CN111040847A - 一种高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂，所述高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂的各组分重量百分比如下：合成磺酸钙22‑27%、乙酸4‑6%、十二羟酸3‑5%、微粉硼酸1.5‑3%、氢氧化钙0.8‑1.2%、精制石蜡基油23‑28%、聚a烯烃油22‑25%、微粉石墨烯0.1‑0.4%、二烷基二硫代氨基甲酸锑3‑6%、二正丁基二硫代氨基甲酸氧硫化钼2‑5%、二烷基二硫代磷酸锌1‑4%、硫代磷酸铜1‑4%，本发明提供一种高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂，具备极压耐磨性、抗氧化性、抗介质性和润滑性，防护性能优秀，能够保证钻铤的正常钻进需求。

Description

一种高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂

技术领域

本发明涉及润滑材料技术领域，具体为一种高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂。

背景技术

石油、天然气和页岩气井在钻进过程中，钻铤螺纹连接部位必须涂敷一种能够适应井深的润滑防护材料润滑脂，随着石油、天然气和更清洁能源页岩气的勘探与开采，对钻铤螺纹脂的性能要求，提到一个更高的层面，以保证在钻进过程中，能够满足钻铤螺纹部位润滑与防护性能的要求，保证钻进过程中，螺纹连接部位有足够的润滑性、极压抗磨性、抗氧性、抗介质干扰性，确保在连续高压钻进过程中，不会因防护性差而刺扣，保证提钻后拆钻铤、甩单根时不沾扣以延长使用寿命，目前，国内市场上普遍使用的钻铤螺纹脂存在以下几种共性，首先，钻铤螺纹脂全部用的是SY5198钻具螺纹脂，SY5198钻具螺纹脂的滴点低，同时标准内规定是十二羟硬脂酸锂皂稠化剂，滴点最高为200℃，锂皂脂的可逆性一般，只可在120℃以下工作，不适合4000米以下的井使用，否则油、皂容易分离、螺纹缺少保护，起钻拆扣时易沾扣，其次，钻铤螺纹脂的蒸发量标准低，GB/T7325规定≯2%，而SY5198≤4%相差一倍，蒸发损失量大，油膜保持度降低，起钻时拆钻铤易粘扣，并且钻铤螺纹脂多为中性体，没有抑制氧化、中和酸性体后的游离碱，极压性和抗磨性低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂，适合在11000米以内的石油、天然气钻进钻铤螺纹连接部位使用，并且具备极压耐磨性、抗氧化性、抗介质性和足够的润滑性，防护性能优秀，能够保证钻铤的正常钻进需求，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提出：一种高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂，所述高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂的各组分重量百分比如下：合成磺酸钙22-27%、乙酸4-6%、十二羟酸3-5%、微粉硼酸1.5-3%、氢氧化钙0.8-1.2%、精制石蜡基油23-28%、聚a烯烃油22-25%、微粉石墨烯0.1-0.4%、二烷基二硫代氨基甲酸锑3-6%、二正丁基二硫代氨基甲酸氧硫化钼2-5%、二烷基二硫代磷酸锌1-4%、硫代磷酸铜1-4%。

本发明还提供一种高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂的制备方法：包括以下步骤：

S1）：将全部的高碱值合成磺酸钙、部分的精制石蜡基油和聚a烯烃油投入炼制釜中，充分进行搅拌，将温度升至80-100℃，并在搅拌状态下陆续投入乙酸、水混合物，进行磺酸钙的转化；

S2）：在105-115℃投入十二羟酸、微粉硼酸和氢氧化钙进行复合反应，然后升温脱水，在160℃时投入二烷基二硫代氨基甲酸锑、二正丁基二硫代氨基甲酸氧硫化钼和全部的硫代磷酸铜；

S3）：在升温膨化过程中加入剩余的精制石蜡基油和聚a烯烃油进行稀释，在220℃时转釜降温至130℃，并投入计量微粉石墨烯和二烷基二硫代磷酸锌，然后均质、脱气并包装，得到成品。

作为本发明的一种优选技术方案：所述合成磺酸钙是一种高碱值的合成磺酸钙，能够中和酸性体，使润滑脂呈碱性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、合成磺酸钙在乙酸转化剂的作用下转化为磺酸钙，并与十二羟酸微粉硼酸和氢氧化钙进行复合反应，形成磺酸钙盐，提升了润滑脂的滴点，增强了润滑脂的抗磨性和承压性，抗介质性优秀，润滑部位易形成惰性体的化学保护膜，改变了SY5198的体性，呈弱碱性体(≤0.15%)；

2、精制石蜡基油、聚a烯烃油(PAO)和半合成型的基础油具有优秀的抗高低温性，在钻进过程中，只需要调换钻柱位置，无需拆换单根，能够对钻铤长期的运行进行防护，对螺纹与台肩起到全方位的保护作用；

3、微粉石墨烯是一种惰性的固体润滑材料，具有良好的抗磨性与密封性，在400℃以内无化学反应，与碱、酸不易起作用，能够提高润滑脂的抗磨性；

4、二烷基二硫代氨基甲酸锑，具有良好极压性的抗氧剂，二正丁基二硫代氨基甲酸氧硫化钼，具有优良抗磨、极压、抗氧性能，二者复配使用，协合作用后，具有优异的抗氧化，耐极压，抗磨损的性能；

5、二烷基二硫代磷酸锌是一种好的防腐、抗氧、耐磨石油添加剂，硫代磷酸铜是一种助抗氧，耐磨石油添加剂，二种添加剂的复合，可产生强氧化抑制作用与抗磨协合作用，增添润滑脂的抗磨性和氧化抑制性。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供以下技术方案：

实施例一：

一种高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂，高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂的各组分重量百分比如下：合成磺酸钙22%、乙酸6%、十二羟酸4%、微粉硼酸1.5%、氢氧化钙1%、精制石蜡基油28%、聚a烯烃油23.2%、微粉石墨烯0.3%、二烷基二硫代氨基甲酸锑6%、二正丁基二硫代氨基甲酸氧硫化钼2%、二烷基二硫代磷酸锌2%、硫代磷酸铜4%，合成磺酸钙是一种高碱值的合成磺酸钙，其中，合成磺酸钙在乙酸转化剂的作用下转化为磺酸钙并与十二羟酸微粉硼酸、氢氧化钙进行复合反应，形成磺酸钙盐，提升了润滑脂的滴点，增强了润滑脂的抗磨性和承压性，且抗介质性优秀，润滑部位易形成惰性体的化学保护膜，改变了SY5198的体性，呈弱碱性体(≤0.15%)，合成磺酸钙为稠化剂作用，乙酸为转化剂，十二羟酸和微粉硼酸为稠化剂，精制石蜡基油、聚a烯烃油(PAO)和半合成型的基础油具有优秀的抗高低温性，作为稀释剂使用，微粉石墨烯是一种惰性的固体润滑材料，具有良好的抗磨性与密封性，在400℃以内无化学反应，与碱、酸不易起作用，能够提高润滑脂的抗磨性，作为抗磨密封剂，二烷基二硫代氨基甲酸锑，具有良好极压性的抗氧剂，作为极压抗氧剂使用，二正丁基二硫代氨基甲酸氧硫化钼，具有优良抗磨、极压、抗氧性能，二者复配使用，协合作用后，具有优异的抗氧化，耐极压，抗磨损的性能，作为耐磨抗氧剂使用，二烷基二硫代磷酸锌是一种好的防腐、抗氧、耐磨石油添加剂，硫代磷酸铜是一种助抗氧，耐磨石油添加剂，二种添加剂的复合，可产生强氧化抑制作用与抗磨协合作用。

本发明还提供一种高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂的制备方法：包括以下步骤：

S1）：将全部的高碱值合成磺酸钙、部分的精制石蜡基油和聚a烯烃油投入炼制釜中，充分进行搅拌，将温度升至80℃，并在搅拌状态下陆续投入乙酸、水混合物，进行磺酸钙的转化；

S2）：在105℃投入十二羟酸、微粉硼酸和氢氧化钙进行复合反应，然后升温脱水，在160℃时投入二烷基二硫代氨基甲酸锑、二正丁基二硫代氨基甲酸氧硫化钼和全部的硫代磷酸铜；

S3）：在升温膨化过程中加入剩余的精制石蜡基油和聚a烯烃油进行稀释，在220℃时转釜降温至130℃，并投入计量微粉石墨烯和二烷基二硫代磷酸锌，然后均质、脱气并包装，得到成品。

所得成品的性能参数：工作锥入度为339，滴点为345℃，在100℃时的蒸发量为0.6，分油量为0.8，涂敷性能为-45℃，水沥率为1.3，游离碱为0.15，极压PB值为1200N，OK值为430。

实施例二：

一种高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂，高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂的各组分重量百分比如下：合成磺酸钙27%、乙酸4%、十二羟酸5%、微粉硼酸3%、氢氧化钙0.8%、精制石蜡基油26.1%、聚a烯烃油22%、微粉石墨烯0.1%、二烷基二硫代氨基甲酸锑3%、二正丁基二硫代氨基甲酸氧硫化钼5%、二烷基二硫代磷酸锌1%、硫代磷酸铜3%，合成磺酸钙是一种高碱值的合成磺酸钙。

本发明还提供一种高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂的制备方法：包括以下步骤：

S1）：将全部的高碱值合成磺酸钙、部分的精制石蜡基油和聚a烯烃油投入炼制釜中，充分进行搅拌，将温度升至90℃，并在搅拌状态下陆续投入乙酸、水混合物，进行磺酸钙的转化；

S2）：在110℃投入十二羟酸、微粉硼酸和氢氧化钙进行复合反应，然后升温脱水，在160℃时投入二烷基二硫代氨基甲酸锑、二正丁基二硫代氨基甲酸氧硫化钼和全部的硫代磷酸铜；

S3）：在升温膨化过程中加入剩余的精制石蜡基油和聚a烯烃油进行稀释，在220℃时转釜降温至130℃，并投入计量微粉石墨烯和二烷基二硫代磷酸锌，然后均质、脱气并包装，得到成品。

所得成品的性能参数：工作锥入度为337，滴点为346℃，在100℃时的蒸发量为0.7，分油量为0.7，涂敷性能为-45℃，水沥率为1.2，游离碱为0.15，极压PB值为1220N，OK值为435。

实施例三：

一种高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂，高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂的各组分重量百分比如下：合成磺酸钙26.4%、乙酸5%、十二羟酸3%、微粉硼酸2%、氢氧化钙1.2%、精制石蜡基油23%、聚a烯烃油25%、微粉石墨烯0.4%、二烷基二硫代氨基甲酸锑5%、二正丁基二硫代氨基甲酸氧硫化钼4%、二烷基二硫代磷酸锌4%、硫代磷酸铜1%，合成磺酸钙是一种高碱值的合成磺酸钙。

本发明还提供一种高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂的制备方法：包括以下步骤：

S1）：将全部的高碱值合成磺酸钙、部分的精制石蜡基油和聚a烯烃油投入炼制釜中，充分进行搅拌，将温度升至100℃，并在搅拌状态下陆续投入乙酸、水混合物，进行磺酸钙的转化；

S2）：在115℃投入十二羟酸、微粉硼酸和氢氧化钙进行复合反应，然后升温脱水，在160℃时投入二烷基二硫代氨基甲酸锑、二正丁基二硫代氨基甲酸氧硫化钼和全部的硫代磷酸铜；

S3）：在升温膨化过程中加入剩余的精制石蜡基油和聚a烯烃油进行稀释，在220℃时转釜降温至130℃，并投入计量微粉石墨烯和二烷基二硫代磷酸锌，然后均质、脱气并包装，得到成品。

所得成品的性能参数：工作锥入度为340，滴点为345℃，在100℃时的蒸发量为0.6，分油量为0.7，涂敷性能为-45℃，水沥率为1.3，游离碱为0.14，极压 PB值为1300N，OK值为428。

本发明好处：本高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂的制作方法简单，制作出的润滑脂具有高滴点，适合在11000米以内的石油、天然气钻进钻铤螺纹连接部位使用，并且具备极压耐磨性、抗氧化性、抗介质性和足够的润滑性，防护性能优秀，能够保证钻铤的正常钻进需求，延长钻铤的使用寿命。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂，其特征在于：所述高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂的各组分重量百分比如下：合成磺酸钙22-27%、乙酸4-6%、十二羟酸3-5%、微粉硼酸1.5-3%、氢氧化钙0.8-1.2%、精制石蜡基油23-28%、聚a烯烃油22-25%、微粉石墨烯0.1-0.4%、二烷基二硫代氨基甲酸锑3-6%、二正丁基二硫代氨基甲酸氧硫化钼2-5%、二烷基二硫代磷酸锌1-4%、硫代磷酸铜1-4%。

2.一种高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1）：将全部的高碱值合成磺酸钙、部分的精制石蜡基油和聚a烯烃油投入炼制釜中，充分进行搅拌，将温度升至80-100℃，并在搅拌状态下陆续投入乙酸、水混合物，进行磺酸钙的转化；

S2）：在105-115℃投入十二羟酸、微粉硼酸和氢氧化钙进行复合反应，然后升温脱水，在160℃时投入二烷基二硫代氨基甲酸锑、二正丁基二硫代氨基甲酸氧硫化钼和全部的硫代磷酸铜；

S3）：在升温膨化过程中加入剩余的精制石蜡基油和聚a烯烃油进行稀释，在220℃时转釜降温至130℃，并投入计量微粉石墨烯和二烷基二硫代磷酸锌，然后均质、脱气并包装，得到成品。

3.根据权利要求2所述的一种高滴点极压钻铤螺纹专用润滑脂的制备方法，其特征在于：所述合成磺酸钙是一种高碱值的合成磺酸钙。