Смазка для шарошечных долот с герметизированными опорами

Использование: в горнорудной, нефтяной, газовой и металлургической отраслях промышленности. Сущность: смазка содержит в мас.%: синтетическое масло Б-ЗВ 13-22, керофлюкс 3-5, порошок фталоцианина меди и фталоцианина кобальта (1:1) 1,5-2,3, сернистая присадка 1,3-2,1, масло цилиндровое 52 остальное. Сернистая присадка представляет собой продукт теломеризации серы и пиперилена. Технический результат -повышение износостойкости узлов трения опор шарошечных долот в 3,2 раза, улучшение низкотемпературных свойств смазки. 3 табл.

 

Изобретение относится к смазкам для шарошечных долот, а более конкретно к смазкам для герметизированных опор шарошечных долот, и используется для повышения долговечности подшипников скольжения.

Широко известны смазки на основе минеральных масел с применением мыльных загустителей, наполнителей и различных присадок, например УссА [ГОСТ 3333-80]. Однако известные смазки обладают недостаточными противоизносными и низкотемпературными свойствами.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является смазка для опор шарошечных долот [патент №2183660], содержащая минеральное масло цилиндровое 52, синтетическое масло Б-ЗВ, керофлюкс, порошок фталоцианина меди и фталоцианина кобальта (1:1), противоизносную сернистую присадку на основе олигомеров серы и алкенов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Синтетическое масло Б-ЗВ	15-20
Керофлюкс	3-4
Порошок фталоцианина меди и
фталоцианина кобальта(1:1)	1,5-2
Сернистая присадка	1,5-2
Масло цилиндровое 52	остальное

Известная смазка имеет недостаточно высокие противоизносные и низкотемпературные свойства.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу повышения противоизносных и низкотемпературных свойств смазки.

Указанная задача решается тем, что смазка для шарошечных долот с герметизированными опорами, содержащая минеральное масло цилиндровое 52, противоизносную сернистую присадку, синтетическое масло Б-ЗВ, присадку керофлюкс, порошок фталоцианина меди и фталоцианина кобальта (1:1), согласно изобретению в качестве противоизносной сернистой присадки, содержит присадку на основе теломеризации серы и пиперилена в следующем соотношении компонентов, мас.%:

Синтетическое масло Б-ЗВ	13-22
Керофлюкс	3-5
Порошок фталоцианина меди и
фталоцианина кобальта(1:1)	1,5-2,3
Сернистая присадка	1,3-2,1
Масло цилиндровое 52	Остальное

Сернистая присадка представляет собой продукт на основе продуктов теломеризации серы и пиперилена. Применение данной сернистой присадки улучшает по сравнению с прототипом противоизносные и температурные свойства смазки, (см. табл.2, 3)

Способ получения сернистой присадки.

Пример. В стальной автоклав емкостью 1 л поместили 174 мл пипериленовой фракции (содержащей 95-98% пиперилена в соотношении транс:цис=67:33, амилены и изопрен) в 390 мл п-ксилола, 219 г элементарной серы и перемешивали при температуре 130°С в течение 3 часов. После охлаждения и упаривания растворителя получили реагент, представляющий собой жидкость темно-коричневого цвета с процентным содержанием серы % S=72%.

Депрессорная присадка к моторным топливам керофлюкс (keroflux-5486, фирма "BASF", Германия) имеет следующие характеристики:

Вязкость, мм2/с при температуре 50°С	150
Температура вспышки, °С не выше	57
Температура застывания, °С не выше	10
Плотность при 20°С, кг/м3 не более	900

Более плотные сведения по свойствам присадки приводятся в книге: "Улучшение экологических характеристик нефтяных топлив. Присадки и добавки" / Данилов А.М. - М.: Химия, 1996, 232 с. Масло Б-ЗВ.

Масло синтетическое Б-ЗВ - синтетическое на основе сложных эфиров пентаэритрита и жирных кислот с комплексом присадок.

Характеристики соответствуют ТУ 38.101295-85.

Технология приготовления смазки заключается в следующем.

В минеральное масло цилиндровое 52 при температуре 80°С вводят синтетическое масло Б-ЗВ 22 мас.%, и периодически перемешивают. Сернистую присадку 2,1 мас.% разогревают до температуры 70°С, после чего вводят в смесь и тщательно перемешивают до полного растворения. Затем добавляется 2,3 мас.% порошка фталоцианина меди и фталоцианина кобальта в отношении (1:1). Порошок измельчается при 9000 об/мин. Далее вводят 5% депрессорной присадки керофлюкс. Полученную смесь доводят до температуры 80-90°С, тщательно перемешивают до получения однородной массы.

Сокращение сроков строительства скважин и повышение эффективности работы породоразрушающего инструмента тесно связано с износостойкостью узлов трения опор шарошечных долот.

Одним из основных требований, предъявляемых к смазке опор шарошечных долот, - обеспечение высоких противоизносных свойств долотных сталей.

Оценка противоизносных свойств смазки проводят на машине трения "Экспресс-1", работающей по схеме "диск-стержень", помещаемой в камеру с исследуемым материалом (диск-20 ХНЗМА, стержень-40ХН) при нагрузках, значительно превышающих пределы работы подшипников скольжения в герметизированных опорах шарошечных долот.

Для оценки свойств были приготовлены образцы смазки с различным содержанием ингредиентов (табл.1).

В табл.2 приведены значения скорости изнашивания долотной стали 14ХНЗМА от интенсивности нагрузки при трении по схеме "диск-стержень".

Из табл.2 видно, что по сравнению с прототипом и базовой смазкой противоизносные свойства заявляемой смазки во всем диапазоне изменения нагрузки существенно выше.

Данные из табл.3 свидетельствуют о более широком температурном диапазоне применения предлагаемой смазки.

Испытания предлагаемой смазки проводились в шарошечных долотах типа 111-215,9 Т3-ГНУ КОЗ и 111-215,9 МС3-ГНУ К01 с использованием принудительной смазки подшипников скольжения применением наддолотного лубрикатора. За критерий оценки работы при проведении испытаний принимают проходку на долото и долговечность опор долот. Испытания проводились непосредственно в условиях эксплуатации буровой установки в следующей последовательности: на площадке буровой на долото наворачивается наддолотный лубрикатор и через специальное заправочное устройство закачивается смазка;

- на лубрикатор наворачивается забойный двигатель с оборотами до 400 об/мин;

- при бурении создается нагрузка на 20-30% выше обычной;

- после каждого долбления производится дозаправка лубрикатора смазкой;

- принудительная смазка обеспечивается за счет перепада давления промывочной жидкости на насадках долота;

- расход смазки составляет 0,5 л на долбление;

- рекомендуется отрабатывать долото в течение двух часов для приработки поверхностей трения при нагрузке 50-60% от обычной.

Испытания показали, что предлагаемая смазка с использованием принудительной системы позволила увеличить проходку на долото в 2,8 раза, а стойкость опор в 3,2 раза.

Смазка нетоксична и имеет простую технологию приготовления. Как следует из анализа результатов исследований и испытаний, предлагаемая смазка обладает хорошими противоизносными свойствами, что обеспечивает надежную работу узлов трения.

Использование предлагаемой смазки возможно в горнорудной, нефтяной, газовой и металлургической отраслях промышленности.

Смазка для шарошечных долот с герметизированными опорами, содержащая минеральное масло цилиндровое 52, противоизносную сернистую присадку, синтетическое масло Б-ЗВ, присадку керофлюкс, порошок фталоцианина меди и фталоцианина кобальта (1:1), отличающаяся тем, что в качестве противоизносной сернистой присадки содержит присадку на основе продукта теломеризации серы и пиперилена при следующем соотношении компонентов, мас.%:

синтетическое масло Б-ЗВ	13-22
керофлюкс	3-5
порошок фталоцианина меди и фталоцианина кобальта(1:1)	1,5-2,3
сернистая присадка	1,3-2,1
масло цилиндровое 52	остальное