CN108659927A - 一种油气田金属管柱施工用环保型润滑液 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油气田金属管柱施工用环保型润滑液，其加工工艺步骤为S1、准备，从天然植物种子提取油脂，形成原料，并测量初始碘值；S2、酸性氧化，在常温下，向步骤S1中的原料中加入弱酸和氧化剂，并逐渐升温至50℃~90℃，持续搅拌7h~9h；S3、检测，搅拌7h~9h的过程中，测量碘值和HLB值，若此时的碘值为初始碘值的80%~90%或测得的HLB值为8.8~9.2，S4、加添加剂，添加剂包括复配表面活性剂和增效剂，向步骤S3中的易溶于的表面活性剂中加入复配表面活性剂，搅拌混合均匀后，再加入增效剂搅拌混合均匀；S5、调节PH值，向步骤S4中加入碱性溶液，调制PH至6~8，再持续搅拌1h~2h，最终形成环保型润滑液产品。本发明达到的有益效果是：分散性好、摩擦系数小、润滑效果好。
Description
技术领域
本发明涉及润滑剂领域，特别是一种油气田金属管柱施工用环保型润滑液。
背景技术
润滑剂是用于两个相对运动的物体之间，减少因接触而产生的摩擦与磨损的物质。润滑剂在各种领域广泛应用，依据润滑剂物理状态可分为下列四大类：固体润滑剂、气体润滑剂、液体润滑剂、半固体润滑剂。在油气田运用广泛的是液体润滑剂，特别是在石油天然气行业钻井工程中使用较多的钻井液用润滑剂。目前许多研究开始针对油类进行改性，增加吸附基，形成较强的吸附膜，从而增加其润滑、抗压能力和稳定性，达到满足大位移井钻井需要。但是这些润滑剂也有缺点：其分散性差，配制的润滑液体不稳定，使得采用金属管柱施工实际过程较为困难，并且效果不理想；同时由于润滑剂中添加有油类，从而导致后期废弃的润滑液体处理困难，不利于环保。
在油气田采用连续油管进行通井等作业过程中，通常采用油性润滑剂，配合单一的水力振荡器井下工具施工，这种方式很难保证作业顺利到位，并且作业速度较慢。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种分散性好、摩擦系数小、润滑效果好的油气田金属管柱施工用环保型润滑液。在用连续油管进行通井作业时，采用环保型油田金属管柱润滑液，配合带水力振荡及旋转井下工具，保证通井作业顺利到位。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种油气田金属管柱施工用环保型润滑液，其加工工艺步骤为：
S1、准备，以天然植物种子提取油脂后废料作为形成原料，并测量初始碘值；
S2、酸性氧化，在常温下，向步骤S1中的原料中加入弱酸和氧化剂，并逐渐升温至50℃~90℃，并持续搅拌7h~9h；
S3、检测，步骤S2中，搅拌7h~9h的过程中，测量碘值和HLB值，若此时的碘值为初始碘值的80%~90%或测得的HLB值为8.8~9.2，则说明形成合格的易溶于水的表面活性剂；
S4、加添加剂，添加剂包括复配表面活性剂和增效剂，向步骤S3中的易溶于的表面活性剂中加入复配表面活性剂，搅拌混合均匀后，再加入增效剂搅拌混合均匀；
S5、调节PH值，向步骤S4中加入碱性溶液，调制PH至6~8，再持续搅拌1h~2h，最终形成环保型润滑液产品。
进一步地，所述的天然植物种子包括油菜籽、棉花籽、花生或大豆中一种或多种。
进一步地，所述的氧化剂包括双氧水、臭氧、羟基自由基中的一种或多种。
进一步地，所述的复配表面活性剂为环保基表面活性剂。
进一步地，所述的增效剂包括硅酸钠、磷酸钠、植物油、钼酸盐、纳米微球珠中的一种或多种。
具体地，所述的采用油气田金属管柱施工用环保型润滑液，其加工工艺的步骤中，先检测原料的初始碘值，再将原料加入反应釜中，在常温下开始进行搅拌；再向反应釜中加入氧化剂和弱酸并进行搅拌，氧化剂、弱酸、原料的质量比为0.1~1：0.1~0.5：1；搅拌均匀后，逐渐升温至50℃~90℃，并持续搅拌7h~9h；再次检测碘值或HLB值，若此时碘值为原料中初始碘值的80%~90%或HLB值为8.8~9.2，则形成合格的易溶于水的表面活性剂；向合格的易溶于水的表面活性剂中依次加入复配表面活性剂和增效剂，并进行搅拌，其中表面活性剂、复配表面活性剂、增效剂的质量比为7:2:1；再加入NaOH溶液调节至PH为6~8，形成环保型润滑液产品。
本发明具有以下优点：本产品为液体状，容易分散在水中，甚至无须搅拌便能与水配制成润滑液，呈透明或者半透明状，当温度较高时，溶液也可能呈乳状，但不影响使用，具有极好的分散性和稳定性；相比与一般的润滑剂，能在管柱表面形成较强的吸附膜，从而增加其润滑、抗压能力和稳定性，能显著降低所配制液体的润滑性，其润滑性能够与润滑油或者柴油相当；同时产品环保，无荧光和毒性，极易生物降解；并且也具有缓蚀防锈功能；便于更好地进行油气田金属管柱施工，节约时间。
附图说明
图1 为水、柴油和环保型润滑液产品三者的润滑系数对比图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例一：
一种油气田金属管柱施工用环保型润滑液，其加工工艺的步骤为：
S1、从菜油籽中提取1000kg油脂原料，测得初始碘值，投入反应釜中；
S2、向步骤S1含有1000kg油脂原料的反应釜中加入100kg浓度为30%的双氧水和100kg草酸溶液，并进行搅拌，逐渐升温至50℃，持续搅拌7h；
S3、检测步骤S2中反应釜中碘值或HLB值，若此时碘值为原料中初始碘值的80%或HLB值为8.8，则形成合格的易溶于水的表面活性剂；
S4、向合格的易溶于水的表面活性剂中依次加入复配表面活性剂和增效剂，并进行搅拌，表面活性剂、复配表面活性剂、增效剂的质量比为7:2:1；
S5、再加入NaOH溶液调节至PH为6，形成环保型润滑液产品。
实施例二：
一种油气田金属管柱施工用环保型润滑液，其加工工艺的步骤为：
S1、从菜油籽中提取1000kg油脂原料，测得初始碘值，投入反应釜中；
S2、向步骤S1含有1000kg油脂原料的反应釜中加入300kg浓度为35%的双氧水和500kg草酸溶液，并进行搅拌，逐渐升温至70℃，持续搅拌8h；
S3、检测步骤S2中反应釜中碘值或HLB值，若此时碘值为原料中初始碘值的85%或HLB值为9.0，则形成合格的易溶于水的表面活性剂；
S4、向合格的易溶于水的表面活性剂中依次加入复配表面活性剂和增效剂，并进行搅拌，表面活性剂、复配表面活性剂、增效剂的质量比为7:2:1；
S5、再加入NaOH溶液调节至PH为7，形成环保型润滑液产品。
实施例三：
一种油气田金属管柱施工用环保型润滑液，其加工工艺的步骤为：
S1、从菜油籽中提取1000kg油脂原料，测得初始碘值，投入反应釜中；
S2、向步骤S1含有1000kg油脂原料的反应釜中加入500kg浓度为40%的双氧水和1000kg草酸溶液，并进行搅拌，逐渐升温至90℃，持续搅拌9h；
S3、检测步骤S2中反应釜中碘值或HLB值，若此时碘值为原料中初始碘值的90%或HLB值为9.2，则形成合格的易溶于水的表面活性剂；
S4、向合格的易溶于水的表面活性剂中依次加入复配表面活性剂和增效剂，并进行搅拌，表面活性剂、复配表面活性剂、增效剂的质量比为7:2:1；
S5、再加入NaOH溶液调节至PH为8，形成环保型润滑液产品。
其中本发明中使用的复配表面活性剂为环保基表面活性剂，包括但不限于烷基糖苷、甜菜碱、聚合醇中的一种或多种。
取实施例1中的环保型润滑液产品，加入水，制成润滑液体，测得三者平均润滑系数，利用该润滑液体与水和柴油做对比，对比结果见图1。从图中可以看出，水的润滑效果是最次的，当环保型润滑液产品的质量浓度为0. 2%时，环保型润滑液产品和柴油的润滑效果相当；当环保型润滑液产品的质量浓度高于0. 2%时，环保型润滑液产品的润滑效果比柴油好。
除上述实施例以外，本发明还包含了润滑液的施工工艺，在用连续油管进行通井作业时，采用环保型油田金属管柱润滑液，配合带水力振荡及旋转井下工具，保证通井作业顺利到位，润滑液体经金属管柱内腔流入旋转工具后，液体流动压力迫使旋转工具带动工具头转动，将润滑液体的水力能转化为机械能，当工具头遇到坚硬的污物团、紧密粘附在外侧管柱或井壁上的杂物块时，由于转动方式能够通过这些地方，并在后部管柱作用下从外侧管柱或井壁剥离，进入润滑液体中。具体的，施工设备由上至下分别为金属管柱、水力振荡旋转工具、工具头，其中旋转工具上端与金属管柱活动连接使得旋转工具可在金属管柱端部旋转，旋转工具末端固定连接工具头，使得旋转工具旋转过程中可以带动工具头一起转动。这里使用的旋转工具结构具有多样化，这里介绍一种常见的类型，旋转工具包括外管和内管，所述内管套接在外管内，内管设置螺旋状转子使得润滑液流过螺旋状转子可以带动外管旋转，内管固定在金属管柱末端，外管末端固定工作头，在外形上可以选择外管尺寸与金属管柱相同的。使用本施工工艺，可以在保证润滑的同时进行旋转操作，使得润滑液同时实现润滑和提供动力两种功能，因此采用本应用技术进行连续油管通井作业能够保证顺利到位，速度较快，其中工具头为通道使得润滑液从工具头流出。
Claims (6)
1.一种油气田金属管柱施工用环保型润滑液，其特征在于：该润滑液加工工艺的步骤为：
S1、准备，从天然植物种子提取油脂，形成原料，并测量初始碘值；
S2、酸性氧化，在常温下，向步骤S1中的原料中加入弱酸和氧化剂，并逐渐升温至50℃~90℃，并持续搅拌7h~9h；
S3、检测，步骤S2中，搅拌7h~9h的过程中，测量碘值和HLB值，若此时的碘值为初始碘值的80%~90%或测得的HLB值为8.8~9.2，则说明形成合格的易溶于水的表面活性剂；
S4、加添加剂，添加剂包括复配表面活性剂和增效剂，向步骤S3中的易溶于的表面活性剂中加入复配表面活性剂，搅拌混合均匀后，再加入增效剂搅拌混合均匀；
S5、调节PH值，向步骤S4中加入碱性溶液，调制PH至6~8，再持续搅拌1h~2h，最终形成环保型润滑液产品。
2.根据权利要求1所述的一种油气田金属管柱施工用环保型润滑液，其特征在于：所述的天然植物种子包括油菜籽、棉花籽、花生或大豆中一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种油气田金属管柱施工用环保型润滑液，其特征在于：所述的氧化剂包括双氧水、臭氧、羟基自由基中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种油气田金属管柱施工用环保型润滑液，其特征在于：所述的复配表面活性剂为环保基表面活性剂。
5.根据权利要求4所述的一种油气田金属管柱施工用环保型润滑液，其特征在于：所述的增效剂包括硅酸钠、磷酸钠、植物油、钼酸盐、纳米微球珠中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种油气田金属管柱施工用环保型润滑液，其特征在于：其加工工艺步骤中，先检测原料的初始碘值，再将原料加入反应釜中，在常温下开始进行搅拌；再向反应釜中加入氧化剂和弱酸并进行搅拌，氧化剂、弱酸、原料的质量比为0.1~1：0.1~0.5：1；搅拌均匀后，逐渐升温至50℃~90℃，并持续搅拌7h~9h；再次检测碘值或HLB值，若此时碘值为原料中初始碘值的80%~90%或HLB值为8.8~9.2，则形成合格的易溶于水的表面活性剂；向合格的易溶于水的表面活性剂中依次加入复配表面活性剂和增效剂，并进行搅拌，其中表面活性剂、复配表面活性剂、增效剂的质量比为7:2:1；再加入NaOH溶液调节至PH为6~8，形成环保型润滑液产品。
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