一种润滑剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种润滑剂及其制备方法，属于钻井技术领域。该滑剂包括：改性植物油、极压抗磨剂和分散剂；其中，所述改性植物油通过以下方法制备得到：使植物油与双氧水在甲酸催化下进行环氧化反应，生成环氧化植物油；在有机酸存在的条件下，使所述环氧化植物油与所述有机酸对应的酸酐进行开环反应，得到改性植物油。该改性植物油与极压抗磨剂和分散剂协同复配作用，形成的润滑剂环保无毒、易分解、无荧光，具有优良的吸附性、高温稳定性和极压抗磨能力，与钻井液配伍性良好，能够更好地改善水基钻井液的润滑能力，能够较大程度地减少复杂事故以及提高钻井效率。事故以及提高钻井效率。

【技术实现步骤摘要】
一种润滑剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钻井
，特别涉及一种润滑剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着石油勘探开发不断发展，钻井工程中面临的复杂情况日益突出，大位移水平井、定向井和长裸眼深井、复杂结构井逐渐增多，通常使用润滑性能较高的钻井液来应对上述各种复杂井况。
[0003]相关技术中，通常使用的润滑剂包括：植物油基润滑剂，其中，植物油的主要成分是甘油三酯，无毒无公害，自然环境下降解率即可达到95％以上，并且，植物油的润滑性能好，黏温特性好，闪点高，是环保润滑剂基础油的主要来源。
[0004]在实现本专利技术的过程中，本专利技术人发现现有技术中至少存在以下问题：
[0005]植物油中的不饱和脂肪酸双键性质活泼，极易发生氧化加成反应，在90℃以上温度下即可发生皂化反应，生成高级脂肪酸的钠盐和甘油。植物油的上述不稳定性极大地限制了其作为环保润滑剂的应用。

技术实现思路

[0006]鉴于此，本专利技术提供一种润滑剂及其制备方法，能够解决上述技术问题。
[0007]具体而言，包括以下的技术方案：
[0008]一方面，本专利技术实施例提供了一种润滑剂，所述润滑剂包括：改性植物油、极压抗磨剂和分散剂；
[0009]其中，所述改性植物油通过以下方法制备得到：使植物油与双氧水在甲酸催化下进行环氧化反应，生成环氧化植物油；
[0010]在有机酸存在的条件下，使所述环氧化植物油与所述有机酸对应的酸酐进行开环反应，得到改性植物油。
[0011]在一些可能的实现方式中，所述植物油选自大豆油、棕榈油和菜籽油中的至少一种。
[0012]在一些可能的实现方式中，所述有机酸选自乙酸和/或丙酸。
[0013]在一些可能的实现方式中，所述改性植物油与所述极压抗磨剂的质量比为1：0.01-1：0.03；
[0014]所述极压抗磨剂与所述分散剂的质量比为1：0.4-1：0.8。
[0015]在一些可能的实现方式中，所述极压抗磨剂为有机钼盐、硼酸盐、有机磷化物和有机硫化物中的至少一种。
[0016]在一些可能的实现方式中，所述极压抗磨剂的粒度为8-100nm。
[0017]在一些可能的实现方式中，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠和六偏磷酸钠中的至少一种。
[0018]另一方面，本专利技术实施例提供了一种润滑剂的制备方法，所述润滑剂的制备方法
包括：
[0019]制备改性植物油；
[0020]将所述改性植物油置于容器内部搅拌加热至第一设定温度，边搅拌边向所述容器内部加入极压抗磨剂，搅拌均匀；
[0021]继续向所述容器内部加入分散剂，并升温至第二设定温度，搅拌均匀，得到所述润滑剂；
[0022]其中，所述制备改性植物油，包括：使植物油与双氧水在甲酸催化下进行环氧化反应，生成环氧化植物油；
[0023]使所述环氧化植物油与有机酸进行开环反应，生成开环反应物；
[0024]使所述开环反应物与所述有机酸对应的酸酐进行反应，得到所述改性植物油。
[0025]在一些可能的实现方式中，所述第一设定温度为45℃-50℃。
[0026]在一些可能的实现方式中，所述第二设定温度为50℃-55℃。
[0027]本专利技术实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
[0028]本专利技术实施例提供的润滑剂，使用了改性植物油，在制备改性植物油时，首先通过双氧水与植物油在甲酸催化下进行环氧化反应，使植物油中的碳碳双键转换成碳氧碳结构，得到的环氧化植物油具有氧化安定性和较强的热稳定性。在有机酸存在条件下，使环氧化植物油与该有机酸对应的酸酐进行开环反应，来使碳氧碳结构开环，使得改性植物油中形成双酯基，吸附力更强。本专利技术实施例提供的改性植物油具有更好的润滑性和强稳定性，不易发生化学反应，该改性植物油与极压抗磨剂和分散剂协同复配作用，形成的润滑剂环保无毒、易分解、无荧光，具有优良的吸附性、高温稳定性和极压抗磨能力，与钻井液配伍性良好，能够更好地改善水基钻井液的润滑能力，能够较大程度地减少复杂事故以及提高钻井效率。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。
[0030]一方面，本专利技术实施例提供了一种润滑剂，其中，该润滑剂包括：改性植物油、极压抗磨剂和分散剂；
[0031]其中，改性植物油通过以下方法制备得到：使植物油与双氧水在甲酸催化下进行环氧化反应，生成环氧化植物油；在有机酸存在的条件下，使环氧化植物油与有机酸对应的酸酐进行开环反应，得到改性植物油。
[0032]本专利技术实施例提供的润滑剂，使用了改性植物油，在制备改性植物油时，首先通过双氧水与植物油进行环氧化反应，使植物油中的碳碳双键转换成碳氧碳结构，得到的环氧化植物油具有氧化安定性和较强的热稳定性。在有机酸存在条件下，使环氧化植物油与该有机酸对应的酸酐进行开环反应，来使碳氧碳结构开环，使得改性植物油中形成双酯基，吸附力更强。本专利技术实施例提供的改性植物油具有更好的润滑性和强稳定性，不易发生化学反应，该改性植物油与极压抗磨剂和分散剂协同复配作用，形成的润滑剂环保无毒、易分解、无荧光，具有优良的吸附性、高温稳定性和极压抗磨能力，与钻井液配伍性良好，能够更好地改善水基钻井液的润滑能力，能够较大程度地减少复杂事故以及提高钻井效率。
[0033]需要说明的是，上述涉及的改性植物油实质上为双酯植物油环氧衍生物，其具有强稳定性，也就是说，改性植物油不易发生氧化加成反应，并且，即使在碱性条件以及90℃以上的高温条件下，也不会发生皂化反应。
[0034]本专利技术实施例中，植物油选自大豆油、棕榈油和菜籽油中的至少一种，上述种类的植物油的主要成分为甘油三酯，无毒无公害，自然环境下降解率即可达到95％以上；同时，上述种类的植物油的润滑性能出众，黏温特性好，闪点高，特别适用于制备环保润滑剂的基础油。
[0035]通过上述改性方法对大豆油、棕榈油和菜籽油中的至少一种进行改性后，改性植物油的油润滑性和稳定性都得到了显著提高，这样能够使得改性植物油更大程度地降低钻具与井壁之间的摩擦系数，缓解托压和卡钻现象。
[0036]特别地，在大斜度井和水平井施工过程中，当钻具表面承受更高负荷时，基于极压抗磨剂的协同作用，该改性植物油形成的连续的油膜不会被金属表面的峰顶破坏，使得该改性植物油对钻具表面的保护和防磨效果能维持更长的时间。
[0037]在对植物油进行改性时，使植物油与双氧水进行环氧化反应，生成环氧化植物油；在有机酸存在的条件下，使环氧化植物油与该有机酸对应的酸酐进行开环反应，得到改性植物油。
[0038]示例地，植物油与双氧水的摩尔比1:1，并且，为了提高反应速率，在甲酸催化下进行该环氧化反应，生成环氧化植物油。
[0039]使环氧化植物油与有机酸对应的酸酐以摩尔比1:1进行开环反应，并且，为了提高反应速率，使反应温度为60℃-70℃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种润滑剂，其特征在于，所述润滑剂包括：改性植物油、极压抗磨剂和分散剂；其中，所述改性植物油通过以下方法制备得到：使植物油与双氧水在甲酸催化下进行环氧化反应，生成环氧化植物油；在有机酸存在的条件下，使所述环氧化植物油与所述有机酸对应的酸酐进行开环反应，得到改性植物油。2.根据权利要求1所述的润滑剂，其特征在于，所述植物油选自大豆油、棕榈油和菜籽油中的至少一种。3.根据权利要求1所述的润滑剂，其特征在于，所述有机酸选自乙酸和/或丙酸。4.根据权利要求1所述的润滑剂，其特征在于，所述改性植物油与所述极压抗磨剂的质量比为1：0.01-1：0.03；所述极压抗磨剂与所述分散剂的质量比为1：0.4-1：0.8。5.根据权利要求4所述的润滑剂，其特征在于，所述极压抗磨剂为有机钼盐、硼酸盐、有机磷化物和有机硫化物中的至少一种。6.根据权利要求4所述的润滑剂，其特征在于，所述极压抗磨剂的粒度为8-100n...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓军，关键，高玮，景烨琦，孙云超，孔栋梁，徐路，韩龙，黄志强，姚如钢，鲁政权，余婧，蒋立洲，王磊，李晨光，王西贵，马俊，刘畅，闻丽，甄鹏鹏，王丽君，张颖苹，刘宏宇，隋程，刘宁，刘熔冰，吕楠，杨德仁，杨超，程东，
申请(专利权)人：中国石油集团长城钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：