[發(fā)明專利]一種鉆井液用極壓潤滑脂及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211020844.3
• 申請日: 2022-08-24
• 公開（公告）號: CN115160996B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷恒永;趙善波;胡素麗;史金萍;趙彬;李卓;陳姣姣;石玉春
• 申請（專利權(quán)）人: 河南金馬石油科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035
• 代理公司: 鄭州知倍通知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41191
• 代理人: 李玲玲

本發(fā)明屬于油田鉆井液助劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鉆井液用極壓潤滑脂及其制備方法。本發(fā)明提供的鉆井液用極壓潤滑脂，是將以質(zhì)量份數(shù)計的100～300份酸化油、40～100份甘油、30～35份硼酸、15～35份單質(zhì)硫、1.5～2.0份催化劑混合攪拌均勻，然后于145～155℃攪拌反應(yīng)2～4h制備得到。本發(fā)明的潤滑脂，屬于硫化硼酸脂肪酸甘油酯類極壓潤滑脂，其無熒光，極壓潤滑性好，潤滑系數(shù)降低率大于90％，泥漿起泡率為零，遠(yuǎn)超石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“Q/SY17088?2016”對于鉆井液用液體潤滑劑規(guī)定的限值要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油田鉆井液助劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鉆井液用極壓潤滑脂及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著油氣勘探開發(fā)的不斷發(fā)展，長裸眼水平鉆井逐漸增多，受壓水平段也越來越長，因此對鉆井用鉆頭和鉆具使用壽命的要求也越來越高。鉆井液用極壓潤滑脂為鉆頭和鉆具在極高壓力下的泥漿潤滑劑，其能夠在摩擦的鉆頭和鉆具表面吸附，形成一層極壓保護膜，對鉆頭和鉆具起保護作用，有效降低壓差卡鉆和鉆頭泥包的可能性。

目前，現(xiàn)有技術(shù)中的極壓潤滑劑主要是各種植物油脂與礦物油、表面活性劑等的復(fù)配產(chǎn)物，其在實際使用過程中逐漸暴露出各種各樣的問題，如抗極壓潤滑效果差、有熒光、且加入鉆井液中會產(chǎn)生泡沫、增加鉆井液的粘度并降低鉆井液的密度，極大地影響了鉆井施工的正常進行。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種鉆井液用極壓潤滑脂，其具有優(yōu)良的極壓潤滑性能，并且在泥漿中無熒光、不會起泡、對鉆井液的粘度、密度的影響較小。

本發(fā)明的目的還在于提供一種鉆井液用極壓潤滑脂的制備方法，其操作簡單，適合規(guī)模化生產(chǎn)，制備所得極壓潤滑脂綜合性能優(yōu)異，能夠滿足鉆井液的使用需求。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的鉆井液用極壓潤滑脂，采用包括以下步驟的方法制備得到：

以質(zhì)量份數(shù)計，將100～300份酸化油、40～100份甘油、30～35份硼酸、15～35份單質(zhì)硫、1.5～2.0份催化劑混合攪拌均勻，然后于145～155℃攪拌反應(yīng)2～4h，即得。

本發(fā)明以酸化油、甘油、硼酸、單質(zhì)硫為原料，使之在催化劑作用下進行反應(yīng)，得到一種硫化硼酸脂肪酸甘油酯類極壓潤滑脂。實驗證明，本發(fā)明所得極壓潤滑脂無熒光，極壓潤滑性好，潤滑系數(shù)降低率大于90％，泥漿起泡率為零，且對鉆井液粘度、密度基本無影響，綜合解決了現(xiàn)有常規(guī)潤滑劑有熒光、極壓潤滑效果差、且容易起泡、還會影響鉆井液性能的問題，遠(yuǎn)超石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“Q/SY?17088-2016”對于鉆井液用液體潤滑劑技術(shù)規(guī)范中規(guī)定的限值要求。

本發(fā)明中，采用酸化油作為原料之一，能夠達到廢物再利用的目的。酸化油是油脂精煉廠所生產(chǎn)的副產(chǎn)品皂腳，進行酸化處理得到的油，其成分主要為脂肪酸以及少量的甘油三酯、甘油二酯、甘油單酯、色素、雜質(zhì)等。本發(fā)明針對酸化油的再利用要求，首次提出了一種基于酸化油的鉆井液用極壓潤滑脂的制備思路，其不僅原料價廉易得，而且所得潤滑脂兼具優(yōu)異的綜合性能，極大地滿足了鉆井施工的應(yīng)用需要，能夠?qū)︺@頭和鉆具起到有效的保護作用，降低壓差卡鉆和鉆頭泥包的可能性。

為了保證極壓潤滑脂的成功制備以及制備所得極壓潤滑脂的綜合性能，優(yōu)選地，所述酸化油為大豆酸化油、葵花籽酸化油、油菜籽酸化油、玉米酸化油中的一種或幾種。

根據(jù)廠家提供的產(chǎn)品質(zhì)量說明書，市售酸化油大多是經(jīng)過初步煉制除去色素、甘油酯和雜質(zhì)的直鏈不飽和脂肪酸。為了保證本發(fā)明制備所得極壓潤滑脂的性能，優(yōu)選地，本發(fā)明中，所述酸化油中不飽和脂肪酸的含量在90％以上。

攪拌反應(yīng)過程中，為了提高反應(yīng)效率，需要添加催化劑來促進整個反應(yīng)體系的反應(yīng)進程，由此得到無熒光、在泥漿中不會起泡、具有優(yōu)良極壓潤滑性能的產(chǎn)品。優(yōu)選地，所述催化劑為對甲苯磺酸。

作為進一步優(yōu)選的方案，在制備鉆井液用極壓潤滑脂時，所述攪拌反應(yīng)在敞口容器中進行。