Эмульсионный промывочный раствор Советский патент 1981 года по МПК C09K7/02 

1

Изобретение относится к области скоростного бурения скважин в твердых породах У111-Х11 категории по буримости. .

Известные эмульсионные промывочные растворы на основе воды с различными смазочными добавками /такими, как серийные эмульсолы ЭЛ-3, ЭЛ-4, ЭН-4 и другие) теряют свою устойчивость при повышении температур и разрушаются при наличии минерализованных вод в скважинах 1.

Наиболее близким к предлагаемому является эмульсионный промывочный растворf состоящий из воды и смазочной добавки - эмульоола ЭТ-2 2. I Раствор содержит 0,5-1,0 вес.% эмульсола ЭТ-2, состоящего, вес.%: Смесь солей теплового масла6,5-7,5

Смесь натриевых солей масляного аси6,5-7,5 дола

Смесь воды и До 60 спирта

Индустриальное До 100 масло

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 буреции скважин с глу- . биной более 1000 м, температура на забое скважины достигает 40-60 С и выше (в связи с необходимостью бурения скважин на твердые полезныь ископаемые на глубину до 3500 м

10 проблема повышения термостабильности эмульсионных растворов является актуальной) .

Кроме того, этот раствор может применяться только при наличии в

15 скважинах пресйых и слабо минерагпизованных (до 4 мг-экв/л) вод. В рлучае наличия в сквс1жинах минерализованных вод раствор разрушается.

Целью изобретения является йовышё20ние антифрикционных свойств, термостабильности и стойкости в минерализованных водах эмульсионного промывочного раствора.

25

.Цля достижения цели в эмульсионный промывочный раствор дополнительно вводят этилсиликонат натрия, а в качестве добавки - продукт реакции этерификации триэтаноламина смесью

30 кислот дистиллята тгшлового масла

при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Продукт реакции этерификации триэтанол- амина смесью кислот

дистиллата таллового

масла0,25-1,00

Этилсиликонат натрия 0,10-0,50

ВодаДо 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 ( СООН) , олеиновая ( линолиновая (С jHugCOOH) , абцецтиновая {С|5 HjgCOOH) .

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

Эмульсионный промывочный раствор готовят следующим образом.

Продукт реакции этерификации при триэтаноламина со смесью кислот, содержащихся в дистиллате таллового масла () СН,2 СН;2-OCOR, обозначен в дальнейшем индексом /4 .

R , и т.д.,представляющий собой жидкость темнокоричневого цвета с температурой начала кипения около 200с, 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, отличающие еся содержанием продукта Д и этилсиликоната натрия.

Термостабильность предлагаемого и известного эмульсионных промывоч ных растворов испытывалось при термостатировании в сушильном шкафу через, каждые 10°С, начиная с температуры 30с.

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 из-вёстным раствором (базовый объект) антифрикционные свойства предлагаемого промывочного раствора повышаются в 1,5 pза, термостабильность - в 3 раза. Одновременно с этим стойкость раствора в минерализованных водах повышается в 10-25 раз.

Введение продукта реакции этерификации триэтаноламина смесью кислот дистиллата таллового масла и этилсиликоната натрия в меньшем колчестве, чем предлагаемый нижний предел, не обеспечивает улучшение свойств раствора по сравнению с известным (базовый объект).

Увеличение содержания указанных компонентов в растворе выше верхнег предела, как показывают данные табл 2, не ПРИВОДИТ к увеличению антифриционных свойств, термостойкости и устойчивости в минерализованных водах.

Кроме того, увеличение содержания Этилсиликоната натрия свыше 0,5 вес.% нецелесообразно потому, ч температура в скважинах не превышае и поэтому дальнейшее увеличение термостабильности раствора не является необходимым.

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

Применение предлагаемого эмульсионного промывочного раствора поз-врляет повысить производительность, бурения, снизить расход алмазов при бурении скважин, повысить коррозионную стойкость бурильного инстру мента.

Ожидаемый экономический эффект от использования заявляемого раствора в геологоразведочных экспедициях Мингео УССР составит 286000 руб. 788 Формула изобретения Эмульсионный промывочный раствор, иодержащий воду и смазочную добавку, отличающийс я тем, что, с целью повышения антифрикционных свойств, термостабильности и стойкости в минерешизованных водах. он дополнительно содержит этилсилико нат натрия, а в качестве смазочной добавки - продукт реакции)этерификации триэтаноламина смесью кислот дистиллата таллового масла при еледующем соотношении компонентов, 1388 Продукт реакции этерификации триэтаноламина смесью кислот дистиллата таллового масла 0,25-1,00 j Этилсиликонат натрия 0,10-0,50 Вода Остальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Яров А.Н. и др. Буровые раство Q РЫ с улучшенными смазочными свойствами, М.,Недра , 1975, с. 2.8jl03. 2- Лисянский В.И. Новые типы эмульсионных растворов и антивибрационных смазок.-Разведка и охрана недр, 1979, 1, с. 32 (прототип).