朱玉萍 ， 王 娜 ， 何 衛(wèi)

(中國(guó)石化 中原油田分公司 技術(shù)監(jiān)測(cè)中心 ， 河南 濮陽(yáng) 457001)

潤(rùn)滑系數(shù)降低率測(cè)試方法的確定

朱玉萍 ， 王 娜 ， 何 衛(wèi)

(中國(guó)石化 中原油田分公司 技術(shù)監(jiān)測(cè)中心 ， 河南 濮陽(yáng) 457001)

潤(rùn)滑系數(shù)降低率是評(píng)價(jià)鉆井液用添加劑使用性能的重要指標(biāo)，在編寫鉆井液用油酸酯產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需要確定具體的測(cè)試步驟、檢驗(yàn)指標(biāo)等內(nèi)容，在大量的試驗(yàn)后最終確定了檢驗(yàn)的步驟、基漿配方、試驗(yàn)漿配方、檢驗(yàn)指標(biāo)等相關(guān)內(nèi)容。

潤(rùn)滑系數(shù) ； 基漿 ； 指標(biāo)

0 前言

為了編寫鉆井液用油酸酯產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，需要確定潤(rùn)滑系數(shù)降低率檢驗(yàn)項(xiàng)目的技術(shù)指標(biāo)數(shù)值和測(cè)試方法，但此前中原油田沒(méi)有該產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，中石化國(guó)標(biāo)及行標(biāo)中也無(wú)該產(chǎn)品的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，在沒(méi)有可直接借鑒的成熟技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，需要進(jìn)行全面的試驗(yàn)。

1 技術(shù)思路

在編寫標(biāo)準(zhǔn)前，收集有關(guān)資料和潤(rùn)滑劑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)該種產(chǎn)品的性能進(jìn)行了解，從而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，再經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，如果測(cè)試數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)過(guò)程中出現(xiàn)意料之外的結(jié)果，則查找原因重新設(shè)計(jì)測(cè)試方法再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

2 實(shí)驗(yàn)階段

2.1 實(shí)驗(yàn)步驟的確定

在查閱了大量有關(guān)技術(shù)資料和論文的基礎(chǔ)上，初步確定出以極壓潤(rùn)滑儀測(cè)試鉆井液用油酸酯產(chǎn)品的潤(rùn)滑性，以6%鈉土漿、1%樣品加量為基礎(chǔ)的8種潤(rùn)滑系數(shù)實(shí)驗(yàn)方法，見(jiàn)表1。

表1 潤(rùn)滑系數(shù)實(shí)驗(yàn)方法

為了確定合適的測(cè)試方法和條件，首先要確定基漿配方，因此初步確定的各試驗(yàn)漿配方的區(qū)別在于基漿配方和加樣條件不同，加樣量的調(diào)整與檢驗(yàn)指標(biāo)的確定則在第二步進(jìn)行。圖1為確定以上8個(gè)測(cè)試方案的主要步驟：

圖1 測(cè)試步驟區(qū)別

2.2 基漿測(cè)試

按照設(shè)計(jì)8種基漿配方進(jìn)行測(cè)試，測(cè)出極壓潤(rùn)滑儀讀值。

表2 基漿的極壓潤(rùn)滑儀讀值

注：①，400 mL蒸餾水+20.0 g鈉土，高速攪拌20 min，密閉養(yǎng)護(hù)24 h；②，400 mL蒸餾水+20.0 g鈉土+0.80 g Na2CO3，高速攪拌20 min，密閉養(yǎng)護(hù)24 h。

兩個(gè)基漿的區(qū)別在于是否加入0.80 g Na2CO3，由測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出兩個(gè)基漿配方的測(cè)試數(shù)據(jù)非常接近?？紤]到鉆井液實(shí)驗(yàn)漿應(yīng)為堿性，加入碳酸鈉可以調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)漿的pH值，初步確定基漿配方采用2#基漿。

2.3 加樣條件的確定

攪拌時(shí)間的不同主要是考慮油酸酯是高分子有機(jī)物，在基漿中溶解存在分散均勻是否困難、溶解多少、時(shí)間的確定。攪拌速度是考慮其為液態(tài)高分子有機(jī)物，既要使樣品充分溶解又不會(huì)破壞其分子長(zhǎng)鏈，從而確定攪拌力度。在綜合了以上需選擇的試驗(yàn)條件后，確定將加樣條件共分為4種：低攪10 min、低攪20 min、高攪5 min、高攪20 min，分別進(jìn)行試驗(yàn)。

表3 不同實(shí)驗(yàn)條件下極壓潤(rùn)滑儀讀值比較

通過(guò)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的比較，發(fā)現(xiàn)各個(gè)測(cè)試條件對(duì)測(cè)試結(jié)果影響不大，最終確定“高攪20min”的試驗(yàn)條件比較合適。

2.4 加樣量的確定

加樣量是衡量產(chǎn)品性能的重要問(wèn)題，加樣過(guò)多或過(guò)少都不能正確反映出產(chǎn)品的質(zhì)量，鉆井液添加劑的作用效果并不是與加樣量一直呈正比關(guān)系，而是在加樣量增加到一定比例后添加劑的作用不再明顯增加，如果能找到這個(gè)加樣比例就能較好程度反映產(chǎn)品質(zhì)量。圖2為基漿加不同量的樣品后極壓潤(rùn)滑儀讀值。

圖2 加樣量的確定

由圖2中可看出，隨著樣品的加樣量的增加，極壓潤(rùn)滑儀讀值會(huì)逐步降低，但是當(dāng)加樣量增加到一定比例后極壓潤(rùn)滑儀讀值基本不再變化，所以最終確定：4.0 mL的加樣量是合適的。

2.5 確定潤(rùn)滑系數(shù)降低率檢驗(yàn)指標(biāo)

在初步確定了測(cè)試方法后，通過(guò)大量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，再次對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證，測(cè)試收集到的樣品，掌握目前應(yīng)用該測(cè)試方法進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)的測(cè)試結(jié)果數(shù)值分布情況。與基漿同時(shí)配制的樣品漿經(jīng)測(cè)試計(jì)算后，其潤(rùn)滑系數(shù)降低率見(jiàn)表4。

計(jì)算公式：

其中：Y，潤(rùn)滑系數(shù)降低率，%；F1，基漿的極壓潤(rùn)滑儀讀值；F2，基漿加樣后極壓潤(rùn)滑儀讀值。

為了確定潤(rùn)滑系數(shù)降低率檢驗(yàn)指標(biāo)，就需要對(duì)檢驗(yàn)指標(biāo)的作用進(jìn)行分析：對(duì)于油酸酯這種產(chǎn)品來(lái)說(shuō)潤(rùn)滑系數(shù)降低率越大說(shuō)明產(chǎn)品質(zhì)量越好，檢驗(yàn)指標(biāo)應(yīng)該是要求合格的最低限，也就是說(shuō)產(chǎn)品的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)要大于或等于該項(xiàng)指標(biāo)要求才能稱之為合格。將試驗(yàn)所得的潤(rùn)滑系數(shù)降低率數(shù)值按照大小進(jìn)行分類，見(jiàn)表4。

表4 潤(rùn)滑系數(shù)降低率平行樣測(cè)試數(shù)據(jù)

表5 潤(rùn)滑系數(shù)降低率數(shù)值分組

得出：75%的潤(rùn)滑系數(shù)降低率測(cè)試數(shù)據(jù)大于80%，所以確定檢驗(yàn)指標(biāo)為，潤(rùn)滑系數(shù)降低率≥80%。

2.6 結(jié)論

在經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)后，最終確定了檢驗(yàn)的步驟、基漿配方、試驗(yàn)漿配方、檢驗(yàn)指標(biāo)等相關(guān)內(nèi)容，確定的試驗(yàn)步驟為：

400 mL蒸餾水+20.0 g鈉土+0.80 gNa2CO3，高速攪拌20 min，密閉養(yǎng)護(hù)24 h，加樣4.0 mL，高攪20 min，測(cè)試潤(rùn)滑系數(shù)。確定的檢驗(yàn)指標(biāo)為：潤(rùn)滑系數(shù)降低率≥80%。

3 結(jié)束語(yǔ)

鉆井液用潤(rùn)滑劑品種很多，潤(rùn)滑性好壞將直接影響現(xiàn)場(chǎng)的使用效果，也是判斷產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)劣的主要技術(shù)指標(biāo)。因此，潤(rùn)滑性的測(cè)試方法及質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)能夠正確區(qū)分產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，更有效地控制產(chǎn)品質(zhì)量。在標(biāo)準(zhǔn)的編寫過(guò)程中克服了沒(méi)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，通過(guò)試樣驗(yàn)證逐步確定了檢驗(yàn)的步驟、基漿配方、試驗(yàn)漿配方、檢驗(yàn)指標(biāo)等相關(guān)內(nèi)容，使之能夠?qū)︺@井液用油酸脂的潤(rùn)潤(rùn)滑性進(jìn)行正確評(píng)價(jià)。

我國(guó)首套百萬(wàn)噸級(jí)煤制油項(xiàng)目投產(chǎn)

我國(guó)首套百萬(wàn)噸級(jí)煤間接液化制油項(xiàng)目，日前在位于陜西省榆林市的陜西未來(lái)能源化工有限公司投產(chǎn)，并產(chǎn)出了優(yōu)質(zhì)油品。 項(xiàng)目位于榆林榆橫煤化學(xué)工業(yè)區(qū)，總投資164億元，原煤年用量500萬(wàn)t。項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)達(dá)效后，年產(chǎn)油品115萬(wàn)t。

煤制油項(xiàng)目核心技術(shù)采用兗礦集團(tuán)自主研發(fā)的低溫費(fèi)托合成專利技術(shù)。該技術(shù)與國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)相比，具有諸多優(yōu)勢(shì)：噸油品催化劑消耗低，為國(guó)內(nèi)外同類催化劑消耗的30%左右；柴油選擇性高，柴油收率達(dá)75%以上，比國(guó)內(nèi)同類技術(shù)高30%以上;費(fèi)托合成反應(yīng)器生產(chǎn)強(qiáng)度大，是同類直徑反應(yīng)器產(chǎn)能的1.5倍；碳轉(zhuǎn)化率高，煤氣化單元采用兗礦集團(tuán)與華東理工大學(xué)共同研發(fā)的多噴嘴對(duì)置式水煤漿加壓氣化技術(shù)，碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)98%～99%；熱電聯(lián)供系統(tǒng)總體熱效率可超過(guò)90%。

項(xiàng)目多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，其綜合能源利用效率為45.9%，噸油品煤耗為3.441 t標(biāo)煤，噸標(biāo)準(zhǔn)煤耗水2.68 t，水重復(fù)利用率達(dá)到98.26%，噸油品二氧化碳排放量為4.93 t。主要設(shè)備共有500臺(tái)(套)，絕大部分由國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造，項(xiàng)目裝備自主化率為82%以上。

2015-05-21

朱玉萍(1969-)，女，工程師，從事技術(shù)監(jiān)測(cè)管理工作，電話：13707676967。

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