專利名稱：鉆井液用生物降解潤滑劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及石油鉆井液用潤滑劑技術領域，是ー種鉆井液用生物降解潤滑劑及其制備方法。
背景技術：
鉆井液是ー種在鉆井過程中具有攜帶鉆屑、冷卻潤滑鉆頭、平衡地層壓力、保護井壁穩(wěn)定及保護油層不受傷害等多種作用的工作流體，其性能直接影響到鉆井效率、井下安全和成本控制，是鉆井工程技術的重要組成部分。鉆井液潤滑劑是ー種重要的鉆井液化學處理劑，它的作用是改善鉆井液潤滑性，降低井壁與鉆具之間的摩擦，降低鉆柱旋轉扭矩和起下鉆阻力，從而減少卡鉆事故的發(fā)生。近年來，由于鉆井技術的發(fā)展，特別是大斜度、大位移定向井和海上定向井鉆井技術的發(fā)展，對鉆井液潤滑性能提出了更高的要求。現(xiàn)用潤滑劑多采用礦物油調配而成，由于礦物潤滑劑的生物降解性差，對環(huán)境污染嚴重，隨著人類環(huán)保意識的不斷增強，對潤滑劑的環(huán)境要求也越來越高，迫切需要開發(fā)新一代環(huán)境友好潤滑剤。生物降解潤滑劑的基礎油有聚醚、合成脂和植物油。聚醚是環(huán)氧こ烷、環(huán)氧丙烷或其混合物的聚合物，具有良好的潤滑性能、高閃點、高粘度指數(shù)、低傾點、抗燃等優(yōu)點，但有一定的毒性，其生物降解性與分子結構及分子量有很大關系，同時可溶于水，其潤滑性能受到限制?？捎米魃锝到鉂櫥瑒┗A油的合成脂類是多元醇脂、雙脂及其復合脂，具有良好的氧化穩(wěn)定性、低溫流動性和潤滑性能，無毒，生物降解性好，但其價格昂貴，因此限制了合成脂類在生物降解潤滑劑中的大規(guī)模使用。植物油作為生物降解潤滑劑基礎油的優(yōu)勢在干良好的潤滑性能、揮發(fā)度低、エ藝處理能耗低、環(huán)境擴散少、價廉、資源可再生、無毒、生物降解性好。植物油已成為可生物降解潤滑劑基礎油的首選，但植物油的熱氧化穩(wěn)定性、水解安定性及低溫流動性較差。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種鉆井液用生物降解潤滑劑及其制備方法，克服了上述現(xiàn)有技術之不足，其能有效解決現(xiàn)有礦物潤滑劑和生物降解潤滑劑不能滿足大斜度、大位移定向井和海上定向井鉆井技術發(fā)展要求的問題。本發(fā)明的技術方案之一是通過以下措施來實現(xiàn)的一種鉆井液用生物降解潤滑劑按重量份數(shù)含有原料油70份至90份、低碳醇8份至15份、催化劑O. 5份至3份、表面活性劑3份至15份。下面是對上述發(fā)明技術方案之一的進ー步優(yōu)化或/和改進
上述低碳醇為甲醇或こ醇。上述催化劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀或甲醇鈉或こ醇鈉。上述表面活性劑為司盤-80、吐溫-80和0P-10中的ー種或ー種以上組合物。
上述原料油為植物油或動物油或餐飲垃圾油。上述植物油為菜籽油或葵花籽油或棉籽油或大豆油或蓖麻油。上述動物油為豬油或羊油或牛油。上述餐飲垃圾油為地溝油。本發(fā)明的技術方案之ニ是通過以下措施來實現(xiàn)的一種鉆井液用生物降解潤滑劑的制備方法按下述步驟進行第一歩將所需要量的原料油、低碳醇和催化劑加入反應器中在40°C至90°C的溫度下進行酯交換反 應和回流反應2小時至5小時；第ニ步用鹽酸將反應產物的pH值調整為7至7. 5 ;第三步加入所需要量的表面活性劑并攪拌30分鐘至60分鐘，冷卻后即得鉆井液用生物降解潤滑劑。本發(fā)明通過原料油、低碳醇、催化劑和表面活性劑的配合使用，實現(xiàn)增強鉆井液潤滑性能的目的，具有性能穩(wěn)定、低溫流動性好、無毒、易生物降解和對環(huán)境污染小，減少了卡鉆事故的發(fā)生，降低了鉆井生產成本。
具體實施例方式本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。實施例1，該鉆井液用生物降解潤滑劑按重量份數(shù)含有原料油70份至90份、低碳醇8份至15份、催化劑O. 5份至3份、表面活性劑3份至15份。實施例2，該鉆井液用生物降解潤滑劑按重量份數(shù)含有原料油70份、低碳醇8份、催化劑O. 5份、表面活性劑3份。實施例3，該鉆井液用生物降解潤滑劑按重量份數(shù)含有原料油90份、低碳醇15份、催化劑3份、表面活性劑15份。實施例4，該鉆井液用生物降解潤滑劑按重量份數(shù)含有原料油70份、低碳醇15份、催化劑O. 5份、表面活性劑15份。實施例6，該鉆井液用生物降解潤滑劑按重量份數(shù)含有原料油90份、低碳醇8份、催化劑3份、表面活性劑3份。在上述實施例中，可根據(jù)需要進行如下的選擇
低碳醇為甲醇或こ醇。催化劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀或甲醇鈉或こ醇鈉。表面活性劑為司盤-80、吐溫-80和0P-10中的ー種或ー種以上組合物。原料油為植物油或動物油或餐飲垃圾油。植物油為菜籽油或葵花籽油或棉籽油或大豆油或蓖麻油。動物油為豬油或羊油或牛油。餐飲垃圾油為地溝油。上述實施例按下述制備方法得到鉆井液用生物降解潤滑劑第一歩將所需要量的原料油、低碳醇和催化劑加入反應器中在40°C至90°C的溫度下進行酯交換反應和回流反應2小時至5小時；第ニ步用鹽酸將反應產物的pH值調整為7至7. 5 ;第三步加入所需要量的表面活性劑并攪拌30分鐘至60分鐘，冷卻后即得鉆井液用生物降解潤滑剤。上述實施例I所得鉆井液用生物降解潤滑劑的潤滑性能測試過程如下按重量份在100份基漿中加入I份上述實施例所得鉆井液用生物降解潤滑劑得到測試液，將測試液放入滾子加熱爐內在120°c溫度下滾動16h后冷卻至室溫，用極壓潤滑儀分別對基漿、滾動前的測試液和滾動后的測試液的潤滑性能進行了測定，潤滑性能測定數(shù)據(jù)見下。
權利要求
1.一種鉆井液用生物降解潤滑劑，其特征在于按重量份數(shù)含有原料油70份至90份、低碳醇8份至15份、催化劑0. 5份至3份、表面活性劑3份至15份。
2.根據(jù)權利要求I所述的鉆井液用生物降解潤滑劑，其特征在于低碳醇為甲醇或乙醇。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的鉆井液用生物降解潤滑劑，其特征在于催化劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀或甲醇鈉或乙醇鈉。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的鉆井液用生物降解潤滑劑，其特征在于表面活性劑為司盤-80、吐溫-80和OP-IO中的一種或一種以上組合物。
5.根據(jù)權利要求3所述的鉆井液用生物降解潤滑劑，其特征在于表面活性劑為司盤-80、吐溫-80和0P-10中的一種或一種以上組合物。
6.根據(jù)權利要求I或2或3或4或5所述的鉆井液用生物降解潤滑劑，其特征在于原料油為植物油或動物油或餐飲垃圾油。
7.根據(jù)權利要求6所述的鉆井液用生物降解潤滑劑，其特征在于植物油為菜籽油或葵花籽油或棉籽油或大豆油或蓖麻油。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的鉆井液用生物降解潤滑劑，其特征在于動物油為豬油或羊油或牛油。
9.根據(jù)權利要求6或7或8所述的鉆井液用生物降解潤滑劑，其特征在于餐飲垃圾油為地溝油。
10.一種根據(jù)權利要求I或2或3或4或5或6或7或8或9所述的鉆井液用生物降解潤滑劑的制備方法，按下述步驟進行第一步將所需要量的原料油、低碳醇和催化劑加入反應器中在40°C至90°C的溫度下進行酯交換反應和回流反應2小時至5小時；第二步用鹽酸將反應產物的pH值調整為7至7. 5 ;第三步加入所需要量的表面活性劑并攪拌30分鐘至60分鐘，冷卻后即得鉆井液用生物降解潤滑劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及石油鉆井液用潤滑劑技術領域，是一種鉆井液用生物降解潤滑劑及其制備方法；鉆井液用生物降解潤滑劑按重量份數(shù)含有原料油70份至90份、低碳醇8份至15份、催化劑0.5份至3份、表面活性劑3份至15份。鉆井液用生物降解潤滑劑的制備方法，按下述步驟進行第一步將原料油、低碳醇和催化劑加入反應器中在40℃至90℃的溫度下進行酯交換反應和回流反應2小時至5小時。本發(fā)明通過原料油、低碳醇、催化劑和表面活性劑的配合使用，實現(xiàn)增強鉆井液潤滑性能的目的，具有性能穩(wěn)定、低溫流動性好、無毒、易生物降解和對環(huán)境污染小，減少了卡鉆事故的發(fā)生，降低了鉆井生產成本。
文檔編號C09K8/035GK102851004SQ201210373469
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月30日 優(yōu)先權日2012年9月30日
發(fā)明者黃治中, 魏云, 鄭義平, 王鳳軍, 喬東宇 申請人:中國石油集團西部鉆探工程有限公司