[发明专利]一种树脂球及其制备方法

说明书

本发明涉及合成树脂及其制备方法，具体地说特别适用于在钻井液中使用的树脂球及其制备方法。

随着钻井液的发展，定向井丛式钻井技术广泛采用。在海洋钻井中，水平井技术更是得到了广泛的应用，这就为钻井过程中的实际操作技术带来新的要求。例如：随着钻井垂深与水平长度比例的增大，钻具所受到的摩阻也随之大幅增加，钻具常常或因此而发生机械故障或由此影响工程进度。为解决该问题，在钻井操作中，常常在钻井液中加入一些废旧的工业用离子交换树脂，使其参与泥饼形成，从而在井壁形成成千上万个“微型轴承”，以阻止钻具与泥饼(井壁)的粘附，达到润滑防卡的目的。但是，目前用的离子交换树脂抗温、抗挤压能力差，粒度不均匀且偏低，不能完全满足钻井工程的需要。特别是在深井中使用，其强度差、粒度不均匀的缺点更显突出。所使用的离子交换树脂，由于其不是为与钻井液配合使用而设计的，故其制造方法也是根据离子交换树脂的实际应用而设计的。如苯乙烯强酸性阳离子交换树脂，就是将苯乙烯和二乙烯苯混合，在引发剂作用下于65-95℃范围内进行悬浮共聚合成珠体，然后用浓硫酸或氯磺酸进行磺化而制得。

本发明的目的就是提供一种抗温、抗挤压性能好且成本低廉、用于钻井工程的树脂球，同时提供一种制备该树脂球的方法。

本发明的目的是这样实现的，该树脂球含有下述重量份比的组分：交联聚合物75-96份，二乙稀苯4-13份，二氧化硅5-15份，聚乙烯醇0.5-1份。

制备方法为：将交联聚合物与交联剂及二氧化硅进行交联反应，成球后加入聚乙烯醇使之定型，再进行蒸球、烘干、分级。

本发明筛选组合的交联聚合物与交联剂的用量配比，大大增高了树脂的交联度和抗温作用，二氧化硅的加入进一步增加了其强度，同时又降低了原材料的成本。

本发明中的交联聚合物，可选用苯乙烯系、丙烯酸系、环氧系，其中以苯乙烯价廉，制备出的球体性能优良，故为本发明的优选组分。

在选用苯乙烯、二乙烯苯进行交联时，最好加入0.5-1重量份的过氧化苯甲酰，使其交联反应更加完全。

本发明最优选的各组分的重量份比是：苯乙烯75-96份，二乙烯苯6-10份，二氧化硅10-15份，聚乙烯醇0.5-1份，过氧化苯甲酰0.5-1份。

本发明的制备方法包括以下步骤：

A、将苯乙烯、二乙烯苯、过氧化苯甲酰、二氧化硅按重量份比投入反应釜，加入去离子水浸泡10-30分钟。苯乙烯、二乙烯苯用前最好要过滤，以清除阻聚剂。

B、交联反应，以每10分钟上升3-5℃至80-90℃，作用成球，成球后，按组分重量份比加入聚乙烯醇定型，在80-95℃条件下，作用3-7小时。

D、蒸球：95℃～110℃，蒸3-5小时。

E、进行常规的烘干、分级。

本发明树脂球的创新之处，在于调整了交联聚合物与交联剂的用量配比，增强了树脂球的抗温、抗挤压性能，在制备方法中省去了现有技术中离子树脂的磺化、碱处理，特别是其反应温度、时间的选择，使本发明树脂球进一步具有了良好的抗温、抗挤压性能。

本发明树脂球粒度为10-40目更适合与泥饼形成滑动良好的微型轴承。

从下列表中，可以看出，主要原料的配比不同，反应时间不同对其效果的影响。