一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑及其制備方法，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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，硅油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(rùn)滑效果好，潤(rùn)滑劑容易粘著在鉆井機(jī)械表面，附著力強(qiáng)，在表面形成油膜，減少摩擦部件之間的阻力，并且水和水蒸氣不能進(jìn)入，抗水抗污性強(qiáng)，摩擦系數(shù)低，特別適用于鉆井機(jī)械的工作環(huán)境。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于潤(rùn)滑劑【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在鉆井及完井作業(yè)過(guò)程中，鉆具與井壁、套管之間，鉆井流體與鉆具、井壁、套管壁 之間均會(huì)產(chǎn)生摩擦。在水平井、定向井的鉆井過(guò)程中，重力的作用使巖屑和鉆具向井壁下部 聚集，這樣進(jìn)一步加大了鉆具和巖屑的接觸面積，導(dǎo)致扭矩、摩阻增大，從而引起卡鉆等井 下復(fù)雜事故。潤(rùn)滑劑可以大幅度降低鉆井液的摩擦阻力，因此，水平井、定向井的鉆探過(guò)程 對(duì)潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑性能有著更高的要求。
[0003] 上世紀(jì)五十年代國(guó)內(nèi)提高鉆井液潤(rùn)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(kāi)始使用spanSO、磺化妥爾油等表面活性劑；八十年代以來(lái)研制并成 功地應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)的有石墨粉、玻璃微球等固體潤(rùn)滑劑和分散性好、無(wú)熒光、可生物降解的RH 系列潤(rùn)滑劑。
[0004] 自上世紀(jì)七十年代起，隨著定向井、水平井技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外鉆井液用潤(rùn)滑劑得到 了大規(guī)模應(yīng)用，其中美國(guó)的鉆井液潤(rùn)滑劑以陰離子型表面活性劑為主，蘇聯(lián)的鉆井液潤(rùn)滑 劑以脂肪酸皂類(lèi)、氧化石油脂、林產(chǎn)化學(xué)品及各種工業(yè)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。上述鉆井液潤(rùn)滑劑可簡(jiǎn)要?dú)w為以下幾類(lèi)：①惰性固體潤(rùn)滑劑。 該類(lèi)產(chǎn)品以玻璃微珠和塑料小球?yàn)榇?，通過(guò)將滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦的原理來(lái)降低扭矩 和摩阻。近年來(lái)塑料小球（苯乙烯與二乙烯苯的共聚物經(jīng)成珠而得）的應(yīng)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(rùn)滑劑。通過(guò)在金屬表面形成 堅(jiān)固的化學(xué)薄膜來(lái)降低界面摩阻，因此尤其適用于水平井鉆進(jìn)對(duì)低摩阻的需要。具有代表 性的是三種美國(guó)鉆井公司的產(chǎn)品：EP-Bitlube、EP-Mudlube和EP-Lube。③無(wú)毒或可生物 降解潤(rùn)滑劑。該類(lèi)產(chǎn)品無(wú)毒、環(huán)保、無(wú)熒光、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(fā)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(jī)脂類(lèi)混合物，不易燃 燒，易發(fā)泡，摩阻降低率為30%左右，扭矩降低率為62%左右。
[0005] 目前廣泛使用的鉆井液用潤(rùn)滑劑或者成本較高、或者污染環(huán)境、或者有熒光影響 地質(zhì)錄井，均不能很好地滿足大規(guī)模水平井勘探開(kāi)發(fā)對(duì)鉆井液潤(rùn)滑劑的成本和性能要求。 因此，研發(fā)一種熒光強(qiáng)度低、成本低、潤(rùn)滑效果好的新型乳化潤(rùn)滑劑，將對(duì)石油鉆探工業(yè)的 發(fā)展產(chǎn)生良好的促進(jìn)作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是要提供一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑及其制備方法，成本低，潤(rùn)滑效果 好。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為： 一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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，硅油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氨基酸鈉。
[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] 一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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，硅油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] 一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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，硅油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] 所述一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑的制備方法，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、硅油、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(guò)程中加入甲基丙烯酸和乳化劑，持續(xù)攪 拌l~2h，冷卻得油狀黏液即為鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑。
[0013] 有益效果：本發(fā)明提供一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑及其制備方法，成本低，潤(rùn)滑效果 好，潤(rùn)滑劑容易粘著在鉆井機(jī)械表面，附著力強(qiáng)，在表面形成油膜，減少摩擦部件之間的阻 力，并且水和水蒸氣不能進(jìn)入，抗水抗污性強(qiáng)，摩擦系數(shù)低，特別適用于鉆井機(jī)械的工作環(huán) 境。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 實(shí)施例1 : 一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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，硅油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] 制備方法，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、硅油、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(guò)程中加入甲基丙烯酸和乳化劑，持續(xù)攪 拌1. 5h，冷卻得油狀黏液即為鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑。
[0016] 實(shí)施例2: 一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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，硅油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] 制備方法，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、硅油、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(guò)程中加入甲基丙烯酸和乳化劑，持續(xù)攪 拌1. 5h，冷卻得油狀黏液即為鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑。
[0018] 實(shí)施例3: 一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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，硅油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，乳化劑油基氨基酸鈉4份。
[0019] 制備方法，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、硅油、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(guò)程中加入甲基丙烯酸和乳化劑，持續(xù)攪 拌1. 5h，冷卻得油狀黏液即為鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑。
[0020] 實(shí)施例4 一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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，硅油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，乳化劑油基氨基酸鈉4份。
[0021] 制備方法，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、硅油、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(guò)程中加入甲基丙烯酸和乳化劑，持續(xù)攪 拌1. 5h，冷卻得油狀黏液即為鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑。
[0022] 實(shí)施例5 一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑，組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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，硅油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，乳化劑油基氨基酸鈉3份。
[0023] 制備方法，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、硅油、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(guò)程中加入甲基丙烯酸和乳化劑，持續(xù)攪 拌1. 5h，冷卻得油狀黏液即為鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑。
[0024] 對(duì)實(shí)施例Γ5制備得到的鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表1。
[0025] 表 1 :

【權(quán)利要求】
1. 一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑，其特征在于組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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，硅油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(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑，其特征在于：乳化劑為脂肪醇聚氧 乙烯醚或者油基氨基酸鈉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑，其特征在于：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(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑，其特征在于：組分及各組分的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)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，硅油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(jù)權(quán)利要求4所述的一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑，其特征在于：組分及各組分的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)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，硅油 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(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)所述一種鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑的制備方法，其特征在于包括 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、硅油、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(guò)程中加入甲基丙烯酸和乳化劑，持續(xù)攪 拌l~2h，冷卻得油狀黏液即為鉆井機(jī)械用潤(rùn)滑劑。
【文檔編號(hào)】C09K8/035GK104232032SQ201410512257
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】陳凌, 王琰, 任琪, 程曉 申請(qǐng)人:無(wú)錫康柏斯機(jī)械科技有限公司