钻井液用植物油润滑剂的制备及摩擦学性能研究

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1、2010年1月润滑与密封Jan．2010第35卷第1期LUBRICATIONENGINEERINGV01．35No．1DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2010．01．008钻井液用植物油润滑剂的制备及摩擦学性能研究王万杰李长生曹可生冯桂双王国明(1．江苏大学机械工程学院江苏镇江212013；2．江苏大学材料科学与工程学院江苏镇江212013)摘要：为了使钻井液用植物油润滑剂在高压和高温氧化后仍具有良好的抗磨减摩性能，将层状固体润滑剂石墨、蛇纹石加入植物油中，合成了几种含固体润滑剂的钻井

2、液用植物油润滑剂；利用UMT-2球盘式摩擦试验机考察了各润滑剂的摩擦性能；在摇臂钻床上模拟钻探的摩擦工况，考察了合成的润滑剂的抗磨性能，利用扫描电子显微镜观察了钻头的磨损形貌。结果表明，在植物油中添加石墨、蛇纹石可以降低植物油的摩擦因数和摩擦副的磨损，同时可使植物油在高温氧化后仍能保持良好的减摩抗磨性能。关键词：钻井液用润滑剂；植物油；石墨；蛇纹石；摩擦学性能中图分类号：TH117．1文献标识码：A文章编号：0254～0150(2OLO)1—029—4StudyonthePreparationandTribol

3、ogicalPropertiesofDrillingFluidVegetableOilLubricantWangWanjieLiChangshengCaoKeshengFengGuishuangWangGuoming(1．SchoolofMechanicalEngineering，JiangsUUniversity，ZhenjiangJiangsu212013，China；2．SchoolofMaterialScienceandEngineering，JiangsuUniversity，ZhenjiangJia

4、ngsu212013，China)Abstract：Inordertomaintaintheantiwearandfrictionreducingcapacityofdrillingfluidvegetableoillubricantafterhighpressureandhightemperatureoxidation．anewtypeoflubricantcontainingsomesolidlubricantwaspreparedbyaddingtheflakegraphiteandserpentinei

5、ntothevegetableoil，itstribologicalpropertieswasevaluatedusingaball—discfrictiontestingmachineUMT-2．ThefrictionandwearconditionsweresimulatedintheradialdrillingITlachine．Thedril1wearmorphologywasinvestigatedwithscanningelectronmicroscopy．Theresultsindicatetha

6、ttheflakegraphiteandsPr—pentinecanredueefrictioncoefficientandimprovetheantiwearpropertiesoflubricatingoil．Vegetableoilcankeepgoodfrictionreducingpropertiesafterhightemperatureoxidation．Keywords：drillingfluidlubricant；vegetableoil；graphite；serpentine；frictio

7、nandwjarpropet~ties目前，对油气田进行勘测主要通过对地层的荧光1试验部分进行分析，而常用钻井液润滑剂多为矿物油润滑剂，1．1试验材料荧光级别高，影响了对地质资料的分析评价，植物油试验所用的基础油为植物油(下脚料植物油)，低荧光，且油性好，不污染环境，是一种优良的低荧所用的添加剂为固体添加剂片层状石墨、蛇纹石光润滑剂⋯，但是植物油的氧化稳定性和热稳定性能(粒径l0～20m)以及分散剂等。差，本文作者研究了将层状固体润滑剂石墨和蛇纹石墨和蛇纹石的晶体结构为层状结构如图1所石加入植物油中，并加入少量

8、的分散剂，来改善植物示。层与层(如图2所示)之问以范德华力结合。油减摩抗磨性能，以及高温氧化后的减摩抗磨性能。因为与基础面平行的面间结合力弱，所以这些晶体在其面间都很容易剪切，亦即摩擦力小，同时能够支持垂直于基础面的负荷，所以承载能力强，并且石墨和基金项目：国家自然科学基金项目(5047105I)；科技部863蛇纹石具有耐高温性能。层状固体润滑剂分散在润滑项目(2007AA03Z385