Буровой раствор

Буровой раствор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

БУРОВОЙ РАСТВОР, содержащий глину, КМЦ-600, смазочную добавку и воду, отличающийс я тем, что, с целью улучшения его смазочных свойств в условиях солевой агрессии, в качестве смазочной добавки он содержит - смесь дикарбоновых кислот с головной фракцией таллового масла и метилили этилсиликонатом натрия, причем компоненты взяты в следующем соотношении , мас.%: 10-20 Глина КМЦ-600 0,2-1,0 Дикарбоновые1 0,06-0,19 кислоты Метилили этилсиликонат 0,19-0,56 натрия Головная фракция таллового 0,25-0,75 масла Вода Остальное СО 00 со 4

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) ()1) з(Ю С 09 К 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

О,! 9-0,56 (21) 3624546/22-03 (22) 21.07.83 (46) 30.12.84. Бюл. У 48 (72) Т.А. Мотылева, Б.В. Евдокимов, Н.Н. Верховская, Т.А. Грошева, П.Н. Григорьев, M.М. Шаляпин, В.А. Тарасенко, Г.Н. Кислицин, Ю.М. Постолов, В.М. Потехин, Г.А. Узлов и В.Н. Михайловская (71) Тюменский государственный научно-исследовательский и проектный институт природных газов и Ленинградский ордена Октябрьской Революции и. ордена Трудового Красного

Знамени гехнологический институт им. Ленсовета (53) 622.245.144 (088.8) (56) 1. Патент Франции )! 2185672, кл. С 09 К 7/02, опублик. 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3335824/03, кл. С 09 К 7/02, 1981.

3. Копесев Г.В. и др. Противоизносные и смазочные свойства буровых растворов. M. "Недра", 1980, с. 40 (прототип). с (54)(57) БУРОВОЙ РАСТВОР, содержащий глину, КМЦ-600, смазочную до- бавку и воду, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения его смазочных свойств в условиях солевой агрессии, в качестве смазочной добавки он содержит. смесь дикарбоновых кислот с головной фракцией таллового масла и метил- или этилсиликонатом натрия, причем компоненты взяты в следующем соотношении, мас.Ж:

Глина 10-20

КМЦ-600 0,2-1,0

Дикарбоновые кислоты 0,06-0, 19

Метил- или этилсиликонат натрия

Головная фракция таллового масла 0,25-0,75

Вода Остальное

Поставленная цель достигается тем, что в буровом растворе, содержащем глину, КМЦ-600, смазочную добавку и воду, в качестве смазочной добавки раствор содержит смесь дикарбоновых кислот с головной фракцией таллового масла и метил- или этилсиликонатом натрия при следую-- 55 щем соотношении ингредиентов, мас.Xl

Глина 10»20

КМЦ-600 0,2-1,0

1 1131894

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к составам буровых растворов дпя промывки скважин.

Известен буровой раствор, содержащий в качестве смаэывающей добавки дистиллированное талловое масГ13 алловое масло обладает высокими антифрикционными свойствами, íî . 10 дорого и дефицитно, находит применение в различных отраслях народного хозяйства.

Известен буровой раствор с улучшенными смазочными свойствами $21 15

1 имеющий следующий состав, мас.%:

Глина 1 0-15

Гидрофобизующая кремнийорганическая жидкость 20 (этилсиликонат натрия) О, 1-0,3

ИЩ-600 О, 1-0,3

Натриевые соли смеси дикарбоновых 25 кислот О, 3-0,9

Вода Остальное

Такой раствор обладает хорошими смазочными свойствами только в условиях пресной среды. 30

Наиболее близким к предлагаемому является буровой раствор (3), содержащий глину, КМЦ-600, воду и смазочную добавку, в качестве которой используется СМА -1, и имеющий следующий состав, мас.X:

Глина 10-15

КМЦ-600 0,5-1,5

СМАД-1 1-2

Вода Остальное 40

Недостатком данного раствора является низкая эффективность при наличии солей капьцня.

Цель изобретения — улучшение ,смазочных свойств раствора в усло виях солевой агрессии.

Дикарбоновые кислоты 0,06-0,19

Метил- или этнлсиликонат натрия

Головная фракция таллового масла О, 25-0, 75

Вода Остальное

Дикарбоновые кислоты являются отходами производства адипиновой кислоты путем окисления циклогексана.

Состав и физико-химические свойства дикарбоновых кислот:

Янтарная кислота, мас.7 24,99

Глутаровая кислота, мас.Ж

Адипиновая кислота, мас.X 23,52

Щавелевая кислота, мас.X

Азотная кислота, мас.X 3,02-0,69

Кислотное число, кг КОН г продукта

Эфирное число

0,19-0 56

50,20

2,58-0,63

52,6

Состав и физико-химические свойства легкого таллового масла:

Неомыпяемые кислоты,7. 25-35

Окисленные кислоты, X

Смоляные кислоты, X 3-5

Жирные кислоты,7 в т.ч.: 50-60 непредельные состава С рб-С о 78-79 предельные состава,С 4-С

Кислотное число, мг КОН

0,2-5,0

15-17, 5

105-125

Масло талловое легкое является головной фракцией от ректификации тапиового масла. Это побочный продукт производства, применение которого ограничено, выпускается согласно ГОСТ 81-05-76. Основными компонентами его являются олеиновая и линолевая кислоты. Талловое масло легкое нетоксично, биологически хорошо разлагается.

113t894

Число омыления, мг К0Н

135-150

1,19+ 0,02 г

Иодное число, мг 3

190-205

Метил- и этилсиликонат натрия представляют собой неограниченно растворимые в воде и этиловом спирте жидкости, выпускаемые в виде спиртовых растворов под марками

ГКМ -11 и ГКЖ-10 (ИТРУ 6-02-271-63).

Основные свойства

ГКМ -10 и ГКЖ-11:

Плотность при ./смз

Содержание кремния, Не менее 4

Щелочность (в пересчете на

Na0H) Ж 15 .1 2

Содержание этилового спирта,, 18 +- 2

Сухой остаток,7. 30 + 5

Технология приготовления раствора в лабораторных условиях следующая.

Вначале готовят-смазочную добавку, которой обрабатывают затем глинистый раствор, стабилизированный

КМЦ-600, и перемешивают в течение

30 мин в мешалке типа "ЛМ".

Смазочную добавку готовят следующим образом. Дикарбоновые кислоты в количестве 12,5 помещают в стакан и при перемешивании палочкой добавляют порциями метил- или этилсиликонат натрия в количестве 37,5X,затем также при перемешивании постепенно добавляют легкое талловое масло в количестве 50, неремешивание ведут до получения однородной массы при 20. С в течение 15-30 мин.

В результате взаимодействия смеси дикарбоновых кислот и легкого таллового масла с метил- или этилсиликонатом натрия образуется ряд соединений: натриевые соли дикарбоновых и жирных кислот, сложные эфиры этих кислот, этиловый спирт и др.

Продукт взаимодействия смеси дикарбоновых кислот и легкого таллового масла с метил- или этилсиликонатом натрия имеет следующий физикохимический состав:

Кислотное число, мг КОН

40,6

r продукта

pII tX-ного водного раствора 6,8

Кремний, . 1,5

Этиловый спирт, % 6,75

Соли жирных кислот,X 25

Сали дикарбоновых кислот, 12,5

Температура застывания -3 С о

1О В табл.1 приведены технологические параметры растворов с различным содержанием ингредиентов s минерализованной среде.

При увеличении содержания смазочной добавки до 1Х наблюдается снижение коэффициента трения с 0,50 до

0,25. Дальнейшее увеличение содержания смазочной добавки. приводит к увеличению коэффициента трения с

20 0,25 до, 0,40. Содержание смазочной добавки порядка 1Ж является наиболее оптимальным.

В табл.2 приведены технологические параметры известного и пред2S лагаемого буровых растворов в условиях минерализации 5 Ж NaCI u среде пластовой сеноманской воды, имеющей общую минерализацию

19,7 1 г/л и состав йонов, мг/л:

CI - 1 I857,00

$0Д Не обнаружено

Нса; 62,83

СО Не обнаружено

К 32/00 Иа 7000, 00.

Ng 111, 78

Са + 647,29

Сравнение смазочных свойств по» казывает, что коэффициент трения

40 предлагаемого раствора имеет меньшие значения, чем известного, как в условиях хлорнатриевой, так и в условиях хлоркальциевой минералиэации. Остальные параметры растворов имеют близкие значения.

Совместное использование дикарбоновых кислот и таллового масла легкого, омьптенных метил- или этилgO силиконатами натрия, позволяет получить объемный комбинированный смазочный слой на трущихся поверхностях: при трении в результате разложения алкилснликонатов натрия за счет кремния образуется поверхностный слой очень высокой твердости, на котором плоско адсорбируются молекулы дикарбоновых кислот, образуя

1131894

Та блица f

ПараметРы

СНС 60/600,Па г/см Т,с

В, см /1800 с

Состав раствора

89,3 Н О + 3% NaCI + t0X глины +

+ 0,2% КМЦ-600 + О,SX смаз. добавки 1,08 20

0,48/1, 19

77,5Х Н О + 3% NaCT + 20X глины +

+ 1% КМЦ-600 + 1,5% cMas. добавки 1,13 33,5

0,32/2,27

0,32/0,32

1,10 27

Продолжение табл,j

С,от.%

К, мм

РН т емму при времени конСостав раствора

10 сут

1 сут такта

900 с

89,3 Н О + ЗХ NaCI + 10X глины +

+ 0,2Х КМЦ-600 + 0,5% cams. добавки 7,9 3

0,5

8,0 1,2

0,25

0,4

8,0 1,3 высоко конденсированную прочную пленку, на которой располагаются молекулы жирных кислот легкого таллового масла, образуя полимопекулярные слои в результате полимолеку- Б

83,4% Н О + 3% ЯаСТ + 15% глины +

+ 0,6% КМЦ-600 + 1X смаз.добавки

77,5Х Н О + ЗХ NaCI + 20X глины +

+ tX КМЦ-600 + 1,5X cams. добавки

83 4% Н О + ЗХ NaCI + fSX глины 4

+ 0,6X AMg-600 + 1% смаз.добавки лярной адсорбции, что обеспечивает большую стойкость долотной стали к усталостному износу при применении предлагаемого бурового раствора (табл.3).

1131894

0о, °

1ь о

1 сЕ v

5 to

ERR

I о л о

Ch Ch 5 м л о о сс О л

О ь" л

М.1 i. х л о л

00 м л л! ! ! О,1О е о

a! I О.

О 1 ОИ с0 О с0

1Л!и !. o

Ch л о

00 .л

Ю с 4

1 о л а о а л л л и со О

1 . с1

I сч сч с1 м ь % с > Ю

° \ л ° ь ° \

Ч М»

Гм,+

5 R

I0

CI3

Ю о

1:1

С0

ee f

3 и .с6 м Z

-! 0o о

H л о0!

+ о о

Ю

1 ио ео О

og

og х

0 å

IHl O и о и л сф л ° ь

Сьь!

+ 00 и о л и ио о л еь

00 л + л

° ь

00 л

+ 1

1 1 с 4, с01 1

1 ! .1

Ю

0 (v о

I Г

1 ) с.! ч с0 о

Р

Ф фь

С0

Рь ф с0 ф»

v о и.+ и о л с0

R + ио сп о ьО

° °

5 о .01

Ф о

I0 о с»

ICå

+ о о

0! с о о

О 10

О О

1131894

)О

Таблица 3

Состав раствора

К + 1,0Ж CNAA-1 г

К + 1,0X смазки предлагаемого состава

Составитель И. Хрипач

Техред М, Гергель Корректор Н. Король

Редактор И. Рыбченко краж б33 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9717/21

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Исходньй глинистый р-р (К) Скорость изнашивания долотной стали, 10 мм/ч, при

100 200 300 400

38 . 58 . 140 б 32 78