間蒸解させてがら冷却した。約60?
の濃塩酸溶液および67.5 f (0,82モル)の
リン酸をこの反応フラスコに加えて加熱還流させ、1時
間保持した。約37チ濃度のホルムアルデヒド溶液(6
7,41F、0.83モル)を添加ロートに秤量して入
れ、2時間にわたって滴下状に加えた。この反応混合物
を更に3時間還流加熱してから冷却した。生成物はED
Aの1個の水素が2−ヒドロキシプロピルトリメチルア
ンモニウムクロライド基で置換し残余の水素がメチレン
ホスホン酸基で置換したEDA誘導体であった、。
実施例 2゜ エチレンジアミンE−ioo(ii、sr)および脱イ
オン水(1252)を実施例1のような500−の丸底
フラスコに加え、90℃に加熱した(なお、エチレンジ
アミンE−100はザ ダウ ヶミカル カンパニーの
製品であり、ペンタエチレンへキサミンと重質エチレン
ジアミン類との混合物であって平均分子−jlL 25
0〜300のものである)。3−クロロ−2−ヒドロキ
シプロピルトリメチルアンモニウムクロライドの50チ
水溶液(12,Or 。
0.032モル)を添加ロートに秤量して入れ、約10
分間にわたって加え次。この反応混合物を更に1時間加
熱してから冷却した約11Ofの濃塩酸と28.59 
(0,35モル)のリン酸をこの反応フラスコに加え、
加熱還流させて1時間保った。37チのホルムアルデヒ
ド溶液(24,5f 、 0.30モル)全添加ロート
に秤量して入れ、1時間にわたって添加した。この反応
混合物を更に3時間加熱還流させてから冷却した。生成
物はアミン水素の約10係がヒドロキシプロピルトリメ
チルアンモニウムクロライド基で置換し残余の水素がメ
チレンホスホン酸基で置換したE−100誘導体であっ
た。
上記の、およびその他の関連化合物を次の試験法を使用
して測定し、セメント遅延剤として有用であることを実
証した。
1、次の諸成分會秤量: セメント     100f 水         389 添加剤     0.21 (活性成分物質)2、水お
よび液体添加剤上混合: 3、この液にセメントを添加、ボトル會密封し、振とう
して混合: 4、ボトルをあらかじめ加熱した180下(82℃)の
浴中に入れる; 5.6時間後および24時間後にセメントの固定化管調
べる。
それぞれの添加剤との比較のためにブランク(添加剤な
し)の試験も行なった。
第1表に示す化合物全製造し上記の方法を使用して試験
した。セメント固定化の遅延についてのこれらの試験の
結果全第1表に示す。
実施例1および2と同様にして、本発明に有用な別の化
合物を製造しプこ。
実施例 3゜ エチレンジアミンE−iooとエチレンジクロライドと
から製造した重合状ポリアルキレンポリアミン(P、I
LPA’)水mnV (36チのもの66.4P)y実
施例1のように装備した500 fAの丸底フラスコに
加えた。約402の濃塩酸溶液および49.3fC0,
60モル)のリン酸をこの反応フラスコに加え、還流加
熱[2て1時間保持し7こ。37チホルムアルデヒド溶
液(51,1+i’ 、 0.63モル)を添加ロート
に秤量して入71. 1時1.4」にわたって添加した
。この反応混1合物な更に114時間加A・久還沈、し
、てから冷却した。中間生成物はPAPAのすべてのア
ミン水素がメチレンホスホン酸で置換し1こPAPAi
J導体であった0、この重合状ポリアルキレンポリアミ
ン中動生成物ケ、その有効アミン水素の10モル憾を実
施例3で述べたのと同様の方法で3−クロロ−2−ヒド
ロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライドと反
応させることによって変性した。えられた反応生成物を
次いで塩酸の存在下でリン酸およびホルムアルデヒドに
よりホスホノメチル化した。
生成物はPAPAのアミン水素の約10%がヒドロキシ
プロピルトリメチルアンモニウムクロライド基で置換し
、残余がメチレンホスホン酸基で置換したPAPA誘導
体であった。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)水性セメントスラリに有機ホスホネートを添加す
    ることから成る水性セメントスラリの固定化を遅延させ
    る方法において:式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔ただし式中において(a)nは0〜15であり:(b
    )A、B、CおよびDはそれぞれ独立に、(i)水素、
    (ii)メチレンホスホン酸およびその塩、(iii)
    2−ヒドロキシ−3(トリアルキルアンモニウムハライ
    ド)プロピル部分(ただしそれぞれのアルキル部分は1
    〜5個の炭素原子をもつ)、および(iv)式▲数式、
    化学式、表等があります▼(ただし式中のRは1〜6個
    の炭素原子をもつ置換されていない又は不活性に置換さ
    れているアルキル基である)の部分またはその塩、から
    A、B、CおよびDの少なくとも1つが(ii)であり
    、少なくとも1つが(iii)であるようにえらばれる
    〕 をもつ化合物を有機ホスホネートとして使用することを
    特徴とする水性セメントスラリの固定化を遅延させる方
    法。
  2. (2)使用する化合物がnが0または1であり、A、B
    、CおよびDのうちの少なくとも2つが(ii)である
    場合の上記の式をもつ特許請求の範囲第1項記載の方法
  3. (3)使用する化合物がnが0、1または2であり、A
    、B、CおよびDのうちの1つが(iii)であり、1
    つが(iv)であり、そしてA、B、CおよびDの他の
    任意のものが(ii)である特許請求の範囲第1項記載
    の方法。
  4. (4)使用する化合物が250〜300の平均分子量を
    もつポリアミンである特許請求の範囲第1項記載の方法
  5. (5)置換基の5〜15モル%が(iii)であり、残
    余が(ii)である特許請求の範囲第4項記載の方法。
  6. (6)置換酸基がアルカリ金属塩またはリン酸アルカリ
    土類金属塩の形体にある特許請求の範囲第5項記載の方
    法。
  7. (7)アルカリ金属塩がナトリウム塩である特許請求の
    範囲第6項記載の方法。
JP14456684A 1983-04-28 1984-07-13 アミノメチレンホスホン酸誘導体から成るセメント固定化遅延添加剤 Pending JPS6126540A (ja)

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