[发明专利]一种润滑剂及其制备方法

说明书

本发明涉及润滑剂及其制备方法，具体地说是适用与钻井液混合使用的润滑剂及其制备方法。

随着钻井业的发展，定向井丛式钻井技术得到了广泛的使用。在海洋钻井中，水平井技术更是得到了广泛应用。这就为钻井过程中的实际操作技术带来新的要求。例如：随着钻井垂深与水平长度比例的增大，钻具所受到了摩阻也随之大幅增加，钻具常常因此而发生机械故障。为解决该问题，在钻井操作中，通常在钻井液中直接加入低碳石墨粉，以降低摩阻系数，减少卡钻现象的发生，然而，其效果不十分理想。因为加入单纯的石墨，其润滑系数降低率并不显著，且还影响了钻井液的流变性。

本发明的就是提供一种润滑效果好，与钻井液混合使用的润滑剂，同时提供一种制备该润滑剂的方法。

本发明的目的：是这样实现的选用含有下述重量份比的组分：石墨40-80份，褐煤10-40份，烧碱3-10份，焦亚硫酸钠5-10份，甲醛5-10份。

制备方法可采用将在重量份比范围内称取的褐煤和烧碱将其混合均匀，再加入焦亚硫酸钠和甲醛混合液，过干时还可以加入适量水溶液，充分湿润后进行磺化反应，在生成的膏状磺化反应物中加入石墨粉，聚合后，制成颗粒。

为了进一步提高润滑效果，最好在前述的组合物中，再加入下述重量份比的组分：矿物润滑油1-5份，乳化剂1-5份，硅酸钠1-3份。

本发明润滑剂的优选重量份比是：

石墨60-70份，褐煤20-40份，烧碱5-7份，焦亚硫酸钠7-8份，甲醛7-8份，矿物润滑油2-3份，乳化剂2-3份，硅酸钠2-3份。

本发明润滑剂中的石墨最好选用含碳量为80-96％的中碳或高碳石墨，其粉细度以100-200目为优选，这样不仅可增加润滑系数降低率，而且还可保证钻井液的良好流变性。

本发明润滑剂中的矿物润滑油可选用白油、机油、柴油，但以白油为最优选，因为白油价廉且无荧光。

本发明润滑剂中的乳化剂可选用油酸、十二烷苯磺酸，Oπ/7、SP/80、甘油聚醚等其中油酸价廉、适用于大量使用，故为本发明优选乳化剂。

本发明还提供了制备该润滑剂的一种具体制备方法其依次含有下列步骤：

A、按所述重量份比称取石墨、褐煤、烧碱、焦亚硫酸钠、甲醛、矿物润

滑油、乳化剂、硅酸钠。

B、将褐煤、烧碱置于反应釜中混合均匀，加入焦亚硫酸钠与甲醛的混合液，在常压，30-90℃条件，下磺化反应3-5小时。磺化时间过长或过短都可对钻井液的流变性产生不利影响。

C、磺化反应物中加入石墨、矿物润滑油、乳化剂、硅酸钠，在常压下，30-90℃条件下，聚合反应2-3小时。经磺化的褐煤呈水溶性，在与石墨的聚合反应中可将石墨包裹其中，从而降低了钻井液的滤失量和粘度。

D、将聚合物造粒。

本发明润滑剂具有良好的润滑性能，它可大大提高润滑系数的降低率，并可保证不破坏钻井液的流变性。

本发明中的润滑系数降低率的计算公式为：

润滑系数由极压润滑仪测定。通常液态用润滑系数表示，而固态用摩阻系数表示。

钻井液的流变性是由钻井液的表面粘度、动切力、静切力、滤失量来表征的。一般说来表观粘度低、动切力小则摩阻系数小，滤失量小说明钻井液中的水份渗透到地层量少，有利于钻井液的利用。静切力一般应相对控制在一定范围，因其过大、过小都不利于钻屑的带出与排除。

本发明润滑剂是加在钻井液中使用的，其具有较大的润滑系数降低率且不改变钻井液的流变性，说明其具有良好的润滑性。其优选的组分和配比量可同时改善钻井液的流变性，则更有利于钻探操作的顺利进行。

从下列表1-4中，我们可以看出各组分、配比及制备过程中不同参数的选择有着不同的实验效果。