[发明专利]一种钻井用水基环保润滑剂及其制备方法

说明书

本发明涉及钻井用润滑剂技术领域，具体涉及一种钻井用水基环保润滑剂及其制备方法。通过将植物油与石墨混合复配，并采用特殊表面活性剂组合，显著降低了体系表面张力，提升了石墨与其他原料的相容性，使得石墨得以均匀分散并稳定存在，进一步提升了润滑剂的润滑效果；使用特殊方法对植物油进行改性，显著提高了润滑剂的耐高温性能，140℃热滚18h后仍可维持高润滑系数降低率。本发明润滑剂易于生物降解，产品成本合理，满足钻井用润滑剂技术指标要求，具有良好应用前景。

技术领域

本发明涉及钻井用润滑剂技术领域，具体涉及一种钻井用水基环保润滑剂及其制备方法。

背景技术

润滑剂为钻井液的核心处理剂之一，可显著降低钻柱等钻具运行时的阻力及扭矩，可有效提高钻速，大大提升作业效率。钻井用润滑剂应具有环保无毒、低腐蚀、高润滑性等优点，而现有技术中的纯油基润滑剂对人体健康和环境具有较高生物毒性，且降解性能较差；纯水基润滑剂环保性好，但对钻井钻具的润滑效果通常达不到要求。

CN107653050A公开了一种低成本高性能水基润滑剂，由水和添加剂组成，其特征在于，所述的添加剂包括两种表面活性剂，一种为易溶于水的表面活性剂，另一种为难溶于水的表面活性剂。该润滑剂有效成分仅为表面活性剂，润滑效果有限，虽然成本较低但难以达到使用需求。

CN106635360A公开了一种高温环保型水基离子液体润滑剂的制备方法，润滑剂组成原料及质量百分比为1-乙基-3-甲基咪唑二甲基磷酸盐0.5％～1％；1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐0.1％～0.5％；防腐蚀剂1～2％；杀菌剂0.01～2％；再加入质量分数为90～95％的水制成水基溶液。该润滑剂所使用添加剂种类较多，存在成本高、能耗大、工艺复杂等问题，不利于工业化。

CN101805659A公开了一种油井防偏磨用水基润滑剂，各组分重量百分比为：聚氧乙烯丙三醇硼酸酯硬脂酸酯 3.5～5.0％；脂肪酸咪唑啉硼酸酯 3～5.5％；两性表面活性剂 SS-Z 4.5～7.0％；氟碳表面活性剂 FN-2 0.005～0.01％；维生素C 0.1～0.25％；聚氧乙烯烷基苯酚醚磺酸钠盐 11.5～14.5％；其余为水。该润滑剂有效成分含量较小含水量过大，难以达到良好的润滑性能。

因此，开发一种润滑性能优异，并且降解性能良好的水基环保润滑剂，对解决钻井作业中钻具磨损、钻井效率低下、污染环境等问题具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻井用水基环保润滑剂，使用特殊方法对植物油进行改性，与无机润滑剂石墨复配，并采用特殊表面活性剂组合显著降低体系表面张力，加入阳离子聚合物提高润滑成分与钻具之间的粘附力，各成分之间协同作用，使钻井用水基环保润滑剂具有优异的润滑性能及良好的生物降解性，荧光程度较低，满足多种钻井作业需求。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种钻井用水基环保润滑剂，其特征在于，所述润滑剂由如下重量百分比的原料制成：阳离子聚合物5-10wt%、改性植物油35-55wt%、表面活性剂5-20wt%、石墨0.5-1.5wt%、乳化剂4-8wt%、去离子水15-35%。

进一步地，所述润滑剂由如下重量百分比的原料制成：阳离子聚合物6-8wt%、改性植物油40-45wt%、表面活性剂12-18wt%、石墨0.5-1.5wt%、乳化剂4-8wt%、去离子水20-30%。

进一步地，所述润滑剂由如下重量百分比的原料制成：阳离子聚合物8wt%、改性植物油45wt%、表面活性剂15wt%、石墨1.5wt%、乳化剂5.5wt%、去离子水25%。

进一步地，所述表面活性剂包括含氟表面活性剂，以表面活性剂总质量计，含氟表面活性剂含量小于5%。