人造金刚石钻进中冲洗液的润滑和吸附机理

目前,在人造金刚石钻进中,广泛使用皂化溶解油乳化液作为钻孔冲洗液。在水质和岩性适宜的情况下,使用皂化油可取得良好的效果。但由于皂化油原用于金属切削的冷却和润滑,所以它的性能和成本都与钻探的要求不相适应。尤其是某些地层或水质不好时,会产生破乳现象,不仅消耗大量皂化油,还影响正常钻进。随着人造金刚石钻进的推广,研究适用于各种地层的冲洗液,减少消耗,降低成本,是摆在我们钻探工作者面前急待解决的任务。本文准备讨论以下几个有关问题。     

新型抗破乳润滑洗井剂—ETL的研试进展

在金刚石钻进中,皂化油等阴离子型洗井液普遍存在着不同程度的破乳现象,影响钻进效果。新研制的E TL润滑洗井剂,经过室内试验及野外试验表现出良好的抗破乳能力。其与皂化油等性能比较,结果如下     

山苍子核油钠皂十二烷基苯磺酸钠复合润滑冲洗液的性能及应用效果

山苍子核油钠皂润滑冲洗液是润滑性能良好的金刚石钻探润滑减阻剂.去年华东地勘局二六一、二六二和二六九大队进行了较大规模的生产试验,用山苍子核油钠皂润滑冲洗液共钻进了4735米钻孔,取得了初步的效果.同时也发现这种润滑冲洗液若皂化不够充分,会在钻杆和钻头     

ABS润滑剂在金刚石钻进中的试验与应用

我队在金刚石钻进中,过去大都采用皂化油、126钻探润滑剂配制乳化液.由于施工矿区地质条件的变化及金刚石钻进技术的不断推广,对润滑剂的需求量越来越大,润滑剂单项成本逐渐上升,现用的钻探润滑剂已不能满足新工艺和提高经济效益的需要,迫切需要寻找新型的润滑剂.为此,我们结合金刚石绳索取心钻进技术的特点,研制出ABS润滑剂.现就研究试验情况叙述如下.     

防止皂化油乳化液破乳的试验

目前,冶金系统人造金刚石钻探用皂化溶解油配制乳化液洗孔,取得较好效果,但也存在破乳现象.例如,安徽812队在石英闪长岩中钻进,每米钻孔消耗皂化油1.5～1.6公斤.原因是大量皂化油与岩粉形成油沫上浮.据现场测定,打入钻孔的乳化液浓度为     

人造金刚石钻进用的润滑减阻剂——癸二酸下脚钠皂

研制材料来源广、价格低廉并适用于各种地层的人造金刚石钻进用的冲洗液,是当前急待解决的问题.我们曾先后在3个矿区14个钻孔中进行了癸二酸下脚钠皂在人造金刚石钻进中的应用试验,取得了良好效果.有一个钻孔,孔深880米时,转速655转/分,仍保持孔内清洁.润滑性能与皂化油乳化液相当,但成本只相当于皂化油的1/9～1/10.癸二酸下脚钠皂溶液的性能癸二酸下脚钠皂是一种较好的阴离子型表面活性剂,其分子结构特点决定了它的良好的润滑性(详见后).     

可以正反转的钻杆连接方法

目前，皂化油在金刚石钻探施工中用作润滑剂很普遍，但是其破乳现象尚未得到解决。而皂化油＋PHP＋清水无固相冲洗液能减少皂化油的破乳现象，尤其能把破乳后产生的油渣排离孔内，保持孔内于净，有利于提高金刚石钻进的转速和钻速。     

CS—3、4、5新型乳化油

金刚石绳索取心技术在我国推广后，对润滑钻井液提出了更高的要求。不仅要求其润滑性好，不起油垢，同时还要求材料来源广，价格低廉，以求降低成本。目前大多数勘探队都用皂化溶解油（简称皂化油）作冲洗液，其价格昂贵，（每公斤为1.84元），而每钻进一米就需消耗1—2公斤。单冲洗液一项成本每米就需1.8—3.6元/米，几乎与钻头的成本相当，所以降低冲洗液成本是当前研究的重要课题之一，我们根据皂化油乳化液中起润滑作用的是乳化剂而不是机油，机油只起清洗作用这一观点，配制出适用于钻探     

混油乳化泥浆的配制与使用

我队在许昌铁矿区钻探,地层复杂,上部有200～300余米厚的冲积覆盖层,下部基岩受风化和构造作用,松散而破碎;钻孔坍塌、掉块,局部漏失或涌水.因此须采用泥浆护孔钻进.小口径金刚石钻进,要求泥浆粘度低、切力小、泥皮薄、含砂量低、有润滑性能.近几年来,在有关单位协助下,我队试验推广了混油乳化泥浆,取得较好效果.1.配方粘土(用当地粘土加工成粉状)10%、石灰0.4%、纯碱0.8%、栲胶碱粉或铁铬盐0.5%、太古油或皂化溶解油0.5～1%、C.M.C. 0.8%2.配制方法先将太古油或皂化溶解油     

金刚石钻进用润滑膏

金刚石钻进时遇到含钙质地层以及漏失地层,若使用一般润滑冲洗液,往往发生“破乳”或冲洗液消耗量大等问题.在这种情况下,采用润滑涂抹膏具有一定效果. 实例1.岩前白钨矿区该矿区地层上部为结晶灰岩、大理岩,下部为花岗岩,接触带为花岗岩风化层.钻孔设计为直孔.施工中大部份钻孔漏失,或冲洗液受钙侵,或风化层遇水坍塌.使用皂化油配制的乳化液严重“破乳”,使用聚丙烯酰胺配制的无固相冲洗液也难以奏效.后来使用了润滑膏,不仅可以顶漏钻进,不需停钻堵漏,而且可     

799型皂化油

目前人造金刚石钻进一般都采用皂化油乳化液冲洗钻孔.以往我公司各队所用皂化油都是外购,价格较贵.为此,经过公司探矿科与五二○队的共同努力,终于研试成功一种成本低廉的新型皂化油.因是在1979年9月试制成功,故定名为799型皂化油.成分1.基础油选用0号柴油,系形成乳化液的分散相.2.乳化剂采用环烷酸的钾、钠皂.环烷酸属羧酸盐类,通称石油酸,是炼制润滑油时的副产品.3.火碱使环烷酸皂化.     

山苍子核油钠皂润滑冲洗液的试验与研究

随着人造金刚石钻进技术的发展,润滑冲洗液的研究也逐渐得到重视,并取得一些进展,由使用乳化液逐渐改用不加基础油的表面活性剂溶液,由使用皂化溶解油改用松香酸钠、癸二酸下脚钠皂、十二烷基苯磺酸钠等,取得了很好的效果.华东地勘局从1979年开始,全局有40多台金刚石钻机全部用松香酸钠代替皂化溶解油,钻进了几十万米钻孔.不仅节约了机油,大幅度降低了成本,并且打出了水平.有时在孔深700米时,钻机仍能开1190转/分的高速.中南地勘局所属湖南三个     

癸二酸乳化冲洗液

我队自1976年使用人造金刚石钻进以来,已开动五台钻机,主要使用皂化油作乳化冲洗液.众所周知,此种乳化液属阴离子型,遇钙、镁、铁等离子常发生严重破乳,有时形成胶质物粘附于钻具上,既堵水又增加了阻力,无法正常钻进,有时不得不消耗大量纯碱或洗衣粉洗孔.由于金刚石钻进时岩粉细,具有很大的比表面积,在钻进过程     

新润滑剂十二烷基苯磺酸钠初试情况

我矿区有一层含钙离子较多的结晶灰岩,使用小口径(φ46)人造金刚石钻进时,用皂化油作润滑剂,产生胶状岩粉沉淀,并容易发生烧钻事故.后在皂化油冲洗液中加入适量的洗衣粉调节pH值,情况有所好转,但有时不小心也会烧钻.最近,在中南矿冶学院的协助下,在三个钻孔中,用十二烷基苯磺酸钠作润滑剂,钻进中取得较好效果.我们在应用中发现:1.它的抗钙性能强,用硬水时也不需软化处理,碰到含钙离子多的岩层,     

润滑钻井液在碎岩过程中的作用机理

文章讨论了润滑钻井液在人造金刚石钻进中的作用,并提出:①与清水比较,润滑钻井液既可提高也可降低钻进效率和钻头寿命;②润滑钻进液对硬岩钻进影响大,对软岩影响小;③对金刚石润滑与冷却作用好的钻进液,提高钻进效率与寿命明显;相反,则不明显,甚至起反作用.用试验方法证明了上述观点.     

现用几种乳化剂性能的探讨

润滑冲洗液的性能好坏，对人造金刚石钻进的影响很大，有的地区甚至成为影响人造金刚石钻进的主要矛盾。为探讨乳化剂的性能，对目前国内常用的几种乳化剂（包括皂化油、松香酸钠、癸二酸下脚脂肪酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸钠等）进行了室内对比试验，并将一部份乳化剂投入现场使用，同时参考了一些其它资料，证明这几种乳化剂配制的乳化液在其性能上各有差异，适应性不尽相同。本文试图通过对乳化剂的润滑性、稳定性、抗破乳能力等方面的探讨，为今后试验研究更理想的乳化剂提出意见。     

老牛槽区钻孔的冲洗护壁问题

在复杂层的钻进中,运用含有4～5％粘土的低固相PHP-CMC-KHM浆液和适应本地区的阴离子型皂化油,有效地解决了钻孔的冲洗、润滑和护壁问题。     

脂肪酸钠皂表面活性剂钻井液及其改性处理

脂肪酸钠皂表面活性剂钻井液与皂化溶解油、太古油等乳化钻井液相比，具有成本低廉，加工简单使用方便等优点，其综合技术性能不次于乳化钻井液，能满足金刚石高转速钻进的要求，得到了广泛的应用。自一九七八年以来，我局各地质大队用这种钻井液钻进的工作量超过一百万米，最近二三年，全局90％以上的金刚石钻探工作量都是采用这种钻井液钻进的，对我局普及小口径金刚石钻探发挥了重要作用。     

CS-2抗破乳润滑剂

使用润滑冲洗液能使小口径金刚石钻进开上高转速，从而提高机械钻速，减少事故。皂化油、松香酸钠及癸脂钠皂等润滑剂虽具有良好的润滑性能，但缺乏抗破乳能力。因此，限制了它们的使用范围，研究新型抗破乳润滑剂是岩心钻润滑冲洗液研究的一项重要课题。现场调查表明，大多数机台用水硬度在100—250ppm范围。为此，笔者认为一种好的抗破乳润滑剂，既要达到上述抗硬水的能力，又要具有良好的润滑性能；同时，还应具备用量少、成本低、来源广、使用方便等优点。     

松香酸钠在金刚石钻进中的应用

金刚石小口径钻进的特点是环状间隙小、回转速度高、机械钻速快。因此,钻具与孔壁之间的摩擦阻力大,钻头与岩石之间的摩擦热能高。这就对金刚石小口径钻进的冲洗液提出了不但要有良好的排粉能力,而且特别要具有良好的润滑和冷却作用的要求。清水和低固相泥浆洗孔,固然有其各自的优点,但是都不能完全满足金刚石钻进对冲洗液润滑和冷却性能的特殊要求。因此,研究提高水基冲洗液的润滑性能和对金刚石的冷却性能是改善金刚石钻进效果的关健问题。