專利名稱：一種新型聚苯胺防腐螺紋脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防腐螺紋脂，詳細(xì)地說涉及一種新型聚苯胺防腐螺紋脂。本發(fā)明還涉及上述防腐螺紋脂的制備方法。
背景技術(shù)：
螺紋脂是用于油田開發(fā)鉆井作業(yè)時(shí)，鉆桿、鉆挺的絲扣潤(rùn)滑、密封，以減少鉆桿、鉆挺絲扣的磨損和腐蝕。目前采用傳統(tǒng)的螺紋脂，鉆井時(shí)存在許多問題，其中主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)1.鉆井時(shí)溫度較高，螺紋脂在高溫時(shí)流失較大。
2.鉆井時(shí)用的泥漿雖添加了防腐劑，但由于是強(qiáng)堿性的，對(duì)絲扣腐蝕性能很大。
3.鉆井時(shí)壓力較大，絲扣間潤(rùn)滑性能不好，易造成粘扣現(xiàn)象。
由于傳統(tǒng)的螺紋脂解決不了上述問題，造成鉆桿、鉆挺的損耗率達(dá)到40％以上，造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種新型聚苯胺防腐螺紋脂及其制備方法，以解決傳統(tǒng)螺紋脂存在的1.鉆井時(shí)溫度較高，螺紋脂在高溫時(shí)流失較大；2.鉆井時(shí)用的泥漿雖添加了防腐劑，但由于是強(qiáng)堿性的，對(duì)絲扣腐蝕性能很大，3.鉆井時(shí)壓力較大，絲扣間潤(rùn)滑性能不好，易造成粘扣現(xiàn)象的問題。該防腐螺紋脂由下列含量按重量百分比計(jì)的原料組成基礎(chǔ)油10％～70％w、潤(rùn)滑脂5％～30％w、聚苯胺0.1％～10％w、環(huán)氧樹脂5％～40％w、防銹添加劑0.1％～10％w、抗磨極壓劑0.1％～10％w。
本發(fā)明所述的基礎(chǔ)油可以是各種粘度礦物油、合成油其中之一或其中兩種混合物；本發(fā)明所述的潤(rùn)滑脂包括下列化合物其中一種或兩種以上的混合物硬脂酸鋰、鈉、鉀、鈣、鋇、鉛皂，12-羥基硬脂酸鋰、鈉、鉀、鈣、鉛皂，油酸鋰鈉、鉀、鈣、鉛皂；本發(fā)明所述的聚苯胺結(jié)構(gòu)如下 其中，n＝1～500；y在0與1之間，R1，R2，R1′，R2′＝H；OCkH2k+1，k＝1，2；本發(fā)明所述環(huán)氧樹脂，可采用E51、E35、E42、E44等不同分子量雙酚A型環(huán)氧樹脂其中之一或其中兩種混合物；本發(fā)明所述的防銹添加劑石油磺酸鋇、羊毛脂、羊毛脂鎂皂、二壬基萘磺酸鋇、石油磺酸鈣、石油磺酸鈉、十二烯基丁二酸、苯并三氮唑、環(huán)烷酸鋅、山梨醇酐單油酸酯，其中之一或其中2-3種混合物；本發(fā)明所述的抗磨極壓劑可以是下列化合物其中一種硫化二聚丁烯、硫化異丁烯、磷酸三乙酯、磷酸胺、磷酸三甲酚酯、亞磷酸二正丁酯、氯化石蠟、環(huán)烷酸鉛、二硫化鉬、石墨、二硫化鎢、氮化硼、聚四氯乙烯。
本發(fā)明的目的在于提供一種新型聚苯胺防腐螺紋脂的制備方法，即由基礎(chǔ)油、潤(rùn)滑脂、聚苯胺、環(huán)氧樹脂、防銹添加劑、抗磨極壓劑等共混，不加任何溶劑，經(jīng)攪拌、研磨，獲得一種新型防腐螺紋脂的制備方法，具體制備步驟如下1)按上述比例量取潤(rùn)滑脂，加入到基礎(chǔ)油中，加熱攪拌基礎(chǔ)油，加熱溫度50～200℃，加熱攪拌時(shí)間1～5小時(shí)，使稠化劑在基礎(chǔ)油中全部熔化溶解，然后冷卻至室溫；2)按上述比例量取聚苯胺粉末，高速機(jī)械攪拌下加入上述共混油脂中，加熱高速攪拌1～5小時(shí)，加熱溫度50～100℃。然后冷卻至室溫；3)按上述比例量取環(huán)氧樹脂、防銹添加劑、抗磨極壓劑等添加劑，在機(jī)械攪拌下，分別加入到上述共混油脂中，高速攪拌1～3小時(shí)；4)將以上配制好的混合油脂，在錐體磨反復(fù)研磨1～10小時(shí)，使其細(xì)度達(dá)到小于20μm，即可得到所要的聚苯胺防腐螺紋脂，；本發(fā)明可通過調(diào)節(jié)各組分的比例，在不需要復(fù)雜工藝和設(shè)備的前提下，制備出一種新型的防腐螺紋脂。
本發(fā)明是采用一種導(dǎo)電高分子材料-聚苯胺作為防腐添加劑，選用耐高溫的潤(rùn)滑脂作為潤(rùn)滑脂，制備出一種新型的防腐螺紋脂，解決了傳統(tǒng)螺紋脂的上述問題。本發(fā)明的防腐螺紋脂不但具有優(yōu)良的防腐性能、極壓潤(rùn)滑性和密封性能，而且使用時(shí)絲扣易于拆卸，延長(zhǎng)了鉆桿、鉆挺的使用壽命。本發(fā)明的聚苯胺防腐螺紋脂具有以下優(yōu)良的技術(shù)特征(1)聚苯胺防腐螺紋脂充分利用聚苯胺可逆的氧化還原性能，具有全新的鈍化型防銹機(jī)理，理論上可以采用很少的聚苯胺，即可達(dá)到很好的防銹效果。
(2)聚苯胺防腐螺紋脂具有較強(qiáng)的耐酸、堿性能，適于在酸性或堿性等非常惡劣環(huán)境條件下使用。
(3)本發(fā)明選用的是耐高溫的潤(rùn)滑脂作為基礎(chǔ)油脂，因此該螺紋脂不但有很好的防腐性，還具有很好的高溫潤(rùn)滑性能。螺紋脂在高溫時(shí)流失較小。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1.
稱取300g 45號(hào)機(jī)油，將90g硬脂酸鈉加入到機(jī)油中，加熱攪拌，加熱溫度為135℃，恒溫?cái)嚢?小時(shí)，使硬脂酸鈉在機(jī)油中完全熔化。停止加熱，冷卻至室溫。
稱取4g聚苯胺粉末，在機(jī)械攪拌下緩慢將聚苯胺粉末加入到上述混合油中，加熱攪拌3h，加熱溫度80℃，使聚苯胺在油脂中達(dá)到納米級(jí)分散。冷卻至室溫。
量取10g石油磺酸鋇，100g E51環(huán)氧樹脂，3g硫化二聚丁烯緩慢加入到上述油脂中，并繼續(xù)攪拌1小時(shí)，攪拌均勻。
將混合好的油脂在錐體磨上反復(fù)研磨3小時(shí)。將上述防腐螺紋脂涂覆在經(jīng)過表面處理的低碳鋼板上，控制厚度100μm，采用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5198-1996進(jìn)行試驗(yàn)，100℃，4小時(shí)試驗(yàn)鋼板無(wú)銹點(diǎn)出現(xiàn)，，無(wú)流失現(xiàn)象。按照GB/T3142-82國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在-40～150℃溫度之間，檢測(cè)螺紋脂的潤(rùn)滑性能，摩擦系數(shù)為0.005。
實(shí)施例2.
稱取250g 46號(hào)機(jī)油，將100g硬脂酸鋰加入到機(jī)油中，加熱攪拌，加熱溫度為170℃，恒溫?cái)嚢?小時(shí)，使硬脂酸鋰在機(jī)油中完全熔化。停止加熱，冷卻至室溫。
稱取2g聚苯胺，在機(jī)械攪拌下緩慢將聚苯胺粉末加入到上述混合油中，加熱攪拌1.5h，加熱溫度80℃，使聚苯胺在油脂中達(dá)到納米級(jí)分散。然后冷卻至室溫。
量取10g石油磺酸鈉，16g羊毛脂，120g E44環(huán)氧樹脂，3g二硫化鉬緩慢加入到上述油脂中，并繼續(xù)攪拌1小時(shí)，攪拌均勻。
將混合好的油脂在錐體磨上反復(fù)研磨3小時(shí)。將上述防腐螺紋脂涂覆在經(jīng)過表面處理的低碳鋼板上，控制厚度100μm，采用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5198-1996進(jìn)行試驗(yàn)，100℃，4小時(shí)試驗(yàn)鋼板無(wú)銹點(diǎn)出現(xiàn)，無(wú)流失現(xiàn)象。按照GB/T3142-82國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在-40～150℃溫度之間，檢測(cè)油脂的潤(rùn)滑性能，摩擦系數(shù)為0.006。
實(shí)施例3.
稱取280g 45號(hào)機(jī)油，將80g 12-羥基硬脂酸鋰加入到油中，加熱攪拌，加熱溫度為125℃，恒溫?cái)嚢?小時(shí)，使12-羥基硬脂酸鋰在油中完全熔化。停止加熱，冷卻至室溫。
稱取1.5聚苯胺，在機(jī)械攪拌下緩慢將聚苯胺粉末加入到上述混合油中，攪加熱攪拌3h，加熱溫度90℃，使聚苯胺在油脂中達(dá)到納米級(jí)分散。然后冷卻至室溫。
量取10g二壬基萘磺酸鋇，5g苯并三氮唑，100g E51環(huán)氧樹脂，3g硫化異丁烯緩慢加入到上述油脂中，并繼續(xù)攪拌2小時(shí)，攪拌均勻。
將混合好的油脂在錐體磨上反復(fù)研磨4小時(shí)。將上述防腐螺紋脂涂覆在經(jīng)過表面處理的低碳鋼板上，控制厚度100μm，采用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5198-1996進(jìn)行試驗(yàn)，100℃，3小時(shí)試驗(yàn)鋼板無(wú)銹點(diǎn)出現(xiàn)，無(wú)流失現(xiàn)象。按照GB/T3142-82國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在-40～150℃溫度之間，檢測(cè)油脂的潤(rùn)滑性能，摩擦系數(shù)為0.007。
實(shí)施例4.
稱取250g 20號(hào)航空潤(rùn)滑油，將100g 12-羥基硬脂酸鋰加入到油中，加熱攪拌，加熱溫度為93℃，恒溫?cái)嚢?小時(shí)，使12-羥基硬脂酸鋰油中完全熔化。停止加熱，冷卻至室溫。
稱取2g聚苯胺粉末，在機(jī)械攪拌下緩慢將聚苯胺粉末加入到上述混合油中，攪加熱攪拌4h，加熱溫度100℃，使聚苯胺在油脂中達(dá)到納米級(jí)分散。然后冷卻至室溫。
量取10g二壬基萘磺酸鋇，5g苯并三氮唑，80g E44環(huán)氧樹脂，3g硫化異丁烯緩慢加入到上述油脂中，并繼續(xù)攪拌2小時(shí)，攪拌均勻。
將混合好的油脂在錐體磨上反復(fù)研磨4小時(shí)。將上述防腐螺紋脂涂覆在經(jīng)過表面處理的低碳鋼板上，控制厚度100μm，采用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5198-1996進(jìn)行試驗(yàn)，100℃，3小時(shí)試驗(yàn)鋼板無(wú)銹點(diǎn)出現(xiàn)，無(wú)流失現(xiàn)象。按照GB/T3142-82國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在-40～150℃溫度之間，檢測(cè)油脂的潤(rùn)滑性能，摩擦系數(shù)為0.008。
實(shí)施例5.
稱取200g 4104合成油，將120g硬脂酸鋇加入到合成油中，加熱攪拌，加熱溫度為135℃，恒溫?cái)嚢?小時(shí)，使硬脂酸鋇在油中完全熔化。停止加熱，冷卻至室溫。
稱取2g聚苯胺粉末，在機(jī)械攪拌下緩慢將聚苯胺粉末加入到上述混合油中，加熱溫度為70℃，加熱攪拌3h，使聚苯胺在油脂中達(dá)到納米級(jí)分散。然后冷卻至室溫。
量取10g石油磺酸鋇，5g苯并三氮唑，100g E51環(huán)氧樹脂，3g磷酸三乙酯緩慢加入到上述油脂中，并繼續(xù)攪拌4小時(shí)，攪拌均勻。
將混合好的油脂在錐體磨上反復(fù)研磨3小時(shí)。將上述防腐螺紋脂涂覆在經(jīng)過表面處理的低碳鋼板上，控制厚度100μm，采用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5198-1996進(jìn)行試驗(yàn)，100℃，3小時(shí)試驗(yàn)鋼板無(wú)銹點(diǎn)出現(xiàn)，無(wú)流失現(xiàn)象。按照GB/T3142-82國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在-40～150℃溫度之間，檢測(cè)油脂的潤(rùn)滑性能，摩擦系數(shù)為0.010。
實(shí)施例6.
稱取240g 4104合成油，將100g油酸鋰加入到油中，加熱攪拌，加熱溫度為140℃，恒溫?cái)嚢?小時(shí)，使硬脂酸鈉在油中完全熔化。停止加熱，冷卻至室溫。
稱取1.6g聚苯胺粉末，在機(jī)械攪拌下緩慢將聚苯胺粉末加入到上述混合油中，加熱攪拌4h，加熱溫度100℃，使聚苯胺在油脂中達(dá)到納米級(jí)分散。然后冷卻至室溫。
量取10g石油磺酸鋇，5g苯并三氮唑，3g山梨醇酐單油酸酯，90gE51環(huán)氧樹脂，3g硫化二聚丁烯緩慢加入到上述油脂中，并繼續(xù)攪拌4小時(shí)，攪拌均勻。
將混合好的油脂在錐體磨上反復(fù)研磨5小時(shí)。將上述防腐螺紋脂涂覆在經(jīng)過表面處理的低碳鋼板上，控制厚度100μm，采用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5198-1996進(jìn)行試驗(yàn)，100℃，3小時(shí)試驗(yàn)鋼板無(wú)銹點(diǎn)出現(xiàn)，無(wú)流失現(xiàn)象。按照GB/T3142-82國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在-40～150℃溫度之間，檢測(cè)油脂的潤(rùn)滑性能，摩擦系數(shù)為0.009。
實(shí)施例7.
稱取200g 8號(hào)航空潤(rùn)滑油，將120g 12-羥基硬脂酸鋰加入到油中，加熱攪拌，加熱溫度為130℃，恒溫?cái)嚢?小時(shí)，使12-羥基硬脂酸鋰油中完全熔化。停止加熱，冷卻至室溫。
稱取2g聚苯胺粉末，在機(jī)械攪拌下緩慢將聚苯胺粉末加入到上述混合油中，加熱攪拌5h，加熱溫度70℃，使聚苯胺在油脂中達(dá)到納米級(jí)分散。然后冷卻至室溫。
量取10g二壬基萘磺酸鋇，5g苯并三氮唑，100g E42環(huán)氧樹脂，3g硫化異丁烯緩慢加入到上述油脂中，并繼續(xù)攪拌2小時(shí)，攪拌均勻。
將混合好的油脂在錐體磨上反復(fù)研磨4小時(shí)。將上述防腐螺紋脂涂覆在經(jīng)過表面處理的低碳鋼板上，控制厚度100μm，采用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5198-1996進(jìn)行試驗(yàn)，100℃，3小時(shí)試驗(yàn)鋼板無(wú)銹點(diǎn)出現(xiàn)，無(wú)流失現(xiàn)象。按照GB/T3142-82國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在-40～150℃溫度之間，檢測(cè)油脂的潤(rùn)滑性能，摩擦系數(shù)為0.009。
實(shí)施例8.
稱取250g 8號(hào)航空潤(rùn)滑油，將120g硬脂酸鋰加入到油中，加熱攪拌，加熱溫度為170℃，恒溫?cái)嚢?.5小時(shí)，使硬脂酸鋰在油中完全熔化。停止加熱，冷卻至室溫。
稱取1.6g聚苯胺，在機(jī)械攪拌下緩慢將聚苯胺粉末加入到上述混合油中，加熱攪拌3h，加熱溫度為90℃，使聚苯胺在油脂中達(dá)到納米級(jí)分散。然后冷卻至室溫。
量取10g十二烯基丁二酸，16g羊毛脂，100g E42環(huán)氧樹脂，3g硫化二聚丁烯緩慢加入到上述油脂中，并繼續(xù)攪拌3小時(shí)，攪拌均勻。
將混合好的油脂在錐體磨上反復(fù)研磨4小時(shí)。將上述防腐螺紋脂涂覆在經(jīng)過表面處理的低碳鋼板上，控制厚度100μm，采用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5198-1996進(jìn)行試驗(yàn)，100℃，4小時(shí)試驗(yàn)鋼板無(wú)銹點(diǎn)出現(xiàn)，無(wú)流失現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種新型聚苯胺防腐螺紋脂，由下列含量按重量百分比計(jì)的原料組成基礎(chǔ)油10％～70％w、潤(rùn)滑脂5％～30％w、聚苯胺0.1％～10％w、環(huán)氧樹脂5％～40％w、防銹添加劑0.1％～10％w、抗磨極壓劑0.1％～10％w；所述的基礎(chǔ)油可以是各種粘度礦物油、合成油其中之一或其中兩種混合物；所述的潤(rùn)滑脂包括下列化合物其中一種或兩種以上的混合物硬脂酸鋰、硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鉛皂，12-羥基硬脂酸鋰、12-羥基硬脂酸鈉、12-羥基硬脂酸鉀、12-羥基硬脂酸鈣、12-羥基硬脂酸鉛皂，油酸鋰鈉、油酸鋰鉀、油酸鋰鈣、油酸鋰鉛皂；所述的聚苯胺結(jié)構(gòu)如下 其中，n＝1～500；y在0與1之間，R1，R2，R1′，R2′＝H；OCkH2k+1，k＝1，2；本發(fā)明所述環(huán)氧樹脂，可采用E51、E35、E42、E44等不同分子量雙酚A型環(huán)氧樹脂其中之一或其中兩種混合物；本發(fā)明所述的防銹添加劑石油磺酸鋇、羊毛脂、羊毛脂鎂皂、二壬基萘磺酸鋇、石油磺酸鈣、石油磺酸鈉、十二烯基丁二酸、苯并三氮唑、環(huán)烷酸鋅、山梨醇酐單油酸酯，其中之一或其中2-3種混合物；所述的抗磨極壓劑可以是下列化合物其中一種硫化二聚丁烯、硫化異丁烯、磷酸三乙酯、磷酸胺、磷酸三甲酚酯、亞磷酸二正丁酯、氯化石蠟、環(huán)烷酸鉛、二硫化鉬、石墨、二硫化鎢、氮化硼、聚四氯乙烯。
2.按權(quán)利要求1所述的聚苯胺防腐螺紋脂制備方法，其步驟如下1)按上述比例量取潤(rùn)滑脂，加入到基礎(chǔ)油中，加熱攪拌基礎(chǔ)油，加熱溫度50～200℃，加熱攪拌時(shí)間1～5小時(shí)，使稠化劑在基礎(chǔ)油中全部熔化溶解，然后冷卻至室溫；2)按上述比例量取聚苯胺粉末，高速機(jī)械攪拌下加入上述共混油脂中，加熱高速攪拌1～5小時(shí)，加熱溫度50～100℃。然后冷卻至室溫；3)按上述比例量取環(huán)氧樹脂、防銹添加劑、抗磨極壓劑等添加劑，在機(jī)械攪拌下，分別加入到上述共混油脂中，高速攪拌1～3小時(shí)；4)將以上配制好的混合油脂，在錐體磨反復(fù)研磨1～10小時(shí)，使其細(xì)度達(dá)到小于20μm，得到聚苯胺防腐螺紋脂。
全文摘要
一種新型聚苯胺防腐螺紋脂及其制備方法。涉及一種防腐螺紋脂。由下列含量按重量百分比計(jì)的原料組成基礎(chǔ)油10％～70％w、潤(rùn)滑脂5％～30％w、聚苯胺0.1％～10％w、環(huán)氧樹脂5％～40％w、防銹添加劑0.1％～10％w、抗磨極壓劑0.1％～10％w；將基礎(chǔ)油、潤(rùn)滑脂、聚苯胺、環(huán)氧樹脂、防銹添加劑、抗磨極壓劑等共混，經(jīng)加熱、攪拌、研磨，獲得一種新型防腐螺紋脂。充分利用聚苯胺可逆的氧化還原性能，具有全新的鈍化型防銹機(jī)理，可達(dá)到很好的防銹效果。適于在酸性或堿性等非常惡劣環(huán)境條件下使用。還具有很好的高溫潤(rùn)滑性能。
文檔編號(hào)C10M145/18GK1888037SQ20061001701
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日
發(fā)明者夏鋼, 梁立 申請(qǐng)人:吉林正基科技開發(fā)有限責(zé)任公司