NO811850L - Fremgangsmaate for reduksjon av friksjon mellom en roterende metallgjenstand og en tilstoetende flate - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører fremgangsmåte

og preparater for reduksjon ay friksjon mellom en roterende metallgjenstand og en tilstøtende flate. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen fremgangsmåte og preparater for å behandle boreslam og veggen i borehull for å redusere frik-

sjon mellom borekronen og brønnen. Slike brønner benyttes for å utvikle, produsere og behandle formasjoner som inneholder resurser så som mineraler, termisk energi, hydrokarboner, anre karbonholdige materialer og andre materialer.

Ved en fremgangsmåte for å bore en slik brønn,

som benevnes rotasjonsboring, roteres en borekrone i enden av et borerør eller en bo.restreng. Vekten av borekronen varierer og en borevæske sirkuleres ned igjennom borestrengen ut gjennom kronen og tilbake opp gjennom den ringformede åpningen mellom borestrengen og veggen i borehullet eller foringen, deretter gjennom håndteringsanlegg for slikt boreslam, og til lagringstanker. Denne borevæsken sirkuleres for å smøre borekronen, føre materialet opp fra brønnen, be- . handle formasjonen hvorigjennom brønnen går, og å opprettholde trykket i disse formasjonene. Typisk består boreslammet hovedsakelig av vann, flytende hydrokarboner eller blandinger av disse, og tallrike tilsatsstoffer eller komponen-

ter av boreslammet tilblandes boreslammet ved begynnelsen av og under boringen eller ved behandlingsprosessen. Disse tilsatsstoffer benyttes for å overvinne visse problemer og å oppnå visse behandlinger under og på forskjellige trinn av den enkelte operasjon.

Et problem man ofte støter på under boring, er

høy friksjon som hemmer rotasjonen av borestrengen under boringen, og som hemmer vertikal bevegelse av borestrengen eller andre verktøy inn og ut av brønnen. Tilsatsstoffer som benyttes for å redusere dette problemet, benevnes ofte smøremidler, siden de sammenlignes med eller betraktes ana-loge til bruk av fett og oljer i maskiner hvor man har glidende metall mot metall kontakt, og oljer og andre slike preparater er ofte blitt - benyttet som smøremidler i bore-yæsker. Eksempler på.slike preparater er beskrevet i US

patenter nr. 3.007.864; 4.064.055; 4.108.779 og 4.181.617. Hver av disse tilsatsstoffene eller smøremidler har visse fortrinn og ulemper, og benyttes under visse betingelser.

En ny og forbedret kombinasjon av bestanddeler er oppdaget, som gir en uventet synergisme ved å redusere dreiemomentet eller "friksjonen" mellom borestrengen, verktøy og andre gjenstander som benyttes i en brønn og veggen i brøn-nen. For å oppnå denne reduksjon i friksjonen, må smøre-middelet ikke bare påvirke smørevæsken, men også veggen i brønnen, og til og med muligens overflatene av metallet i borestrengen, og metallartikler som føres gjennom og benyttes i slike brønner.

Gjennom den foreliggende oppfinnelse tilveiebrin-ges en fremgangsmåte for å redusere friksjonen mellom en roterende metallgjenstand og den tilstøtende overflate som består i at man som et smøremiddel tilfører en vanndig væske som inneholder opp til 5 vekt-% tilsatsstoffer som består av en blanding av et maskeringsmiddel; en alkohol-vekt med lav melokylvekt fra et C2-C12hydrokarbon; og_minst en ester av en. oljesyre og minst ett metall, minst en hydroksylforbindelse eller' en kombinasjon av dette, hvor nevnte hydroksylforbindelse har minst 2 hydroksylgrupper og skriver seg fra et<C>2-C7hydrokarbon.

En annen side ved oppfinnelsen er en fremgangsmåte for å bevege en metalloverflate i en brønn som inneholder en vanndig væske, hvor ett trinn som benyttes erkarakterisertved at man blander et kondisjoneringsmiddel til nevnte vanndige væske for å behandle borevæsken og redusere friksjonen mellom nevnte metalloverflate og brannveggen, hvor nevnte kondisjoneringsmiddel består av en synergistisk blanding av et maskeringsmiddel; en vannoppløslig alkohol med lav molekylvekt som skriver seg fra et C2-C12hydrokarbon og minst 1 og fortrinnsvis 2 oleater som er reaksjonsproduktet mellom oljesyre og et metallion av magnesium (Mg), strontium (Rs), sink (Zn), eller kadmium (Cd); minst en hydroksylforbindelse fra et C2-C7hydrokarbon som har minst 2 hydroksylgrupper pr. molekyl eller en blanding av dette. Med andre ord, kan esterene eller oleatene være et oleat som skriver seg fra reaksjonen mellom oljesyre og en hydroksyl eller polyhydroksylforbindelse som kan betraktes som et C2-C7hydrokarbon med hydroksylgruppesubstituenter. Oleatene kan også være en kombinasjon eller blanding av mer enn 1 ester fra en reaksjon av oljesyre og 2 eller flere hydroksylforbindelser som passer den ovennevnte formel. Oleatene kan også være en blanding av reaksjonsproduktet av oljesyre med 1 eller flere hydroksylforbindelser som beskrevet ovenfor, pluss oleater frembragt ved reaksjon av oljesyre og en metallbase, som inneholder de metallioner som er beskrevet over.

Synergistiske virkninger er også påvist for sub-kombinasjoner av de ovennevnte komponenter, ved at blanding av disse oleater og visse alkoholer gir et synergistisk smøremiddel på samme måte som den generelle kombinasjon av komponenter beskrevet her. Således dekker smøremidlene og fremgangsmåten for å benytte dem ifølge oppfinnelsen, både en foretrukket klasse smøremidler som har 4 eller flere . separate komponenter som beskrevet, og likeledes subkombina-sjoner som kan bestå av 2 eller 3 komponenter, med de synergistiske virkninger som er beskrevet.

Disse smøremiddelpreparater er nyttige som smøre, midler eller tilsatsstoffer for å behandle borevæske for å redusere friksjonen, dreiemoment på grunn av rotasjonen, vertikal friksjon, differensialt vedheng eller annen motstand til bevegelse av borerøret eller gjenstander som benyttes i brønnen. Typiske er disse gjenstander eller verktøy, metlallsylindre eller sylindriske former som føres inn i brønnen for en spesiell operasjon, behandling, justering eller måling.<p>isse verktøy eller gjenstander har også ofte ikke metalliske deler slik at et hvilket som helst verktøy eller gjenstand som typisk benyttes i en brønn, dekkes av de foreliggende beskrivelser. Rotasjonsfriksjon eller dreiemoment er motstand mot dreiing eller rotasjon av borestrengen eller verktøy i brønnen. Friksjonsmotstand omfatter også differensial motstand og motstand mot frem og til bake-gående bevegelse, som vil omfatte høy startmotstand etter at borerøret eller verktøyet har vært stasjonære i en tidsperiode, likeledes vertikal.eller frem- og tilbake-gående bevegelse av verktøyet eller borestrengen. F.eks. støter man ofte på vertikalmotstand med verktøy eller bore-streng når disse føres inn i brønnen eller fjernes fra brønnen, så som under en kjøring hvor hele borestrengen og borekronen fjernes fra brænnen, enten 'for inspeksjon av borestrengen eller, for å bytte ut en del av denne. Verktøy-ene og gjenstandene som smøremiddelet kan benyttes med, omfatter borerør, foringsrør, kabelverktøy, wirelinjeopera-sjoner, prøveverktøy, ventiler, stenger, pumpemekanismer o.l.

Brønnvæsken som smøremiddelet benyttes med, betraktes som en vanndig væske som kan benyttes for boring, "work over", komplettering, som parkvæske eller andre operasjoner som omfatter en brønn. Brønnvæsken bør inneholde en stor del vann, dvs. minst 10% som i vesentlig grad kommmer i kontakt med borestrengen og brønnveggen. Andre komponenter som kan være tilstede så som hydrokarboner, oljer, saltla-ker, oppløslige salter, uoppløslige partikler, både naturlige og syntetiske viskositetsfremmende midler, disperger-ende midler og andre typiske tilsatsstoffer for borevæske. Smøremiddelet er imidlertid ikke vanligvis nødvendig med slam basert på olje, og under visse betingelser vil de danne såpe i nærvær av visse kalsiumsalter. Forenligheten med andre komponenter bør derfor prøves i lys av den etterfølg-ende beskrivelse.

I en annen versjon, kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen betraktes som en fremgangsmåte for å redusere friksjonen mellom en bevegelig metalloverflate og en nærliggende overflate som består i at man som smøremedium til-fører en vanndig væske som inneholder opp til 5 vekt-% av en blanding som består av: (1) Et maskeringsmiddel og (2) minst en ester av oljesyre og minst ett metall, minst en hydroksylforbindelse eller en kombinasjon av dette, hvor nevnte hydroksylforbindelse har minst 2 hydroksylgrupper, hvor nevnte hydroksylforbindelse skriver seg fra et C2-C^2~hydrokarbon, hvor nevnte hydroksylforbindelse er definert med formelen:

hvor

R-^og R3 uavhengig er hydrogen, metylradikaler, metylenradikaler eller en kombinasjon av dette, som inneholder 0-5 karbonatomer;

R2behøver ikke være tilstede eller kan være metyllradi-kaler, metylenradikaler eller en kombinasjon av dette som inneholder 0-5 karbonatomer;

X og Y er uavhengig hele tall hvor summen tilsvarer minst - 2, og det totale antall karbonatomer i formelen i området

2 - 7; og

er. alkohol med lav molekylvekt som skriver seg fra et C2-C12-hydrokarbon hvor nevnte alkohol er definert ved formelen:

hvor

R4og Rg uavhengig er hydrokarbon, metylradikaler, metylenradikaler eller en kombinasjon av dette, som inneholder 0-5 karbonatomer, R5behøver ikke være tilstede eller kan være metylradikaler, metylenradikaler eller en kombinasjon av dette, som inneholder 0-5 karbonatomer;. U og V er uavhengig hele tall hvor summen minst tilsvarer 1, hvor forholdet mellom hydroksylradikaler og karbonatomer er minst 1:5; det totale antall karbonatomer i formelen i området 2 - 12, og alkoholen er vannoppløslig. Det er underforstått for de som kjenner de foreliggende fremgangsmåter, at radikaler■■eller grupper som er til-: stede og strukturen på forbindelsen, må velges og arran-geres for .å.være forenlig med valensene og andre kjemiske

krav hos komponentene og den resulterende forbindelse.

I en annen versjon kan oppfinnelsen betraktes som et preparat som benyttes i en vanndig borevæske som inneholder et tilsatsstoff for å redusere friksjonen mellom brannveggen i nevnte brønn og en metallgjenstand, hvor tilsatsstoffene erkarakterisert vedat det er en blanding av minst en ester av oljesyre og minst en polyhydroksylforbindelse, fra et C2-Ci2hydrokarbon, en alkohol med lav molekylvekt fra minst et C2-C12hydrokarbon og et masker ingsmiddel.. Fortrinnsvis kan tilsatsstoffet betraktes som et middel for å redusere friksjonen mellom overflaten av metallgjenstanden og brannveggen i en brønn som inneholder en vanndig borevæske med tilsatsstoffet som utgjør en synergistisk blanding av et maskeringsmiddel, en alkohol med lav molekylvekt fra minst et C2-Ci2hydrokarbon, en første ester eller oleat av oljesyre,- og-minst en polyhydroksylf orbindelse fra et C2-C-7 hydrokarbon, og et annet oleat av oljesyre med magnesiumion eller med minst en hydroksylforbindelse fra et C2-Q4-hydrokarbon med minst 2 hydroksylgrupper pr. molekyl, hvor nevnte annet oleat har minst 2 oljesyregrupper pr. oleatmolekyl, hvor nevnte første, og annet oleat er tilstede i. omtrent like mengder, og hvor nevnte alkohol er tilstede i en mengde som tilsvarer eller er større enn blandingen av oleater.

Maskeringsmiddelet som benyttes i preparatet'ifølge oppfinnelsen, betraktes som essensielt, og virker som en deo-dorant, parfyme eller aromatisk forbindelse for å gjøre visse foretrukne klassekombinasjoner akseptable og for å overvinne lukten uten vesentlig å påvirke smøreevnen og de reologiske egenskaper i borevæsken. Siden maskeringsmiddelet typisk er tilstede bare i småmengder i borevæsken og opp til 5% eller mindre mengder av mindre enn 10% av smøremiddelblandingen, er ikke middelets synergistiske virkning på de andre egenskapene i smøremiddelblandingen eller borevæsken lett å se. Normalt vil maskeringsmiddelet være tilstede i smøremiddelblandingen i en mengde på mindre enn ca. 5 vekt-%..Maskeringsmiddelet kan være et hvilket som helst av flere aromatiske forbindelser eller luktfrembringende eller luftfjernende midler. Masker-..^ingsmiddelet gir i hovedtrekkene en måte å undertrykke lukten av disse komponentene, og å gi en mer behagelig. lukt til smøremiddelpreparatet og borevæsken som benytter dette. Disse typene aromatiske forbindelser er beskrevet i referansene så som "The Condensed Chemical Dictionary" 8. utgave, som essensielle oljer, terpenffi olje, terpen o.l. Både syntetiske

og naturlige aromatiske forbindelser kan benyttes. Slike naturlige midler er vanligvis en flyktig olje eller væske fra plantedeler, så som blader, stilk, blomst, frukt eller grener. De naturlige forekommende aromatiske forbindelser inneholder ofte hovedsakelig terpener, men noen av dem inneholder imidlertid estere. Foretrukne aromatiske forbindelser vil ha en gjennomtrengende, sterk lukt, og ihvertfall i en viss utstrekning være oppløslige i alkoholer og/eller fettsyrer. Noen kan til og med være oppløslige i vann. De bær ha en spesifik vekt i området fra ca. 0.850-1.10. Spesifik forbindelser og naturlige, essensielle oljer som kan benyttes omfatter dipen-ten, pinen, mycen, kamfer, mentol, barenol. terpinol, d-limonen, gamma-terpinen, carvon, parakymen, bergamot, gera-nium, petitgrain, pomerans, terpentinolje, vintergrønn, metyl-salicylat, bitre mandler, benzaldehyd, hydrocyanansyre, oleo-harpiks, blåsam, linalylacetat, linalool, gernaniol, sitron-ello, citral, terpinol, metylantanilat o.l. Foretrukne masker ingsmidler omfatter minst en av de naturlige, essensielle oljer eller parametiske bestanddeler av disse, og spesielt de som kan raffineres for å fjerne de umettede komponenter som vanligvis gjør essensielle oljer følsomme overfor lys, luft og andre reaksjoner som forårsaker nedbrytning. En klasse foretrukne maskeringsmidler omfatter de som har en spesiell konsentrasjon av limonen, linalylacetat, linalol eller blandinger av to eller flere av disse, som er løslige i alkohol, en organisk syre og/eller fettsyre, så som berga-motolje, geraniumolje, pomeransolje, petitgrainolje og neroli-olje.

Alkoholene med lav molekylvekt som kan benyttes i oppfinnelsen omfatter de som har to til tolv karbonatomer eller skriver seg frå et hydrokarbon med to til tolv karbon atomer. "Skriver seg fra" benyttes om alkoholer eller preparater som beskrives, kan beskrives eller defineres ved det hydrokarbon som har det samme antall karbonatomer hvorfra det "skriver seg" ved substitusjon til ett eller flere av karbon eller andre reaktive atomer i hydrokarbonet. Andre substituenter kan tolereres så lenge de er forenlige med smøremiddelpreparatet og borevæsken som de skal benyttes i. Alkoholen eller hydrokarbonet hvorfra det skriver seg kan være alifatisk, aromatisk, acyklisk, cyklisk, mettet, umet-tet, lineært, forgrenet, eller et hvilket som helst isomer eller blandinger av disse. Alkoholene bør være vannoppløs-lige i noen utstrekning, og minst danne en stabil, vanndig dispersjon med de andre komponenter i smøremiddelblandingen. En foretrukket klasse alkoholer er de som har 7-10 karbonatomer, og som i hovedtrekkene er lineære eller bare i en liten grad forgrenet. Vannoppløslighetene krever at der er minst to hydroksylgrupper eller minst en sum av 2 hydrofile grupper og hydroksylgrupper for større, mindre vannoppløslige hydrokarbonkjeder. Hydroksylgruppene kan være tilknyttet primære, sekundære eller tertiære karbonatomer eller andre passende atomer. Alkoholene kan betraktes som primære alkoholer eller dioler eller trioler eller polyoler. Alkoholene bør inneholde minst en hydroksylgruppe eller hydrofilgruppe pr. ca. 5 eller 6 karbonatomer, spesielt for de større hydro-karbonk jeder . Eksempler på alkoholer og dioler omfatter etanoler, etylenglykol, glycerol, propylenglykol, butanol, butandiol, butantriol, butantetraol, amylalkohol, buntan-diol, hexanol, hexandiol, hexantriol, hexante.traol, hexan-pentaol, hexanhexol, sukrose, sorbitol, heptanol, heptandiol, heptantriol, heptantatraol, heptanpentaol, heptanhexaol, heptanheptiol, oktylalkohol og alle dets homologe fra diol gjennom oktanol, nonylalkohol, deriblant dets homologe fra nonandiol til nonannonaol, decylalkohol, deriblant dets homologe, undecanol, deriblant dets homologe og dodecanol og dets homologe. Isomerer av de primære alkoholer og homologe omfattes også i klassen av basiske alkoholer, så som for<:>en foretrukket klasse som begynner med heptalalkohol eller heptanol, hvor klassen omfatter den linært isomere heptanol-1,. og likeledes andre isomerer så som 2,2,3-trimetylbutanol-3; 2,3-dimetyl-pentanol-3; 2,4-dimetyl-pentanol-2; 2,4-dirnetylpentanol-3; 3-etyl-pentanol-2 ; , 3-etyl-pentanol-3 ;. 2-metyl-hexanol-l; 2-metyl-hexanol-2; ^-metylrhexanol^; 2-metyl-hexanol-4; 2-metyl-hexanol-5; 2-metyl-hexanol-6; 3-metyl-hexanol-3; 3-metyl-hexanol-4; héptanol-2 og heptanol-4. Isomerer og isomerer av homologer for andre alkoholer,

så som oktylalkohol, decylalkohol, undecanol og dodecanol er gjengitt i håndbøker så som "The Tenth Edition og Lang<1>s Handbook of Chemistry',' utgitt av McGraw-Hill og "The Handbook of Chemistry and Physics" utgitt av the Chemical Rubber Pub-lishing Company som hensettes her som referanse. Minst en eller en blanding av alkoholene er tilstede i smøremiddel-preparatet ifølge oppfinnelsen i en vesentlig mengde som betyr ca. 10 eller mer, og fortrinnsvis ca. 10-60 eller 30-90 vekt-% av den totale smøremiddelblanding. Alkoholene er fortrinnsvis tilstede i en mengde som tilsvarer eller er større enn mengden av oleater eller blanding av oleater.

Oleatene eller esterene eller en eller flere oleater som er nøkkelkomponenter i smøremiddelpreparatet ifølge oppfinnelsen, og som benyttes i fremgangsmåtene, er reaksjonsproduktet av oljesyre og en metallbase eller polyhydroksylforbindelse. Polyhydrpksylforbindelsen kan være en diol, triol, tetraol eller andre homologer med 2-12 karbonatomer som skriver seg fra et hydrokarbon med 2-12 karbonatomer. "Skriver seg fra" slik det benyttes her, har den samme betydning som for alkoholer som er nevnt foran. Foretrukne klasser polyhydroksylf or bindelser har 2-7 karbonatomer eller mer, og

•fortrinnsvis 2-4 karbonatomer. I smøremidlene kan oleatene skrive seg fra en eller den samme polyhydroksylforbindelse eller de kan skrive seg fra fler enn en polyhydroksylforbindelse. I en klasse foretrukne oleater er oleatene forskjellige polymerformer av samme polyhydroksylforbindelse og oljesyre, dvs. monooleat, dioleat, trioleat o.l. I et foretrukket smøremiddelpreparat er oleatene eller monooleatene og dioleatene av den samme C2_C4polyhydroksylforbindelse. I

dette foretrukne smøremiddelpreparat er disse oleater til-* stede i en vesentlig og stort sett lik mengde..For denne > foretrukne klasse smøremiddelpreparater, når minst to oleater er tilstede i vesentlige mengder, kan også andre, være tilstede og behøver ikke nødvendigvis være utelatt. Oleatene eller esterene kan også være reaksjonsproduktet av metallbaser og oljesyrer, slik at oleatene inneholder! en eller flere, av.-metalldiolene, magnesium, strontium, sink eller kadmium. Normalt bør høyt oppløslige former av kalsium unngås, siden

ved noen anvendelser kalsiumioner danner et fett som ikke er forenlig med tilsatsstoffene for borevæsken, bg kan "fette ut" barit eller danne en såpe og koagulere barit og andre komponenter i borevæsken.. Oleatene bær være tilstede i vesentlige mengder i smøremiddelpreparatet, noe som betyr minst ca. 10 vekt-%, og fortrinnsvis i en mengde på 5-60 vekt-%,

og helst 5-40 vekt-% eller bedre 10-30 vekt-%. Oljesyren som benyttes for å reagere med polyhydroksyforbindelsene eller de organiske baser for å frembringe oleatene for smøremiddel-preparatene ifølge oppfinnelsen, kan enten være relativt ren oljesyre eller en rå blanding av oljesyrer eller oljesyre med andre komponenter, så som andre, tilsvarende fettsyrer, for-tynningsmidler som består av relativt inerte, langkjedede hydrokarboner o.l. Likeledes kan oljesyren inneholde mindre mengder polymer isert oljesyre eller andre fettsyrer så som dimere,■trimere o.l.

For å frembringe oleatene eller esterene som benyttes i smøremidlene ifølge oppfinnelsen, kan oljesyren fore-ligge i form av syreekvivalenter som reagerer og frembringer estere og oleater enten direkte eller gjennom en serie trinn som fører til den samme type oleat eller ester. F.eks. syreekvivalenter så som anhydrider, estere som hydrolyserer til syre, salter som reagerer og frembringer oljesyre og andre ekvivalenter. Ekvivalentene, kan benyttes enten i en adskilt reaksjon for å frembringe oljesyre eller i samme reaksjon eller blanding hvor oleatet eller esteren frembringes.

Eksempler på polyhydroksyl eller hydroksylforbindelser som kan benyttes i form av oleater eller estere for preparatene ifølge oppfinnelsen, er dioler, trioler, tetra- oler o.l., som inneholder primære, sekundære og tertiære • hydoksylgrupper. Slike forbindelser omfatter etylenglykol, glycerol, polyetylenglykol, butandiol, trimetylenglykol, tetrametylenglykol, amyldiol, og pentandiol.. Disse omfatter også de andre isomere og homologe, glykose, hexandiol, hexantriol, heptandiol, di- og polyoler beskrevet som passende for alkoholklassen, og likeledes andre isomere og homologe av disse.Polyhydroksylforbindelsene kan i inneholde andre substituenter som ikke vesentlig forandrer reaktiviteten av ■ minst to hydroksylgrupper med oljesyre, ikke vesentlig grad forandre balansen hydrofob-hydrofil av hydroksylforbindelsen eller de resulterende estere, og som ikke fører til en vesentlig uforenlighet for polyhydroksylforbindelsen eller de re^-sulterende estere.

Smøremiddelpreparatene.eller tilsatsstoffene ifølge oppfinnelsen bær benyttes i en vanndig borevæske ved enkel blanding av tilsatsstoffet med borevæsken når den sirkulerer, slik at den b.lir_ jevnt dispergert og blandet med borevæsken. Denne blanding og sirkulering kan utføres når borevæsken brukes i en brønn enten for boring, komplettering eller en annen typisk funksjon. Smøremiddelet kan også blandet med boreslammet i lagringstanker under anvendelse av i og for seg kjent fremgangsmåte., så som propellblander e. Smøremidde-let bør bære tilstede i en mengde opp til 5%, eller ca. 5,7-17,1 g/l. Smøremiddelet kan være tilstede i borevæsken i en mengde opp til 5 vekt-%.

Foreskjellige foretrukne preparater og fremgangsmåter for å fremstille og benytte preparatene og fremgangsmåtene beskrevet, illustreres og gjengis i den deskriptive informasjon, eksemplene og tabellene.

SMØREPRØVE.

Effektivitet med hensyn på reduksjon av dreiemoment eller friksjon måles under anvendelse av. to fremgangsmåter. En smørekoeffesient måles ved et "Lubricity Coef-ficient Instrument" med den fremgangsmåte som er beskrevet i API Method RP-13B. Den registrerer friksjonskoeffesienten på motorampermetere kalibrert til å angi dreiemomentet i cm- kg. Motoren driver eller roterer en stålring mot en sta-sjonær stålblokk. En kraftbelastning på 68 kg påføres mellom ringen og blokken. Instrumentet.kalibreres med vann fra springen for en koeffisient på ca. 0,33. Den roterende ring og blokken medsenket i vann eller væsken som skal utprøves inntil avlesningen stabiliserer seg eller prøven feiler. Desto lavere smøringskoeffisienten er, desto bedre smøreegen--skaper eller dreiemomentreduserende egenskaper har væskepirø-ven.

Den annen friksjonsmåling benytter et Falex Meter

som er en roterende stang og en V-blokk modell. En stålstang . som er 3,18 x 0,48 cm i diameter festes konsentrisk i en ' drivaksel med en 0,3 cm diameter messingpinne. Stålstangen fastklemmes mellom 2 sylindriske blokker med en V-formet ut-sparing som holdes mot den roterende stålstangen ved hjelp

av dreiearmer som er justert slik at de påfører en belastning.... på 318 kg ved hjelp av dreiearmene. Stangen roteres med en hastighet på 180 rotasjoner pr. minutt, og.både den roterende stangen og V-blokkene nedsenkes i væsken som skal prøves, som avkjøles til værelsestemperatur. Hver prøve utprøves etter ASTM-metode D-2670-G7. Kraften som kreves for å rotere stålstangen gir dreiemomentet på stangen. Hvis væsken feiler som smøremiddel, kan stålstangen brennes fast til V-blokkene eller messingpinnen kan skjæres over, slik at prøven avsluttes. Tidspunktet og arten av feil, dreiemomentjusteringer (antall tenner som roteres for å opprettholde en belastning på 318 kg) og ampertall eller dreiemoment angir effektiviteten hos væsken som utprøves. Desto lenger prøven løper, og desto lavere antall tenner som kreves for å justere prøven, desto bedre er prøven med hensyn til å redusere dreiemoment eller friksjon,

og desto mer effektiv er væsken med hensyn til å smøre stålstangen og blokkene.

KLEBEPRØVER.

Stick-O-Meter prøver bestemmer- kakedannende effektivitet og tiltrekning og motstand mot bevegelse mellom denne kaker; og en overflate av rustfritt stål. Prøven kjøres under anvendelse av en trykkcelle av rustfritt stål som kan holde nr. 50 Whatman-filterpapir på en 6,35 cm diameter sikt.., Cellen har en diameter på ca. 8,9 cm og inneholder minst

175 cm<3>av den væsken som skal prøves.. • En plate som akkurat dekker filterpapiret med en diameter på 6,35 cm, plasseres over sikten og filterpapiret, slik at den kan beveges ned-over mot f ilterpapiret og roteres rundt en aksel for'.å be-: stemme dreiemomentet i cm/kg som kreves for a dreie platen når den kleber til filterkaken.

For å prøve kakedannende effektivitet og tendensen til klebing i væske, forsegles en væskeprøve i cellen og et gasstrykk på 35 atmosfærer påføres væsken. Etter at filtratet har kjørt i 30 minutter, føres platen ned mot kaken på filter— papiret, og holdes nede i 3 minutter under anvendelse av en hevstang, og en vekt som påføres ca. 22 kg på akselen på platen. Etter 3 minutter frigjøres vekten. Hvis platen går opp, får filtratet anledning til å gå igjennom i ytterligere 5 minutter, hvoretter tilknytningen prøves igjen. Hvis platen går opp igjen, får filtratet gå igjennom i ytterligere 10 minutters intervaller inntil platen kleber seg til kaken.

Når platen begynner å klebe til filterkaken, måles motstanden mot bevegelse i cm/kg etter hvert intervall, under anvendelse av en standard dreiemoment-nøkkel på plateakselen. Dreiemomentet måles i gjentatte intervaller inntil dreiemomentet er konstant i 3 etterfølgende avlesninger.

REOLOGISKE PRØVER OG VÆSKETAP.

Reologiske egenskaper i hver væskeprøve måles under anvendelse av et roterende viskosimeter med direkte avlesning så som en Fann Model 35 eller en IMCO viskosimeter som beskrevet i API-metode RP-13B. Viskositeten i væsken i centipoise måles direkte ved å.nedsenke viskosimetermuffen og stemplet i væsken. Muffen roteres ved 3 og 600 RPM, og væske-friksjonen på stemplet gir en avlesning i centipoise. Avlesningen ved 3 RPM settes for å benytte gel-styrke ved 10 sek-under og 10 minutter. Plastisk viskositet beregnes ved å trekke avlesningen ved 300 RPM fra avlesningen ved 600 RPM. Flytegrensen er avlesningen ved 300 RPM minus den plastiske viskositet. Tilsynelatende viskositet tilsvarer avlesningen ved 600 RPM:2. Væsketapet for API-filtrat ved 7 atmosfærer i mm pr. 30 minutter og høy temperatur;, høytrykksvæsketap (HTH) i mm ved 149°C og 35 atmosfærer måles under anvendelse av et 9 cm og 6,35 cm nr. 50 Whatman-filgerpapir, med det apparat og den fremgangsmåte som er beskrevet i API Method 13B. Andre prøver som pH, tetthet osv. er også standard.

Prøver på utgangsslam ble fremstilt og blandet med forskjellige tilsatsstof f er og blandinger av tilsatsstof f er.. Smøreevnen, reologi og andre egenskaper i utgangsslammet og utgangsslam blandet med tilsatsstoffer ble utprøves. Resultatene av disse prøver er gjengitt i tabeller. De fleste av prøvene inneholdt tilsatsstoffer i en total konsentrasjon på ca. 0,9 kg pr. fat på 159 liter. (Dette tilsvarer 2 pund pr. fat, 2 ppg som er den konsentrasjon som vil bli angitt i det etterfølgende). For basisslam med en tetthet på ca. 10,2 ppg (pund pr. gallon, tilsvarer ca. 1,22 kg/liter), var 2 ppb kon-, sentrasjonen ca. 0,467 vekt-%. Prøver ved andre konsentra-sjoner er angitt sammen med dataene. For prøvene var basis-slammet omtrent det samme, men mengden barit (bariumsulfat) varierte for å variere tettheten av basisslam i et område fra ca. 9-12 ppg (1,08-1,44 kg/liter), som angitt i data. For prøvene er 1 g pr. 350 cm3 vann eller slam ekvivalent med 1 pund pr. 42 gallon (159 liter) fat av slam.

TABELL I

Utvelgelsesfor søk.

Forsøk nr. 1

Prøve nr. 1: Basisslam - 350 cm^ - springvann

10 ppb - NaCl

20 ppb - bentonit leire

15 ppb - kalsiumkarbonat

24 ppb - barit (ppb = deler pr. fat.(parts per. barrel) .

Falex forsøk - stålstangen avskåret etter 9 minutter ved 318 kg.

For søk nr. 2.

Prøve nr. 2: Basisslam + 2 ppb 80% blanding av to fosfatestere,20% oljesyre.

Falex forsøk - stålstang avskåret og fastbrent etter 4 minutter ved 318 kg.

Formasjonen størknet etter 24 timer, slik at ingen ytterligere forsøk ble gjennomført.

Forsøk nr. 3

Prøve nr. 3: 70% blanding av to fosfatestere

20% oljesyre

forts, tabell 1

10% A.M.P. (2-amino-2-metyl-l-propanol).

Størknes umiddelbart. Ingen forsøk ble utført.

i

Forsøk nr. 4

Prøve nr. 4: 50% glycerol monooleat

10% T.E.A. (trietylamin)

34% H20

6% stearinsyre

Skilte seg etter 30 minutter. Ingen forsøk ble utført.

For søk nr. 5.

Prøve nr. 5: 50% blanding av C8-C12hydrofile fosfatestere 10% T.E.A. (trietylamin) 34% H20

6% stearinsyre

Skilte seg etter 30 minutter. Ingen forsøk ble utført.

Forsøk nr. 6.

Prøve nr. 6: 50% fosfatestere

10% T.E.A (trietylamin)

34% H20

6% stearinsyre

Skilte seg etter 30 minutter, Ingen forsøk ble utført.

Forsøk nr. 7.

Prøve nr. 7: 30% glycerol monooleat

20% blanding av Cs-C12hydrofile fosfatestere 50% decylalkohol (Cio)

5% aluminiumstearat.

Skilte seg umiddelbart. Ingen forsøk ble utført.

Forsøk nr. 8.

Prøve nr. 8: 30 % glycerol monooleat

20% blanding av<C>is<->C22lipofile fettsyre-fosfatestere

30% decylalkohol (C^)

20% H20

Skilte seg når f^O ble tilsatt. Ingen forsøk ble utført.

Forsøk nr. 9.

Prøve nr. 9: 20% glycerol monooleat,

80% etylenglykol

Skilte seg umiddelbart. Ingen forsøk ble utført.

Forsøk nr. 10.

Prøve nr. 10: Blanding av Cg alkoholer.

Falex forsøk - stålstangen avskåret ved 318 kg.

Ingen ytterligere forsøk var nødvendige.

Forsøk nr. 11.

Prøve nr. 11: Basisslam + 2 ppb 60% glycerol monooleat

40% blanding av Cgalkoholer Falexforsøk - stålstangen avskåret etter 11 minutter ved 318 kg. Ingen ytterligere forsøk.

Forsøk nr. 12.

Prøve nr. 12: Basisslam + 2 ppb 60% glycerol monooleat

40% decylalkohol (C10).

Falex forsøk - messingpinnen avskåret etter 18 minutter ved. 318 kg. Ingen ytterligere forsøk.

Forsøk nr. 13.

Prøve nr. 13: Basisslam + 2 ppb 60% flycerol monooleat 40% decylalkohol 5 vekt-% stearinsyre.

Falex forsøk - messingpinnen avskåret etter 13 minutter ved 318 kg. Ingen ytterligere forsøk.

Forsøk nr. 14.

Prøve nr..14: Basisslam + 2 ppb 60% glycerol monooleat 40% decylalkohol 5 vekt-% aluminiumstearat.

Falex forsøk - stålstangen avskåret og fastbrent etter 20 minutter ved 318 kg. Ingen ytterligere-prøver.

forts, tabell. 1

Forsøk nr. 15.

Prøve nr. 15: Basisslam + 6% raps olje.

Falex forsøk - stålstangen avskåret og fastbrent etter

25 minutter ved 313 kg. Ingen ytterligere forsøk.

Forsøk nr. 16.

Prøve nr. 16: Basisslam + 2 ppb 40% glycerol monooleat

60% rapsolje.

Falex forsøk - stålstang avskåret etter 12 minutter ved

318 kg. Ingen ytterligere forsøk.

Forsøk nr. 17.

Prøve nr. 17: Basisslam + 2 ppb 30%. glycerol monooleat

10% oljesyre 60% rapsolje.

Falex forsøk - stålstangen avskåret etter 8 minutter ved 318 kg. Ingen ytterligere forsøk.

Forsøk nr. 18.

Prøve nr. 18: Basisslam + 2 ppb 30% glycerol monooleat

30% rapsolje 40% decylalkohol (Ciq)• Falex forsøk - stålstangen av skåret og fastbrent etter

14 minutter ved 318 kg. Ingen ytterligere forsøk.

Forsøk nr. 19..

Prøve nr. 19: Basisslam + 2 ppb 40% flycerol monooleat

60% blanding Cg-C-^alkoholer.

Falex. forsøk - stålstang avskåret etter 13 minutter ved

318 kg. Ingen_ytterligere forsøk.

Forsøk nr. 20.

Prøve nr. 20: Basisslam + 2 ppb 50% oljesyre dimer

50% C8alkohol.

Falex forsøk - stålstang avskåret ved 318 kg. Ingen ytterligere forsøk.

forts, tabell 1

Forsøk nr. 21.

Prøve nr.. 21: Basisslam + 2 ppb 40% oljesyre dimer

60% Cg alkohol.

Falex forsøk - stålstang avskåret ved 318 kg. Ingen ytterligere forsøk.

Forsøk nr. 22.

Prøve nr. 22: Basisslam + 2 ppb 60% oljesyre dimer

40% Cq alkohol.

Falex forsøk - stålstang avskåret ved 272 kg. Ingen ytterligere forsøk.

Forsøk nr. 23.

Prøve nr. 23: Basisslam + 2 ppb 80% oljesyre

20% A.M.P. (2-amino-2-metyl-l-propanol).

Falex forsøk - gikk 1 time ved 318 kg; justering 60 tenner. For sterk skumdannelse i slammet. Ingen ytterligere forsøk.

Forsøk nr. 24.

Prøve nr. 24: Basisslam + 2 ppb 85% oljesyre

15% A.M.P. (2-amino-2-metyl-1-propanol).

Falex forsøk - skjærefeil etter 7 minutter ved 318 kg.

Ingen ytterligere forsøk.

For søk nr. 25.

Prøve nr. 25: Basisslam + 2 ppb 25% oljesyre

75% A.M.P. (2-amino-2-metyl-1-propanol)-

Falex forsøk - gikk 1 time ved 318 kg; justering 88 tenner. For sterk skumdannel.se i slammet. Ingen ytterligere forsøk.

Forsøk nr. 26.

Prøve nr. 26: Basisslam + 2 ppb 50% oljesyre

50% A.M.P. (2-amino-2-metyl-1-propanol).

forts, tabell 1.

Falex forsøk - skjærefeil etter 27 minutter ved 318 kg.. Ingen ytterligere forsøk.

Forsøk nr. 27.

Prøve nr. 27: Basisslam + 2 ppb 50% glycerol dioleat

50% Cg alkohol.

Falex forsøk - gikk 1 time ved.318 kg; justering 55 tenner.

Forsøk nr. 28.

Prøve nr. 28: Basisslam + 2 ppb 50% glycerol dioleat

50% Cg alkohol.

Falex prøve - gikk 1 time ved 318 kg; justering 61 tenner.

Forsøk nr. 29.

Prøve nr. 29: Basisslam +2 ppb 50% sprbitan sesquioleat

50% Cs alkohol.

Falex forsøk - gikk 1 time ved 318 kg; justering 53 tenner.

forst, tabell 1.

Forsøk nr. 30.

Prøve nr. 30: Basisslam + 2 ppb 30% sorbitol sesquioleat

70% C8alkohol.

Falex forsøk - gikk i 1 time ved 318 kg; justering 56 tenner.

Forsøk nr. 31.

Prøve nr.. 31: Basisslam + 2 ppb 40% oljesyre

10% A.M.P. (2-amino-2-metyl-1-propanol) 50% etylenglykol.

Falex forsøk - gikk 1 time ved 318.kg; justering 58 tenner.

Forsøk nr. 32.

Prøve nr. 32: Basisslam + 2 ppb 20% glycerol dioleat 20% glycerol monooleat 60% Cg alkohol.

Falex forsøk - gikk 1 time ved 317 kg; justering 42 tenner.

Forsøk nr. 33.

Prøve nr. 33; Basisslam + 2 ppb 15% glycerol dioleat

15% glycerol monooleat 10% kakaoester

■ 60% Cg alkohol.

Falex forsøk - gikk 1 time ved 318 kg; justering 49 tenner.

Forsøk nr. 34.

Prøve nr. 34: Basisslam + 2 ppb 20% glycerol trioleat 20% glycerol monooleat 60% Cg alkohol.

Falex forsøk - gikk 1 time ved 318 kg; justering 36 tenner.

Forsøk nr. 35.

Prøve nr. 35: Basisslam + 2 ppb 15% sorbitan sesquioleat 15% djycerol monooleat 10% kakaoester 60% Cs alkohol

forts, tabell 1

Forsøk nr. 36.

Prøve nr. 36: Basisslam +2 ppb 20% sorbitan sesquioleat 20% glycerol monooleat 60% C8alkohol.

Forsøk nr. 37.

Frøve nr. 37: Basisslam h " ppb 20% glycerol dioleat 20% glycerol monooleat. 60% Cg alkohol.

Forsøk nr. 38.

Prøve nr. 38: Basisslam h " ppb 20% glycerol monooleat 20% kakaoester 60% Cg alkohol Forsøk nr. 39.

Prøve nr. 39: Basisslam + 2 ppb 60% glycerol monooleat

40% Cg alkohol.

Falex forsøk

Basis - stplstang avskåret etter 9 minutter ved 318 kg. Basis + prøve 32 - gikk 1 time ved 318 kg; justering 32

tenner.

forts, tabell 1.

Basis + prøve 38 - gikk 1 time ved 318 kg; justering 51

tenner.

Basis + prøve 39 - gikk 1 time ved 318 kg; justering 51

tenner.

Basis + fosfatestere - brennefeil ved 318 kg.

forts, tabell 1.

Forsøk nr . 40 .

Forsøkene ble kjørt med 2 ppb i standrat basisslam med hensyn til Falex, smøreevne og Stock-O-Meter-prøver.' '

Falex forsøk.

Basis - stålstang avskåret på 9 minutter ved 318 kg. Basis + prøve 32 - gikk 1 time ved 318 kg; justering 42

tenner.

Basis + prøve 33 - gikk 1 time ved 318 kg; justering 49

tenner.

Basis + prøve 34 - gikk 1 time ved 318 kg; justering 36

tenner.

forts, tabell 1.

KONKLUSJON.....

Prøve 34 gir tilsvarende resultater på smøreprøven og noe bedre resultater på Falex forsøkene, men ble overgått av prøve 32 på Stick-O-Meter. Når prøve 34 hadde et dreiemoment på 109 crrfkg, hadde prøve 32 et dreiemoment 63 cm-kg. Prøve 32 hadde ingen ugunstige virkninger på de reologiske egenskapene i de forskjellige slamsystemer som ble benyttet. Det hadde varighetsydelse i lignosulfatslam-systemet med lav vekt, hvor den ble statisk-aldret i 4 dager ved 149°C og varm-valset 4 dager ved 121°C. Den hadde gode smøringsegenskaper etter 4 dagers-prøven uten ugunstige virkninger på slamsys-temet. Den senket imidlertid HT-HP vaesketapet fra 58,8 ml til 53,0 ml på den statisk-aldrede prøven og fra 45,2 til 40,8 på den varm-valsede prøven.

Således illustrerer prøve 32 et foretrukket preparat og det mest synergistiske smøremiddel.

TABELL II.

Forsøk med alkoholer og oleater.

3 ppb av hver prøveblanding ble tilsatt standard basis-slam for smøreprøve. Forsøksresultatene er gjengitt som smørekoeffisient.

Forsøk nr. 41.

Instrumentet kalibrert med vann

Opprinnelig avlesning - 0,33

Etter 1 minutt. - 0,34

Etter 5 minutter - 0,34

Forsøk nr. 42.

Prøve nr. 40: 20% glycerol monooleat

20% glycerol dioleat

60% Qi alkohol

Opprinnelig avlesning - 0,33

Etter 1 minutt - 0,30

Etter 5 minutter - 0,24

Forsøk nr. 43.

Prøve nr. 41: 20% glycerol monooleat

20% glycerol dioleat

60% C5alkohol

Opprinnelig avlesning - 0,38

Etter 1 minutt - 0,36

Etter 5 minutter - 0,31

Forsøk nr. 44.

Prøve nr. 42: 20% glycerol monooleat

20% glycerol dioleat

60%<C>10alkohol

Opprinnelig avlesning - 0,21

Etter 1 minutt - 0,20

Etter 5 minutter -0.18

forts, tabell II.

Forsøk nr. 45.

Prøve nr. 43: 40% Mg 61eat

60% etylhexanol.

Opprinnelig avlesning - 0.26 Etter 1 minutt - 0,22, Etter 5 minutter - 0,20!

Forsøk nr..46.

Prøve nr. 44: 20% Mg oleat

20% glycerol dioleat 60% etyl hexanol Opprinnelig avlesning - 0,26 Etter 1 minutt - 0,24 Etter 5 minutter - 0,18

Forsøk nr . 47 .

Prøve nr. 45: 40% oieaamid

60% etylhexanol Opprinnelig avlesning - 0,39 Etter 1 minutt - 0,36 Etter 5 minutter - 0,30

Forsøk nr. 48.

Prøve nr. 46: 40% propylenglykol monooleat 60% etyl hexanol Opprinnelig avlesning - 0,28 Etter 1 minutt - 0,30 Etter 5 minutter - 0,33

Forsøk nr. 49.

Prøve nr. 47: 20% propylenglykol monooleat 20% glycerol dioleat 60% etyl hexanol Opprinnelig avlesning - 0,35 Etter 1 minutt - 0,30 Etter 5 minutter - 0,26

KONKLUSJON.

Prøvene 40, 41 og 42 viser resultatene av forskjellige alkoholer. og C5alkoholer viser noen forbedring og synergistisk virkning i smøreblandingen, men etyl hexanol (Cg) er bedre slik forsøket ble gjennomført. C-^q alkohol er også effektiv som et synergistisk tilsatsstoff i smøreblandingen.

Prøvene nr. 43, 44, 45, 46 og 47 viser forskjellige typer oleater.

TABELL III.

Smøreprø<y>er.

Forsøk nr. 50.

Basisslam.

Forsøk nr. 51.

Basisslam + 2 ppb prøve 32 smøreblanding.

forts, tabell III.

Forsøk nr . 52 . .. , .

Basisslam + 2 ppb prøve 33 smøreblanding....

Forsøk nr. 53.

Basisslam + 2 ppb prøve 34 smøreblanding.

Forsøk nr. 54.

Basisslam + 2 ppb prøve 28 smøreblanding.

Forsøk nr. 55.

Basisslam + 2 ppb prøve 30 smøreblanding.

forts, tabell III.

Forts, forsøk nr. 55

Klebekoeffisient

Etter 73 min. 0,096 Etter 83 min. 0,096 Etter 93 min. 0,096

l

TABELL IV. j

Sammenligning av forskjellige preparater.

3 ppb av forskjellige smøreblandinger ble tilsatt en fat ekvivalent basisslam og blandet grundig i en blande-maskin. Forsøksprøvert ble deretter undersøkt på smøremåle-instrumentet. Resultatene angitt som smørekoeffisient.

173 cm •• kg dreiemoment ble påført ringen og blokken.

Forsøk nr. 56.

Instrumentet kalibrert med springvann.

Opprinnelig avlesning - 0,33

Etter 1 minutt - 0,34

Etter 5 minutter - 0,34

Forsøk nr. 57.

Basisslam.

Opprinnelig avlesning - 0,42

Etter 1 minutt - 0,47

Etter 5 minutter - 0,46

Forsøk nr. 58.

Prøve nr. 48: Basisslam + 1,2 ppb glycerol monooleat.

Opprinnelig avlesning - 0,28

Etter 1 minutt - 0,27

Etter 5 minutter - 0,27

Forsøk nr. 59.

Prøve nr. 49: Basisslam + 1,2 ppb glycerol dioleat.

Opprinnelig avlesning - 0,28

Etter 1 minutt - 0,27

Etter 5 minutter - 0,27

forts, tabell IV.

Forsøk nr. 60.

Prøve nr. 50: Basisslam + 3,0 ppb etylhexanol.

Opprinnelig avlesning - 0,37

Etter 1 minutt - 0,41

Etter 5 minutter - 0,42

Forsøk nr. 61.

Prøve nr. 60: Basisslam + 3,0 ppb av en blanding av 40%

glycerol monooleat og 60% etyl hexanol.

Opprinnelig avlesning - 0,27

Etter 1 minutt - 0,28

Etter 5 minutter - 0,28

Forsøk nr. 62.

Prøve nr. 61: Basisslam + 3,0 ppb av en blanding av 40%

glycerol dioleat og 60% etyl hexanol.

Opprinnelig avlesning - 0,29

Etter 1 minutt - 0,25

Etter 5 minutter - 0,23

Forsøk nr. 63.

Prøve nr. 62: Basisslam + 3,0 ppb av en blanding av 50%

glycerol monooleat og 50% glycerol dioleat.

Opprinnelig avlesning - 0,31

Etter 1 minutt - 0,32

Etter 5 minutter - 0,32

Forsøk nr. 64.

Prøve nr. 63: Basisslam +3 ppb av en blanding av 20%

glycerol monooleat og 20% glycerol dioleat og 60% etyl hexanol.

Opprinnelig avlesning - 0.35

Etter 1 minutt - 0,29

Etter 5 minutter - 0,22

forts, tabell IV.

Forsøk nr. 65.

Prøve nr. 64: Basisslam + 3,0 ppb av en blanding 10%

glycerol monooleat, 30% glycerol dioleat og

.60% etyl hexanol.

Opprinnelig avlesning - 0,24.'

Etter 1 minutt - 0,231

Etter 5 minutter - 0,21

Forsøk nr. 66.

Prøve nr. 65: Basisslam + 3 ppb av en blanding av 30% glycerol monooleat, 10% glycerol dioleat og 60% etyl hexanol.

Opprinnelig avlesning - 0,35

Etter 1 minutt - 0,27

Etter 5 minutter - 0,25

Forsøk nr. 67.

Prøve nr. 66: Basisslam + 3 ppb av en blanding av 10% glycerol monooleat, 10% glycerol dioleat og 80% etyl hexanol.

Opprinnelig avlesning - 0,26

Etter 1 minutt - 0,24

Etter 5 minutter- - 0,21

Forsøk nr. 68.

Prøve nr. 67: Basisslam + 3 ppb av en blanding av 40% glycerol monooleat, 40%.glycerol dioleat og 20% etyl hexanol.

Opprinnelig avlesning - 0,26

Etter 1 minutt - 0,24

Etter 5 minutter - 0,21.

Forsøk nr. 69.

Prøve nr. 68: Basisslam + 3,0 ppb av en blanding av 20% glycerol monooleat, 20% glycerol dioleat og 60% isopropanol.

Forts, tabell IV.

Forts, forsøk nr. 69.

Opprinnelig avlesning - 0,33

Etter 1 minutt - 0,31;

Etter 5 minutter - 0,25'

Forsøk nr. 70.

Prøve nr. 69: Basisslam + 3,0 ppb av: en blanding av 20% glycerol monooleat, 20% glycerol dioleat og 60% Neodal 91 - C 1± alkohol.

Opprinnelig avlesning - 0,19

Etter 1 minutt -0,21 Etter 5 minutter - 0,27

Forsøk nr. 71.

Prøve nr. 70: Basisslam + 3,0 ppb av en blanding av 20%.glycerol monooleat, 20% glycerol dioleat, 60% etyl hexanol og 0,02% aromatisk olje.* Opprinnelig avlesning - 0,25

Etter 1 minutt - 0,20

Etter 5 minutter -0,16

<*>En syntetisk, essensiell olje som inneholder vesentlige kon-sentrasjoner av limonen, linalylacetat og linalool.

Forsøk nr. 72.

Prøve nr. 71: Basisslam + 3,0 ppb Torq Trim.

Opprinnelig avlesning - 0,22

Etter 1 minutt - 0,21

Etter 5 minutter - 0,21

Forsøk nr. 73.

Prøve nr. 72: Basisslam + 3,0 ppb Lubri-Sal.

Opprinnelig avlesning - 0,42

Etter 1 minutt - 0,43

Etter 5 minutter - 0,41

forts, tabell IV.

Forsøk nr. 74.

Prøve nr. 73: Basisslam + 3,0 ppb Magcolube.

Opprinnelig avlesning - 0,23!

Etter 1 minutt - 0,22

Etter 5 minutter - 0,19<:>

I

Forsøk nr. 75.

Prøve nr. 74: Basisslam + 3,0 ppb D.C.Tork Ease.

Opprinnelig avlesning - 0,35

Etter 1 minutt - 0,37

Etter 5 minutter - 0,37

Forts. tabell V.

Stick-O-Meter: Basisslam klebet ikke etter 2 timer. Sammensetning: 350 cm^ springvann

20 ppb bentonittleire

5 ppb krom lignosulfat tynnemiddel

8 ppb gips

1,5 ppb natriumhydroksyd

2 ppb pregelatinisert stivelse.

Stick-O-Meter:

Basisslam klebet ikke etter 2 timer.

Falex forsøk:

Basis; varmvalset,stålstang avskåret ved 113 kg. Basisslam + 2 ppb prøve 32; varmvalset, stålstang avskåret

etter 43 minutter ved 318 kg.

Sammensetning: 350 cm^ springvann

10 ppb bentonitt

0,05 ppb akrylat copolymer bentonitt fylle-i.

midler.

forts, tabell VI.

Stick- O- Meter.

forts, tabell VI.

Reologi.

Basisslam er Gyp- felt- slam fra Danmark. <1>Resultater uttrykt som smørekoeffisient målt ved ring og smøremå<l>in<g>sinstrurnent.

<2>Basisslam fra laboratorium (9,4 dpg tetthet)

- 350 cmJ springvann

10 ppb (g/350 cm<3>) NaCl

10 ppb bentonitt leire

20 ppb Dixie Bond leire

15 ppb CaCG-3 partikler

14 ppb barit

10,2 ppg slamvekt

<3>Prøve 32 smøremiddel + 0,02% av et foretrukket maskeringsmiddel. 4 Fysisk tilstand: I = Opprinnelig HR = Varm-valset 16 timer ved 66°C.

EKSEMPEL 1

I en prøvebrønn fra Alaska øket dreiemomentet og friksjonsmotstanden etterhvert som en brønn med et avvik på 45° ble boret. Endelig ved 3637 meter var det umulig å trekke borestrengen høyt nok opp, til å tilknytte den neste del av borerøret, selv om borestrengen ikke satt helt fast. 300

fat boreslam behandlet med tilblanding,av 2 ppb smøremiddel 32 ble pumpet inn i brønnen rundt borekravene. Borestrengen ble raskt frigjort og boringen tatt opp igjen. Resten av boreslammet ble behandlet med 1 ppb smøremiddel 32 ved grundig blanding av smøremiddelet med slammet, og brønnen ble boret ned til sitt mål, 3742 meters total dybde (TD), uten ytterligere friksjons- eller klebeproblemer. Det første loggforsøket var imidlertid ikke heldig, idet loggverktøyet hang seg opp ved 2735 meter. Borerøret ble ført tilbake til brønnen og ført opp og ned i brønnen mens slam som var behandlet med ytterligere 0,5 ppb smøremiddel 32 ble sirkulert i brønnen. Helsebelastningen ble redusert med 22 700 kg når borestrengen ble ført frem og tilbake og behandlet slam sirkulert. På den neste loggforsøket ble loggverktøyet dekket med store mengder smøremiddel 32, og verktøyet ble ført inn i brønnen til total dybde med liten vanskelighet.

EKSEMPEL 2.

I en prøve i South Luisiana fikk man i en brønn

med en dybde på 3565 meter og med en høy vinkel, høyt dreiemoment og friksjon som førte til at deler av borestrengen ble vridd av. "Fisken" som er den lavere del av borestrengen som var vridd av, var forbundet i over 6 timer. Mens man fisket etter borestrengen, ble boreslam behandlet med smøremiddel.32 for å redusere friksjon, og bidrar til gjen-vinning av "fisken". Etter behandling med smøremiddel 32,

ble fisken lett harpunert og gjenvunnet med minimal friksjon. Boringen fortsatte med redusert dreiemoment og friksjon.

EKSEMPEL 3.

I en brønn offshore Louisiana med et a<y>vik på 22° og med en dybde på 3111 meter hadde borestrengen høyt dreiemoment under boringen, med sterk klebing og høy friksjon ved opphaling. Slammet ble behandlet med 2 ppb. smøremiddel, 32 . Etter den første slamsirkulasjonen gjennom.brønnen, var det et vesentlig fall i belastningen på motoren for dreieboret. Avkjærerne var fastere, og det var mindre klebning av skifer på borekronen, og gjennomtrengningshastigheten økte, med 1,5 meter/time.

EKSEMPEL 4.

I en brønn offshore Texas på 1830 meter med et åpent hull på 915 meter, fikk man sterk klebing og friksjon mens borestrengen ble forlenget og ved opphaling. Slammet ble behandlet med 2 ppb smøremiddel 32 og ca. 40 liter smøre-middel 32 ble tilsatt under hver tur. Det høye dreimomen-tet og friksjonen ble vesentlig redusert, og man kunne ikke lenger legge merke til klebing.

Claims (29)

1. Fremgangsmåte for å redusere friksjon mellom en roterende metallgjenstand og en nærliggende overflate, karakterisert ved at man tilfører et smøre-medium av en vanndig væske som inneholder opp til 5 vekt-% av et tilsatsstoff som består av en blanding av minst en ester av en oljesyre og minst ett metall, minst en hydrok-. sylforbindelse eller en kombinasjon av dette, hvor nevnte hydroksylforbindelse har minst 2 hydroksylgrupper og nevnte hydroksylforbindelse skriver seg fra et C2 -C7 hydrokarbon; en alkohol med lav molekylvekt som skriver seg fra et C2 -C7 -hydrokarbon og et maskeringsmiddel.
2. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tilstasstoffet er tilstede i nevnte vanndige væske i en mengde på opptil 5 vekt-%.
3. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tilsatsstoffet inneholder minst 2 estere av oljesyre og minst en hydroksylforbindelse.
4. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tilsatsstoffet inneholder 2 estere av oljesyre og en hydroksylforbindelse.
5. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tilsatsstoffet inneholder 2 estere av oljesyre og en hydroksylforbindelse, hvor de to estere er tilstede i omtrent like mengder, alkoholen med lav molekylvekt er tilstede i tilsatsstoffet i en vesentlig mengde, og maskeringsmiddelet er tilstede i nevnte tilsatsstoff i en mengde på opptil 5 vekt-%.
6. 6. Fremgangsmåte for å redusere friksjonen mellom overflaten av en metallgjenstand og boreveggen i en brønn som inneholder en vanndig borevæske, karakterisert ved at man blander den nevnte, vanndige borevæske med en kombinasjon som består av minst en-ester av oljesyre og minst en polyhydroksylforbindelse som skriver seg fra et C2~c7 hydrokarbon, og som inngår i klassen som er definert med formelen: ,. .

   hvor R^ og R3 uavhengig er hydrogen, metylradikaler, metylen radikaler eller en kombinasjon av dette som inneholder 0-5 karbonatomer; R2 behøver ikke være tilstede eller er en metylradikal, metylenradikaler eller en kombinasjon av dette som inneholder 0-5 karbonatomer; X og Y er uavhengig hele tall hvor deres sum minst tilsvarer 2, og det totale antall karbonatomer i formelen er i området 2-7; en alkohol med lav molekylvekt som skriver seg fra et C'2-C'12 hydrokarbon pluss et masker ingsmiddel, og ved åt man sirkulerer nevnte vanndige væske i nevnte brønn.
7. 7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at der er minst 2 estere som skriver seg fra den såmme polyhydroksylforbindelse, og at estrene er tilstede i stort sett like mengder.
8. 8. Fremgangsmåte ifølge krav .7, karakterisert ved at der er bare 2 estere som skriver seg fra den samme polyhydroksylforbindelse som er tilstede i nevnte kombinasjon i vesentlige mengder.
9. 9. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at summen av X og Y er minst 3.
10. 10. Fremgangsmåte for å redusere friksjon mellom en bevegelig metalloverflate og en tilstøtende overflate, karakterisert ved at man tilfører et smøremedium som er en vanndig væske som inneholder opp til 5 vekt-% av en blanding som består av (1) et maskeringsmid- : del, og (2) minst en ester av oljesyre og minst et metall,-: minst en hydroksylforbindelse eller en kombinasjon av dette, hvor nevnte hydroksylforbindelse har minst 2 hydroksylgrupper hvor nevnte hydroksylforbindelse skriver seg fra et ^ 2~^ 1~ hydrokarbon, og hvor nevnte hydroksylforbindelse er definert med formelen:

    hvor R-j- og R3 uavhengig er hydrogen, metylradikaler, metylen radikaler eller en kombinasjon av dette, som inneholder 0-5 karbonatomer; R2 behøver ikke være tilstede eller kan være metylradikaler, metylenradikaler eller en kombinasjon av dette som inneholder 0-5 karbonatomer; X og Y er uavhengig hele tall hvor deres sum minst til-svarerto, og det totale antall karbonatomer i formelen er i området fra ca. 2-7, og (3) en alkohol med lav molekylvekt som skriver seg fra et £- 2~^-\ 2 hydrokarbon hvor nevnte alkohol er definert med formelen:

    hvor R4 og Rg uavhengig er hydrokarbon, metylradikaler, metylenradikaler eller en kombinasjon av dette, som inneholder 0-5 karbonatomer, R5 behøver ikke være til stede eller kan være metylradikaler, metylenradikaler eller en kombinasjon av dette som inneholder 0-5 karbonatomer ; U og V er uavhengig hele tall hvor deres sum minst tilsvarer 1, hvor formålet mellom hydroksylradikaler og karbonatomer er. minst 1:5, det totale antall karbonatomer i formelen ligger i området 2-12, og. alkoholen er vannoppløslig.
11. 11. Tilsatsstoff for å redusere friksjon mellom overflaten av en metallgjenstand og boreveggen i en brønn som inneholder en vanndig borevæske, k air a k te r isert ved at det består av en blanding av minst 2 estere av oljesyre og minst en polyhydroksylforbindelse som skriver seg fra et £- 2~^-\ 2 hydrokarbon, med minst en alkohol med lav molekylvekt som skriver seg fra et C- 2~(~ 12 hydrokarbon, og et maskeringsmiddel.
12. 12. Tilsatsstoff ifølge krav 11, karakterisert ved at esterene er tilstede i omtrent like mengder, alkoholen med lav molekylvekt er tilstede i en vesentlig mengde, og maskeringsmiddelet er tilstede i en mindre mengde.
13. 13. Tilsatsstoff ifølge krav 11, karakterisert ved at esterene hver er tilstede, i omtrent like mengder i området fra 5-60 vekt-% av den totale mengde, alkoholen med lav molekylvekt er tilstede i en mengde på 10-60 vekt-%, og maskeringsmiddelet er tilstede i en mengde på opptil 5 vekt-%.
14. 14. Tilsatsstoff ifølge krav li, karakterisert ved at hver av esterene er tilstede i omtrent like mengder i området fra ca. 5-40 vekt-% av den totale blanding, alkoholen med lav molekylvekt er tilstede i en mengde på ca. 30-90 vekt-%, og maskeringsmiddelet er tilstede i en mengde på mindre enn 5 vekt-%.
15. 15. Tilsatsstoff ifølge krav 11, karakterisert ved at esterene hver uavhengig er tilstede i en mengde i området fra 5-60 vekt-%, alkoholen med lav molekylvekt er tilstede i en mengde på ca. 30-90 vekt-%, og maskeringsmiddelet er tilstede i en mengde på opptil 5 vekt- q , , . "S •
16. 16. Tilsatsstoff ifølge krav 11, karakterisert ved at hver av esterene er tilstede i omtrent like mengder i området fra ca. 5-60 vekt-% og polyhyrdok-sylforbindelsene skriver seg fra C^ -C^ hydrokarboner, og alkoholen med lav molekylvekt er tilstede i en mengde på ca. 10-60 vekt-% og skriver seg fra en C7 -C10 alkohol, og maskeringsmiddelet er tilstede i en mengde på opptil 5 vekt-%.
17. 17. Tilsatsstoff ifølge krav 16; karakterisert ved at der bare er to estere tilstede i vesentlige mengder.
18. 18. Tilsatsstoff for å redusere friksjon mellom overflaten av en metallgjenstand og boreveggen i en brønn som inneholder en vanndig borevæske, karakterisert ved at det består av en blanding av minst en ester av oljesyre og en polyhydroksylforbindelse som skriver seg fra et C2 -C7 hydrokarbon med en alkohol med lav molekylvekt som skriver seg fra minst et C2 -C12 hydrokarbon, og et maskeringsmiddel.
19. 19. Tilsatsstoff ifølge krav 18 for å redusere friksjon mellom overflaten av en metallgjenstand og boreveggen 1 en brønn som inneholder en vanndig borevæske, karakterisert ved at det består, av en synergistisk blanding av et maskeringsmiddel, en alkohol med lav molekylvekt som skriver seg fra minst et C2~ £\ 2 hydrokarbon, en første ester av oljesyre og minst en polyhydroksylforbindelse som skriver seg fra et C2 -C7 hydrokarbon, og et annet oleat av oljesyre med Mg-ion eller med minst en hydroksylforbindelse som skriver seg fra et C2~ C4 hydrokarbon, som har minst.. 2 hydroksylgrupper pr. molekyl med nevnte annet oleat som har minst to oljesyregrupper pr. oleatmolekyl, hvor nevnte første og annet oleater er tilstede i omtrent like mengder og hvor nevnte alkohol er tilstede i en mengde som tilsvarer eller er størreenn blandingen av oleater. .
20. 20. Tilsatsstoff for å redusere friksjon mellom overflaten av en metallgjenstand og boreveggen i en brønn som inneholder en vanndig borevæske, karakterisert ved at det består av en blanding av minst to estere av oljesyre og minst en polyhydroksylforbindelse som skriver seg fra et C2 -C7 hydrokarbon, og et maskeringsmiddel.
21. 21. Vanndig borevæske karakterisert ved at den inneholder et tilsatsstoff for å redusere friksjonen mellom boreveggen i nevnte brønn og en metallgjenstand, hvor tilsatsstoffet er en blanding av minst en ester av oljesyre og minst en polyhydroksylforbindelse som skriver seg fra et C2 -C7 hydrokarbon, en alkohol med lav molekylvekt som skriver seg fra minst ett C2_C;l2 hydrokarbon og et maskeringsmiddel.
22. 22. Borevæske ifølge krav 21, karakterisert ved at tilsatsstoffet inneholder minst to estere av oljesyre og en polyhydroksylforbindelse, og nevnte maskeringsmiddel er tilstede i tilsatsstoffet i en mengde på opptil 5 vekt-%-
23. 23. Borevæske ifølge krav 21, karakterisert ved at tilsatsstoffet inneholder minst to estere av oljesyre og minst en polyhydroksylforbindelse, og ved at nevnte ester er tilstede i omtrent like mengder, alkoholen med lav molekylvekt er tilstede i en vesentlig mengde og nevnte maskeringsmiddel er tilstede i en mengde på opptil 5 vekt-% av det nevnte tilsatsstoff.
24. 24. Fremgangsmåte for å bevege en metalloverflate i en brønn som inneholder en vanndig borevæske, karakterisert ved at man tilblander et kondisjoneringsmiddel til borevæsken for å behandle borevæsken og redusere friksjonen mellom nevnte metalloverflate og veggen i brønnen hvor nevnte kondisjoneringsmiddel består av en synergistisk blanding av et maskeringsmiddel, en vannopp-løslig alkohol med lav molekylvekt som skriver seg fra et C2 -C7 hydrokarbon,b g minst to oleater som er reaksjonsproduktet av oljesyre bg et metall-ion av Mg; Sr, Zn eller Cd; minst en hydroksylforbindelse som skriver seg fra et C2 -C7 hydrokarbon, med minst to hydroksylgrupper pr. molekyl eller en blanding av dette.
25. 25. Fremgangsmåte for å redusere friksjonen mellom overflaten av en metalgjenstand og veggen i en brønn som inneholder en vanndig borevæske, karakterisert ved at man blander den vanndige borevæske med en kombinasjon som består av et maskeringsmiddel, en alkohol med lav molekylvekt som skriver seg fra et C2~ C12 hydrokarbon, og minst en ester av oljesyre og minst et metall-ion eller minst en polyhydroksylforbindelse som skriver seg fra et C2 -C7 hydrokarbon, og ved at man sirkulerer nevnte vanndige borevæske i nevnte brønn.
26. 26. Fremgangsmåte ifølge krav 25, karakterisert ved at kombinasjonen inneholder minst to forskjellige estere som er tilstede i omtrent like mengder; alkohol med lav molekylvekt er tilstede i en vesentlig mengde og maskeringsmiddelet er tilstede i en mengde på opptil 5 vekt-% av nevnte kombinasjon.
27. 27. Fremgangsmåte ifølge krav 26, karakterisert ved at kombinasjonen tilsettes nevnte vanndige borevæske i en mengde på ca. 0,09-2,7 kg pr. fat av nevnte borevæske, og at hver ester er tilstede i nevnte kombinasjon i en mengde på opptil 5-60 vekt-%, og nevnte alkohol er tilstede i ca. 10-60 vekt-%.
28. 28. Fremgangsmåte ifølge krav 27, karakterisert ved at metall-ionet er Mg, Sr, Zn, Cd eller en blanding av disse.
29. 29. Fremgangsmåte ifølge krav 28, karakterisert ved at esterene omfatter en første ester som består av minst ett monooleat og et annet oleat som omfatter minst en oljesyre méd et Mg-metall-ion, et dioleat, et trioleat eller en blanding av dette ved den første ester, og en annen ester er tilstede i omtrent tilsvarende mengder, og hvor nevnte alkohol er tilstede i en mengde som tilsvarer eller er større enn den totale mengde av estere^