钻井液用固体润滑剂

1、粘度、密度和固相的影响

随着钻井液固相含量、密度增加，通常其粘度、切力等也会相应增大。这种情况下，钻井液的润滑性能也会相应变差。这时其润滑性能主要取决于固相的类型及含量。砂岩和各种加重剂的颗粒具有特别高的研磨性能。

钻井液中固相含量对其润滑性影响很大。随着钻井液固相含量增加，·除使泥饼粘附性增大外，还会使泥饼增厚，易产生压差粘附卡钻。另外，固相颗粒尺

2、滤失性、岩石条件、地下水和滤液pH值的影响

致密、表面光滑、薄的泥饼具有良好的润滑性能。降滤失剂和其它改进泥饼质量的处理剂(比如磺化沥青)主要是通过改善泥饼质量来改善钻井液的防磨损和润滑性能。

在钻井液条件相同的情况下，岩石的条件是通过影响所形成泥饼的质量以及井壁与钻柱之间接触表面粗糙度而起作用的。底温度、压差、地下水和滤液的pH值等因素也会在不同程度上影响润滑剂和其它处理剂的作用效能，从而影响

泥饼的质量，对钻井液的润滑性能产生影响。

3、有机高分子处理剂的影响

许多高分子处理剂都有良好的降滤失、改善泥饼质量、减少钻柱摩阻力的作用。有机高分子处理剂能提高钻井液的润滑性能，还与其在钻柱和井壁上的吸附能力有关。吸附膜的形成，有利于降低井壁与钻柱之间的摩阻力。某些处理剂，如聚阴离子纤维素、磺化酚醛树脂等具有提高钻井液润滑性的作用。不少高分子化合物通过复配、共聚等处理，可成为具有良好润滑性能的润滑材料。

固体润滑剂(优质参考)

固体润滑剂固体润滑剂就是在两个有载荷作用的相互滑动面间，用以降低摩擦和磨损的固体状态的物质。要求：剪切抗力低，与被润滑表面有较好的亲和力，不腐蚀被润滑表面、耐高温、耐低温等特点。包括金属材料，无机非金属材料和有机材料等。可分为固体粉末润滑材料、粘结或喷涂固体润滑膜、自润滑复合材料。固体润滑材料的适应范围比较广，以1000℃以上的白热高温到液体氢的深冷低温；严重腐蚀气体环境中工作的化工机械，是受到强辐射的宇航机械上(如月球表面的工作机械)，在原子能工业、宇航和国防工业、电子工业、化学工业、机械工业、交通运输、食品工业、纺织印染等轻工业部门都已经得到了应用。固体润滑剂主要用在高温、低温、高真空、放射线高辐射场、腐蚀性大、挥发性低、不易测定条件润滑、不容许受润滑油、脂沾污等场合和机件上。一、固体润滑三种机理 1、形成固体润滑膜，它的润滑机理与边界润滑机理相似； 2、软金属固体润滑剂，它利用软金属抗剪切强度低的特点来起润滑作用； 3、层状结构的特点起润滑作用。图6—8为石墨的品体结构，由图6—8可知石墨具有层状，在层与层之间的接合力较弱，所以剪切抗力低。一般常用的固体润滑剂有：二硫化钼、石墨、云母、二硫化钨、滑石粉、氮

化硼；塑料包括聚四氟乙烯、聚胺脂、聚乙烯、浇铸尼龙—6等以及某些金属如铅、锌、锡、银等低熔点金属及其合金。二、固体润滑剂的优点 1)免除了油脂的污染及滴漏。如在空气压缩机实现固体润滑(包括轴承、密封、活塞环)后，可以提供不被油污染的空气；又如在纺织机械、食品加工机械、造纸机械、印刷机械采用固体润滑后，能避免油污，提高产品质量； 2)取消了供油脂所用的润滑油站及油路系统，节省了投资、降低了维修费用； 3)适应比较广泛的温度范围。它可用于特殊的工况条件(如在具有放射性条件下能抗辐射、耐高真空、抗腐蚀)以及不适宜使用润滑油脂的场合。 4)增强了防锈蚀能力。这对于潮湿气候的南方具有重要意义。 5）固体润滑剂分散悬浮在液体润滑剂中，既可以发挥固体润滑剂本身的性能，弥补固体润滑剂的摩擦系数大和导热性能不良的缺点。三、固体润滑材料缺点 1）摩擦系数较大(比润滑油等流体润滑的摩擦系数大100—500倍，比润滑脂润滑的摩擦系数大50—100倍)， 2）散热性能差，因而固体润滑剂主要用在其他润滑材料不能承担的润滑场合。 3）固体润滑膜的寿命较短，保膜时不仅增加工作量，有时还要停车检查，在一定程度上影响生产。 4)导人性不好，即使是粉末状，不易补充到摩擦表面。 5)塑料自润滑材料存在强度不高、线膨胀系数大、导热性差、不耐高温、摩擦系数有的还不够低的缺点。因此目前还不能完全取代润滑油脂。四、对固体润滑剂的要求固体润滑剂应满足以下性能要求： 1)较低的摩擦系数在滑动方向要有低的剪切强度，而在受载方向则要有高的屈服极限。同时还要具有防止摩擦表面凸峰的穿透的能力(即材料的物理性能是各向异性的)； 2)附着力要强。要求附着力要大于滑动时的剪切力，以免固体润滑剂(或膜)从底材上或金属表面被挤刷(或撕离)掉； 3)固体润滑剂粒子间要有足够的内聚力，以建立足够厚的润滑膜，以防止摩擦表面的凸峰穿透并能贮存润滑剂； 4)润滑剂粒子的尺寸在低剪切强度方向应最大，这样才能保证粒子在滑动表面间能很好地定向； 5)在较宽的温度范围内，能保持性能稳定而不起化学反应。要完全满足上述要求是不容易的。不同的固体润滑剂，具有不同的特殊性能，一般情况只能满足或达到上述要

第四章固体润滑材料

第四章: 固体润滑二、固体润滑材料固体润滑剂的作用是以固体润滑物质（如固体粉末、薄膜及固体复合材料等）来减少作相对运动两表面的摩擦与磨损，并保护该表面，在固体润滑过程中，固体润滑剂和周围介质要与摩擦表面发生物理、化学反应生成固体润滑膜，降低磨擦磨损。固体润滑剂的材料有无机化合物（石墨、二硫化钼、氮化硼等）、有机化合物（蜡、聚四氟乙烯、酚醛树脂）和金属（Pb\Sn\Zn）以及金属化合物，其中以石墨和二硫化钼应用最广。固体润滑剂的适用范围比较广，从1000℃以上的白热高温到液体氢的深冷低温，无论在严重腐蚀气体环境中工作的化工机械，还是受到强辐射的宇宙机械，都能有效地进行润滑。 1、常见固体润滑剂的种类： ①粉状润滑剂：有二硫化钼粉剂、二硫化钨粉剂、二硫化钼P型、胶体石墨粉。 ②膏状润滑剂：有二硫化钼重型机床油膏、二硫化钼齿轮油润滑油膏、二硫化钼高温齿轮油膏、特种二硫化钼油膏、齿轮润滑用GM-1型成油膜膏。 2、固体润剂的基本性能与摩擦表面能牢固地附着，有保护表面功能固体润滑剂应具有良好的成膜能力，能与摩擦表面形成牢固的化学吸附膜或物理吸附膜，在表面附着，防止相对运动表面之间产生严重的熔焊或金属的相互转移。抗剪强度较低固体润滑剂具有较低的抗剪强度，这样才能使摩擦副的摩擦系数小，功率损耗低，温度上升小。而且其抗剪强度应在宽温度范围内不发生变化，使其应用领域较广。稳定性好，包括物理热稳定，化学热稳定和时效稳定，不产生腐蚀及其他有害的作用。 ①、物理热稳定是指在没有活性物质参与下，温度改变不会引起相变或晶格的各种变化，因此不致于引起抗剪强度的变化，导致固体的摩擦性能改变。 ②、化学热稳定是指在各种活性介质中温度的变化不会引起强烈的化学反应。要求固体润滑剂物理和化学热稳定，是考虑到高温、超低温以及在化学介质中使用时性能不会发生太大变化，而时效稳定是指要求固体润滑剂长期放置不变质，以便长期使用。此外还要求它对轴承和有关部件无腐蚀性、对人畜无毒害，不污染环境等。要求固体润滑剂有较高的承载能力：因为固体润滑剂往往应用于严酷工况与环境条件如低速高负荷下使用，所以要求它具有较高的承载能力，又要容易剪切。 3、固体润滑剂的使用方法 1)作成整体零件使用：某些工程塑料如聚四氟乙烯、聚缩醛、聚甲醛、聚碳酸脂、聚酰胺、聚砜、聚酰亚胺、氯化聚醚、聚苯硫醚和聚对苯二甲酸酯等的摩擦系数较低，成形加工性和化学稳定性好，电绝缘性优良，抗冲击能力强，可以制成整体零部件，若采用环璃纤维、金属纤维、石墨纤维、硼纤维等对这些塑料增强，综合性能更好，使用得较多的有齿轮、轴承、导轨、凸轮、滚动轴承保持架等。 2)作成各种覆盖膜来使用：通过物理方法将固体润滑剂施加到摩擦界面或表面，使之成为具有一定自润滑性能的干膜，这是较常用的方法之一。成膜的方法很多，各种固体润滑剂可通过溅射、电泳沉积、等离子喷镀、离子镀、电镀、粘结剂粘结、化学生成、挤压、浸渍、滚涂等方法来成膜。市面上已出现了无润滑轴承及采用纳料技术的固体润滑剂。 3)制成复合或组合材料使用：所谓复合（组合）材料，是指由两种或两种以上的材料组合或复合起来使用的材料系统。这些材料的物理、化学性质以及形状都是不同的，而且是互不可溶的。组合或复合的最终目的是要获得一种性能更优越的新材料，一般都称为复合材料。 4)作为固体润滑粉末使用：将固体润滑粉末（如ＭoＳ2）以适量添加到润滑油或润滑脂中，可提高润滑油脂的承载能力及改善边界润滑状态等，如ＭoＳ2油剂、ＭoＳ2 油膏、ＭoＳ2润滑脂及Ｍo Ｓ2水剂等。

润滑脂和固体润滑剂用的地方

润滑脂和固体润滑剂用的地方（一）.润滑脂：润滑脂的性能包括: (1)触变性；(2)粘度；(3)强度极限；(4)低温流动性；(5)滴点；(6)蒸发性；(7)胶体安定性；(8)氧化安定性等。润滑脂的种类和牌号繁多，分类方法也有许多种，有的按基础油组成分类，如分为石油基润滑脂和合成油润滑脂；有的按用途分类，如分为减摩润滑脂，防护脂和密封脂；有的按润滑脂的某一特性分类，如高温脂，耐寒脂和极压脂等。润滑脂中的稠化剂的类型，是决定润滑脂工作性能的主要因素。现将几类润滑脂的特性简要介绍。 (1).烃基润滑脂以地蜡稠化基础油制成的润滑脂称为烃基润滑脂。具有良好的可塑性，化学安定性和胶体安定性，不溶于水，遇水不产生乳化。其缺点是熔点低，烃基润滑脂主要用作保护作用。 (2).皂基润滑脂皂基润滑脂占润滑脂的产量90%左右，使用最广泛。最常使用的有钙基，钠基，锂基，钙一钠基，复合钙基等润滑脂。复合铝基，复合锂基润滑脂也占有一定的比例，这两种脂是有发展前景的品种。 (3).无机润滑脂主要有膨润土润滑脂及硅胶润滑脂两类。硅胶润滑脂是由表面改质的硅胶稠化甲基硅油制成的润滑脂，可用于电气绝缘及真空密封。膨润土润滑脂是由表硅胶润滑脂是由面活性剂(如二甲基十八烷基苄基氯化铵或氨基酸胺)处理后的有机膨润土稠化不同粘度的石油润滑油或合成润滑油制成，适用于汽车底盘，轮轴承及高温部位轴承的润滑。 (4).有机润滑脂各种有机化合物稠化石油润滑油或合成润滑油，各具有不同的特性，这些润滑脂大都作为特殊用途。如阴丹士林，酞青铜稠化合成润滑油制成高温润滑脂可用于200~250℃；含氟稠化剂如聚四氟乙烯稠化氟碳化合物或全氟醚制成的润滑脂，可耐强氧化剂，作为特殊部件的润滑。又如聚脲润滑脂可用于抗辐射条件下的轴承润滑等。（二）.固体润滑剂：固体润滑是指利用固体粉末，薄膜或整体材料来减少作相对运动两表面的摩擦与磨损并保护表面免于损伤的作用。按照经济合作与发展组织(OECD)制定的摩擦学名词术语，固体润滑的定义是：能保护相对运动表面免于损伤并减少其摩擦与磨损而使用的任何固体粉末或薄膜。在固体润滑过程中，固体润滑剂和周围介质要与摩擦表面发生物理，化学反应生成固体润滑膜，降低摩擦磨损。固体润滑剂概念应用较晚，1829年伦尼(Rennie)进行了石墨和猪油复合材料的摩擦试验。二硫化钼是在20世纪30年代第一次用作润滑剂，目前固体润滑剂已在许多机械产品中应用，可在许多特殊，严酷工况条件下如高温，高负荷，超低温，超高真空，强氧化或还原气氛，强辐射等环境条件下有效地润滑，简化润滑维修，为航天，航空与原子能工业发展所必不可少的技术。

钻井液用固体润滑剂

现如今，在许多的钻井工作中都会使用到钻井液润滑剂，它可以减少钻头、钻具及其它配件的磨损，延长使用寿命，同时防止粘附卡钻、减少泥包钻头，易于处理井下事故等。若钻井液的润滑性能不好，会造成钻具回转阻力增大，起下钻困难，甚至发生粘附卡钻和日钻具事故；由此可见润滑性好坏至关重要，那么影响其润滑性的主要因素有哪些呢？下面就简单的给大家介绍下。 1、粘度、密度和固相的影响随着钻井液固相含量、密度增加，通常其粘度、切力等也会相应增大。这种情况下，钻井液的润滑性能也会相应变差。这时其润滑性能主要取决于固相的类型及含量。砂岩和各种加重剂的颗粒具有特别高的研磨性能。钻井液中固相含量对其润滑性影响很大。随着钻井液固相含量增加，·除使泥饼粘附性增大外，还会使泥饼增厚，易产生压差粘附卡钻。另外，固相颗粒尺

寸的影响也不可忽视。研究结果表明，钻井液在一定时间内通过不断剪切循环，其固相颗粒尺寸随剪切时间增加而减小，其结果是双重性的：钻井液滤失有所减小，从而钻柱摩阻力也有所降低；颗粒分散得更细微，使比表面积增大，从而造成摩阻力增大。可见，严格控制钻井液粘土含量，搞好固相控制和净化，尽量用低固相钻井液，是改善和提高钻井液润滑性能的最重要的措施之一。 2、滤失性、岩石条件、地下水和滤液pH值的影响致密、表面光滑、薄的泥饼具有良好的润滑性能。降滤失剂和其它改进泥饼质量的处理剂(比如磺化沥青)主要是通过改善泥饼质量来改善钻井液的防磨损和润滑性能。在钻井液条件相同的情况下，岩石的条件是通过影响所形成泥饼的质量以及井壁与钻柱之间接触表面粗糙度而起作用的。底温度、压差、地下水和滤液的pH值等因素也会在不同程度上影响润滑剂和其它处理剂的作用效能，从而影响

钻井液润滑性测定

中国石油大学钻井液工艺原理实验报告实验日期：2015.03.23 成绩：班级：石工12-1 学号姓名：教师：范鹏同组者：实验四钻井液润滑性测定一.实验目的 1. 掌握钻井液润滑性测定仪器的使用方法； 2. 掌握钻井液润滑性的调整方法及常见润滑剂对钻井液润滑性能的影响。二.实验原理液体类润滑剂通过在金属、岩石和粘土表面形成吸附膜，减少钻具对井壁和套管的摩擦；多数固体润滑剂类似细小滚珠，将滑动摩擦转化为滚动摩擦，因而可大幅度降低扭矩和阻力。在斜板倾斜条件下，放在泥饼上的滑块受向下的重力作用，当克服粘滞力后开始下滑，根据牛顿内摩擦定律，设滑块重量为W，其与斜面平行的分力为F，F 即摩擦力，垂直于斜面的力为P，F=Wsinα，P=Wcosα，摩擦系数f=F/P=tgα。泥饼的摩擦系数即仪器所测的粘滞系数。三.仪器、药品 1.ZNS型打气筒失水仪一台 2.粘滞系数测定仪一台 3.高搅机一台 4. 秒表一只 5. 钢板尺一个 6. 20ml量筒1个 7.滤纸 8. 待测泥浆泥浆约500ml 四、实验步骤 1.接通粘滞系数测定仪的电源，预热15min，并检查电机、清零及显示屏工作是否正常。

2.通过手动调节测试板和仪器箱底的升降螺母使仪器测试板水平泡居中。 3.按清零按钮将数字显示屏归零。 4.测定基浆的滤失量后，将泥饼平整的放置在测试板上，将长方体滑块以垂直于测试者身体方向，缓慢地放置在泥饼的中心位置，并静置1min。 5.按动电机按钮，测试板开始以一定速率缓慢的倾斜，直到滑块开始与泥饼出现相对滑动时，立即记录下此时显示屏的读数。此读数的正切值即为泥饼的粘滞系数。 6.取基浆加入一定量的NaCl并高速搅拌10min，按实验步骤4和5测定盐水泥浆泥饼的粘滞系数。五、数据处理确定加入NaCl前后的润滑系数降低或提高率，并简要解释原因并提出简要的对策。润滑系数提高率=（1.1504-0.0612）/0.0612=17.80 润滑系数提高。钻井液中加入NaCl后，发生盐侵，会压缩粘土的扩散双电层，使其电位降低，水化膜变薄，粘土颗粒间形成或增强网架结构，从而导致钻井液粘度、切力上升，摩擦阻力增大。由此可知为了提高钻井液的润滑性，应该降低钻井液的矿化度。六．实验总结通过本次实验的具体操作，我掌握钻井液润滑性测定仪器的使用方法，对钻井液润滑性的调整方法及常见润滑剂对钻井液润滑性能的影响有了初步的认识。最后感谢老师的细心指导！

润滑剂最新标准

中原油田企业标准 Q/SH1025 0512—2011 代替 Q/SH1025 0512—2007 钻井液用润滑剂技术条件 2011-10-01发布2011-12-01实施中原油田发布

前言本标准按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。本标准代替Q/SH1025 0512—2007《钻井液用润滑剂通用技术条件》。主要技术变化如下：——新增了钻井液用油酸脂类润滑剂的技术要求； ——液体润滑剂外观指标更改为：均匀状液体； ——更改了原标准中细度测试的叙述方式，不再描述为“引用SY/T 5559—1992中第6章”，而是直接明确了测试步骤。本标准由中原油田石油化工油田化学专业标准化委员会提出并归口。本标准起草单位：中原油田技术监测中心。本标准主要起草人：何卫、孙明卫、朱玉萍、湛玉玲、魏玲艳。本标准2007年首次发布，本次为第一次修订。

钻井液用润滑剂技术条件 1 范围本标准规定了钻井液用润滑剂的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、质量检验单及使用说明书。本标准适用于中原油田钻井液用液体润滑剂、固体润滑剂、油酸脂类润滑剂的准入、验收和质量监督检验，不适用于小球类润滑剂。 2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 6678—2003 化工产品采样总则 GB/T 16783.1—2006 石油天然气工业钻井液现场测试第1部分：水基钻井液 SY/T 5490 钻井液试验用钠膨润土 3 要求钻井液用润滑剂应符合表1的规定。表1 指标项目液体润滑剂固体润滑剂油酸脂类润滑剂外观均匀状液体松散状流动粉末或颗粒均匀状液体细度（筛孔0.25 mm筛余），% ≤—10.0 — 水分，% ≤—7.0 — 酸值，mg/g ≤——35 荧光级别*≤ 4.0 4.0 4.0 表观粘度升高值，mPa?s ≤ 3.0 3.0 2.0 润滑系数降低率，% ≥75 60 84 注：荧光级别指标仅限于钻井液用低荧光润滑剂。 4 试验方法 4.1 仪器设备和试剂仪器设备和试剂包括： a)天平：精度0.01 g、0.0001 g；

新型钻井液用润滑剂GXRH的研制

新型钻井液用润滑剂ＧＸＲＨ的研制孙金声潘小镛刘进京（中石油石油勘探开发研究院北京）摘要润滑剂ＧＸＲＨ是一种台高分子脂肪政和脂化剂的聚酯化台物，亲油基团及亲水基团均为长链．使其在金属、岩石和粘土表面形成的吸附膜厚度增大．从而在高密度钻井液中能有较好的润滑性。设化合物具有较高的耐磨性．稳定性好，克服了天然脂肪酸易于水解、易与高价阳离子如钙、镁离子生成币溶性盐及在高密度钻井液中效能低等缺点，抗盐、抗温性能好，适用于各种钻井液体系，满足了高密度钻井液对）闺滑剂的要求。合成ＧＸＲＨ的原料力合成脂肪酸鲞残．合成工艺简单，成本低；ＧＸＲＨ为直链化台物，无荧光，可降解达到环保要求。关键词：润滑剂高密度钻井液耐温抗盐目前常用的改善钻井液润滑性能的方法，主要是通过合理使用润滑剂降低摩阻系数以及通过改善泥饼质量来增强泥饼的润滑性。８０年代以来，国内外钻井液润滑剂发展比较快，不仅数量多而且品种丰富。人工合成及油脂改性制成的润滑剂，以它们特殊的功能，已成为今Ｅｔ钻井液润滑剂的主流。为适应钻井工程的需要及保护环境的要求，研制出了新型高效润滑剂ＧＸＲＨ。该处理剂在密度为２，０ｇ／ｃｍ３的钻井液中仍有良好的降摩阻性能。室内评价润滑剂ＧＸＲＨ是一种含高分子脂肪酸和脂化剂的聚酯化合物，以合成脂肪酸釜残为原料，在脂化剂作用下娜催化法，在１１５～１３０℃下反应ｌ～３ｈ生成聚酯化合物。该化合物具有较高耐磨性，稳定性好，克服了天然脂肪酸易于水解、易与高价阳离子如钙、镁离子生成不溶性盐及在高密度钻井液中效能低等缺点，满足了高密度钻井液对润滑剂的要求。室内评价仪器包括Ｅ—Ｐ极压润滑仪、泥饼粘滞系数测定仪和ＬＥＭ润滑仪。１．在淡水钻井液中的性能如表ｉ～表３所示，ＧＸＲＨ在不同淡水钻井液中均有良好的润滑性能、降摩阻及降扭矩性能。表１～表３中钻井液配方如下。ｌ８６％钠膨润土浆２。ｌ４十１％ＦＣＬＳ＋０．２％ＣＭＣ３。１。＋０．３％ＦＡ３６７十０．２％ＸＹ一２７４８ｌ”＋Ｏ．２％ＸＹ２７＋０．２％ＣＰＡＭ＋１．０％ＮＨ。ＨＰＡＮ表ｌＧＸＲＨ在淡水钻井液中的泥饼粘甜系数２ＧＸＲＨ在不同密度钻井液中的润滑性ＧＸＲＨ在不同密度钻井液中的润滑性能见表４。表４说明，ＧＸＲＨ在密度为２．０４ｇ／ｃｍ３的钻井液中仍能保持良好的润滑性，润滑系数降低率为７９．０％，扭矩降低率为４０．２％。表４中钻井液配方如下。５８５％潍县土＋０．１％ＨＰＡＮ＋０．１％ＰＡｃ＋２％ＳＬＳＰ钻井液与完井液?２００２年第１９卷第６期?１３? 　万方数据万方数据

固体润滑剂的特性

固体润滑剂的特性文章来源：开拓者钼业 https://www.360docs.net/doc/8b16501316.html, 1.3.1 固体润滑剂的特性 1.3.1.1 摩擦特性所有的摩擦副都要承受一定的负荷或传递一定的动力，并且以一定的速度运动。黏着于摩擦表面的固体润滑剂在与对偶材料摩擦时，在对偶材料表面形成转移膜，使摩擦发生在固体润滑剂之间。这样才能表现出零号的摩擦特性——较低的摩擦系数。固体润滑剂的摩擦特性与其剪切强度有关，剪切强度越小，摩擦系数则越小。层状结构润滑材料在摩擦力的作用下，容易在层与层之间产生滑移，所以摩擦系数小。软金属润滑材料能产生晶间滑移，剪切强度也很小，因而这些物质可以作为固体润滑剂。 1.3.1.2 承载特性对偶材料在摩擦时，由于摩擦表面的粗糙度，会使微凸体处产生局部高温，而且，负荷越大，温度越高，速度越快，温升也越大，因而磨损也越大。固体润滑剂应该具有承受一定负荷和运动的速度的能力，即承载能力。在它所能承受的负荷和速度范围内，应该使摩擦副保持较低的摩擦系数，不使对偶材料间发生咬合，而且应使磨损减到最小。为了使固体润滑剂在规定的工作条件下充分发挥其润滑作用，对于轴承等材料来说，有个特定的标量，即pv值（pa·m/s）——负荷与速度的乘积。对于每种润滑材料，都有其极限pv值（超过该值运行便

失效）和工作pv值（正常工作条件），通常，工作pv值为极限pv值的一半左右。固体润滑膜的承载特性与其本身的材质有关，尤其受其物理学性能的影响，同时也与固体润滑剂在基材料上的结合强度有关。结合强度越高，承载能力越大。 1.3.1.3 耐磨性对偶材料在一定负荷和速度下发生摩擦，总会产生磨损。固体润滑剂的耐磨性能与下列两个因素有关。 1）固体润滑剂对摩擦比偶民的黏着力越强，越容易形成转移膜，其耐磨性也越好，固体润滑膜的寿命越长。 2）固体润滑剂应该具有不低于基材的热膨胀系数。当摩擦引起升温时，由于其热膨胀系数较高而将突出基于基材表面，并与对偶材料接触，不断提供固体润滑剂，以维持较好的耐磨性能。同时，固体润滑剂的耐磨性与气氛黄精条件有关。 1.3.1.4 宽温性固体润滑剂应能在一定的温度范围内工作。目前，固体润滑剂的使用温度上限在1200℃（金属压力加工中所使用的固体润滑剂），最低温度在-270℃左右（液氧和液氮等输液泵轴承的固体润滑）。但是，无论何种固体润滑剂都没有这样宽的工作范围。实际使用的固体润滑剂只要求适用于某一特定的温度范围，而且通过制造特定的复合润滑材料便可以用于某个温度范围工作。在一定工作温度范围内，固体润滑剂应该具有较低的摩擦系数、较好的润滑性能和耐磨性。

钻井液润滑剂主要原料

钻井液润滑剂大多为动植物油类衍生物、合成化合物(如脂肪酚胺)和表面活性剂调配而成。它们大多具有极好的润滑性，此类为液体润滑剂；另一类为固体润滑剂，如石墨玻璃微珠、塑料微珠、碳珠等，专用于降低钻杆扭矩的场合。有些润滑剂有防钻头泥包的作用，又可称为防泥包剂。本院采用了国际上先进的胶体化学、表面化学、抗磨油品化学合成技术，集中了有机极压吸附膜与无机弹性电荷沉积—极压膜的优点，特别开发了本款多能型的极压抗磨剂。水溶性润滑剂有环保节能、清洗、冷却、不燃等诸多优点，但由于润滑性差，一直制约着水溶性润滑剂的使用，使用本品可有效解决水溶性润滑剂润滑性差的问题，推进水性润滑剂快速发展。 ●能在摩擦的金属钻具表面形成坚固的极压润滑膜，对钻具起有效保护作用，延长钻头寿命，减少下钻次数，降低钻杆扭矩，提高钻速，有效减轻对钻杆和钻头的磨损，大幅度提高钻井效率。 ●使用本品可有效克服普通润滑剂润滑性不足的缺陷。本品可升级泥浆润滑剂的配方，提供一种泥浆极压润滑剂。 ●极高负荷条件下，极压抗磨性能更为出色，极压润滑膜更为牢固。 ●添加本剂的泥浆润滑液，被摩擦的金属表面变的更加光滑，有效减少压差卡钻的可能性。尤其在不规则的井径和斜井以及定向井中，可以减少对钻杆和钻铤的磨损。 ●本剂有利于使泥浆形成水包油乳化泥浆，降低界面张力 ●极低的使用浓度，极高的极压润滑效果。国内开展了基于植物油、合成酯、聚合醇等原料的环保润滑剂研制工作，但在现场应用中，很多环保润滑剂抗温、抗盐不足，150℃以上时润滑性能下降明显，今后应进一步提升环保润滑剂的抗温和抗盐性能，以满足深部复杂地层的需要。除CMC外，聚阴离子纤维素、磺化酚醛树脂和改性淀粉等也是常用的抗盐降滤失剂，铁铬盐(FCLS)等是常用的抗盐稀释剂。羧甲基纤维素(Carboxymethyl Cellulose,简称CMC)是最重要的纤维素醚之一,它是以天然纤维素(浆粕)为基本原料,经过碱化、醚化反应而生成的,原料为绿色产品有很高的市场价值。羧甲基纤维素具有增稠、悬浮、分散和降滤失等性能,已被广泛应用于石油钻井液中。但是,随着石油勘探领域的扩大和钻井深度的增加,高粘、中粘和低粘等普通CMC溶液在140℃、12h密闭高温实验后其粘度损失率均大于90%,进一步提高CMC的抗高温性能成为了纤维素醚类大分子新的研究内容。为了提高产品质量,通过交联也是纤维素及其衍生物功能化改性的方便途径之一。采用适当的交联剂,并控制交联度,可显著提高纤维素的抗温性能,在不破坏其活性的前提下,提高产品的物性。本文在总结大量的国内外文献报道,研究了不同交联剂与羧甲基纤维素交联改性后的的抗温性能,包括水溶性密胺树脂、戊二醛、对二氯苄、水溶性酚醛树脂和三氯乙醛等。交联产品经140℃、12h密闭高温实验比较,水溶性酚醛树脂改性的羧甲基纤维素具有较好的抗温性能,粘度损失率3.7%。本文研究了羧甲基纤维素和水溶性酚醛树脂的交联缩合动力学的测试方法并得到了该反应的动力学方程。因为水溶性酚醛树脂是多种活性中间体的混合物,羧甲基纤维素是受羧甲基取代度和聚合度影响的大分子,两者的交联缩合反应可以同时发生在多点、多分子之间,动力学研究较为复杂,所以本文分别采用Borchardt-Daniels模型和Kissinger模型方法,根据差示扫描量热仪(DSC)测定不同升温速率下的羧甲基纤维素和水溶性酚醛树脂交联缩合反应的热流曲线数据,计算得到反应动力学方程。利用非等温单一扫瞄速率法的Borchardt-Daniels模型得到的动力学参数为:反应级数n1.05,反应活化能E93.86kJ/mol,指前因子lnA16.23。采用非等温多加热扫描速率法的Kissinger 模型计算得到的动力学参数为:反应级数n1.04,反应活化能E94.37kJ/mol,指前因子lnA15.96。三个热力学参数值分别相差0.55%、1.71%和1.14%,证明两种模型计算结果较一致。水溶性

钻井液性能要求及处理剂类型和作用

钻井液性能要求及处理剂类型和作用一般而言，煤田地质勘探采用金刚石绳索取芯钻进在稳定岩层可使用清水作钻井液。而对各种不稳定岩层,如各种水敏岩层、破碎岩层、特别是对于深孔、长孔段的不稳定岩层,则必须采用泥浆作钻井液。由于金刚石岩心钻探内外管间隙小、钻头转速高、钻头价格贵,因此对泥浆提出了一些特殊要求。金刚石绳索取芯钻进用钻井液，主要要求润滑性、流变性、滤失性、固相含量等项指标。并据此来选择钻井液类型、添加剂种类和工艺措施。金刚石钻进要求钻井液有好的润滑性是不言而喻的。为发挥钻头的破岩效率，特别是使用孕镶钻头，要求高转速，只有泥浆润滑性能好，才能减少钻头磨损，提高钻头进尺；减少钻杆磨损和钻杆折断事故，降低功率消耗。不管用清水还是用泥浆作钻井液，都要重视其润滑性指标。为保护孔壁和有效排除钻屑，要求钻井液有较好的流变性。以前用漏斗粘度来衡量流动性能是不够的。金刚石钻探的特点，要求钻井液通过小间隙处流动阻力小，即粘度小；而在大断面处粘度高，对孔壁冲刷小。我们在金刚石绳索取芯钻探中应用流变学的理论解决生产实际问题，选择流变性能好的泥浆，取得较好满意的效果。要使泥浆有较好的护壁能力，必须注意其滤失性能。失水量过大是造成泥页岩，盐类地层、破碎地层的膨胀、溶蚀、剥蚀、坍塌的主要根源。在这些地层要求失水量低,金刚石钻进环空间隙很小，泥饼厚度过大是很不利的。此外，滤液的成分对护壁有重要影响。滤液中含有盐类离子、高分子材料等抑制性成分，即使失水量大一些，护壁能力也很好。因此，对滤失性能要注意失水量、泥饼厚度及滤液成分三个方面。为控制失水常加入多种降失水剂。固相含量过高，尤其是钻屑含量过高，给钻进工作带来很多问题，如钻速下降、钻头寿命降低，设备磨损加快、孔内事故多。固相含量的多少和类型，直接影响到钻井液的流变性、滤失性和润滑性。煤田金刚石绳索取钻进通常用低固相泥浆，固相含量可由比重观测。一般要求固相含量(体积)在4%以内，泥浆比重在1.06以下。控制固相的方法有二；一是采用物理、化学的方法，即使用具有选择性絮凝的处理剂对钻屑起絮凝作用，而对搬士起增效的作用，或使用具有抑制性的处理剂，抑制钻屑的分散；二是采用机械的方法控制固相，安装机械净化设备。岩心钻探不能采用石油钻井的净化设备，必须按本身的特点发展净化装置。一人工钠土、处理剂类型和作用

使用固体润滑剂的优缺点

使用固体润滑剂的优缺点使用固体润滑剂的优缺点 1.使用固体润滑剂的优点①固体润滑剂可以应用于高低温、高真空、强辐射等特殊工况中，以及粉尘、潮湿、海水等恶劣环境中；②可以在不能使用润滑油脂的运转条件和环境条件下使用；③重量轻、体积小，不象使用润滑油和脂那样需要密封、贮存罐和供液系统（包括控制装置等），排除了漏油；④时效变化小，减轻了维护保养的工作量和费用；⑤解决了润滑技术上的一些难题，增强了潮湿环境中的防锈能力，减轻了设备的有形磨损。 2.使用固体润滑剂的缺点①固体润滑剂的摩擦系数大，一般比润滑油润滑的摩擦系数大50～100倍，比润滑脂润滑时大100～500倍；②因热传导困难，摩擦部件的温度容易升高；③会产生磨屑等污染摩擦表面；④有时会产生噪音和振动；⑤自行修补性差。固体润滑剂不象润滑油脂那样具有自行修补性。在液体润滑中，即使润滑油膜破裂，只要润滑油液流入破裂部位，润滑性能立即得到恢复。而固体润滑剂基本没有这种功能。但是，与层状固体润滑材料相比较，软金属毕竟还具有一些流动性，一旦接触到固体润滑膜的破裂部位，也能通过自行修补性而适量恢复其润滑性能。伟和联盈可以为您提供最佳的选择方案，如何选用固体润滑剂，以下是固体润滑剂的一些介绍。固体润滑剂主要包括二硫化钼，聚四氟乙烯，铜，有机钼化合物固体材料和固体润滑添加剂，用于防止进行相对运动的材料的表层损害，减少摩擦和移损。对于超出润滑油能力的高温和重负荷或因使用润滑油而导致油膜损失的情况十分有效。典型固体润滑剂和润滑添加剂的特性：名称颜色摩擦系数负荷能力耐热性说明 MoS2（二硫化钼）灰/黑0.04 784MPa 350℃固体材料，切变分层晶体结构，表现为低摩擦性 C（石墨）黑色0.04 490MPa 550℃固体材料，切变分层晶体结构，表现为低摩擦性 PTFE（聚四氟乙烯）白色0.04 196MPa 300℃低摩擦性氟化合物。对于塑料润滑剂特别有效 MCA（密胺氰尿酸加合物）白色————300℃展示负荷能力和抗磨性，主要与聚四氟乙烯共同使用。 BN（氮化硼）白色0.05-~0.06 ——900℃甚至高于500℃时仍然显示润滑性 Cu（铜）铜色————1083℃软金属，可在高温场所作为抗烧结剂使用 Pb（铅）灰/黑0.05~0.5 ——327℃ AI（铝）银白————600℃

钻井液润滑剂润滑性能及影响因素

钻井液润滑剂润滑性能及影响因素国内外研究者对钻井液的润滑性能进行了评价，得出的结论是：空气与油处于润滑性的两个极端位置，而水基钻井液的润滑性处于其间。用Baroid公司生产的钻井液极压润滑仪测定了三种基础流体的摩阻系数(钻井液摩阻系数相当于物理学中的摩擦系数)，空气为0．5，清水为0．35，柴油为0．07。在配制的三类钻井液中，大部分油基钻井液的摩阻系数在o．08～o．09之间，各种水基钻井液的摩阻系数在0．20～0．35之间，如加有油晶或各类润滑剂，则可降到0．10以下。对大多数水基钻井液来说，摩阻系数维持在o．20左右时可认为是合格的。但这个标准并不能满足水平井的要求，对水平井则要求钻井液的摩阻系数应尽可能保持在0．08～0．10范围内，以保持较好的摩阻控制。因此，除油基钻井液外，其它类型钻井液的润滑性能很难满足水平井钻井的需要，但可以选用有效的润滑剂改善其润滑性能，以满足实际需要。近年来开发出的一些新型水基仿油性钻井液，其摩阻系数可小于0．10，很接近油基钻井液，其润滑性能可满足水平井钻井的需要。从提高钻井经济技术指标来讲，润滑性能良好的钻井液具有以下优点： (1)减小钻具的扭矩、磨损和疲劳，延长钻头轴承的寿命； (2)减小钻柱的摩擦阻力，缩短起下钻时间； (3)能用较小的动力来转动钻具； (4)能防粘卡，防止钻头泥包。钻井液润滑性好，可以减少钻头、钻具及其它配件的磨损，延长使用寿命，同时防止粘附卡钻、减少泥包钻头，易于处理井下事故等。在钻井过程中，由于动力设备有固定功率，钻柱的抗拉、抗扭能力以及井壁稳定性都有极限。若钻井液的润滑性能不好，会造成钻具回转阻力增大，起下钻困难，甚至发生粘附卡钻和日钻具事故；当钻具回转阻力过大时，会导致钻具振动，从而有可能引起钻具断裂和井壁失稳。 1．钻井作业中摩擦现象的特点随着密封轴承的出现，改善钻井液润滑性能的目的主要是为了降低钻井过程中钻柱的扭矩和阻力。在钻井过程中，按摩擦副表面润滑情况，摩擦可分为以下三种情况(见图4-11)：

固体润滑剂二硫化钼

固体润滑剂二硫化钼 2011-07-21 13:41:44 来源：上海市润滑油品行业协会固体润滑是指利用某种固体的粉末、薄膜或整体材料来减少进行相对运动的两个表面间的摩擦与磨损并保护表面免于损伤的作用。在固体润滑过程中，固体润滑剂和周围介质要与摩擦表面发生物埋、化学反应，生成固体润滑膜从而降低摩擦磨损。固体润滑剂概念应用较晚，二硫化钼是在20世纪30年代才第一次用作润滑剂的。目前固体润滑剂已在许多机械产品中应用，多种特殊、严酷工况条件下如高温、高负荷、超低温、超高真空、强氧化或还原气氛、强辐射等环境条件下，常以固体润滑剂作有效润滑，成为航天航空与原子能工业发展所必不可少的技术。以固体润滑剂作的极压、抗摩添加剂配制的润滑油、脂或膏，成为标准商品则也问市已久。设备润滑最常用的固体润滑剂包括二硫化钼、石墨和聚四氟乙烯等几种。允许在设备润滑中的使用量占固体润滑剂全部使用量的大部份。本文对二硫化钼先行重点介绍。一、硫化钼（MoS2）的结构与润滑机理作为固体润滑剂二硫化钼早负盛名。它是从辉钼矿提纯得到的一种矿物质，外观和颜色近似铅粉和石墨。二硫化钼是呈层状六方晶体结构的物质（其晶体结构和晶体层状结构见图示），是由硫－钼－硫三个平面层构成，由薄层单元所组成。每个钼原子被三菱形分布的硫原子所包围，它们是以强的共价键联系在一起。邻近的二硫化钼层均以硫层隔开，且间距较远。硫与硫原子结合较弱，其结合力主要是范德华力，因而很容易受剪切。二硫化钼层重迭起来就构成了二硫化钼晶体。也即是按硫－钼－硫－硫－钼－硫（S-Mo-S-S-Mo-S）的顺序相邻排列而构成的晶体。据推算，一层厚度仅为0。025 m的二硫化钼层就有40个分子层和39个低剪切力的滑动面。正是这些低剪切力的滑动面粘附在金属表面，使原来两个金属面间的摩擦转化为MoS2层状结构间的滑移，从而降低摩擦力和减少了磨损，达到了润滑的目的。二．二硫化钼的主要性能 ⑴．低摩擦特性。从二硫化钼层状结构可知，在每组硫－钼－硫中，把原子拖住的力是相当强的共价键。而在相邻的两层硫原子之间的力，则是较弱的范德华力。其结果是硫原子的相邻面易於活动，这就是二硫化钼低摩擦特性的来由。 ⑵．高承载能力。在极高压力（如2000MPa）下，一般润滑膜早被压破，形成干摩擦，致使金属表面拉毛或熔接。如在金属表面上加入二硫化钼，试验表明压力增至2812MPa时，金属表面仍不发生咬合或熔接现象。往往还会因压力增大而使二硫化钼的摩擦系数进一步降低。

固体润滑材料

固体润滑材料 The latest revision on November 22, 2020

钻井液设计

第8章钻井液设计本章主要介绍了新疆地区常用的钻井液体系，结合A1-4井及探井资料，设计了A区块井组所使用的钻井液体系、计算了所需钻井液用量，提出了钻井液材料计划等。钻井液体系设计钻探的目的是获取油气，保护地层是第一位的任务，因此，搞好钻井液设计，首先必须以地层类型特性为依据，以保护地层为前提，才能达到设计的目的。新疆地区常用钻井液体系简介： (1)不分散聚合物钻井液体系：不分散聚合物钻井液体系指的是具有絮凝及包被作用的有机高分子聚合物机理的水基钻井液。该体系的特点是：具有很强的抑制性；具有强的携沙功能；有利于提高钻速；有利于近平衡钻井；可减少对油气层的伤害。 (2)分散性聚合物体系（即聚合物磺化体系）：聚合物磺化体系是指以磺化机理及少量聚合物作用机理为主配置而成的水基钻井液。该体系的特点是：具有良好的高温稳定性，使用于深井及超深井；具有一定的防塌能力；具有良好的保护油层能力；可形成致密的高质量泥饼，护壁能力强。 (3)钾基（抑制性）钻井液体系：该体系是以聚合物的钾，铵盐及氯化钾为主处理剂配制而成的防塌钻井液。它主要是用来对付含水敏性粘土矿物的易坍塌地层。该体系特点：对水敏性泥岩，页岩具有较好的防塌效果；抑制泥页岩造浆能力较强；对储层中的粘土矿物具有稳定作用；分散型钾基钻井液有较高的固相容限度。 (4)饱和盐水钻井液体系：该体系是一种体系中所含NaCl达到饱和程度的钻井液，是专门针对钻岩盐层而设计的一种具有较强的抑制能力，抗污染能力及防塌能力的钻井液。该体系特点：具有较强的抑制性，由于粘土在其中不宜水化膨胀和分散，故具有较强的控制地层泥页岩造浆的能力；具有较强的抗污染能力，由于它已被NaCl所饱和，故对无机盐的敏感性较低，可以抗较高的盐污染，性能变化小；具有较强的防塌能力，尤其再辅以KCL对含水敏性粘土矿物的页岩具有较强抑制水化剥落作用；可制止盐岩井段溶解成大肚子井眼。由于钻井液中氯化钠已达饱和，故钻遇盐岩时就会减少溶解，以免形成大井眼；缺点是腐蚀性较强。 (5)正电胶钻井液体系是一种以带正电的混合层状金属氢氧化物晶体胶粒(MMH或MSF）为主处理剂的新型钻井液体该体系的特点：具有独特的流变性;有利于提高钻井速度；对页岩具有较强的抑制性；具有良好的悬浮稳定性；有较强

固体润滑材料

润滑材料：固体润滑一.固体润滑固体润滑是指利用固体粉末、薄膜或某些整体材料来减少两承载表面间的摩擦磨损作用。在固体润滑过程中，固体润滑剂和周围介质要与摩擦表面发生物理、化学反应生成固体润滑膜，降低磨擦磨损。 1.固体润剂的基本性能 1)与摩擦表面能牢固地附着，有保护表面功能固体润滑剂应具有良好的成膜能力，能与摩擦表面形成牢固的化学吸附膜或物理吸附膜，在表面附着，防止相对运动表面之间产生严重的熔焊或金属的相互转移。 2)抗剪强度较低固体润滑剂具有较低的抗剪强度，这样才能使摩擦副的摩擦系数小，功率损耗低，温度上升小。而且其抗剪强度应在宽温度范围内不发生变化，使其应用领域较广。 3)稳定性好，包括物理热稳定，化学热稳定和时效稳定，不产生腐蚀及其他有害的作用物理热稳定是指在没有活性物质参与下，温度改变不会引起相变或晶格的各种变化，因此不致于引起抗剪强度的变化，导致固体的摩擦性能改变。化学热稳定是指在各种活性介质中温度的变化不会引起强烈的化学反应。要求固体润滑剂物理和化学热稳定，是考虑到高温、超低温以及在化学介质中使用时性能不会发生太大变化，而时效稳定是指要求固体润滑剂长期放置不变质，以便长期使用。此外还要求它对轴承和有关部件无腐蚀性、对人畜无毒害，不污染环境等。 4)要求固体润滑剂有较高的承载能力因为固体润滑剂往往应用于严酷工况与环境条件如低速高负荷下使用，所以要求它具有较高的承载能力，又要容易剪切。 2.固体润滑剂的使用方法 1)作成整体零件使用某些工程塑料如聚四氟乙烯、聚缩醛、聚甲醛、聚碳酸脂、聚酰胺、聚砜、聚酰亚胺、氯化聚醚、聚苯硫醚和聚对苯二甲酸酯等的摩擦系数较低，成形加工性和化学稳定性好，电绝缘性优良，抗冲击能力强，可以制成整体零部件，若采用环璃纤维、金属纤维、石墨纤维、硼纤维等对这些塑料增强，综合性能更好，使用得较多的有齿轮、轴承、导轨、凸轮、滚动轴承保持架等。 2)作成各种覆盖膜来使用通过物理方法将固体润滑剂施加到摩擦界面或表面，使之成为具有一定自润滑性能的干膜，这是较常用的方法之一。成膜的方法很多，各种固体润滑剂可通过溅射、电泳沉积、等离子喷镀、离子镀、电镀、粘结剂粘结、化学生成、挤压、浸渍、滚涂等方法来成膜。