CN104087269A - 一种钻井液用耐高温耐磨耗润滑油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种钻井液用耐高温耐磨耗润滑油，包括按照质量份数计的如下原料：棕榈油30-48份、硫化异丁烯11-14份、脂肪醇聚氧乙烯醚5-8份、纳米石墨粉6-9份、二烷基二硫代磷酸锌4-9份、二烷基二硫代磷酸氧钼8-12份、3,4,5-三甲氧基肉桂酸1-3份、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯10-14份、丙三醇16-19份、乙二醇单丁醚10-13份、季戊四醇20-30份。本发明利用棕榈油与其他添加剂的合理复配，有效提高了该润滑油的润滑性能、耐高温性以及耐摩耗性；同时，本发明加入3,4,5-三甲氧基肉桂酸和月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯，在与配方中其他组分共同作用下可有效提高润滑油的耐高温性、耐磨耗性和防锈时间，并使摩擦系数大幅下降。

Description

一种钻井液用耐高温耐磨耗润滑油及其制备方法
技术领域
 本发明属于润滑油技术领域，具体涉及一种钻井液用耐高温耐磨耗润滑油及其制备方法。
背景技术
一般的润滑油是将一种或几种添加剂加入至润滑剂中，以改善润滑油的特性，使润滑油具有某些新的性能，比如赋予润滑油抗氧化、清洁性、防腐防锈等性能。润滑油的使用给人们的生活或进行工业生产时带来了很大的便利。
在现代的钻井过程中，钻井的深度较之前增加很多，已经逐渐向深井超深井的方向发展，而由于钻井深度的增加，给开采带来了较大的困难。一般情况下深井钻探时由于井下温度和压力均较高，且井下工作时间较长，使得开采工作进一步艰巨。而在钻探过程中，最可控的因素就是钻井液的润滑性能，若钻井液的润滑性能良好，就可在很大程度上减少钻探过程中的阻力和钻具的磨损，从而保证钻探工作安全快速的进行，因此钻井液的润滑性在钻探过程中起着至关重要的作用。
近年来有诸多有关钻井液润滑剂的报道，但是其配方之间的配伍不太合理，导致其效果并不理想，且润滑剂的耐高温性和耐磨耗性均不佳。
因此，开发一种性能良好的钻井液用润滑剂已成为本领域亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种钻井液用耐高温耐磨耗润滑油及其制备方法，解决传统钻井液润滑油润滑效果不佳、耐高温耐磨耗性较差的不足。
本发明采用了如下的技术方案：
一种钻井液用耐高温耐磨耗润滑油，包括按照质量份数计的如下原料：棕榈油30-48份、硫化异丁烯11-14份、脂肪醇聚氧乙烯醚5-8份、纳米石墨粉6-9份、二烷基二硫代磷酸锌4-9份、二烷基二硫代磷酸氧钼8-12份、3,4,5-三甲氧基肉桂酸1-3份、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯10-14份、丙三醇16-19份、乙二醇单丁醚10-13份、季戊四醇20-30份。
所述的钻井液用耐高温耐磨耗润滑油，包括按照质量份数计的如下原料：棕榈油30-36份、硫化异丁烯11-12份、脂肪醇聚氧乙烯醚5-7份、纳米石墨粉6-8份、二烷基二硫代磷酸锌4-7份、二烷基二硫代磷酸氧钼8-10份、3,4,5-三甲氧基肉桂酸1-2份、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯10-13份、丙三醇16-17份、乙二醇单丁醚10-12份、季戊四醇20-26份。
所述的钻井液用耐高温耐磨耗润滑油，包括按照质量份数计的如下原料：棕榈油36份、硫化异丁烯12份、脂肪醇聚氧乙烯醚7份、纳米石墨粉8份、二烷基二硫代磷酸锌7份、二烷基二硫代磷酸氧钼10份、3,4,5-三甲氧基肉桂酸2份、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯13份、丙三醇17份、乙二醇单丁醚12份、季戊四醇26份。
所述的钻井液用耐高温耐磨耗润滑油，其中所述纳米石墨粉的粒径为100-200纳米。
钻井液用耐高温耐磨耗润滑油的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按照质量配比，将棕榈油30-48份加入至反应罐中，搅拌升温至50-56℃，后依次加入硫化异丁烯11-14份、脂肪醇聚氧乙烯醚5-8份、纳米石墨粉6-9份、二烷基二硫代磷酸锌4-9份、二烷基二硫代磷酸氧钼8-12份、3,4,5-三甲氧基肉桂酸1-3份、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯10-14份、丙三醇16-19份，继续搅拌2-6h，搅拌速度为300r/min，冷却，得混合物A；
第二步：将乙二醇单丁醚10-13份、季戊四醇20-30份依次加入步骤一所得混合物A中，于40-45℃下混合均匀，后静置、冷却，即得。
所述的钻井液用耐高温耐磨耗润滑油的制备方法，其中步骤一中搅拌升温至55℃。
有益效果
本发明利用棕榈油与其他添加剂的合理复配，有效提高了该润滑油的润滑性能、耐高温性以及耐摩耗性；同时，本发明加入3,4,5-三甲氧基肉桂酸和月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯，在与配方中其他组分共同作用下可有效提高润滑油的耐高温性、耐磨耗性和防锈时间，并使摩擦系数大幅下降。
具体实施方式
本发明中所用的纳米石墨烯的粒径为100-200纳米，在具体实施方式部分所用的试剂和原料如无特别说明均可通过市购获得。本领域技术人员在看到实施例时可以理解本发明，但实施例不应视为对本发明的限制
实施例1
一种钻井液用耐高温耐磨耗润滑油，包括按照质量份数计的如下原料：棕榈油30kg、硫化异丁烯11 kg、脂肪醇聚氧乙烯醚5 kg、纳米石墨粉6 kg、二烷基二硫代磷酸锌4 kg、二烷基二硫代磷酸氧钼8 kg、3,4,5-三甲氧基肉桂酸1 kg、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯10 kg、丙三醇16 kg、乙二醇单丁醚10 kg、季戊四醇20 kg。
本实施例的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按照质量配比，将棕榈油30 kg加入至反应罐中，搅拌升温至50℃，后依次加入硫化异丁烯11 kg、脂肪醇聚氧乙烯醚5 kg、纳米石墨粉6 kg、二烷基二硫代磷酸锌4 kg、二烷基二硫代磷酸氧钼8 kg、3,4,5-三甲氧基肉桂酸1 kg、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯10 kg、丙三醇16 kg，继续搅拌2h，搅拌速度为300r/min，冷却，得混合物A；
第二步：将乙二醇单丁醚10 kg、季戊四醇20 kg依次加入步骤一所得混合物A中，于40℃下混合均匀，后静置、冷却，即得。
实施例2
一种钻井液用耐高温耐磨耗润滑油，包括按照质量份数计的如下原料：棕榈油48 kg、硫化异丁烯14 kg、脂肪醇聚氧乙烯醚8 kg、纳米石墨粉9 kg、二烷基二硫代磷酸锌9 kg、二烷基二硫代磷酸氧钼12 kg、3,4,5-三甲氧基肉桂酸3 kg、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯14 kg、丙三醇19 kg、乙二醇单丁醚13 kg、季戊四醇30 kg。
本实施例的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按照质量配比，将棕榈油48 kg加入至反应罐中，搅拌升温至56℃，后依次加入硫化异丁烯14 kg、脂肪醇聚氧乙烯醚8 kg、纳米石墨粉9 kg、二烷基二硫代磷酸锌9 kg、二烷基二硫代磷酸氧钼12 kg、3,4,5-三甲氧基肉桂酸3 kg、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯14 kg、丙三醇19 kg，继续搅拌6h，搅拌速度为300r/min，冷却，得混合物A；
第二步：将乙二醇单丁醚13 kg、季戊四醇30 kg依次加入步骤一所得混合物A中，于45℃下混合均匀，后静置、冷却，即得。
实施例3
钻井液用耐高温耐磨耗润滑油，包括按照质量份数计的如下原料：棕榈油36 kg、硫化异丁烯12 kg、脂肪醇聚氧乙烯醚7 kg、纳米石墨粉8 kg、二烷基二硫代磷酸锌7 kg、二烷基二硫代磷酸氧钼10 kg、3,4,5-三甲氧基肉桂酸2 kg、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯13 kg、丙三醇17 kg、乙二醇单丁醚12 kg、季戊四醇26 kg。
钻井液用耐高温耐磨耗润滑油的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按照质量配比，将棕榈油36 kg加入至反应罐中，搅拌升温至55℃，后依次加入硫化异丁烯12 kg、脂肪醇聚氧乙烯醚7 kg、纳米石墨粉8 kg、二烷基二硫代磷酸锌7 kg、二烷基二硫代磷酸氧钼10 kg、3,4,5-三甲氧基肉桂酸2 kg、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯13 kg、丙三醇17 kg，继续搅拌4h，搅拌速度为300r/min，冷却，得混合物A；
第二步：将乙二醇单丁醚12 kg、季戊四醇26kg依次加入步骤一所得混合物A中，于40-45℃下混合均匀，后静置、冷却，即得。
实施例4
一种钻井液用耐高温耐磨耗润滑油，包括按照质量份数计的如下原料：棕榈油40kg、硫化异丁烯12 kg、脂肪醇聚氧乙烯醚6 kg、纳米石墨粉7 kg、二烷基二硫代磷酸锌5 kg、二烷基二硫代磷酸氧钼10 kg、3,4,5-三甲氧基肉桂酸1 kg、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯13 kg、丙三醇17 kg、乙二醇单丁醚11 kg、季戊四醇25 kg。
本实施例的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按照质量配比，将棕榈油40 kg加入至反应罐中，搅拌升温至52℃，后依次加入硫化异丁烯12 kg、脂肪醇聚氧乙烯醚6 kg、纳米石墨粉7 kg、二烷基二硫代磷酸锌5 kg、二烷基二硫代磷酸氧钼10 kg、3,4,5-三甲氧基肉桂酸1 kg、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯13 kg、丙三醇17 kg，继续搅拌3h，搅拌速度为300r/min，冷却，得混合物A；
第二步：将乙二醇单丁醚11 kg、季戊四醇25 kg依次加入步骤一所得混合物A中，于41℃下混合均匀，后静置、冷却，即得。
实施例5
一种钻井液用耐高温耐磨耗润滑油，包括按照质量份数计的如下原料：棕榈油42 kg、硫化异丁烯11 kg、脂肪醇聚氧乙烯醚8 kg、纳米石墨粉6 kg、二烷基二硫代磷酸锌9 kg、二烷基二硫代磷酸氧钼12 kg、3,4,5-三甲氧基肉桂酸1 kg、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯14 kg、丙三醇16 kg、乙二醇单丁醚13 kg、季戊四醇20 kg。
本实施例的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按照质量配比，将棕榈油42 kg加入至反应罐中，搅拌升温至56℃，后依次加入硫化异丁烯11 kg、脂肪醇聚氧乙烯醚8 kg、纳米石墨粉6 kg、二烷基二硫代磷酸锌9 kg、二烷基二硫代磷酸氧钼12 kg、3,4,5-三甲氧基肉桂酸1 kg、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯14 kg、丙三醇16 kg，继续搅拌4h，搅拌速度为300r/min，冷却，得混合物A；
第二步：将乙二醇单丁醚13 kg、季戊四醇20 kg依次加入步骤一所得混合物A中，于40℃下混合均匀，后静置、冷却，即得。
对照例1
本例与实施例1的区别在于：第一步中未加入3,4,5-三甲氧基肉桂酸。具体是指：
一种钻井液用耐高温耐磨耗润滑油，包括按照质量份数计的如下原料：棕榈油30kg、硫化异丁烯11 kg、脂肪醇聚氧乙烯醚5 kg、纳米石墨粉6 kg、二烷基二硫代磷酸锌4 kg、二烷基二硫代磷酸氧钼8 kg、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯10 kg、丙三醇16 kg、乙二醇单丁醚10 kg、季戊四醇20 kg。
本实施例的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按照质量配比，将棕榈油30 kg加入至反应罐中，搅拌升温至50℃，后依次加入硫化异丁烯11 kg、脂肪醇聚氧乙烯醚5 kg、纳米石墨粉6 kg、二烷基二硫代磷酸锌4 kg、二烷基二硫代磷酸氧钼8 kg、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯10 kg、丙三醇16 kg，继续搅拌2h，搅拌速度为300r/min，冷却，得混合物A；
第二步：将乙二醇单丁醚10 kg、季戊四醇20 kg依次加入步骤一所得混合物A中，于40℃下混合均匀，后静置、冷却，即得。
 对照例2
本例与实施例1的区别在于：第一步中未加入月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯，具体是指：
一种钻井液用耐高温耐磨耗润滑油，包括按照质量份数计的如下原料：棕榈油30kg、硫化异丁烯11 kg、脂肪醇聚氧乙烯醚5 kg、纳米石墨粉6 kg、二烷基二硫代磷酸锌4 kg、二烷基二硫代磷酸氧钼8 kg、3,4,5-三甲氧基肉桂酸1 kg、丙三醇16 kg、乙二醇单丁醚10 kg、季戊四醇20 kg。
本实施例的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按照质量配比，将棕榈油30 kg加入至反应罐中，搅拌升温至50℃，后依次加入硫化异丁烯11 kg、脂肪醇聚氧乙烯醚5 kg、纳米石墨粉6 kg、二烷基二硫代磷酸锌4 kg、二烷基二硫代磷酸氧钼8 kg、3,4,5-三甲氧基肉桂酸1 kg、丙三醇16 kg，继续搅拌2h，搅拌速度为300r/min，冷却，得混合物A；
第二步：将乙二醇单丁醚10 kg、季戊四醇20 kg依次加入步骤一所得混合物A中，于40℃下混合均匀，后静置、冷却，即得。
对照例3
本例与实施例1的区别在于：第一步中未加入3,4,5-三甲氧基肉桂酸和月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯和，具体是指：
一种钻井液用耐高温耐磨耗润滑油，包括按照质量份数计的如下原料：棕榈油30kg、硫化异丁烯11 kg、脂肪醇聚氧乙烯醚5 kg、纳米石墨粉6 kg、二烷基二硫代磷酸锌4 kg、二烷基二硫代磷酸氧钼8 kg、丙三醇16 kg、乙二醇单丁醚10 kg、季戊四醇20 kg。
本实施例的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按照质量配比，将棕榈油30 kg加入至反应罐中，搅拌升温至50℃，后依次加入硫化异丁烯11 kg、脂肪醇聚氧乙烯醚5 kg、纳米石墨粉6 kg、二烷基二硫代磷酸锌4 kg、二烷基二硫代磷酸氧钼8 kg、丙三醇16 kg，继续搅拌2h，搅拌速度为300r/min，冷却，得混合物A；
第二步：将乙二醇单丁醚10 kg、季戊四醇20 kg依次加入步骤一所得混合物A中，于40℃下混合均匀，后静置、冷却，即得。
性能试验
将实施例1至5、对照例1至3所得成品进行性能测试，试验结果如下表所述：
  实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对照例1 对照例2 对照例3
摩擦系数 0.09 0.07 0.07 0.08 0.09 0.35 0.36 0.20
防锈时间/d 35 37 40 30 38 20 22 16
耐热温度/℃ 220 230 232 226 227 140 145 152
耐摩耗性 0.29 0.31 0.28 0.29 0.30 0.43 0.41 0.40
从表中可以看出，将实施例1与对照例1比较可知，3,4,5-三甲氧基肉桂酸的加入可有效提高润滑油的耐摩耗性；将实施例1与对照例2比较可知，月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯的加入可有效提高润滑油的耐热温度、减小润滑油的摩擦系数；将实施例1与对照例3比较可知，3,4,5-三甲氧基肉桂酸和月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯的加入，在与配方中其他组分共同作用下可有效提高润滑油的耐高温性、耐磨耗性和防锈时间，并使摩擦系数大幅下降。

Claims (6)

1.一种钻井液用耐高温耐磨耗润滑油，其特征在于，包括按照质量份数计的如下原料：棕榈油30-48份、硫化异丁烯11-14份、脂肪醇聚氧乙烯醚5-8份、纳米石墨粉6-9份、二烷基二硫代磷酸锌4-9份、二烷基二硫代磷酸氧钼8-12份、3,4,5-三甲氧基肉桂酸1-3份、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯10-14份、丙三醇16-19份、乙二醇单丁醚10-13份、季戊四醇20-30份。
2.根据权利要求1所述的钻井液用耐高温耐磨耗润滑油，其特征在于，包括按照质量份数计的如下原料：棕榈油30-36份、硫化异丁烯11-12份、脂肪醇聚氧乙烯醚5-7份、纳米石墨粉6-8份、二烷基二硫代磷酸锌4-7份、二烷基二硫代磷酸氧钼8-10份、3,4,5-三甲氧基肉桂酸1-2份、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯10-13份、丙三醇16-17份、乙二醇单丁醚10-12份、季戊四醇20-26份。
3.根据权利要求1所述的钻井液用耐高温耐磨耗润滑油，其特征在于，包括按照质量份数计的如下原料：棕榈油36份、硫化异丁烯12份、脂肪醇聚氧乙烯醚7份、纳米石墨粉8份、二烷基二硫代磷酸锌7份、二烷基二硫代磷酸氧钼10份、3,4,5-三甲氧基肉桂酸2份、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯13份、丙三醇17份、乙二醇单丁醚12份、季戊四醇26份。
4.根据权利要求1所述的钻井液用耐高温耐磨耗润滑油，其特征在于，所述纳米石墨粉的粒径为100-200纳米。
5.权利要求1所述的钻井液用耐高温耐磨耗润滑油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：按照质量配比，将棕榈油30-48份加入至反应罐中，搅拌升温至50-56℃，后依次加入硫化异丁烯11-14份、脂肪醇聚氧乙烯醚5-8份、纳米石墨粉6-9份、二烷基二硫代磷酸锌4-9份、二烷基二硫代磷酸氧钼8-12份、3,4,5-三甲氧基肉桂酸1-3份、月桂酸单乙醇酰胺磷酸酯10-14份、丙三醇16-19份，继续搅拌2-6h，搅拌速度为300r/min，冷却，得混合物A；
第二步：将乙二醇单丁醚10-12份、季戊四醇20-26份依次加入步骤一所得混合物A中，于40-45℃下混合均匀，后静置、冷却，即得。
6.权利要求5所述的钻井液用耐高温耐磨耗润滑油的制备方法，其特征在于，步骤一中搅拌升温至55℃。
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