本发明专利技术提供了一种钻井液用石墨润滑剂，包括60~95重量份的石墨和5~30重量份的表面活性剂，该表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、油酸、油酸钾、油酸钠、石油磺酸钠、司盘20和司盘80中的一种或多种。本发明专利技术提供的石墨润滑剂还可以包括1~10重量份的消泡剂。该石墨润滑剂成分简单，容易制备，成本低廉；能够大幅度降低钻井液的润滑系数，不影响钻井液的性能，尤其适用于水平井、大斜度井和大位移井的钻进以及下套管施工。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种钻井液用石墨润滑剂，包括60~95重量份的石墨和5~30重量份的表面活性剂，该表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、油酸、油酸钾、油酸钠、石油磺酸钠、司盘20和司盘80中的一种或多种。本专利技术提供的石墨润滑剂还可以包括1~10重量份的消泡剂。该石墨润滑剂成分简单，容易制备，成本低廉；能够大幅度降低钻井液的润滑系数，不影响钻井液的性能，尤其适用于水平井、大斜度井和大位移井的钻进以及下套管施工。【专利说明】
本专利技术涉及钻井液用润滑剂领域，具体涉及。
技术介绍
随着水平井、大斜度井及大位移井技术的不断发展，钻井施工对钻井液的润滑性要求越来越高。液体润滑剂和固体润滑剂均能提高钻井液的润滑性，其中固体润滑材料有塑料小球、玻璃微珠、石墨等。玻璃微珠和塑料小球可在接触面之间滚动以减少摩擦，石墨的片层结构和自润滑性可降低滑动摩擦系数，这些固体润滑材料能够使钻杆和套管、钻杆和井壁的接触面之间产生物理分离，不但能够降低摩擦系数，而且能够降低金属的磨损，是近年来发展较快的一种钻井液润滑材料。中国专利申请CN200910210201.3公开了一种复合型植物油润滑剂，该润滑剂由植物油、十二烷基硫酸钠、司盘80、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠、固体润滑剂组成，其中固体润滑剂是蛇纹石或石墨。该专利技术的润滑剂原料价低易得，反应过程简单。所制备的润滑剂油溶性好、无毒、荧光级别低，抑制泥页岩水化膨胀，并防止卡钻事故发生。中国专利申 请CN201010129810.9公开了一种复合固体润滑剂，该润滑剂以保险粉蒸馏副产残渣为主要成分，用石墨和膨胀石墨为负载材料，动物油或植物油基的表面活性剂为润滑性调节剂，并加入降滤失剂、防塌剂和乳化剂。该专利技术同时提高了钻井液润滑剂的粘附系数降低率和摩阻系数降低率，并具有防塌性。价格低廉，生产工艺简单。以上公开的复合型润滑剂中含有固体石墨，虽然增加了钻井液的润滑性，但是组成成分种类较多，增加成本，质量不容易控制。总起来讲，目前的钻井液用润滑剂仍然普遍存在一些问题，如润滑性能差，抗压强度低，不能满足定向井高侧压条件的要求；另外，与钻井液的相容性不好，使钻井液粘度、切力及滤失量等增大，影响钻井液性能。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种能大幅度降低润滑系数、不影响钻井液性能的石墨润滑剂。该润滑剂尤其适用于水基钻井液，有利于降低钻井液的滤失量，使钻井液在井壁上形成薄而韧的泥饼，用于水平井、大斜度井和大位移井的钻进以及下套管施工。根据本专利技术，提供了一种钻井液用石墨润滑剂，包括60-95重量份的石墨和5~30重量份的表面活性剂，该表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、油酸、油酸钾、油酸钠、石油磺酸钠、司盘20和司盘80中的一种或多种。优选地，该润滑剂包括70-90重量份的石墨和10-20重量份的表面活性剂。在本专利技术的一个优选实施方案中，上述润滑剂还包括f 10重量份、优选21重量份的消泡剂。该消泡剂优选为甲基硅油、聚醚、白油中的一种或多种。在本专利技术中，所使用的石墨可以是普通石墨、改性石墨和石墨烯中的一种或多种。普通石墨可由原矿经多段磨矿、多段选别工艺浮选出而获得，通常得到鳞片状的石墨。改性石墨以普通石墨为原料进行深加工，例如加工成为氧化石墨、可膨胀石墨和膨胀石墨中的一种或多种。其中可膨胀石墨是指经加热或在特定应用条件下可以发生膨胀的石墨。本专利技术还提供了一种制备如上所述的石墨润滑剂的方法，包括:步骤a):将表面活性剂或表面活性剂和消泡剂溶解于乙醇-水溶液中；步骤b):在搅拌下，将石墨与步骤a)得到的溶液充分混合；步骤c):将步骤b)得到的浆体进行干燥，例如烘干或自然风干，得到所述润滑剂；其中，表面活性剂、消泡剂和石墨的重量份如上所述。在本专利技术的方法中，优选乙醇-水溶液中乙醇对水的体积比为1:3至3:1，用量为10^40重量份。还优选70重量％以上的石墨通过100目筛孔。本专利技术提供的钻井液用石墨润滑剂成分简单，容易制备，成本低廉。该润滑剂能够大幅度降低钻井液的润滑系数，不影响钻井液的性能，能够使钻井液在井壁形成薄而韧的泥饼，尤其适用于水平井、大斜度井和大位移井的钻进以及下套管施工。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术的范围并不仅限于这些实施例。在下列实施例中，极压润滑系数按照Q/SHCG4-2011水基钻井液用润滑剂技术要求标准测量；所用设备为美国Fann212极压润滑仪。润滑系数降低率按下式计算:【权利要求】1.一种钻井液用石墨润滑剂，包括60-95重量份的石墨和5~30重量份的表面活性剂，所述表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、油酸、油酸钾、油酸钠、石油磺酸钠、司盘20和司盘80中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的润滑剂，其特征在于，所述润滑剂包括70、0重量份的石墨和10-20重量份的表面活性剂。3.根据权利要求1或2所述的润滑剂，其特征在于，所述润滑剂还包括f10重量份的消泡剂。4.根据权利要求3所述的润滑剂，其特征在于，所述消泡剂为21重量份。5.根据权利要求3所述的润滑剂，其特征在于，所述消泡剂为甲基硅油、聚醚、白油中的一种或多种。6.根据权利要求1-5中任一项所述的润滑剂，其特征在于，所述石墨为普通石墨、改性石墨和石墨烯中的一种或多种。7.根据权利要求6所述的润滑剂，其特征在于，所述改性石墨为氧化石墨、可膨胀石墨和膨胀石墨中的一种或多种。8.一种制备如权利要求1-7中任一项所述的润滑剂的方法，包括: 步骤a):将表面活性剂或表面活性剂和消泡剂溶解于乙醇-水溶液中； 步骤b):在搅拌下 ，将石墨与步骤a)得到的溶液充分混合； 步骤c):将步骤b)得到的浆体进行干燥，得到所述润滑剂； 其中，表面活性剂、消泡剂和石墨的重量份如权利要求1-7中任一项所述。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述乙醇-水溶液中乙醇对水的体积比为1:3至3:1，用量为10-40重量份。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，70重量％以上的石墨通过100目筛孔。【文档编号】C09K8/03GK103980866SQ201310050766【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年2月8日 优先权日:2013年2月8日 【专利技术者】王琳, 董晓强, 薛玉志, 杨小华, 任立伟, 李胜, 钱晓琳 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钻井液用石墨润滑剂，包括60~95重量份的石墨和5~30重量份的表面活性剂，所述表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、油酸、油酸钾、油酸钠、石油磺酸钠、司盘20和司盘80中的一种或多种。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王琳，董晓强，薛玉志，杨小华，任立伟，李胜，钱晓琳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。