Эмульсионный промывочный раствор

Эмульсионный промывочный раствор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. сеид-ву (22) Заявлено Я30180 (21) 2887181/22-03 (51) M. КЛ.

С 09 К 7/02 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 231131. Бюллетень Йо 43 (53) УДК 622.243.

° 444 (088. 8) Дата опубликования описания 231181 (П.A. Лещинский, И.Е. Шевченко и r!И; Кириченко (72) Авторы изобретения

Днепропетровское отделение института Итнеральных ресурсов Министерства геологии Украинской ССР (71) Заявитель (54) ЭМУЛЬСИОННЫЙ ПРОМЫВОЧНЫЙ РАСТВОР

30

Изобретение относится к области скоростного бурения скважин в твердых породах У111-Xll категории по буримости.

Известные эмульсионные промывочные растворы на основе воды с различными смазочными добавками,(такими, как серийные эмульсолы ЭЛ-З, ЭЛ-4, ЭН-4 и другие) теряют свою устойчивость при повышении температур и раэ. рушаются при наличии минералиэованных вод в скважинах (1).

Наиболее близким к предлагаемому является эмульсионный промывочный раствор, состоящий из воды и смазоч- 15 ной добавки — эмульсола ЭТ-2 (2).

Раствор содержит 0,5-1,0 вес.Ъ эмульсола 3Т-2, состоящего, вес.Ъ

Смесь солей теплового масла 6,5-7 5

Смесь натриевых солей масляного асидола 6,5-7,5

Смесь воды и спирта До 60

Индустриальное масло До 100

Однако данный эмульсионный промывочный раствор обладает недостаточно высокими антифрикционными свойствами и теряет свою устойчивость при нагревании выше 40 С вследствие чего раствор не обеспечивает свои функции.при бурении скважин с глубиной более 1000 м, температура на забое скважины достигает 40-60 С о и выше (в связи с необходимостью бурения скважин на твердые полезныь ископаемые на глубину до 3500 м проблема повышения термостабильности эмульсионных растворов является актуальной).

Кроме того, этот раствор может применяться только при наличии в скважинах пресных и слабо минера-. яизованных (до 4 мг-экв/л) вод. В случае наличия в скважинах минерализованных вод раствор разрушается.

11елью изобретения является повышение антифрикционных свойств, термостабильности и стойкости в минерализованных водах эмульсионного промывочного раствора.

Для достижения цели в эмульсионный промывочный раствор дополнительно вводят этилсиликонат натрия, а в качестве добавки — продукт реакции этерификадии триэтаноламина смесью кислот дистиллята таллового масле

883138 при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Продукт реакции этерификации триэтаноламина смесью кислот дистиллата таллового масла 0,25-1,00

Этилсиликонат натрия 0,10-0,50

Вода До 100

Продукт реакции этерификации триэтаноламина и дистиллата таллого масла представляет собой смесь сложных эфиров высших кислот таллового масла и триэтаноламина.

В состав таллового масла входят высшие кислоТы: пальмитиновая (С Н < СООН), олеиновая (С Ь. Н СООН), линолиновая (С Н 19 СООН), абцецтиновая (С Н ЯСООН) .

Одновременное использование продукта реакции этерификации триэтаноламина смесью кислот дистиллата таллового масла совместно с этилсиликонатом натрия, за счет синергетического эффекта, позволяет получить раствор с высокими антифрикционными свойствами, термостабильностью и стойкостью в минерализованных водах.

Эмульсионный промывочный раствор готовят следующим образом.

Продукт реакции этерификации при 160 С триэтаноламина со смесью кислот, содержащихся в дистиллате таллового масла (СН -СН ОН) СНАП,1-ОСОН, обозначен в дальнейшем индексом Д

В = С„ Н, С Ь Í < и т.д-,представляющий собой жидкость темнокоричневого цвета с температурой начала кипения около 200ОС, растворяют в воде при комнатной температуре. Затем добавляют этилсиликонат натрия и перемешивают смесь в течение часа мешалкой при 1000 об/мин.

После этого эмульсионный промывочный раствор готов к применению.

В табл. 1 представлены предлагаемые составы раствора, отличающи еся содержанием продукта 4 и этилсиликоната натрия.

Термостабильность предлагаемого и известного эмульсионных йромывоч ных растворов испытывалось при тер мостатировании в сушильном шкафу через. каждые 10 С начиная с температуры 30СС.

Стойкость раствора в минерализованных водах определялась при добавлении в эмульсионный промывочный раствор минерализованной воды с жесткостью от 1 до 110 мг-экв/л.

Результаты испытаний приведены в табл. 2 °

Как видно из данных табл. 2 наиболее высокими термостойкостью, антифрикционными свойствами и устойчивостью в минерализованных водах обладают растворы 1, 2 и 3.

По сравнению с известным раствором (базовый объект) антифрикционные свойства предлагаемого промывочного раствора повышаются в 1,5 рАза, термостабильность — в 3 раза.

Одновременно с этим стойкость раствора в минерализованных водах повышается в 10-25 раз.

20 Введение продукта реакции этйрификации триэтаноламина смесью кислот дистиллата таллового масла и этилсиликоната натрия в меньшем количестве, чем предлагаемый нижний

25 предел, не обеспечивает улучшение свойств раствора по сравнению с известным (базовый объект).

Увеличение содержания указанных компонентов в растворе выше верхнего предела, как показывают данные табл.

2, не приводит к увеличению антифрикционных свойств, термостойкости и устойчивости в минерализованных водах.

Кроме того, увеличение содержания этилсиликоната натрия свыше

0,5 вес.Ъ нецелесообразно потому, что температура в скважинах не превышает

l50 C и поэтому дальнейшее увеличение термостабильности раствора не

49 является необходимым.

При этом эмульсионный промывочный раствор не влияет отрицательно на окружающую среду (подземные воды) .

Применение предлагаемого эмуль45 сионного промывочного раствора позволяет повысить производительность, бурения, снизить расход алмазов при бурении скважин, повысить коррозионную стойкость бурильного инстру о мента.

Ожидаемый экономический эффект от использования заявляемого раство. ра в геологоразведочных экспедициях

Иингео УССР составит 286000 руб.

883138

Таблица 1 т

Содержание компонентов, вес.Ъ, Состав, В

Вода

Этилсиликонат натрия

Остнльíhe

0,25

0,10

То же

0,25

0 50

«В

0 50

0,25

0,5

«в °

1,0

I 1»

1,5

° В

0,1

«I!»

0,25

« I °

0,5

«I I»

0,8

ТермостабиЛьнос ь

Стойкость раствора при жесткости воды мг-экв /л оэффициент речия

Состав

0,53-ного раствора

0,16.Эмульсионный промывоч— ный раствор ЭТ-2 (эмульсия таллового масла)

Предлагаемый

1Ъ-ного раствора

0,15

При температуре 150ОС 25 растворы 1,2,3 стабильны 55

Капель масла на поверхности раствора нет 105

При температуре 50 С в растворах 4,5,6,7 начинается расслоение.,40

На поверхности раствора появляются капли. масла диаметром 0.,2-0 3 мм.

При температуре 65 С расслоение заканчивается. Диаметр капель< масла до 5 мм.

При температуре 180ОС 5 растворы стабильны

При температуре 190 С 12 начинается выпадения этилсиликоната натрия в 25 осадок, которое заканчивается при температу- 40 ре 2100(.

0,12

0,11

0,10

О, 145

0,140

О, 135

О, 150

О, 140

0,135

0,135

При температуре:

40 С начинается; расслоение раст» вора и заканчивается при температуре 55 С

T-а б л и ц а 2

883138

Формула изобретения

Составитель A. Балуева

Редактор И. Николайчук Техред М.Голинка Корректор М. Шароши

Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Эаказ 10120/36

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

Эмульсионный промывочный раствор, :одержащий воду и смазочную добав- ку, отличающийся тем, что, с целью повышения антифрикционных свойств, термостабильности и стойкости в:минерализованных водах, он дополнительно содержит этилсилико нат натрия, а в качестве смазочной .добавки — продукт реакции)этерифика. ции триэтаноламина смесью кислот дистиллата таллового масла при следующем соотношении компонентов, вес. 3l

Продукт реакции этерификации триэтаноламина смесью кислот дистиллата таллового масла Ов25-1,00

Этилсиликонат натрия 0,10-0,50

Вода Остальное

Источники инФормации, принятые во внймание при экспертизе

1. Яров A.Н. и др. Буровые раствс ры с улучшенными смазочными свойствами. М., Недра, 1975, с. 28,103.

2. Лисянский В.И. Новые типй эмульсионных растворов и антивибрационных смазок.- Разведка и охрана недр, 1979, Р 1, с. 32 (прототип).