Смазочная добавка для глинистых буровых растворов

 

Изобретение относится к области бурения скважин и позволяет улучшить смазочные св-ва глинистых буровьк растворов при пониженных т-рах. Для этого добавка (Д) содержит высокомолекулярные синтетические жирные кислоты , (СЖК) и этерифицирующий реагент, в качестве которого используются кубовые остатки производства бутиловых спиртов (КОПБС) в количестве 1,2 - 2 мае.ч. к 1 мае.ч. СЖК. Смазочную Д можно ползгчать двумя способами: термическим - при 125-200 С и отгонке реакционной воды в течение 2-4 ч и каталитическим - в присутствии 1 мае.%.концентрированной И SO при 115-130 С в течение 1-3 ч. От вида способа обработки смазочные св-ва не зависят, а определяются массовым соотношением СЖК и КОПБС. В результате обработки происходит образование сложных зфиров, которые вместе с имеющимися в КОПБС низкомолекулярными соединениями образуют композицию , обладающую высокими смазочными св-вами при пониженных т-рах. 1 табл. с (Л to 00 со 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„, Я0„„12

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

? . i

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 39 17640/23-03 (22) 26.06.85 (46) 15.02.87. Бюл. й- 6 (71) Волгодонский филиал Всесоюзного научно-исследовательского.и проектного института поверхностно-активных веществ и Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) В.А.Рунов, И.Ю.Корчагин, Ю.Н.Мойса, Л.П.Вахрушев и Н.А.Малышев (53) 622.243.4 15. 144.3 (088.8) (54) СМАЗОЧНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ ГЛИНИСТЫХ

БУРОВЫХ РАСТВОРОВ (57) Изобретение относится к области бурения скважин и позволяет улучшить смазочные св-ва глинистых буровых растворов при пониженных т-рах. Для этого добавка (Д) содержит высокомолекулярные синтетические жирные кислоты.(СЖК) и этерифицирующий реагент, в качестве которого используются кубовые остатки производства бутиловых спиртов (КОПБС) в количестве 1,2—

2 мас.ч. к 1 мас.ч. СЖК. Смазочную

Д можно получать двумя способами: термическим — при 125-200 С и отгонке реакционной воды в течение 2-4 ч и каталитическим — в присутствии

1 мас.K.концентрированной Н S0„ при

115-130 C в течение 1-3 ч. От вида способа обработки смазочные св-ва не зависят, а определяются массовым соотношением СЖК и КОПБС. В результате обработки происходит образование сложных эфиров, которые вместе с имеющимися в КОПБС низкомолекулярными соединениями образуют композицию, обладающую высокими смазочными св-вами при пониженных т-рах. 1 табл.

1 12898

Изобретение относится к способу получения смазочной добавки к буровым растворам и может быть использовано в нефтегазоперерабатывающей и горно-рудной промышленности при бурении скважин.

Цель изобретения — улучшение смазочных свойств при пониженных температурах.

Сущность изобретения состоит в 1О обработке высокомолекулярных синтетических жирных кислот кубовым остатком производства бутиловых спиртов, в результате чего получается смазочная добавка, обладающая высокими смазочными свойствами при 2=15 С.

Смазочную добавку получают следу1 ющим образом.

Высокомолекулярные синтетические жирные кислоты (фракция СЖК С, -Сд или кубовый остаток производства СЖК) обрабатывают кубовыми остатками производства бутиловых спиртов при массовом соотношении 1:(1,2 — 2).

Обработку можно осуществлять двумя способами: термическим и каталитическим.

Первый заключается в том, что обрабатывают кубовыми остатками производства бутиловых спиртов (КОПБС) высокомолекулярные СЖК при 125-200 С и отгонке реакционной воды в течение

2-4 ч; второй — в том, что высокомолекулярные СЖК обрабатывают КОПБС в при- 35 сутствии 1 мас.X (от реакционной смеси) концентрированной Н SG (987) о при 115-130 С и отгонке реакционной воды, процесс ведут 1-3 ч.

В обоих случаях массовое соотноше- 40 ние высокомолекулярные СЖК:КОБС, 1:(1,2 — 2) и полученные продукты аналогичны по составу.

Таким образом, от вида способа обработки смазочные свойства добавки не зависят, а определяются массовым соотношением реагентов.

При проведении процесса обработки в разработанных оптимальных параметрах происходит образование значительного количества сложных, эфиров, которые вместе с имеющимися в исходных

КОПБС низкомолекулярными соединениями (в основном простых эфиров) образуют композицию, обладающую высокими смазочными свойствами и при пониженных температурах, относительный коэффициент сдвига корки (КСК) а предложен-

40-50

Данная смазочная добавка предназначена для глинистых буровых растворов на основе бентонита. Раствор бен-. тонитовой глины в воде представляет собой простейший буровой раствор.

Смазочная характеристика бурового раствора улучшается при введенчи смазочной добавки (в частности, коэффициент сдвига корки).

74 ной добавкой при 25 С 0,39-0,42; при

15 С вЂ” 0,40-0,45; при 2 С вЂ” 0,41-0,46.

Это явление обусловлено тем, что низкомолекулярные соединения, входящие в состав полученной смазки, имеют низкую температуру застывания, улучшают растворимость полученных сложных эфиров в буровом растворе и обеспечивают его однородность и при пониженных температурах.

При массовом соотношении высокомолекулярные СЖК:КОПБС 1: 1 ухудшаются смазочные свойства вследствие увеличения содержания свободных карбоновых кислот, которые сами по себе обладают низкими смазочными свойствами.

При массовом соотношении высокомолекулярные СЖК: КОПБС 1,22 несколько ухудшаются смазочные свойства (вследствие снижения содержания высокомолекулярных эфиров) и непроизводительно расходуется КОПБС.

Смазочную способность оценивали по относительному коэффициенту сдви1 га глинистой корки (КСК) на модерни — . зированном приборе CMC-2, а-также на четырехшариковой машине при трении скольжения — по относительному коэффициенту трения.

Кубовые остатки производства бутиловых спиртов представляют собой сложную смесь кислородсодержащих соединений, в основном спиртов и простых эфиров, и имеют следующий состав, 7.:

Спирты С -С 35-45

Простые эфиры спиртов С -С, Другие кислородсодержащие соединения Остальное

В качестве высокомолекулярных СЖК использовали кислоты фр. С -С (кислотное число 162 г КОН/г; эфирное масло 17 мг КОН/г; :средняя мол. мас. 320) и кубовый остаток производства СЖК (кислотное число

72 мг KOH/ã; эфирное число 25 мг KOH/г; средняя мол.мас. 390).

Вид высокомолеку- Вид обработки лярных кислот

Пример, ¹

Соотно- Относительный КСК глинисшение того раствора с добавками

СЖК и ри Т, С ,КОПБС

15 2

25

1 Кубовые остатки Термический 1: 1,2 производства СЖК

0,45 0,45

0,41

Каталитический 1:2

0,42 0,43

0,41 0,42

0,40 0,41

То же

Термический 1: 1,5

0,39

Каталитический 1:1,5

Фр. СЖК С -С2

0,39

Кубовые остатки производства СЖК

0,44 0,49 0,55

0,45 0,48 0,50

Термический 1:1

Каталитический 1:2,2

То же

Составитель Л.Бестужева

Редактор Л.Веселовская Техред Л.Олейник Корректор C.Øåêìàð

Заказ 7870/25 Тираж 654 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 12898

Пример 1. 200 г кубового остатка производства СЖК обрабатывают

240 r кубового остатка производства бутиловых спиртов (массовое соотношение 1: 1,2), поднимают темпеРатуру до 150 С, а реакционную воду отгоняют. Процесс завершается по окончании выделения воды. Продолжительность реакции 3 ч. Получают 430 г смазочной добавки. 10

Пример 2. 200 r кубового остатка производства СЖК обрабатывают

400 г кубовых остатков производства бутиловых спиртов (массовое соотношение 1:2) в присутствии 6 г (1мас.Ж) 15 концентрированной Н SO (98X), темо пературу поднимают до 125 С и отгоняют реакционную воду. Продолжительность реакции 2 ч. Получают 580 r смазочной добавки. 20

Пример ы 3-6. Выполняются аналогично примерам 1, 2 при других параметрах процесса (примеры 5 и 6 выполнены за пределами оптимальных параметров). 25

Оценка смазочных свойств добавок, полученных по примерам 1-6, проводи-: лась путем измерения относительного

74 4

КСК простейшего глинистого ".Ураново раствора (бентонит в воде) со смаэоч— ными добавками.

Характеристика смазочных свойств буровых растворов с добавками приведена в таблице.

Данные таблицы показывают, что смазочная добавка имеет более высокие смазочные свойства при пониженных температурах (при 2 С на 257). Кроме того, решается проблема утилизации кубовых остатков производства бутиловых спиртов, являющихся отходом производгтва.

Формул а из об р е те ни я

Смазочная добавка для глинистых буровых растворов на о нове высокомолекулярных синтетических кислот и этерифицирующего реагента, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения смазочных свойств, при по-. ниженных температурах, в качестве этерифицирующего реагента содержит кубовые остатки производства бутиловых спиртов в количестве от 1,2

2 мас.ч. к 1 мас.ч. высокомолекулярных синтетических жирных кислот.