[发明专利]一种钻井润滑剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种钻井润滑剂及其制备方法，属于润滑剂制备技术领域。本发明以壳聚糖为原料，对其碳化后进行化学镀铁，再将镀铁后的碳化壳聚糖载体进行表面活性剂改性，将改性后的碳化壳聚糖载体和聚乙二醇以及五氧化二磷混合反应后，最终和地沟油等原料共混制得得到润滑剂，本发明制得的润滑剂，润滑效果和吸附性能极佳，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种钻井润滑剂及其制备方法，属于润滑剂制备技术领域。

背景技术

目前，大斜度井和大位移井钻井过程中摩阻扭矩高，制约了井眼的有效延伸，降低了钻井效率。通过增大钻井液中润滑剂的加量，或者采取将液相润滑剂和固体润滑剂（石墨或塑料小球等）复合的方式来提高钻井液的润滑性能，降低摩阻扭矩，但总体效果一般，尤其是钻井液中润滑剂的加量达到一特定值后，润滑效果不再随着润滑剂加量增大而增加。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种钻井润滑剂及其制备方法，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种钻井润滑剂及其制备方法。

本发明的一种钻井润滑剂，按重量份数计，包括以下原料：

55～65份餐厨废弃油脂；

13～15份润滑剂功能料；

35～40份三乙醇胺；

10～15份硬脂酸钠；

所述润滑剂功能料是碳化壳聚糖载体。本发明通过冷冻干燥并碳化得到带有壳聚糖波浪弯曲的片层结构以及柱状空隙和棱纹凸起等微观结构的碳化载体，接着制备活化液，活化液中，氨水和硝酸银形成银氨络合物，依附于氧化石墨烯表面，银氨络合物被化学镀铁液中的次亚磷酸钠还原为银，金属银具有催化活性，成为化学镀铁的活性中心，本发明的镀铁载体具有碳化壳聚糖的波浪弯曲的片层结构以及柱状空隙和棱纹凸起等微观结构，将其作为润滑剂的组分，其中的波浪弯曲的片层结构，在润滑剂受到外界摩擦应力时，能沿着应力传递方向通过载体的层间滑移，并沿着摩擦移动方向移动，从而减少钻井过程中机器内能的消耗，减少摩擦损耗，起到润滑作用，其次，波浪弯曲的片层结构类似于一个波浪形的放射肋，波浪形的放射肋会和柱状空隙和棱纹凸起的微观结构形成网格型结构，整体上呈现出结节放射肋和凸棱、凹槽检错分布的网格状形态，此微观形态可以阻碍并缓冲外界摩擦应力，降低了磨损侵蚀，进一步起到润滑的效果；

进一步的，所述润滑剂功能料还可以为镀铁载体；载体表面镀铁后会与后续负载的磷酸酯类物质发生反应，进一步提高润滑效果；

所述镀铁载体是以碳化壳聚糖载体为原料，经过活化液活化后，再经过化学镀铁液镀铁后制得的；

所述活化液包括氨水、硝酸银和蒸馏水；

所述化学镀铁液包括七水合硫酸亚铁、柠檬酸三钠、次亚磷酸钠和去离子水。

进一步的，所述润滑剂功能料还可以为改性镀铁载体；本发明用阳离子表面活性剂对镀铁载体进行表面改性，使得载体表面带微弱正电荷，可以主动吸附在带负电的钻井机器金属和土层颗粒的表面上，由于金属钻头表面或粘土表面的亲水性，按极性相近规则吸附的表面活性剂可使这些表面反转为亲油表面，从而使煤焦油能在金属表面或粘土表面形成均匀的油膜，这种定向吸附使亲油基朝外，所以金属钻头表面与粘土颗粒表面之间的固-固摩擦变成油膜之间的摩擦，从而减少金属部件的磨损，增加润滑剂的润滑效果；

所述改性镀铁载体是由镀铁载体和十六烷基三甲基溴化胺以及去离子水反应制得的。