[发明专利]钻井液用瓷质固体润滑剂

说明书

技术领域

本发明涉及钻井液，尤其是涉及钻井液用的固体润滑剂。

背景技术

在钻井过程中，为了减小钻具与井壁磨擦，提高钻具的润滑性能，延长钻具的使用寿命，都需要在钻井过程中加入能起润滑作用的钻井液(钻井泥浆)，即在钻井液中应当含润滑剂。根据钻井工艺要求，润滑剂不仅要有良好的润滑弹性、抗挤压和耐磨性外，而且还要具有无荧光、不溶于水、酸碱和耐腐蚀性、降低钻井液粘度和失水量，改善泥饼质量，增强井壁防塌性能等特性。目前，用于钻井液的润滑剂的有塑料微珠球和玻璃钢微珠球，这两种固体润滑剂虽然具有上述钻井液用润滑剂的特性，但它们在使用过程中还存有下列问题：其塑料微珠球润滑剂存在的问题：，一是由于塑料润滑剂本身抗压强度不高，在随高速旋转的钻井液中耐磨性较低，因而塑料固体润滑剂润滑效果容易消失，润滑剂使用寿命不长，使用成本高，二是塑料微珠球需要用价格较高的苯乙烯或丙酸酯配以二烯属烃共聚而成，因而塑料微珠球润滑剂制造成本较高；其玻璃微珠球润滑剂存在的问题是：一是由于玻璃润滑剂抗冲击韧性不高，玻璃微珠球容易破碎成多角或尖角状，从而降低了球体的润滑性能，二是玻璃微珠球制造成本较高。

发明内容

针对上述现有技术中钻井液用塑料微珠球和玻璃微珠球润滑剂存在的问题，本发明提出了一种不仅润滑效果好、耐磨性能高、耐高温，与同比例的塑料或玻璃固体润滑剂相比润滑周期更长，且能增强井壁防塌能力，提高井壁牢固性，又无荧光，耐酸碱、耐腐蚀，同时制造和使用成本都较低的钻井液用瓷质固体润滑剂。

本发明要解决的技术问题所采取的技术方案是：所述钻井液用瓷质固体润滑剂包括高岭土、硅藻土、硅微粉、膨润土、熔剂和表面活性剂组分，各组分经混合破碎、球磨、榨泥、烘干、粉碎、造粒、烧成、刨光和筛选工艺，制成粒径为：0.125mm-10.0mm，圆珠率≥95％、密度0.9-3.0g/cm³的微珠球瓷质固体润滑剂。

所述熔剂为、长石、滑石、白云石、方解石的一种或多种组合。

本发明采用瓷质材料制成钻井液用固体润滑剂，是因为呈微小球状的瓷质润滑剂不仅表面光滑，富有弹性，而且其微小球体抗压强度高，耐磨性好，能均匀地分布在钻井液中而形成许许多多的“微型轴承”，改变了钻具与井壁的接触方式，由“面接触”变为“点接触”，大大减小了钻具的摩擦阻力，达到了很好的润滑作用，瓷质固体润滑剂耐酸碱和腐蚀，不会产生荧光、无毒环保，可降低钻井液粘度和失水量，防止井壁渗漏，能起到增强护壁作用，同时由于制造瓷质固体润滑剂的原料来源广，价格低，造粒成型工艺简单，因而瓷质固体润滑剂成本低，由于瓷质固体润滑剂耐磨性好，能耐高温，与在钻井液中加入同比例的塑料或玻璃固体润滑剂相比，润滑作用效果时间长，因而相对加入量少，使用成本低。

本发明可根据不同的地质条件中的水平井、斜井和深井的钻井要求，通过再加入不同的物质，可加工出要求不同比重的瓷质固体润滑剂。

本发明所述的组分中还可加入硫酸铅、碳酸钡、氧化锌、硅微粉、泡石、矾土、编硅、河北石等物质的一种或多种组合。

具体实施方式

实施例1，所述钻井液用瓷质固体润滑剂由含各种成份的高岭土、硅藻土、膨润土、长石、滑石、白云石和表面活性剂组成，各组分经混合破碎、球磨、加水榨泥、烘干、粉碎、造粒、烧成、刨光和筛选工艺，制成粒径分别为：2.0mm---0.66mm、0.66mm---0.125mm，圆珠率为96％，密度0.9---1.08g/cm³的微珠球瓷质固体润滑剂(球状)。

实施例2，所述钻井液用瓷质固体润滑剂由含各种成份的高岭土、硅藻土、膨润土、长石、滑石、白云石、方解石、泡石、硅微粉、硫酸铅和表面活性剂组成，各组分经混合破碎、球磨、加水榨泥、烘干、粉碎、造粒、烧成、刨光和筛选工艺，制成粒径分别为：2.0mm---0.66mm、0.66mm---0.125mm、2.0mm---3.0mm、3.0mm---4.0mm、圆珠率为96.8％，密度1.08---2.38g/cm³的微珠球瓷质固体润滑剂(球状)。

实施例3，所述钻井液用瓷质固体润滑剂由高岭土、硅藻土、膨润土、高岭粘土、长石、硅微粉、贵州矾土、河北石、编硅、河南生矾土、河南熟矾土、碳酸钡、氧化锌和表面活性剂组成，各组分经混合破碎、球磨、加水榨泥、烘干、粉碎、造粒、烧成、刨光和筛选工艺，制成粒径为：1.5mm---2.0mm、2.0mm---4.0mm、4.0mm---6.0mm、6.0mm---8.0mm、8.0mm---10.0mm、圆珠率为97.3％，密度2.38---3.0g/cm³的微珠球瓷质固体润滑剂(自由流动微珠)。