Буровой раствор

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9)8 с 5 С 09 К 7/02 УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОП ЗОБРЕТЕН ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВ ржадои йия(54)щнйбавк 48В. Евдоким Б.А. ях ма Грошева,Шаляпин,Кислицнн,техин,йловскаяственныйкий и проектныйов и Лениньской РеволюКрасногой институт М. Н.М. П Мих диракк удель ошев с 088,8нцииопубликидетел4/03,981.и дрые св конат 2185672,1974. ьство СССР(71) Тюменский госнаучно-исследоватинститут природныхградский ордена Окции и. ордена ТрудоЗнамени технологичим. Ленсовета(56) 1. Патент Фракл. С 09 К 7/02,2. Авторское свпо заявке У 333582кл. С 09 К 7/02, 13. Копесев Г.В.износные и смазочнвых воров. Мс. 4 рототип).(57) БУРОВОЙ РАСТВОР, содглину, КМЦ, смазочнуюу и воду, о т л и ч а ю щ с я тем, что, с целью улучше его смазочных свойств в услов солевой агрессии, в качестве ной добавки он содержит смесь карбоновых кислот с головной ф цией таллового масла и метилэтилсиликонатом натрия, причем поненты взяты в следующем соо нии, мас.Х:Глина 10-20КМЦ0,2-1,0Дикарбоновые .кислоты 0,06-0, 19Метил- или натрия О, 19-0,56 Головная фракция талловогомасла 0,25-0,75 Вода ОстальноеПоставленная цель достигается тем, что в буровом растворе, содержащем глину, КМЦ, 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 щем соотношении ингредиентов, мас.%:Глина 10-20КМЦ0,2-1,0 501131894Изобретение относится к бурению скважин, в частности к составам буровых растворов дпя промывки скважин.Известен буровой раствор, содержащий в качестве смаэывающей добавки дистиллированное талловое мас ЯТалловое масло обладает высокими антифрикционными свойствами, но . )О дорого и дефицитно, находит применение в различных отраслях народного хозяйства.Известен буровой раствор с улучшенными смазочными свойствами 21 15ег ) имеющий следующий состав, мас.%:Глина 10-15Гидрофобизующаякремнийорганическая жидкость 20(этилсиликонатнатрия) О, 1-0,3ИЩО, 1-0,3Натриевые солисмеси дикарбоновых 25кислот О, 3-0,9Вода ОстальноеТакой раствор обладает хорошими смазочными свойствами только в условиях пресной среды, 30Наиболее близким к предлагаемому является буровой раствор 3, содержащий глину, КМЦ, воду и смазочную добавку, в качестве которой используется СМАр и имеющий следующий состав, мас.%:Глина 10-15КМЦ0,5-1,5СМАД1-2Вода Остальное 40Недостатком данного раствора является низкая эффективность при наличии солей капьцня.Цель изобретения - улучшение ,смазочных свойств раствора в условиях солевой агрессии, Дикарбоновые кислоты О, 06-0, 19Метил- илиэтнлсиликонатнатрияГоловная фракция талловогомасла 0,25-0,75Вода ОстальноеДикарбоновые кислоты являютсяотходами производства адипиновойкислоты путем окисления циклогексана.Состав и физико-химические свойства дикарбоновых кислот:Янтарная кислота,мас.% 24,99Глутаровая кислота, мас.%Аципиновая кислота, мас.%Щавелевая кислота, мас.%Азотная кислота, мас.% 3,02-0,69Кислотное число,кг КОНг продуктаЭфирное число 52,6 0,19-0,56 50,20 2,58-0,63 Состав и физико-химические свойства легкого таллового масла:Неомыпяемые кислотыр% 25-35Окисленные кислоты, %Смоляные кислоты, % 3-5Жирные кислоты,7в т,ч.: 50-60непредельныесостава С р 6-С уо 78-79предельныесостава,С 4-СКислотное 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.1131894 3Число омыления,мг КОН 135-150 1,19+ 0,02 гИодное число,мг 3190-205гМетил- и этилсиликонат натрияпредставляют собой неограниченнорастворимые в воде и этиловом спирте жидкости, выпускаемые в видеспиртовых растворов под маркамиГКМи ГКЖ(МТРУ 6-02-271-63).Основные свойстваГКМи ГКЯ:Плотность при20 оС г/смзСодержаниекремния,Не менее 4Щелочность (впересчете наЮаОН),Х 15 .1 2Содержание этилового спирта, . , 18 ф 2Сухой остаток,7. 30 + 5Технология приготовления растворав лабораторных условиях следующая.Вначале готовят-смазочную добавку,которой обрабатывают затем глинистый раствор, стабилизированныйКМЦ, и перемешивают в течение30 мин в мешалке типа "ЛМ".Смазочную добавку готовят следующим образом. Дикарбоновые кислотыв количестве 12,5 помещают в стакани при перемешивании палочкой добавляют порциями метил- или этилсиликонат натрия в количестве 37,5 Ж,затем также при перемешивании постепенно добавляют легкое талловое масло в количестве 50%, неремешиваниеведут до получения однородной массыпри 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 физико- химический состав:Кислотное число,мг КОН40,6г продукта рН 1%-ного водного раствора 6,8Кремний, % 1 в 5Этиловый спирт,6,75Соли жирных кислот,% 25 Сали дикарбоновыхкислот,12,5Температура застывания -3 Со 1 О В табл.1 приведены технологические параметры растворов с. различнымсодержанием ингредиентов в минерализованной среде.При увеличении содержания смазочной добавки до 1 наблюдается сниже.ние коэффициента трения с 0,50 до0,25. Дальнейшее увеличение содержания смазочной добавки. приводит кувеличению коэффициента трения с 20 0,25 до, 0,40. Содержание смазочнойдобавки порядка 1 Х является наиболее оптимальным.В табл,2 приведены технологические параметры известного и пред лагаемого буровых растворов в условиях минерализации 5 Ж ЮаСЕ исреде пластовой сеноманской воды,имеющей общую минерализацию19,7 1 г/л и состав йонов, мг/л: зо СЕ . 11857,00ЯО Не обнаружено62,83Не обнаруженоК 32/00Иа 7000, 00.М 8 111,78Са 647,29Сравнение смазочных свойств показывает, что коэффициент трения 40 предлагаемого раствора имеет меньшие значения, чем известного, какв условиях хлорнатриевой, так и вусловиях хлоркапьциевой минералиэации. Остальные параметры растворовимеют близкие значения. Совместное испольэованйе дикарбоновых кислот и таллового маслалегкого, омьцтенных метил- или этил силиконатами натрия, позволяет получить объемный комбинированный смазочный слой на трущихся поверхностях: при трении в результате разложения алкилснликонатов натрия засчет кремния образуется поверхностный слой очень высокой твердости,на котором плоско адсорбируются молекулы дикарбоновых кислот, образуя1131894 лярной адсорбции, что обеспечивает большую стойкость долотной стали к усталостному износу при применении предлагаемого бурового раствора (табл.3). Та блица 1 Параметры СНС 60/600,Паг/см Т,с В, см /1800 с Состав раствора 89,3 НО + 3% НаС 1 + 10% глины ++ 1% КМЦ+ 1,5% смаз. добавки 1,13 33,5 5 О, 32/2, 27 0,32/0,32 1,10 27 Продолжение табл,1 С,от.% К,мм рН Состав раствора 10 сут 1 сут такта 900 с 69,3 НО + 3% УаСХ + 10% глины ++ 0,2% КМЦ+ 0,5% смаэ. добавки 7,9 3 0,5 8,0 1,2 0,25 0,4 8,0 1,3 высоко конденсированную прочнуюпленку, на которой располагаютсямолекулы жирных кислот легкого таллового масла, образуя полимопекулярные слои в результате полимолеку 83,4% НО + 3% ЯаС 1 + 15% глины ++ 0,6% ЙЮ+ 1% смаз.добавки треммФ при времени кон1131894 Таблица 3 Состав раствора К + 1,0 Х СМАг К + 1,07 смазки предлагаемого сос- тава Состазитель И. ХрипачТехред М,Гергель Корректор Н.Король Редактор И. Рыбченко краж б 33 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 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 . 140б 32 78