Смазочный реагент к буровым растворам

 

Изобретение относится к смазочным реагентам для буровых растворов и используется в нефтедобывающей промышленности. Снижение скорости износа стального образца в среде бурового раствора достигается за счет модифицированного отработанного подсолнечного масла алкилсиликонатом натрия - ГКЖ-IIУ или ГКЖ-10У. При этом также снижается коэффициент трения глинистой корки. 4 табл.

Изобретение относится к смазочным реагентам, применяемым в буровых растворах.

Широкое применение для этих целей нашла смазочная добавка СМАД-1, представляющая собой смесь окисленного петролатума с другим топливом в соотношении от 1: 1 до 1:3. Недостатком известной смазочной добавки являются низкие противоизносные свойства, пожароопасность, значительная экологическая опасность.

Наиболее близкой по технической сущности к предполагаемому изобретению является смазочный реагент для буровых растворов на основе отработанного подсолнечного масла РАМБС [1] Этот реагент обладает хорошими смазочными и противоизносными свойствами. Однако требования научно-технического прогресса ставят задачу по созданию более эффективных смазочных и противоизносных добавок для буровых растворов.

Исследования по решению поставленной задачи позволяют создать смазочный реагент на основе отработанного подсолнечного масла с улучшенными смазочными и противоизносными характеристиками. Смазочный реагент содержит отработанное подсолнечное масло и добавку кремнийорганическую жидкость ГКЖ-11У или ГКЖ-10У (ТУ 6-05-11687721-009-94) при следующем соотношении компонентов, мас.

Отработанное подсолнечное масло (ОПМ) 83,3-77,8 Кремнийорганическая жидкость ГКЖ-11У или ГКЖ-10У 16,6-22,2 Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав смазочного реагента содержит новый компонент - кремнийорганическую жидкость ГКЖ-11У или ГКЖ-10У. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Отработанное подсолнечное масло (ОПМ), входящее в состав смазочного реагента в качестве активного компонента, представляет собой подсолнечное масло, использованное в кулинарии для жарки пищевых продуктов, в частности рыбы, и является отходом пищевой промышленности. Подсолнечное масло считается отработанным, если оно применялось в течение 4 ч при 70^oС. Оно представляет собой жидкость желтого или коричневого цвета плотностью 0,915-0,925 кг/м³, условной вязксостью при 20^oС 30-45 с и рН 6.

Жидкость ГКЖ-11У представляет собой 35-45%-ный водный раствор метилсиликоната натрия. ГКЖ-10У 35-45%-ный водный раствор этилсиликоната натрия (ТУ 6-05-11687721-009-94). По физико-химическим показателям жидкости ГКЖ-11У и ГКЖ-10У соответствуют нормам и требованиям, указанным в табл.1.

Модифицирование ОПМ кремнийорганическими жидкостями ГКЖ-11У и ГКЖ-10У осуществляется с целью повышения пластифицирующей способности в результате образования мыл, повышение эмульгируемости смазочного реагента в буровом растворе (за счет снижения поверхностного натяжения смеси), стойкости к бактериальному разложению. Совместное применение ОПМ с ГКЖ-11У и ГКЖ-10У придает смазочному реагенту новые свойства: улучшение смазочных и противоизносных свойств, уменьшение поверхностного натяжения, вязкости и плотности. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень".

Для экспериментальной проверки заявляемого смазочного реагента приготовлены 5 составов, свойства которых описаны в табл.2. Смешение компонентов осуществляется при перемешивании на магнитной мешалке при температуре 15-30^oС в течение 20-30 мин. Составы 1-3 соответствуют заявляемым пределам компонентов, а 4-5 выходят за эти пределы. В табл.2 также приводятся основные свойства использованного для приготовления смазочного реагента образца ОПМ (7), а также свойства образца РАМБС, представленного разработчиком для сравнительных исследований.

В табл. 3 отражены основные технологические свойства буровых растворов, представляющих суспензию плотностью 1060 кг/м³ из бентонитового порошка с выходом 7,7 м³/т и содержащую заявляемый смазочный реагент, а также смазочный реагент РАМБС.

Основные технологические свойства буровых растворов измерены на стандартных приборах. Коэффициент трения глинистой корки измерен на приборе ФСК-2. (Уфимский нефтяной институт). Противоизносные свойства глинистой суспензии с заявляемым составом смазочного реагента и прототипа оценены на машине трения МТ-2 (Уфимский нефтяной институт). Результаты представлены в табл.4.

Взаимодействие ОПМ с кремнийорганической жидкостью приводит к проявлению новых свойств смазочного реагента (табл.2), отличающихся от свойств чистого отработанного масла.

Из табл. 3 видно, что заявляемый состав смазочного реагента (составы 1,2,3) вызывает уменьшение коэффициента трения глинистой корки бурового раствора в среднем на 25-30% другие технологические показатели глинистых суспензий отличаются мало. Составы 4 и 5, в которых не соблюдается заявляемое соотношение компонентов, дают меньшее уменьшение коэффициента трения.

Из табл.4 следует, что смазочный реагент, в котоpом компоненты находятся в соотношении, соответствующем заявляемым пределам (составы 1-3), снижают скорость износа стандартного образца при всех нагрузках в 2-2,5 раза эффективнее, чем реагент РАМБС.

Использование заявляемого изобретения позволит повысить смазочные и противоизносные свойства буровых растворов, уменьшить опасность прихватов.

Формула изобретения

Противоизносный и смазочный реагент к буровым растворам на основе отработанного подсолнечного масла, модифицированного добавкой, отличающийся тем, что в качестве добавки он содержит 35 45%-ные водные растворы алкилсиликонатов натрия (ГКЖ IIY, ГКЖ 10Y) при следующем соотношении компонентов, мас.

Отработанное подсолнечное масло 83,3 77,8 35 45% -ные водные растворы алкилсиликоната натрия (ГКЖ IIY или ГКЖ - 10Y) 16,7 22,2ю

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5