一種鑽井機械用潤滑劑及其製備方法
2023-07-13 22:34:11
一種鑽井機械用潤滑劑及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種鑽井機械用潤滑劑及其製備方法，組分及各組分的質量分數如下：巴西棕櫚蠟10~20份，油酸1~5份，丁基化羥甲基甲苯0.1~0.9份，三乙醇胺1~6份，矽油20~40份，微晶石蠟1~3份，甘油5~10份，羊毛脂5~10份，氯化鈉1~5份，月桂醇油酸酯3~8份，亞硝酸鈉0.5~2.5份，尿素1~3份，十二烷基磷酸酯鹽1~8份，甲基丙烯酸0.5~1.5份，乳化劑2~6份。成本低，潤滑效果好，潤滑劑容易粘著在鑽井機械錶面，附著力強，在表面形成油膜，減少摩擦部件之間的阻力，並且水和水蒸氣不能進入，抗水抗汙性強，摩擦係數低，特別適用於鑽井機械的工作環境。
【專利說明】一種鑽井機械用潤滑劑及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於潤滑劑【技術領域】，具體涉及一種鑽井機械用潤滑劑及其製備方法。
【背景技術】
[0002] 在鑽井及完井作業過程中，鑽具與井壁、套管之間，鑽井流體與鑽具、井壁、套管壁 之間均會產生摩擦。在水平井、定向井的鑽井過程中，重力的作用使巖屑和鑽具向井壁下部 聚集，這樣進一步加大了鑽具和巖屑的接觸面積，導致扭矩、摩阻增大，從而引起卡鑽等井 下複雜事故。潤滑劑可以大幅度降低鑽井液的摩擦阻力，因此，水平井、定向井的鑽探過程 對潤滑劑的潤滑性能有著更高的要求。
[0003] 上世紀五十年代國內提高鑽井液潤滑性能的主要手段是在泥漿中混入原油或石 油；六十年代起逐漸開始使用spanSO、磺化妥爾油等表面活性劑；八十年代以來研製並成 功地應用於現場的有石墨粉、玻璃微球等固體潤滑劑和分散性好、無螢光、可生物降解的RH 系列潤滑劑。
[0004] 自上世紀七十年代起，隨著定向井、水平井技術的發展，國外鑽井液用潤滑劑得到 了大規模應用，其中美國的鑽井液潤滑劑以陰離子型表面活性劑為主，蘇聯的鑽井液潤滑 劑以脂肪酸皂類、氧化石油脂、林產化學品及各種工業下腳料為主，日本則以各種陰離子型 和非離子型表面活性劑為主。上述鑽井液潤滑劑可簡要歸為以下幾類：①惰性固體潤滑劑。 該類產品以玻璃微珠和塑料小球為代表，通過將滑動摩擦變為滾動摩擦的原理來降低扭矩 和摩阻。近年來塑料小球（苯乙烯與二乙烯苯的共聚物經成珠而得）的應用較為廣泛，通 常情況下可降低35%左右的扭矩和20%左右的摩阻。②極壓潤滑劑。通過在金屬表面形成 堅固的化學薄膜來降低界面摩阻，因此尤其適用於水平井鑽進對低摩阻的需要。具有代表 性的是三種美國鑽井公司的產品：EP-Bitlube、EP-Mudlube和EP-Lube。③無毒或可生物 降解潤滑劑。該類產品無毒、環保、無螢光、可生物降解。具有代表性的商品有：Torq-Trim， 抗溫250°C，抗鈣8100g/L，不發泡，摩阻降低率為24%左右，扭矩降低率為14%左右；D0S-3， 摩阻降低率為20%?30%，扭矩降低率21%?29% ;商品名Lubeen，有機脂類混合物，不易燃 燒，易發泡，摩阻降低率為30%左右，扭矩降低率為62%左右。
[0005] 目前廣泛使用的鑽井液用潤滑劑或者成本較高、或者汙染環境、或者有螢光影響 地質錄井，均不能很好地滿足大規模水平井勘探開發對鑽井液潤滑劑的成本和性能要求。 因此，研發一種螢光強度低、成本低、潤滑效果好的新型乳化潤滑劑，將對石油鑽探工業的 發展產生良好的促進作用。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是要提供一種鑽井機械用潤滑劑及其製備方法，成本低，潤滑效果 好。
[0007] 為了實現上述目的，本發明採用的技術方案為： 一種鑽井機械用潤滑劑，組分及各組分的質量分數如下：巴西棕櫚蠟ΚΓ20份，油酸 1飛份，丁基化羥甲基甲苯0. 1、.9份，三乙醇胺1飛份，矽油2(Γ40份，微晶石蠟廣3份， 甘油5?10份，羊毛脂5?10份，氯化鈉1飛份，月桂醇油酸酯:Γ8份，亞硝酸鈉0.51.5 份，尿素1~3份，十二烷基磷酸酯鹽廣8份，甲基丙烯酸0.5~1. 5份，乳化劑2飛份。
[0008] 乳化劑為脂肪醇聚氧乙烯醚或者油基胺基酸鈉。
[0009] 所述十二烷基磷酸酯鹽為十二烷基磷酸酯鉀或者十二烷基磷酸酯鈉。
[0010] 一種鑽井機械用潤滑劑，組分及各組分的質量分數如下：巴西棕櫚蠟12~18份， 油酸2?4份，丁基化羥甲基甲苯0.3、.8份，三乙醇胺2飛份，矽油23?35份，微晶石 蠟1~3份，甘油6~8份，羊毛脂6~8份，氯化鈉2~4份，月桂醇油酸酯4飛份，亞硝酸鈉 0. 8~1. 5份，尿素1~3份，十二烷基磷酸酯鹽3~6份，甲基丙烯酸0. 8~1. 2份，乳化劑2~4 份。
[0011] 一種鑽井機械用潤滑劑，組分及各組分的質量分數如下：巴西棕櫚蠟16份，油酸 3份，丁基化羥甲基甲苯0.5份，三乙醇胺4份，矽油28份，微晶石蠟2份，甘油7份，羊 毛脂7份，氯化鈉3份，月桂醇油酸酯5份，亞硝酸鈉1份，尿素2份，十二烷基磷酸酯鹽 4份，甲基丙烯酸1份，乳化劑3份。
[0012] 所述一種鑽井機械用潤滑劑的製備方法，包括如下步驟： 1) 將巴西棕櫚蠟、油酸、丁基化羥甲基甲苯、三乙醇胺、矽油、微晶石蠟、甘油和羊毛 脂按比例混勻，加熱至8(T90°C，攪拌2(T40min，冷卻至室溫，加入十二烷基磷酸酯鹽攪拌 混勻，得混合液a; 2) 將氯化鈉、月桂醇油酸酯、亞硝酸鈉和尿素混合，加入至6(T80°C，攪拌2(T40min，得 混合液b ; 3) 將混合液a加入到混合液b中，攪拌，攪拌過程中加入甲基丙烯酸和乳化劑，持續攪 拌l~2h，冷卻得油狀黏液即為鑽井機械用潤滑劑。
[0013] 有益效果：本發明提供一種鑽井機械用潤滑劑及其製備方法，成本低，潤滑效果 好，潤滑劑容易粘著在鑽井機械錶面，附著力強，在表面形成油膜，減少摩擦部件之間的阻 力，並且水和水蒸氣不能進入，抗水抗汙性強，摩擦係數低，特別適用於鑽井機械的工作環 境。
【具體實施方式】
[0014] 實施例1 : 一種鑽井機械用潤滑劑，組分及各組分的質量分數如下：巴西棕櫚蠟10份，油酸1 份，丁基化羥甲基甲苯0.1份，三乙醇胺1份，矽油20份，微晶石蠟1份，甘油5份，羊毛 脂5份，氯化鈉1份，月桂醇油酸酯3份，亞硝酸鈉0.5份，尿素1份，十二烷基磷酸酯鉀 1份，甲基丙烯酸0.5份，乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚2份。
[0015] 製備方法，包括如下步驟： 1) 將巴西棕櫚蠟、油酸、丁基化羥甲基甲苯、三乙醇胺、矽油、微晶石蠟、甘油和羊毛 脂按比例混勻，加熱至85°C，攪拌30min，冷卻至室溫，加入十二烷基磷酸酯鹽攪拌混勻，得 混合液a ; 2) 將氯化鈉、月桂醇油酸酯、亞硝酸鈉和尿素混合，加入至70°C，攪拌30min，得混合液 b ； 3)將混合液a加入到混合液b中，攪拌，攪拌過程中加入甲基丙烯酸和乳化劑，持續攪 拌1. 5h，冷卻得油狀黏液即為鑽井機械用潤滑劑。
[0016] 實施例2: 一種鑽井機械用潤滑劑，組分及各組分的質量分數如下：巴西棕櫚蠟20份，油酸5份， 丁基化羥甲基甲苯0. 9份，三乙醇胺6份，矽油40份，微晶石蠟3份，甘油10份，羊毛脂10 份，氯化鈉5份，月桂醇油酸酯8份，亞硝酸鈉2. 5份，尿素3份，十二烷基磷酸酯鉀8份，甲 基丙烯酸1. 5份，乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚6份。
[0017] 製備方法，包括如下步驟： 1) 將巴西棕櫚蠟、油酸、丁基化羥甲基甲苯、三乙醇胺、矽油、微晶石蠟、甘油和羊毛 脂按比例混勻，加熱至85°C，攪拌30min，冷卻至室溫，加入十二烷基磷酸酯鹽攪拌混勻，得 混合液a ; 2) 將氯化鈉、月桂醇油酸酯、亞硝酸鈉和尿素混合，加入至70°C，攪拌30min，得混合液 b ； 3) 將混合液a加入到混合液b中，攪拌，攪拌過程中加入甲基丙烯酸和乳化劑，持續攪 拌1. 5h，冷卻得油狀黏液即為鑽井機械用潤滑劑。
[0018] 實施例3: 一種鑽井機械用潤滑劑，組分及各組分的質量分數如下：巴西棕櫚蠟12份，油酸2 份，丁基化羥甲基甲苯0.3份，三乙醇胺2份，矽油23份，微晶石蠟1份，甘油6份，羊毛 脂6份，氯化鈉2份，月桂醇油酸酯4份，亞硝酸鈉0.8份，尿素1份，十二烷基磷酸酯鈉 6份，甲基丙烯酸0. 8份，乳化劑油基胺基酸鈉4份。
[0019] 製備方法，包括如下步驟： 1) 將巴西棕櫚蠟、油酸、丁基化羥甲基甲苯、三乙醇胺、矽油、微晶石蠟、甘油和羊毛 脂按比例混勻，加熱至85°C，攪拌30min，冷卻至室溫，加入十二烷基磷酸酯鹽攪拌混勻，得 混合液a ; 2) 將氯化鈉、月桂醇油酸酯、亞硝酸鈉和尿素混合，加入至70°C，攪拌30min，得混合液 b ； 3) 將混合液a加入到混合液b中，攪拌，攪拌過程中加入甲基丙烯酸和乳化劑，持續攪 拌1. 5h，冷卻得油狀黏液即為鑽井機械用潤滑劑。
[0020] 實施例4 一種鑽井機械用潤滑劑，組分及各組分的質量分數如下：巴西棕櫚蠟18份，油酸4份， 丁基化羥甲基甲苯0. 8份，三乙醇胺5份，矽油35份，微晶石蠟3份，甘油8份，羊毛脂8份， 氯化鈉4份，月桂醇油酸酯6份，亞硝酸鈉1. 5份，尿素3份，十二烷基磷酸酯鈉6份，甲基 丙烯酸1. 2份，乳化劑油基胺基酸鈉4份。
[0021] 製備方法，包括如下步驟： 1) 將巴西棕櫚蠟、油酸、丁基化羥甲基甲苯、三乙醇胺、矽油、微晶石蠟、甘油和羊毛 脂按比例混勻，加熱至85°C，攪拌30min，冷卻至室溫，加入十二烷基磷酸酯鹽攪拌混勻，得 混合液a ; 2) 將氯化鈉、月桂醇油酸酯、亞硝酸鈉和尿素混合，加入至70°C，攪拌30min，得混合液 b ； 3)將混合液a加入到混合液b中，攪拌，攪拌過程中加入甲基丙烯酸和乳化劑，持續攪 拌1. 5h，冷卻得油狀黏液即為鑽井機械用潤滑劑。
[0022] 實施例5 一種鑽井機械用潤滑劑，組分及各組分的質量分數如下：巴西棕櫚蠟16份，油酸3 份，丁基化羥甲基甲苯0.5份，三乙醇胺4份，矽油28份，微晶石蠟2份，甘油7份，羊毛 脂7份，氯化鈉3份，月桂醇油酸酯5份，亞硝酸鈉1份，尿素2份，十二烷基磷酸酯鈉4 份，甲基丙烯酸1份，乳化劑油基胺基酸鈉3份。
[0023] 製備方法，包括如下步驟： 1) 將巴西棕櫚蠟、油酸、丁基化羥甲基甲苯、三乙醇胺、矽油、微晶石蠟、甘油和羊毛 脂按比例混勻，加熱至85°C，攪拌30min，冷卻至室溫，加入十二烷基磷酸酯鹽攪拌混勻，得 混合液a ; 2) 將氯化鈉、月桂醇油酸酯、亞硝酸鈉和尿素混合，加入至70°C，攪拌30min，得混合液 b ； 3) 將混合液a加入到混合液b中，攪拌，攪拌過程中加入甲基丙烯酸和乳化劑，持續攪 拌1. 5h，冷卻得油狀黏液即為鑽井機械用潤滑劑。
[0024] 對實施例Γ5製備得到的鑽井機械用潤滑劑進行性能測試，結果見表1。
[0025] 表 1 :
【權利要求】
1. 一種鑽井機械用潤滑劑，其特徵在於組分及各組分的質量分數如下：巴西棕櫚蠟 ΚΓ20份，油酸1飛份，丁基化羥甲基甲苯0. 1、.9份，三乙醇胺1飛份，矽油2(Γ40份，微 晶石蠟1~3份，甘油5~10份，羊毛脂5~10份，氯化鈉1飛份，月桂醇油酸酯:Γ8份，亞硝 酸鈉0.5~2.5份，尿素1~3份，十二烷基磷酸酯鹽1~8份，甲基丙烯酸0.5~1.5份，乳化劑 2?6份。
2. 根據權利要求1所述的一種鑽井機械用潤滑劑，其特徵在於：乳化劑為脂肪醇聚氧 乙烯醚或者油基胺基酸鈉。
3. 根據權利要求1所述的一種鑽井機械用潤滑劑，其特徵在於：所述十二烷基磷酸酯 鹽為十二烷基磷酸酯鉀或者十二烷基磷酸酯鈉。
4. 根據權利要求1所述的一種鑽井機械用潤滑劑，其特徵在於：組分及各組分的質量 分數如下：巴西棕櫚蠟12?18份，油酸2?4份，丁基化羥甲基甲苯0.3、.8份，三乙醇胺 2飛份，矽油23~35份，微晶石蠟廣3份，甘油6~8份，羊毛脂6~8份，氯化鈉2~4份，月桂 醇油酸酯4飛份，亞硝酸鈉0. 8~1. 5份，尿素1~3份，十二烷基磷酸酯鹽3~6份，甲基丙烯 酸0.81.2份，乳化劑2?4份。
5. 根據權利要求4所述的一種鑽井機械用潤滑劑，其特徵在於：組分及各組分的質量 分數如下：巴西棕櫚蠟16份，油酸3份，丁基化羥甲基甲苯0.5份，三乙醇胺4份，矽油 28份，微晶石蠟2份，甘油7份，羊毛脂7份，氯化鈉3份，月桂醇油酸酯5份，亞硝酸鈉1 份，尿素2份，十二烷基磷酸酯鹽4份，甲基丙烯酸1份，乳化劑3份。
6. 權利要求1~5中任意一項所述一種鑽井機械用潤滑劑的製備方法，其特徵在於包括 如下步驟： 1) 將巴西棕櫚蠟、油酸、丁基化羥甲基甲苯、三乙醇胺、矽油、微晶石蠟、甘油和羊毛 脂按比例混勻，加熱至8(T90°C，攪拌2(T40min，冷卻至室溫，加入十二烷基磷酸酯鹽攪拌 混勻，得混合液a; 2) 將氯化鈉、月桂醇油酸酯、亞硝酸鈉和尿素混合，加入至6(T80°C，攪拌2(T40min，得 混合液b ; 3) 將混合液a加入到混合液b中，攪拌，攪拌過程中加入甲基丙烯酸和乳化劑，持續攪 拌l~2h，冷卻得油狀黏液即為鑽井機械用潤滑劑。
【文檔編號】C09K8/035GK104232032SQ201410512257
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月29日 優先權日:2014年9月29日
【發明者】陳凌, 王琰, 任琪, 程曉 申請人:無錫康柏斯機械科技有限公司