RU2724248C1

RU2724248C1 - Lubricating composition for drilling mud

Info

Publication number: RU2724248C1
Application number: RU2019117211A
Authority: RU
Inventors: Валерия Михайловна Куклина; Виктор Петрович Нехорошев; Ирина Викторовна Лодина; Марина Николаевна Лютикова
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Внедренческая Фирма Биоскан"
Priority date: 2019-06-04
Filing date: 2019-06-04
Publication date: 2020-06-22

Abstract

FIELD: oil, gas and coke-chemical industries.SUBSTANCE: invention relates to drilling of oil, gas and geological prospecting wells, in particular, to water-based drilling muds. To increase durability of rock cutting and drilling tools, to increase drilling parameters and to prevent tack-on complications in water-based drilling mud, lubricant compositions are introduced. Lubricating composition for drilling mud contains tall oil fatty acid and fatty acids surfactants, wherein it additionally contains as surfactants a mixture of Laprol 5003-2B10 and Bixol dissolved in spent mineral transformer oil, with the following ratio of components, wt. %: distillates of fatty acids of tall oil DGK and LTM or mixture thereof - 17.8–24.0; Laprol 5003-2-B10 - 4.2–6.0; Bixol - 2.0–6.0; spent mineral transformer oil is the balance. Set of operational and process properties of the proposed lubricant composition for drilling mud solutions on water indicates their complex improvement in the presence of a mixture of surfactants: 0.7–3.0 pts.wt. Laprol 5003-2-B10 with 1.0 pts.wt. Bixol dissolved in waste mineral oil. Friction coefficient of metal-metal pair is reduced in comparison with prototype and analogues by more than 2 times, efficiency of lubricating action is improved in 1.6–2.0 times, and coefficient of surface tension on boundary of oil-water is reduced in 10.0–15.0 times. Abnormally low flow temperature of the disclosed lubricant composition enables to use it at ambient temperature of minus 40 °C, which is of great importance when drilling wells in winter in northern regions of Russia, since known lubricating compositions and analogues can be used only at higher temperatures up to minus 18 °C. Disclosed composition has a sufficiently high dispersibility coefficient in water (K= 6–7), and coefficient of friction of metal-filtering crust pair at zenith angle of 3° when using disclosed lubricant composition is reduced 1.6–2.0 times, which considerably reduces power consumption for drilling and increases service life of drilling tool.EFFECT: proposed composition does not contain scarce and expensive ingredients, and its preparation takes place at room temperature for 15–20 minutes and simplified equipment design process, which reduces its cost in 1_6–2_0 times.1 cl, 5 tbl

Description

Изобретение относится к бурению нефтяных, газовых и геологоразведочных скважин, в частности к буровым растворам на водной основе. Для увеличения долговечности породоразрушающего и бурильного инструмента, повышения показателей бурения и предотвращения прихватоопасных осложнений в буровые растворы на водной основе вводят смазочные композиции.The invention relates to the drilling of oil, gas and exploration wells, in particular to drilling fluids, water-based. To increase the durability of rock cutting and boring tools, increase drilling performance and prevent tacky complications, lubricant compositions are introduced into water-based drilling fluids.

Известна смазочная добавка для буровых растворов, содержащая, % мас.: легкое талловое масло – 35-55, оксиэтилированный алкилфенол – 5- 10, триэтаноламин – 5 – 10 и пентамер пропилена – 35 – 55. Смазочную добавку приготавливают растворением перечисленных ингредиентов в пентамере пропилена и вводят в буровой раствор в количестве 0,1 – 1,0 % от массы бурового раствора или в виде 10,0 – 20,0 % водного раствора (см. патент РФ 2197511, С09К 7/02 от 27.03.2001). Недостатками изобретения являются невысокая смазочная и противоизносная способность бурового раствора с введенной смазочной добавкой, использование дефицитного растворителя – пентамера пропилена и высокая стоимость смазочной добавки (95,0 руб/л).Known lubricant additive for drilling fluids, containing,% wt .: light tall oil - 35-55, ethoxylated alkyl phenol - 5-10, triethanolamine - 5-10 and propylene pentamer - 35 - 55. A lubricant additive is prepared by dissolving the listed ingredients in a propylene pentamer and injected into the drilling fluid in an amount of 0.1 - 1.0% by weight of the drilling fluid or in the form of a 10.0 - 20.0% aqueous solution (see RF patent 2197511, C09K 7/02 of 03/27/2001). The disadvantages of the invention are the low lubricating and anti-wear ability of the drilling fluid with the introduced lubricant additive, the use of a scarce solvent - propylene pentamer, and the high cost of the lubricant additive (95.0 rubles / l).

Известна смазочная добавка для глинистых буровых растворов (см. патент РФ 2138531, С09К 7/02 от 20.08.1997), включающая натриевые соли высокомолекулярных карбоновых кислот (99,0 – 97,0 % мас.) содержащих в качестве добавки противоизносную присадку ВНИИНП – 360 на основе сочетания диалкилфенилдитиофосфата цинка с алкилфенолятами бария, или присадку ИНХП – 21 – бариевую соль диалкилдитиофосфорной кислоты, или их смесь в массовом соотношении 1 : 2 (1,0 – 3,0 % мас.). Причем, используют натриевые соли кубовых остатков производства синтетических жирных кислот, которые получают путем нейтрализации исходного сырья, содержащего высокомолекулярные карбоновые кислоты, 10 – 15 % спиртовым раствором гидроксида натрия при перемешивании и температуре 65 – 86^оС в течение 2 часов. Введение смазочной добавки в глинистый буровой раствор улучшает его смазочные, антифрикционные и противоизносные свойства. Недостатками изобретения являются использование синтетического этилового спирта в качестве растворителя при приготовлении смазочной добавки, который испаряясь при нагреве в скважине вспенивает буровой раствор, сложная технология приготовления смазочной добавки, использование дефицитных и дорогостоящих ингредиентов, которые обусловливают высокую стоимость смазочной добавки (144,0 руб/л).Known lubricant additive for clay drilling fluids (see RF patent 2138531, C09K 7/02 from 08/20/1997), including sodium salts of high molecular weight carboxylic acids (99.0 - 97.0% wt.) Containing as an additive anti-wear additive VNIINP - 360 based on a combination of zinc dialkyl phenyl dithiophosphate with barium alkyl phenolates, or the additive INCP - 21 - barium salt of dialkyl dithiophosphoric acid, or a mixture thereof in a mass ratio of 1: 2 (1.0 - 3.0% wt.). Moreover, using the sodium salt of the resid producing synthetic fatty acids which are obtained by neutralization of feedstocks containing high molecular weight carboxylic acid, 10 - 15% alcohol solution of sodium hydroxide under stirring at 65 - 86 ^{° C} for 2 hours. The introduction of a lubricant into a clay mud improves its lubricating, anti-friction and anti-wear properties. The disadvantages of the invention are the use of synthetic ethyl alcohol as a solvent in the preparation of a lubricant, which evaporates when heated in a well, foams the drilling fluid, the complex technology for the preparation of a lubricant, the use of scarce and expensive ingredients that cause the high cost of a lubricant (144.0 rub / l )

Известна смазочная добавка для буровых растворов БИОЛУБ LVL (см. патент РФ 2304604, С09К 8/035 от 20.08.2007) содержащая, % мас.: природные высшие жирные кислоты и сульфированный рыбий жир – 70,0 – 90,9, гидроксид и /или карбонат щелочного металла, и/ или моно-, ди-, триэтаноламин – 1,0 -8,0, оксаль – 5,0 – 25,0, синтетический спирт С₂ - С_5, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль – 1,0 – 24,0. Недостатками изобретения являются: недостаточно высокие смазочные свойства, высокая температура текучести смазочной добавки, высокие пенообразование в буровом растворе и коэффициент поверхностного натяжения на границе масло – вода, использование дефицитных и дорогостоящих ингредиентов (сульфированный рыбий жир, оксаль) обусловливают высокую стоимость смазочной добавки (58 руб/л). В ОАО «Сургутнефтегаз» бурится 1,0 тыс. нефтяных скважин в год с расходом смазочной добавки «БИОЛУБ LVL» 1,4 тыс. тонн в год (изготовитель ООО «Миррико», г. Казань).Known lubricant additive for drilling fluids BIOLUB LVL (see RF patent 2304604, C09K 8/035 from 08.20.2007) containing,% wt .: natural higher fatty acids and sulfonated fish oil - 70.0 - 90.9, hydroxide and / or alkali metal carbonate, and / or mono-, di-, triethanolamine - 1.0 -8.0, oxal - 5.0 - 25.0, synthetic alcohol C ₂ - C _5, polyethylene glycol, polypropylene glycol - 1.0 - 24.0. The disadvantages of the invention are: insufficient lubricating properties, high pour point of the lubricating additive, high foaming in the drilling fluid and the surface tension coefficient at the oil-water interface, the use of scarce and expensive ingredients (sulfonated fish oil, oxal) cause the high cost of the lubricating additive (58 rubles / l). OJSC “Surgutneftegas” drills 1.0 thousand oil wells per year with a consumption of lubricant additive “BIOLUB LVL” 1.4 thousand tons per year (manufacturer LLC “Mirrico”, Kazan).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является смазочная добавка для буровых растворов ЛБР – 08, содержащая, % мас.: высшие жирные кислоты природных растительных масел – 70,0 – 80,0, флотореагент – оксаль – 10,0 – 15,0,The closest technical solution to the claimed object is a lubricant additive for drilling fluids LBR - 08, containing, wt%: higher fatty acids of natural vegetable oils - 70.0 - 80.0, flotation reagent - oxal - 10.0 - 15.0,

полиэтиленгликолевый эфир моноизононилфенола с 6 – 12 мономерными звеньями в радикале – 9,0 – 12,0, композиционный силиконовый пеногаситель = 1,0 – 3,0 (см. Патент РФ 2385341, С09К8/02 от 27.03.2010). Недостатками указанной смазочной добавки являются: повышенные коэффициенты трения пары металл – металл и металл – фильтрационная корка стенки скважины, что ухудшает эффективность смазочного действия; энергоемкая и длительная технология приготовления композиции включающей дефицитные и дорогостоящие ингредиенты; высокий коэффициент поверхностного натяжения композиции на границе масло – вода; высокая стоимость смазочной добавки обусловленная большим содержанием в композиции высших жирных кислот природных растительных масел; высокая температура текучести смазочной добавки не позволяет ее использовать при температурах окружающей среды ниже минус 10 ⁰С.polyethylene glycol ether of monoisononylphenol with 6-12 monomer units in the radical - 9.0-12.0, composite silicone antifoam = 1.0-3.0 (see RF Patent 2385341, C09K8 / 02 of 03/27/2010). The disadvantages of this lubricant additive are: increased friction coefficients of a pair of metal - metal and metal - filter cake of the well wall, which affects the effectiveness of the lubricating action; energy-intensive and lengthy technology for the preparation of compositions comprising scarce and expensive ingredients; high coefficient of surface tension of the composition at the oil-water interface; the high cost of the lubricant additive due to the high content in the composition of higher fatty acids of natural vegetable oils; the high pour point of the lubricant does not allow it to be used at ambient temperatures below minus 10 ⁰ C.

Задача изобретения – получение смазочной композиции для бурового раствора с низкими коэффициентами трения и высокой эффективностью смазочного действия, низкой температурой текучести (Т_тек), упрощение аппаратурного оформления технологического процесса приготовления композиции с одновременным уменьшением его энергоемкости, снижение поверхностного натяжения на границе масло – вода и снижение себестоимости композиции путем использования в ее составе недорогих и доступных ингредиентов.The objective of the invention is to obtain a lubricant composition for a drilling fluid with low friction coefficients and high lubricity, low yield temperature (T _tech ), simplifying the hardware design of the technological process of preparing the composition while reducing its energy consumption, reducing surface tension at the oil-water interface and reducing the cost of the composition by using inexpensive and affordable ingredients in its composition.

Поставленная задача решается тем, что смазочная композиция для бурового раствора на водной основе, содержащая дистилляты жирных кислот таллового масла и поверхностно-активные вещества (ПАВ ), отличающаяся тем, что она дополнительно содержит в качестве поверхностно-активных веществ смесь 0,7 – 3,0 мас. ч. Лапрола 5003-2-Б10 с 1,0 мас. ч. Биксола растворенную в отработанном трансформаторном масле (ОТМ) при следующем соотношении ингредиентов, % мас.: дистилляты жирных кислот таллового масла марки «ДЖК» и «ЛТМ» или их смесь – 17,8 – 24,0; Лапрол 5003-2-Б10 – 4,2 – 6,0; Биксол – 2,0 – 6,0; отработанное трансформаторное масло – 68,0 - 72,0.The problem is solved in that the lubricating composition for a water-based drilling fluid containing distillates of tall oil fatty acids and surfactants, characterized in that it additionally contains a mixture of 0.7 - 3 as surface-active substances, 0 wt. including Laprol 5003-2-B10 with 1.0 wt. including Bixol dissolved in spent transformer oil (OTM) in the following ratio of ingredients,% wt .: distillates of fatty acids of tall oil brand "DZHK" and "LTM" or a mixture of them - 17.8 - 24.0; Laprol 5003-2-B10 - 4.2 - 6.0; Bixol - 2.0 - 6.0; used transformer oil - 68.0 - 72.0.

Существенность отличий предлагаемой смазочной композиции от прототипа заключается в новом качественном и количественном составе композиции, что обеспечивает новый комплекс ее свойств с низкими коэффициентами трения и коэффициентом поверхностного натяжения на границе масло – вода, упрощение аппаратурного оформления технологического процесса приготовления композиции с одновременным уменьшением его энергоемкости и снижение себестоимости композиции путем использования в ее составе недорогих и доступных ингредиентов.The significance of the differences of the proposed lubricant composition from the prototype lies in the new qualitative and quantitative composition of the composition, which provides a new set of its properties with low friction coefficients and a coefficient of surface tension at the oil-water interface, simplifying the hardware design of the technological process of preparing the composition while reducing its energy consumption and reducing the cost of the composition by using in its composition inexpensive and affordable ingredients.

Указанное соотношение ингредиентов смазочной композиции обосновано экспериментально. Для приготовления смазочной композиции используют следующие вещества. ОТМ на минеральной основе марок ТСп (ГОСТ 10121-76) и ГК (ТУ 38.101.1025-85), изготовленных на НПЗ ОАО «Уфанефтехим» и ОАО «Ангарская нефтехимическая компания». Трансформаторное масло применяют для заливки силовых и измерительных трансформаторов, реакторного оборудования, масляных выключателей и конденсаторов. Трансформаторное масло, являясь жидким диэлектриком, обеспечивает изоляцию токонесущих частей электрооборудования, одновременно служит теплоотводящей средой и способствует быстрому гашению электрической дуги в выключателях. Электроизоляционные свойства трансформаторных масел определяются в основном тангенсом угла диэлектрических потерь, который зависит от условий эксплуатации оборудования и количества примесей полярных соединений в масле. Трансформаторные масла имеют низкую температуру застывания (до минус 50⁰С) и обладают небольшой вязкостью, которая необходима для обеспечения эффективного отвода тепла (см. книгу Бадыштова К.М. и др. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. М:.Химия. 1989.-432 с.). Электроизоляционные свойства трансформаторного масла в процессе эксплуатации постепенно ухудшаются, т.к. масло подвергается воздействию кислорода воздуха в присутствии катализаторов окисления (медные сплавы), электрических и магнитных полей, повышенных температур, что приводит к его окислению, деструкции углеводородов, накоплению в масле полярных карбонильных соединений, спиртов, фенолов, эфиров, органических кислот, смолистых веществ и нерастворимых продуктов их уплотнения (см. книгу Джуварлы Ч.М., Иванов К.И. и др. Электроизоляционные масла. М.: ГНТИ.1963. с. 166 – 167). Качество трансформаторных масел при эксплуатации в электрооборудовании периодически контролируется специальной аналитической лабораторией. При достижении критических показателей масла, указанных в нормативных документах, отработанное масло сливается и в оборудование заливается свежее масло. Фактически ОТМ является отходом производства электроэнергии и ее передачи на большие расстояния. В ПАО «Тюменьэнерго» в течение года накапливается около 100 тонн ОТМ, а в ОАО «Сургутнефтегаз» - около 10 тонн ОТМ, которое необходимо утилизировать. Свойства использованных ОТМ, в сравнении с показателями свежих масел, приведены в табл. 1. Анализы ОТМ выполняли в аккредитованной лаборатории ПАО «Тюменьэнерго» с использованием, определенных нормативными документами, методов исследования.The specified ratio of the ingredients of the lubricating composition is justified experimentally. The following substances are used to prepare the lubricant composition. Mineral-based OTMs of the ТСп (GOST 10121-76) and ГК (ТУ 38.101.1025-85) grades manufactured at the refineries of Ufaneftekhim OJSC and Angarsk Petrochemical Company OJSC. Transformer oil is used for filling power and measuring transformers, reactor equipment, oil switches and capacitors. Transformer oil, being a liquid dielectric, provides insulation of the current-carrying parts of electrical equipment, at the same time serves as a heat sink medium and contributes to the rapid extinction of the electric arc in the circuit breakers. The electrical insulation properties of transformer oils are determined mainly by the dielectric loss tangent, which depends on the operating conditions of the equipment and the amount of impurities of polar compounds in the oil. Transformer oils have a low pour point (up to minus 50 ⁰ С) and have a small viscosity, which is necessary to ensure effective heat removal (see the book by K. Badyshtov et al. Fuels, lubricants, technical fluids. Assortment and application. M :. Chemistry. 1989.-432 p.). The insulating properties of transformer oil during operation are gradually deteriorating, because the oil is exposed to atmospheric oxygen in the presence of oxidation catalysts (copper alloys), electric and magnetic fields, elevated temperatures, which leads to its oxidation, destruction of hydrocarbons, the accumulation of polar carbonyl compounds, alcohols, phenols, esters, organic acids, resinous substances in the oil and insoluble products of their compaction (see the book Dzhuvarly Ch.M., Ivanov KI and other Electrical insulating oils. M .: GNTI. 1963. S. 166 - 167). The quality of transformer oils during operation in electrical equipment is periodically monitored by a special analytical laboratory. Upon reaching the critical oil indicators specified in regulatory documents, the used oil is drained and fresh oil is poured into the equipment. In fact, OTM is a waste of electricity production and its transmission over long distances. PJSC Tyumenenergo accumulates about 100 tons of OTM during the year, and OJSC Surgutneftegas accumulates about 10 tons of OTM, which must be disposed of. The properties of the used OTM, in comparison with the performance of fresh oils, are given in table. 1. OTM analyzes were performed in an accredited laboratory of PJSC Tyumenenergo using research methods defined by regulatory documents.

Таблица 1. Свойства отработанных трансформаторных маселTable 1. Properties of used transformer oils

Номерroom ПоказателиIndicators ОТМ марки ТСпOTM brand TSp Норма по ГОСТ 10121-76Norm according to GOST 10121-76 ОТМ марки ГКOTM brand GK Норма по ТУ 38.1011025-85Norm according to TU 38.1011025-85 11 Кислотное число, мг КОН/гAcid number, mg KOH / g 0,340.34 Не более 0,02No more than 0,02 0,260.26 Не более 0,01No more than 0,01 22 Тангенс угла диэлектрических потерь при 90 ⁰С, %Dielectric loss tangent at 90 ⁰ С,% 2,52,5 Не более 1,7No more than 1,7 0,80.8 Не более 0,5No more than 0.5 33 Температура вспышки в закрытом тигле, ⁰СFlash point in a closed crucible, ⁰ C 131131 Не менее 150Not less than 150 133133 Не менее 135Not less than 135 44 Вязкость кинематическая при минус 30 ⁰С, мм²/сKinematic viscosity at minus 30 ⁰ С, mm ² / s 14601460 Не более 1300No more than 1300 12851285 Не более 1200No more than 1200 5five Температура текучести, ⁰СYield temperature, ⁰ С Минус 44Minus 44 Не выше минус 45Not higher than minus 45 Минус 43Minus 43 Не выше минус 45Not higher than minus 45 66 Коэффициент поверхностного натяжения на границе с водой при 25 ⁰С,мН/мCoefficient of surface tension at the border with water at 25 ⁰ С, mN / m 14,214.2 Не менее 37,0Not less than 37.0 14,614.6 Не менее 40,0Not less than 40.0 77 Напряжение пробоя, кВBreakdown voltage, kV 51,051.0 Не менее 65,0Not less than 65.0 58,058.0 Не менее 70,0Not less than 70.0

Анализ показателей, приведенных в табл. 1 показывает, что ОТМ не может использоваться в качестве диэлектрика и теплоносителя в электрооборудовании. Существенное снижение коэффициента поверхностного натяжения ОТМ на границе с водой в 2,6 раза обусловлено присуствием в ОТМ полярных продуктов окисления органических соединений, которые выполняют роль ПАВ. Талловое масло является побочным продуктом переработки древесины. Жирные кислоты таллового масла изготовлены ООО «Синтек» (г. Балахна, Нижегородской обл.). Для приготовления предлагаемой смазочной композиции используется дистиллированное талловое масло, соответствующее по свойствам ТУ 13-00281074-26-95, которое полностью растворяется в ОТМ при 20 ⁰С. Сырое талловое масло не растворяется в воде и только частично растворяется в ОТМ, поэтому оно не может быть использовано для приготовления смазочной композиции. Характеристики использованных дистиллятов жирных кислот приведены в табл. 2. Равномерное распределение молекул жирных кислот в водной дисперсионной среде бурового раствора осуществляется введением в смазочную композицию мицеллообразующих и эмульгирующих ПАВ, которые способствуют транспортированию молекул жирных кислот к поверхности трения, выступающей активным адсорбентом использованных ПАВ. Экспериментально показано, что смесь 0,7 – 3,0 мас. ч. Лапрола 5003-2-Б10 с 1,0 мас.ч. Биксола не обладает пенообразующей способностью при приготовлении и использовании предлагаемой смазочной композиции. Лапрол 5003-2-Б10 является продуктом алкоголятной полимеризации окиси пропилена с глицерином с последующей блоксополимеризацией с окисью этилена (ТУ 2226-023-10488057-95). Изготовитель – ПАО «Нижнекамскнефтехим». Analysis of the indicators given in table. 1 shows that OTM cannot be used as a dielectric and a coolant in electrical equipment. A significant decrease in the surface tension coefficient of OTM at the interface with water is 2.6 times due to the presence in the OTM of polar products of oxidation of organic compounds that play the role of surfactants. Tall oil is a by-product of wood processing. Tall oil fatty acids are manufactured by Sintek LLC (Balakhna, Nizhny Novgorod region). To prepare the proposed lubricating composition, distilled tall oil corresponding to the properties of TU 13-00281074-26-95 is used, which is completely soluble in OTM at 20 ⁰ С. Raw tall oil does not dissolve in water and only partially dissolves in OTM, therefore it cannot be used to prepare a lubricating composition. The characteristics of the used fatty acid distillates are given in table. 2. The uniform distribution of fatty acid molecules in the aqueous dispersion medium of the drilling fluid is carried out by introducing micelle-forming and emulsifying surfactants into the lubricant composition, which facilitate the transport of fatty acid molecules to the friction surface, which acts as the active adsorbent of the used surfactants. It has been experimentally shown that a mixture of 0.7 - 3.0 wt. including Laprol 5003-2-B10 with 1.0 wt.h. Bixola does not have a foaming ability in the preparation and use of the proposed lubricating composition. Laprol 5003-2-B10 is the product of the alcoholate polymerization of propylene oxide with glycerol, followed by block copolymerization with ethylene oxide (TU 2226-023-10488057-95). Manufacturer - PJSC "Nizhnekamskneftekhim".

Таблица 2. Показатели качества дистиллятов жирных кислотTable 2. Quality indicators of fatty acid distillates

Номерroom ПоказателиIndicators Марка «ДЖК»Brand "DZhK" Марка «ЛТМ»Brand "LTM" 11 Кислотное число, мг КОН/ гAcid number, mg KOH / g 183183 124124 22 Плотность при 50 ⁰С, г/см³ Density at 50 ⁰ С, g / cm ³ 0,910.91 0,970.97 33 Йодное число, г йода/100 гIodine number, g iodine / 100 g 140140 125125 44 Массовая доля примесей смоляных кислот, % мас.Mass fraction of impurities of resin acids,% wt. 8,08.0 3,03.0 5five Массовая доля примесей неомыляемых веществ, % мас.Mass fraction of impurities of unsaponifiable substances,% wt. 4,04.0 3,03.0 66 Массовая доля воды, % мас.Mass fraction of water,% wt. 0,90.9 0,20.2

Комплексный реагент «Биксол» является смесью катионных и неионогенных синтетических ПАВ (ТУ 2482-003-91222887-11). Изготовитель – НПК «ХИМПРОМ», г. Пермь. Характеристики использованных ПАВ представлены в табл. 3.The complex reagent "Bixol" is a mixture of cationic and nonionic synthetic surfactants (TU 2482-003-91222887-11). The manufacturer is NPK KhIMPROM, Perm. The characteristics of the used surfactants are presented in table. 3.

Таблица 3. Показатели качества поверхностно-активных веществTable 3. Surfactant quality indicators

Номерroom ПоказателиIndicators Лапрол 5003-2-Б10Laprol 5003-2-B10 БиксолBixol 11 Кислотное число, мг КОН/гAcid number, mg KOH / g 0,100.10 0,100.10 22 Водородный показатель (рН )Hydrogen Index (pH) 6,56.5 7,07.0 33 Массовая доля примесей воды, % мас.Mass fraction of water impurities,% wt. 0,10.1 ОтсутствуетIs absent

Приготовление смазочной композиции осуществляют следующим образом. В стеклянный реактор объемом 1000 мл загружают рассчитанное количество ОТМ, включают мешалку и постепенно дозируют дистилляты жирных кислот. Композицию перемешивают в течение 2 -3 минут при 20 – 25 ⁰С до полного растворения жирных кислот в ОТМ. Затем загружают в реактор при постоянном перемешивании необходимое количество Лапрола 5003-2-Б10 и Биксола. Смесь перемешивают в течение 5 -8 минут до однородной консистенции. Полученную жидкую смазочную композицию расфасовывают из реактора в полиэтиленовые баночки для хранения и последующего использования при получении буровых растворов. The preparation of the lubricating composition is as follows. The calculated amount of OTM is loaded into a 1000 ml glass reactor, the stirrer is turned on, and fatty acid distillates are dosed. The composition is stirred for 2 -3 minutes at 20 - 25 ⁰ C until complete dissolution of the fatty acids in OTM. Then, the required amount of Laprol 5003-2-B10 and Bixol are loaded into the reactor with constant stirring. The mixture is stirred for 5 -8 minutes until a uniform consistency. The resulting liquid lubricating composition is packaged from the reactor in plastic jars for storage and subsequent use in obtaining drilling fluids.

Определение технологических и эксплуатационных свойств смазочных композиций различного состава проводят следующими стандартизированными методами. Температуру текучести композиции определяли по ГОСТ 20287-91 по методу Б. Коэффициент поверхностного натяжения на границе масло-вода (σ, мН/м) определяют при 24 ⁰С на приборе Тензиометр К-20 фирмы «KRUSS» по утвержденной методике. Пенообразующую способность образцов смазочной композиции определяют на 1,0 % водных растворах, перемешиваемых в течение 5 минут высокооборотным миксером «Hamilton Beach» при 1300 об/мин. Пенообразующую активность (П, см³) определяют как разность между объемами вспененного раствора после 5 минут отстаивания (V_р ) и объемом исходного раствора (200 см³ ) по формуле: П = V_р – 200. Эмульгирующую способность смазочной композиции в воде определяют визуально по утвержденной методике по десятибальной шкале. В качестве эталонов сравнения используют количественное соотношение объемов дисперсий молоко: вода, которое изменяют от 1 : 9 (коэффициент диспергируемости, К_д = 1) до 9: 1 (К_д = 9 ). К_д чистого молока равен 10. В 50 мл воды добавляют 6 капель смазочной композиции, затем перемешивают эмульсию высокооборотной мешалкой в течение 3 минут. Полученную эмульсию сравнивают визуально по цвету с эталонами. Хорошее диспергирование смазочной добавки сопровождается образованием однородной молочно-белой эмульсии с коэффициентом диспергирования равном 10.The determination of the technological and operational properties of lubricating compositions of various compositions is carried out by the following standardized methods. The pour point of the composition was determined according to GOST 20287-91 according to method B. The surface tension coefficient at the oil-water interface (σ, mN / m) is determined at 24 ⁰ С on a KRUSS tensiometer device according to the approved procedure. The foaming ability of the samples of the lubricant composition is determined in 1.0% aqueous solutions, mixed for 5 minutes with a Hamilton Beach high-speed mixer at 1300 rpm. Foaming activity (P, cm ³ ) is defined as the difference between the volumes of the foamed solution after 5 minutes of settling (V _p ) and the volume of the initial solution (200 cm ³ ) according to the formula: P = V _p - 200. The emulsifying ability of the lubricating composition in water is determined visually according to the approved methodology on a ten-point scale. As reference standards, a quantitative ratio of the volumes of milk: water dispersions is used, which is varied from 1: 9 (dispersibility coefficient, K _d = 1) to 9: 1 (K _d = 9). To _d pure milk is equal to 10. 6 drops of the lubricating composition are added to 50 ml of water, then the emulsion is mixed with a high-speed mixer for 3 minutes. The resulting emulsion is visually compared in color with the standards. A good dispersion of the lubricant additive is accompanied by the formation of a uniform milky white emulsion with a dispersion coefficient of 10.

Определение коэффициента трения пары «металл-фильтрационная корка» (К_тр ) проводят по утвержденной методике на приборе КТК – 2. Данный метод имитирует трение колонны бурильных труб о стенку скважины при наклонно-горизонтальном бурении. Этот вид трения является основным в скважине и приобретает превалирующее значение с увеличением зенитного угла и глубины бурения. В качестве стандарта для сравнения использовали модельный буровой раствор, не содержащий смазочной композиции (К_д = 0,291). Коэффициенты трения пары «металл-фильтрационная корка» определяют при зенитном угле ϕ = 3⁰. Зенитный угол определяет отклонение направления скважины от вертикальной прямой. Фильтрационную корку изготавливают путем отжима бурового раствора на фильтр-прессе.Determination of the coefficient of friction of a pair of metal-filter cake (K _tr ) is carried out according to the approved method on a CPC-2 device. This method simulates the friction of a drill pipe string against a borehole wall during inclined horizontal drilling. This type of friction is the main in the well and becomes prevailing with increasing zenith angle and drilling depth. As a standard for comparison, we used a model drilling fluid that does not contain a lubricating composition (K _d = 0.291). The friction coefficients of the pair “metal-filter cake” is determined at the zenith angle ϕ = 3 ⁰ . The zenith angle determines the deviation of the direction of the well from the vertical line. The filter cake is made by squeezing the drilling fluid in a filter press.

Коэффициент трения пары «металл-металл» (ϻ) определяют на тестере предельного давления и смазывающей способности «EP/LUBRICITY TESTER» модели 21200 фирмы «OFITE» (США) по МИ 245800.001.50783875.2011. Испытания проводят согласно стандарту Американского нефтяного института при нагрузке 1,03 МПа и частоте вращения вала прибора 60,0 об/мин. Коэффициент трения рассчитывают по формуле: ϻ = F /W, где F – сила трения, W – нагрузка приложенная на трущуюся пару. Экспериментально определенные исходные величины коэффициента трения пары «металл-металл» без использования смазочной композиции ϻ = 0,347, а в модельном буровом растворе без смазочной композиции ϻ = 0,316. Лабораторные исследования зависимости ϻ от концентрации предлагаемой смазочной композиции (в пределах от 0,1 до 1,0 % мас.) в модельном буровом растворе показали, что оптимальная концентрация смазочной композиции, характеризующаяся минимальным значением ϻ, равна 0,5 % от веса бурового раствора. Прочность смазочного слоя на поверхности трения характеризуется величиной показателя эффективности смазочного действия (ЭСД), имеющего физический смысл удельного коэффициента трения смазочной пленки, для которой предельная нагрузка составляет 1,0 МПа. Способность смазочной композиции сохраняться на поверхности контакта двух трущихся поверхностей при высоких прижимных усилиях определяли на этом же приборе, в условиях постоянно возрастающей нагрузки от нуля до 4,13 МПа, с фиксацией для каждого вида смазки своей максимальной нагрузки прижатия – W_max. ЭСД рассчитывают по формуле: ЭСД = ϻ/ W_maxх 10^-2. В качестве модельного бурового раствора используют бентонитовый глинопорошок марки «ПБН» плотностью 1100 кг/м³, стабилизированный 0,1 % мас. карбоксиметилцеллюлозы. Концентрация смазочной композиции в модельном буровом растворе составляет 0,5 % мас. Показатель ЭСД является интегральной характеристикой, полностью учитывающей все физико-химические факторы, влияющие на прочность адсорбированного смазочного слоя. Экспериментально определяя значение нагрузки при которой сохраняется смазочная способность, т. е. не разрушается первичный адсорбированный на поверхности трения мономолекулярный слой смазочной композиции можно количественно оценить ее качество. Сохранение смазочной способности композиции сопровождается уменьшением значения ЭСД. The friction coefficient of the metal-metal pair (ϻ) is determined using the EP / LUBRICITY TESTER model of 21200 extreme pressure and lubricity tester of OFITE firm (USA) according to MI 245800.001.50783875.2011. The tests are carried out according to the standard of the American Petroleum Institute at a load of 1.03 MPa and a shaft speed of 60.0 rpm. The friction coefficient is calculated by the formula: ϻ = F / W, where F is the friction force, W is the load applied to the rubbing pair. The experimentally determined initial values of the coefficient of friction of the metal-metal pair without the use of a lubricant composition ϻ = 0.347, and in a model drilling fluid without a lubricant composition ϻ = 0.316. Laboratory studies of the dependence of ϻ on the concentration of the proposed lubricant composition (in the range from 0.1 to 1.0% wt.) In the model drilling fluid showed that the optimal concentration of the lubricant composition, characterized by a minimum value of ϻ, is 0.5% by weight of the drilling fluid . The strength of the lubricant layer on the friction surface is characterized by the value of the lubricity effect index (ESD), which has the physical meaning of the specific coefficient of friction of the lubricant film, for which the ultimate load is 1.0 MPa. The ability of the lubricant composition to remain on the contact surface of two friction surfaces at high clamping forces was determined on the same device, under conditions of a constantly increasing load from zero to 4.13 MPa, with fixing for each type of lubricant its maximum compression load - W _max . ESD is calculated by the formula: ESD = ϻ / W _max x 10 ^-2 . As a model drilling fluid used bentonite clay powder brand "PBN" with a density of 1100 kg / m ³ , stabilized with 0.1% wt. carboxymethyl cellulose. The concentration of the lubricating composition in the model drilling fluid is 0.5% wt. ESD is an integral characteristic that fully takes into account all the physicochemical factors affecting the strength of the adsorbed lubricating layer. By experimentally determining the value of the load at which the lubricity is maintained, i.e., the primary monomolecular layer of the lubricant composition adsorbed on the friction surface is not destroyed, its quality can be quantified. Preservation of the lubricity of the composition is accompanied by a decrease in the ESD value.

Изобретение поясняется на примерах получения и использования смазочной композиции для бурового раствора (табл. 4 и 5). Пример 1 выполнен по прототипу, примеры 2 – 4 соответствуют соотношению ингредиентов в заявляемых пределах их содержания в предлагаемой смазочной композиции. Пример 4 является оптимальным по составу и свойствам композиции. Примеры 5 – 12 выполнены с меньшим и большим содержанием ингредиентов, чем в заявляемых пределах.The invention is illustrated by examples of the preparation and use of a lubricant composition for a drilling fluid (tables. 4 and 5). Example 1 is made according to the prototype, examples 2 to 4 correspond to the ratio of ingredients in the claimed limits of their content in the proposed lubricant composition. Example 4 is optimal in composition and properties of the composition. Examples 5 to 12 are made with a lower and higher content of ingredients than within the claimed limits.

Пример 1 (прототип). Смазочную композицию ЛБР – 08 приготавливают следующим образом. В стеклянный трехгорлый реактор емкостью 1,0 литр, снабженный электрообогревом, термопарой, регулятором температуры и механической мешалкой, загружают 525,0 г (75,0 % мас.) дистиллятов жирных кислот таллового масла марки «ДЖК», включают мешалку и нагревают содержимое реактора до 90 ⁰С, затем в реактор медленно дозируют 84,0 г (12,0 % мас.) флотореагента- оксаль марки Т-92, 70,0 г (10,0 % мас.) полиэтиленгликолевого эфира моноизононилфенола с 6 – 12 мономерными звеньями в радикале (марка ОП-10). Реакционную массу перемешивают при 90 ⁰С в течение 1,5 часа. Затем в реактор дозируют 21,0 г (3,0 % мас.) композиционного силиконового пеногасителя и перемешивают реакционную смесь при 90 ⁰С в течение 80 минут. Смазочную композицию охлаждают до 50 ⁰С, а затем фасуют в полиэтиленовые баночки.Example 1 (prototype). Lubricating composition LBR - 08 is prepared as follows. In a glass three-necked reactor with a capacity of 1.0 liter, equipped with electric heating, a thermocouple, a temperature controller and a mechanical stirrer, load 525.0 g (75.0% by weight) of fatty acid distillates of tall oil grade “DZhK”, turn on the stirrer and heat the contents of the reactor up to 90 ⁰ С, then 84.0 g (12.0% wt.) of flotation reagent-oxal grade T-92, 70.0 g (10.0% wt.) of monoisononylphenol polyethylene glycol ether with 6-12 monomer are slowly metered into the reactor links in the radical (brand OP-10). The reaction mass is stirred at 90 ⁰ C for 1.5 hours. Then, 21.0 g (3.0% by weight) of a composite silicone antifoam are metered into the reactor and the reaction mixture is stirred at 90 ⁰ C for 80 minutes. The lubricating composition is cooled to 50 ⁰ C, and then Packed in plastic jars.

Пример 2. В стеклянный двугорлый реактор емкостью 1,0 литр, снабженный механической мешалкой, загружают 632 мл (544 г) ОТМ марки ТСп (68,0 % мас.), включают мешалку и дозируют 211,0 мл (192,0 г) дистиллята таллового масла марки «ДЖК» (24,0 % мас. ). Смесь перемешивают в течение 3 минут при 20 ⁰С и дозируют в реактор 48,0 г (6,0 % мас. ) Лапрола 5003-2-Б10 и 16,0 г (2,0 % мас. ) Биксола. Отношение Лапрола 5003-2-Б10 к Биксолу равно 3,0. Смесь перемешивают в течение 8 минут при 20 ⁰С до полного растворения всех ингредиентов в масле. Смазочную композицию фасуют в полиэтиленовые банки объемом 200 мл. Example 2. In a two-necked glass reactor with a capacity of 1.0 liter, equipped with a mechanical stirrer, load 632 ml (544 g) of TMT grade TMP (68.0% wt.), Turn on the stirrer and dispense 211.0 ml (192.0 g) distillate of tall oil brand "DZhK" (24.0% wt.). The mixture is stirred for 3 minutes at 20 ^° C and 48.0 g (6.0% wt.) Of Laprol 5003-2-B10 and 16.0 g (2.0% wt.) Of Bixol are metered into the reactor. The ratio of Laprol 5003-2-B10 to Bixol is 3.0. The mixture is stirred for 8 minutes at 20 ⁰ C until all ingredients are completely dissolved in oil. The lubricating composition is Packed in 200 ml polyethylene cans.

Таблица 4. Состав смазочной композиции, % мас.Table 4. The composition of the lubricating composition,% wt.

Ингредиенты Ingredients Номер примера Example Number 2 2 3 3 4 опт.4 opt. 5 five 6 6 7 7 8 8 9 nine 10 ten 11 eleven 12 12 1. ОТМ марки ТСп 1. OTM brand TSp 68,068.0 38,038,0 32,032,0 36,0 36.0 35,035.0 32,032,0 32,032,0 36,036.0 36,036.0 40,040,0 2. ОТМ марки ГК2. OTM brand GK 72,072.0 32,032,0 35,035.0 37,037.0 37,037.0 36,036.0 36,036.0 36,036.0 36,036.0 30,030,0 3. Дистилляты жирных кислот: марка «ДЖК»3. Fatty acid distillates: brand "DZhK" 24,024.0 13,013.0 12,012.0 3,03.0 2,02.0 12,012.0 11,911.9 8,08.0 8,88.8 10,010.0 4. Марка «ЛТМ»4. Brand "LTM" 17,817.8 8,08.0 12,012.0 15,015.0 15,015.0 13,013.0 10,410,4 11,411,4 12,012.0 11,811.8 5. Лапрол 5003-2-Б105. Laprol 5003-2-B10 6,06.0 4,24.2 5,05,0 5,05,0 5,05,0 6,06.0 5,05,0 3,73,7 6,16.1 5,45,4 6,26.2 6. Биксол6. Bixol 2,02.0 6,06.0 4,04.0 4,04.0 4,04.0 5,05,0 2,02.0 6,06.0 2,52,5 1,81.8 2,02.0

Пример 3. Приготавливают 800,0 г смазочной композиции, аналогично примеру 2, но используют ОТМ марки ГК. В реактор загружают, % мас.: 72,0 ОТМ марки ГК (662,0 мл; 576,0 г), 17,8 дистиллята таллового масла марки «ЛТМ» (147,0 мл; 142,5 г), 4,2 Лапрола 5003-2-Б10 (33,6 г) и 6,0 Биксола (48,0 г). Весовое соотношение Лапрола 5003-2-Б10 к Биксолу равно 0,7. Example 3. Prepare 800.0 g of a lubricating composition, similarly to example 2, but use OTM brand GK. Download to the reactor,% wt .: 72.0 OTM of the HA brand (662.0 ml; 576.0 g), 17.8 distillates of tall oil of the LTM brand (147.0 ml; 142.5 g), 4, 2 Laprol 5003-2-B10 (33.6 g) and 6.0 Bixol (48.0 g). The weight ratio of Laprol 5003-2-B10 to Bixol is 0.7.

Пример 4 (оптимальный). Приготавливают 800,0 г смазочной композиции, аналогично примеру 2, но смешивание ингредиентов проводят при 25 ⁰С. В реактор загружают, % мас.: 38,0 ОТМ марки ТСп (349,5 мл; 304,0 г), 32,0 ОТМ марки ГК (298 мл; 256,0 г), дистилляты таллового масла: 13,0 марки «ДЖК» (114,3 мл; 104,0 г) и 8,0 марки «ЛТМ» (66,0 мл; 64,0 г), 5,0 Лапрола 5003-2-Б10 (40,0 г) и 4,0 Биксола (32,0 г). Соотношение Лапрола 5003-2-Б10 к Биксолу равно 1,25, а плотность смазочной композиции равна 852,0 кг/м³.Example 4 (optimal). Prepare 800.0 g of the lubricating composition, analogously to example 2, but the mixing of the ingredients is carried out at 25 ⁰ C. Download to the reactor,% wt .: 38.0 OTM of brand ТСп (349.5 ml; 304.0 g), 32.0 OTM grade GK (298 ml; 256.0 g), tall oil distillates: 13.0 grade DZhK (114.3 ml; 104.0 g) and 8.0 grade LTM (66.0 ml; 64 , 0 g), 5.0 Laprol 5003-2-B10 (40.0 g) and 4.0 Bixol (32.0 g). The ratio of Laprol 5003-2-B10 to Bixol is 1.25, and the density of the lubricating composition is 852.0 kg / m ³ .

Пример 5. Приготавливают 800,0 г смазочной композиции, аналогично примеру 2, но уменьшают количество ОТМ до 67,0 % мас.. В реактор загружают, % мас.: 32,0 марки ТСп (294,0 мл; 256,0 г), 35,0 ОТМ марки ГК (325,6 мл; 280,0 г ), дистилляты таллового масла: 12,0 марки «ДЖК» (105,5 мл; 96,0 г) и 12,0 марки «ЛТМ» (99,0 мл; 96,0 г), 5,0 Лапрола 5003-2-Б10 (40,0 г) и 4,0 Биксола (32,0 г). Соотношение Лапрола 5003-2-Б10 к Биксолу равно 1,25.Example 5. Prepare 800.0 g of the lubricating composition, analogously to example 2, but reduce the amount of OTM to 67.0% by weight. Download to the reactor,% wt .: 32.0 grade TSp (294.0 ml; 256.0 g ), 35.0 OTM of the GK brand (325.6 ml; 280.0 g), tall oil distillates: 12.0 DZhK brands (105.5 ml; 96.0 g) and 12.0 LTM brands (99.0 ml; 96.0 g), 5.0 Laprol 5003-2-B10 (40.0 g) and 4.0 Bixol (32.0 g). The ratio of Laprol 5003-2-B10 to Bixol is 1.25.

Пример 6. Приготавливают 800,0 г смазочной композиции, аналогично примеру 2, но увеличивают количество ОТМ до 73,0 % мас.. В реактор загружают, % мас.: 36,0 ОТМ марки ТСп (331,0 мл; 288,0 г), 37,0 ОТМ марки ГК (344,0 мл; 296,0 г), дистилляты таллового масла: 3,0 марка «ДЖК» (26,4 мл; 24,0 г) и 15,0 марки «ЛТМ» (123,7 мл; 120,0 г), 5,0 Лапрола 50032-Б10 (40,0 г) и 4,0 Биксола (32,0 г). Соотношение Лапрола 5003-2-Б10 к Биксолу равно 1,25.Example 6. Prepare 800.0 g of a lubricating composition, analogously to example 2, but increase the amount of OTM to 73.0% by weight. Download to the reactor,% wt .: 36.0 OTM of grade ТСп (331.0 ml; 288.0 g), 37.0 OTM of grade GK (344.0 ml; 296.0 g), distillates of tall oil: 3.0 grade of DZhK (26.4 ml; 24.0 g) and 15.0 of grade LTM "(123.7 ml; 120.0 g), 5.0 Laprol 50032-B10 (40.0 g) and 4.0 Bixol (32.0 g). The ratio of Laprol 5003-2-B10 to Bixol is 1.25.

Пример 7. Приготавливают 800,0 г смазочной композиции, аналогично примеру 2, но уменьшают количество дистиллятов таллового масла до 17,0 % мас.. В реактор загружают, % мас.: 35,9 ОТМ марки ТСп (321,8 мл; 280,0 г), 37,0 ОТМ марки ГК (344,2 мл; 296,0 г), дистилляты таллового масла: 2,0 марки «ДЖК» (17,6 мл; 16,0 г) и 15,0 марки «ЛТМ» (123,7 мл; 120,0 г), 6,0 Лапрола 5003-2-Б10 (48,0 г) и 5,0 Биксола (40,0 г). Соотношение Лапрола 5003-2-Б10 к Биксолу равно 1,2.Example 7. Prepare 800.0 g of a lubricating composition, analogously to example 2, but reduce the number of tall oil distillates to 17.0% by weight. Download to the reactor,% by weight: 35.9 OTM grade ТСп (321.8 ml; 280 , 0 g), 37.0 OTM of GK brand (344.2 ml; 296.0 g), tall oil distillates: 2.0 DZhK brands (17.6 ml; 16.0 g) and 15.0 grades LTM (123.7 ml; 120.0 g), 6.0 Laprol 5003-2-B10 (48.0 g) and 5.0 Bixol (40.0 g). The ratio of Laprol 5003-2-B10 to Bixol is 1.2.

Пример 8. Приготавливают 800,0 г смазочной композиции, аналогично примеру 2, но увеличивают количество дистиллятов таллового масла до 25,0 % мас.. В реактор загружают, % мас.: 32,0 ОТМ марки ТСп (294,0 мл; 256,0 г), 36,0 ОТМ марки ГК (335,0 мл; 288,0 г), дистилляты таллового масла: 12,0 марки «ДЖК» (105,5 мл; 96,0 г) и 13,0 марки «ЛТМ» (107,2 мл; 104,0 г), 5,0 Лапрола 5003-2-Б10 (40,0 г) и 2,0 Биксола (16,0 г). Соотношение Лапрола 5003-2-Б10 к Биксолу равно 2,5. Example 8. Prepare 800.0 g of a lubricating composition, similarly to example 2, but increase the number of tall oil distillates to 25.0% by weight. Download to the reactor,% by weight: 32.0 OTM of ТСп grade (294.0 ml; 256 , 0 g), 36.0 OTM of GK brand (335.0 ml; 288.0 g), tall oil distillates: 12.0 DZhK brands (105.5 ml; 96.0 g) and 13.0 grades LTM (107.2 ml; 104.0 g), 5.0 Laprol 5003-2-B10 (40.0 g) and 2.0 Bixol (16.0 g). The ratio of Laprol 5003-2-B10 to Bixol is 2.5.

Пример 9. Приготавливают 800,0 г смазочной композиции, аналогично примеру 2, но количество Лапрола 5003-2-Б10 уменьшают до 3,7 % мас., что снижает Соотношение Лапрола 5003-2-Б10 к Биксолу до 0,6. В реактор загружают, % мас.: 32,0 ОТМ марки ТСп (294,2 мл; 256,0 г), 36,0 ОТМ марки ГК (335,0 мл;288,0 г), дистилляты таллового масла: 11,9 марки «ДЖК» (104,6 мл; 95,2 г) и 10,4 марки «ЛТМ» (85,8 мл; 83,2 г), 3,7 Лапрола 5003-2-Б10 (29,6 г) и 6,0 Биксола (48,0 г).Example 9. Prepare 800.0 g of a lubricating composition, similarly to example 2, but the amount of Laprol 5003-2-B10 is reduced to 3.7 wt.%, Which reduces the ratio of Laprol 5003-2-B10 to Bixol to 0.6. Download to the reactor,% wt .: 32.0 OTM of ТСп grade (294.2 ml; 256.0 g), 36.0 OTM of ГК grade (335.0 ml; 288.0 g), tall oil distillates: 11, 9 of the DZhK brand (104.6 ml; 95.2 g) and 10.4 of the LTM brand (85.8 ml; 83.2 g), 3.7 Laprol 5003-2-B10 (29.6 g ) and 6.0 Bixol (48.0 g).

Пример 10. Приготавливают 800,0 г смазочной композиции, аналогично примеру 2 при 25 ⁰С, но количество Лапрола 5003-2-Б10 увеличивают до 6,1 % мас.. В реактор загружают, % мас.: 36,0 ОТМ марки ТСп (331,0 мл; 288,0 г), 36,0 ОТМ марки ГК (334,9 мл; 288,0 г), дистилляты таллового масла: 8,0 марки «ДЖК» (70,3 мл; 64,0 г) и 11,4 марки «ЛТМ» (94,0 мл; 91,2 г) , 6,1 Лапрола 5003-2-Б10 (48,8 г) и 2,5 Биксола (20,0 г). Соотношение Лапрола 5003-2-Б10 к Биксолу равно 2,44.Example 10. Prepare 800.0 g of a lubricating composition, analogously to example 2 at 25 ⁰ C, but the amount of Laprol 5003-2-B10 is increased to 6.1% by weight. Download to the reactor,% wt .: 36.0 OTM grade ТСп (331.0 ml; 288.0 g), 36.0 OTM of brand GK (334.9 ml; 288.0 g), distillates of tall oil: 8.0 brands of DZhK (70.3 ml; 64.0 d) and 11.4 brands of “LTM” (94.0 ml; 91.2 g), 6.1 Laprol 5003-2-B10 (48.8 g) and 2.5 Bixol (20.0 g). The ratio of Laprol 5003-2-B10 to Bixol is 2.44.

Пример 11. Приготавливают 800,0 г смазочной композиции, аналогично примеру 2 при 22 ⁰С, но количество Биксола уменьшают до 1,8 % мас. В реактор загружают, % мас.: 36,0 ОТМ марки ТСп (331 мл; 288,0 г), 36,0 ОТМ марки ГК (334,9 мл; 288,0 г), дистилляты таллового масла: 8,8 марки «ДЖК» (77,4 мл; 70,4 г) и 12,0 марки «ЛТМ» (99,0 мл; 96,0 г), 5,4 Лапрола 5003-2-Б10 (43,2 г) и 1,8 Биксола (14,4 г). Соотношение Лапрола 5003-2-Б10 к Биксолу равно 3,0.Example 11. Prepare 800.0 g of a lubricating composition, analogously to example 2 at 22 ⁰ C, but the amount of Bixol is reduced to 1.8% wt. Download to the reactor,% wt .: 36.0 OTM of grade ТСп (331 ml; 288.0 g), 36.0 OTM of grade ГК (334.9 ml; 288.0 g), tall oil distillates: 8.8 grade DLC (77.4 ml; 70.4 g) and 12.0 LTM grade (99.0 ml; 96.0 g), 5.4 Laprol 5003-2-B10 (43.2 g) and 1.8 Bixol (14.4 g). The ratio of Laprol 5003-2-B10 to Bixol is 3.0.

Пример 12. Приготавливают 800,0 г смазочной композиции, аналогично примеру 2 при 23 ⁰С, но количество Лапрола 5003-2-Б10 повышают до 6,2 % мас., что увеличивает соотношение Лапрола 5003-2-Б10 к Биксолу до 3,1. В реактор загружают, % мас.: 40,0 ОТМ марки ТСп (367,8 мл; 320,0 г), 30,0 ОТМ марки ГК (279,0 мл; 240,0 г), дистилляты таллового масла: 10,0 марки «ДЖК» (88,0 мл; 80,0 г) и 11,8 марки «ЛТМ» (97,3 мл; 94,4 г), 6,2 Лапрола 5003-2-Б10 (49,6 г) и 2,0 Биксола (16,0 г).Example 12. Prepare 800.0 g of a lubricating composition, analogously to example 2 at 23 ⁰ C, but the amount of Laprol 5003-2-B10 is increased to 6.2% by weight, which increases the ratio of Laprol 5003-2-B10 to Bixol to 3, 1. Download to the reactor,% wt .: 40.0 OTM of ТСп grade (367.8 ml; 320.0 g), 30.0 OTM of ГК grade (279.0 ml; 240.0 g), tall oil distillates: 10, 0 mark “DZhK” (88.0 ml; 80.0 g) and 11.8 mark “LTM” (97.3 ml; 94.4 g), 6.2 Laprol 5003-2-B10 (49.6 g ) and 2.0 Bixol (16.0 g).

Таким образом, совокупность приведённых эксплуатационных и технологических свойств предлагаемой смазочной композиции для буровых растворов на водной основе свидетельствует о их комплексном улучшении в присутствии смеси ПАВ 0,7 – 3,0 мас.ч. Лапрола 5003-2-Б10 с 1,0 мас.ч. Биксола растворённых в ОТМ: коэффициент трения пары металл-металл (ϻ ) снижается по сравнению с прототипом и аналогами более, чем в 2 раза; эффективность смазочного действия улучшается в 1,6 – 2,0 раза; коэффициент поверхностного натяжения на границе масло-вода снижается в 10,0 – 15,0 раз; аномально низкая температура текучести предлагаемой смазочной композиции позволяет использовать её при температуре окружающей среды минус 40 ⁰С, что имеет большое значение при бурении скважин зимой в северных регионах РФ, т. к. известные смазочные композиции и аналоги могут использоваться только при более высоких температурах до минус 18 ⁰С; предлагаемая композиция имеет достаточно высокий коэффициент диспергируемости в воде (К_д= 6-7 ); коэффициент трения пары металл- фильтрационная корка при зенитном угле в 3⁰ при использовании предлагаемой смазочной композиции уменьшается в 1,6 – 2,0 раза, что значительно сокращает энергозатраты на бурение и увеличивает срок службы бурового инструмента; предлагаемая композиция не содержит дефицитных и дорогостоящих ингредиентов, приготовление композиции происходит при комнатной температуре в течение 15 -20 минут и упрощенном аппаратурном оформлении процесса, что снижает её себестоимость в 1,6 – 2,0 раза. Thus, the combination of the operational and technological properties of the proposed lubricant composition for water-based drilling fluids indicates their comprehensive improvement in the presence of a surfactant mixture of 0.7 - 3.0 wt.h. Laprol 5003-2-B10 with 1.0 parts by weight Bixol dissolved in OTM: the friction coefficient of a metal-metal pair (ϻ) is reduced by more than 2 times compared with the prototype and its analogues; the effectiveness of the lubricating action is improved 1.6 - 2.0 times; the coefficient of surface tension at the oil-water interface decreases by 10.0-15.0 times; the abnormally low pour point of the proposed lubricant composition allows its use at an ambient temperature of minus 40 ⁰ C, which is of great importance when drilling wells in winter in the northern regions of the Russian Federation, since well-known lubricant compositions and analogues can only be used at higher temperatures to minus 18 ⁰ C; the proposed composition has a sufficiently high coefficient of dispersibility in water (K _d = 6-7); the friction coefficient of the metal-filter cake pair at a zenith angle of 3 ⁰ when using the proposed lubricant composition is reduced by 1.6 - 2.0 times, which significantly reduces energy consumption for drilling and increases the service life of the drilling tool; the proposed composition does not contain scarce and expensive ingredients, the preparation of the composition occurs at room temperature for 15 -20 minutes and simplified hardware design of the process, which reduces its cost by 1.6 - 2.0 times.

Таблица 5. Результаты испытаний образцов смазочной композиции Table 5. Test results for lubricant composition samples

Номер компози цииSong Number ϻ, мет.-мет.ϻ, met.-met. П, см³ P, cm ³ σ, мНхм^-1 σ, mNhm ^-1 Т_тек, ⁰СT _tech , ⁰ C К_д,
баллыK _d
points К_тр,мет.- филтр. коркаTo _tr, met.-filter. crust ЭСДESD Себестоимость
руб./литрCost price
rub / liter 1, прототип1, prototype 0,0480,048 0,00,0 9,19.1 -9-nine Растворяется в водеSoluble in water 0,0920,092 0,00920.0092 75,075.0 22 0,0370,037 0,00,0 0,80.8 -46-46 66 0,0510,051 0,00630.0063 36,536.5 33 0,0350,035 0,00,0 0,90.9 -48-48 66 0,0550,055 0,00650.0065 35,335.3 4, оптим.4, optim. 0,0230,023 0,00,0 0,60.6 -48-48 77 0,0430,043 0,00460.0046 36,036.0 5five 0,0360,036 5,05,0 1,41.4 -46-46 5five 0,0480,048 0,00480.0048 36,036.0 66 0,0410,041 8,08.0 1,91.9 -43-43 5five 0,0500,050 0,00510.0051 36,036.0 77 0,0380,038 10,010.0 2,32,3 -45-45 5five 0,00610.0061 0,00620.0062 36,036.0 88 0,0450,045 9,39.3 2,12.1 -45-45 44 0,0480,048 0,00630.0063 36,036.0 9nine 0,0400,040 5,65,6 4,04.0 -41-41 22 0,0490,049 0,00500.0050 36,036.0 10ten 0,0430,043 6,16.1 6,06.0 -41-41 33 0,0610,061 0,00550.0055 36,036.0 11eleven 0,0380,038 6,86.8 6,56.5 -42-42 5five 0,0470,047 0,00610.0061 36,036.0 1212 0,0400,040 7,07.0 1,21,2 -44-44 33 0,500.50 0,00570.0057 36,036.0 Биолуб LVLBiolub LVL 0,1650.165 23,023.0 4,34.3 -10-ten 66 0,610.61 0,00750.0075 58,058.0

Обозначения: К_тр,мет. - филтр. корка - коэффициента трения пары «металл-фильтрационная корка»; Т_тек, ⁰С - температура текучести; σ, мНхм^-1- коэффициент поверхностного натяжения на границе масло-вода; П, см³ - пенообразующая активность; ϻ, мет.-мет. - коэффициент трения пары «металл-металл»; ЭСД - эффективности смазочного действия.Designations: To _tr, met. - filter. crust - coefficient of friction of a pair of "metal-filter cake"; T _tech , ⁰ C - flow temperature; σ, mNhm ^-1 - surface tension coefficient at the oil-water interface; P, cm ³ - foaming activity; ϻ, met.-met. - coefficient of friction of the pair "metal-metal"; ESD - the effectiveness of the lubricating action.

Claims

A lubricant composition for a drilling fluid containing distillates of tall oil fatty acids and surfactants, characterized in that it additionally contains as a surfactant a mixture of Laprol 5003-2B10 with Bixol dissolved in spent mineral transformer oil, in the following ratio of components % wt .:

DZhK and LTM tall oil fatty acid distillates or a mixture thereof 17.8-24.0 Laprol 5003-2-B10 4.2-6.0 Bixol 2.0-6.0 Used Mineral Transformer Oil rest