CN101760186A - 钻井液用复合型植物油润滑剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钻井液用复合型植物油润滑剂及其制备方法，是以价低易得的植物油下脚料、十二烷基硫酸钠、斯班80、羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮等作为主要原材料，并添加固体润滑剂石墨或者蛇纹石，经过简单环保的生产方法，制备得到油性好、无毒性、荧光级别低、承载和热稳定性能好的钻井液用复合型植物油润滑剂，不但极大地降低了生产成本，而且在生产过程对环境无任何毒害作用。本发明的钻井液用复合型植物油润滑剂不但可应用于探井，也可应用于生产井，能够有效抑制泥页岩水化膨胀、巩固井壁、并防止卡钻事故的发生，极适合于大规模的工业生产。
Description
技术领域
本发明涉及钻井液用润滑剂，具体地，是一种钻井液用复合型植物油润滑剂及其制备方法。
背景技术
在石油开采的钻井过程中，随着钻头的深入，钻头和岩石之间的摩擦阻力不断增加，扭力不断增大，对钻头的磨损十分明显，在钻井液中加入润滑剂可以显著减少摩擦磨损，延长钻头使用寿命。常见的钻井液用润滑剂有矿物油类和植物油类两大类，矿物油类钻井液用润滑剂因不可降解、对环境污染大、荧光级别高、影响地质分析，现已很少应用；而植物油类钻井液用润滑剂因荧光级别低并且对环境无毒害作用，而成为一种很有应用前景的钻井液用润滑剂。但是植物油类钻井液用润滑剂同时也具有承载能力低、热稳定性差等缺点，在其中添加抗氧化剂或者采用生物法改性是解决上述问题的常用手段，但此类方法尽管能提高植物油的氧化稳定性和承载能力，却也造成生产成本大大增加，无法满足通常对于钻井液用润滑剂的低成本要求，不适于大规模生产应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钻井液用复合型植物油润滑剂，其具有油性好、无毒性、荧光级别低、承载和热稳定性能好等优点。
上述目的是通如下技术方案实现的：
一种钻井液用复合型植物油润滑剂，其是由如下成分制备而成的：
植物油 62.5％～65％
十二烷基硫酸钠 5％～8％
斯班80 5％～8％
羧甲基纤维素钠 1％～2％
聚乙烯吡咯烷酮 0～2％
固体润滑剂 2％～5％
水 15％～20％。
所述植物油为作为基础油，取自菜子油，大豆油等常见植物油的下脚料。
所述斯班80作为乳化剂，可以提高润滑剂的稳定性。
所述羧甲基纤维素钠和聚乙烯吡咯烷酮作为分散剂，二者共同作用使各种成分在润滑剂中均匀分布。
所述固体润滑剂为蛇纹石或者粒径为10～20微米的天然石墨或人造石墨。
本发明的另一目的在于提供上述钻井液用复合型植物油润滑剂的制备方法。
上述目的是通如下技术方案实现的：
一种钻井液用复合型植物油润滑剂的制备方法，主要包括如下步骤：
(1)将十二烷基硫酸钠加入到水中，搅拌均匀得溶液I；
(2)将羧甲基纤维素钠和聚乙烯吡咯烷酮加入到溶液I中中，搅拌均匀得溶液II；
(3)将斯班80加入到植物油中，在40～60℃的温度下超声波分散30～60分钟(优选30～35分钟)；
(4)将固体添加剂加入到步骤(3)得到的植物油中，继续超声波分散30～60分钟(优选30～35分钟)；
(5)将溶液II加入到步骤(4)得到的植物油中，在高速搅拌器中(转速为1000r/min)搅拌4～8小时，即得到本发明的复合型植物油润滑剂。
本发明的钻井液用复合型植物油润滑剂主要是选用价低易得的原材料，经过简单环保的生产方法制备得到，不但极大地降低了生产成本，而且在生产过程对环境无任何毒害作用，同时具有油性好、无毒性、荧光级别低、承载和热稳定性能好等优点，不但可应用于探井，也可应用于生产井，能够有效抑制泥页岩水化膨胀、巩固井壁、并防止卡钻事故的发生，极适合于大规模的工业生产。
附图说明
图1为实施例1中三种润滑剂的摩擦性能曲线。
具体实施方式
以下通过具体实施方式进一步描述本发明，由技术常识可知，本发明也可通过其它的不脱离本发明技术特征的方案来描述，因此所有在本发明范围内或等同本发明范围内的改变均被本发明包含。
实施例1：
取5g十二烷基硫酸钠加入到10ml水中，搅拌使之完全溶解，依次加入1g羧甲基纤维素钠和1g聚乙烯吡咯烷酮，再搅拌使之完全溶解，得混合溶液备用；取40g菜子油，加入5g斯班80，在60℃下超声波分散30分钟，取2g天然石墨加入其中，继续超声波分散30分钟；将混合溶液加入上述分散完全的菜籽油中，高速搅拌器中(转速为1000r/min)搅拌8小时，即得钻井液用复合型植物油润滑剂。
测定上述钻井液用复合型植物油润滑剂的摩擦性能曲线，并与市售的普通植物油润滑剂及普通钻井液用润滑剂进行比较，所得结果如图1所示，图中a为普通植物油润滑剂的摩擦性能曲线、b为普通钻井液用润滑剂的摩擦性能曲线、c为本实施例的钻井液用复合型植物油润滑剂的摩擦性能曲线。由图可知：本实施例的钻井液用复合型植物油润滑剂比普通植物油润滑剂和普通钻井液用润滑剂具有更加优越的减摩性能。
实施例2：
取5g十二烷基硫酸钠加入到10ml水中，搅拌使之完全溶解，加入2g羧甲基纤维素钠，再搅拌使之完全溶解，得混合溶液备用；取40g大豆油，加入5g斯班80，在60℃下超声波分散30分钟，取1.5g蛇纹石加入其中，继续超声波分散30分钟；将混合溶液加入上述分散完全的大豆油中，高速搅拌器中(转速为1000r/min)搅拌8小时，即得钻井液用复合型植物油润滑剂。
Claims (3)
1.一种钻井液用复合型植物油润滑剂，其特征在于，是由如下成分制备而成的：
植物油 62.5％～65％；
十二烷基硫酸钠 5％～8％；
斯班80 5％～8％；
羧甲基纤维素钠 1％～2％；
聚乙烯吡咯烷酮 0～2％；
固体润滑剂 2％～5％；
水 15％～20％；
所述植物油取自菜子油，大豆油等常见植物油的下脚料；
所述固体润滑剂为蛇纹石或者粒径为10～20微米的天然石墨或人造石墨。
2.一种权利要求1的钻井液用复合型植物油润滑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将十二烷基硫酸钠加入到水中，搅拌均匀得溶液I；
(2)将羧甲基纤维素钠和聚乙烯吡咯烷酮加入到溶液I中中，搅拌均匀得溶液II；
(3)将斯班80加入到植物油中，在40～60℃的温度下超声波分散30～60分钟；
(4)将固体添加剂加入到步骤(3)得到的植物油中，继续超声波分散30～60分钟；
(5)将溶液II加入到步骤(4)得到的植物油中，在高速搅拌器中(转速为1000r/min)搅拌4～8小时，即得到本发明的复合型植物油润滑剂。
3.根据权利要求2的钻井液用复合型植物油润滑剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)和步骤(4)中超声波分散时间为30～35分钟。
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