Буровий розчин

Буровий розчин, який вміщує глину, порошкоподібний вуглелужний реагент, змащувальну добавку і воду, який відрізняється тим, що як змащувальну добавку він вміщує колоїдний графіт при такому співвідношенні інгредієнтів, мас. %: глина 12-15 ПВЛР (порошкоподібний вуглелужний реагент) 5-8 колоїдний графіт С-1 0,03-0,5 вода решта. (19) (21) 97115424 (22) 12.11.1997 (24) 16.10.2000 (33) UA (46) 16.10.2000, Бюл. № 5, 2000 р. (72) Дрогомирецький Ярослав Миколайович, Овецький Сергій Олександрович (73) ІВАНО-ФРАНКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ НАФТИ І Г АЗУ 28925 В основу винаходу покладено завдання створити таку змащувальну добавку, яка за своїми технологічними властивостями не поступалася б сріблястому графіту, використовуваному в якості змащувальної добавки, а за протизношувальними і мастильними властивостями перевищувала б його. Задача вирішується наступним чином. У відомий буровий розчин на водяній основі, який містить глину, змащувальну добавку та порошкоподібний вуглелужний реагент, в якості змащувальної добавки вводять колоїдний графіт С-1. Останній має знижену поверхневу енергію, що в свою чергу шляхом підвищення об'ємної розчинності, підвищує змащувальну спроможність бурового розчину. Крім того, протизношувальні властивості бурового розчину підвищуються шляхом утворення щільнішого, ніж при використанні сріблястого графіту, моношару адсорбованих молекул води на контакті поверохнь тертя, оскільки відомо, що адсорбовані молекули мають на порядок нижчу адгезійну взаємодію. Таким чином, використання у буровому розчині в якості змащувальної добавки колоїдного графіту дозволить підвищити контактну витривалість деталей бурового обладнання, яке працює у буровому розчині, як мінімум у 1,25 рази і знизити розхід графіту у два рази (у порівнянні з використанням сріблястого графіту). На чотирьохкульковій машині тертя (4КМТ) вивчалися протизношувальні і змащувальні властивості бурового розчину з імітацією умов роботи негерметизованих опор шарошкових доліт, тобто з контактними напруженнями, які відповідають напруженням в опорах реальних доліт. На фіг. 1 представленні дані про протизношувальні і змащувальні властивості досліджуваних середовищ, де 1 - глинистий розчин з 0,5% (за масою) колоїдного графіту С-1; 2 - глинистий розчин з 1% (за масою) сріблястого графіту; 3 - базовий (звичайний) глинистий розчин. На фіг. 2 представлена залежність діаметра плям зносу кульок від осьового навантаження на шпіндель у діапазоні навантажень, в якому всі середовища, які досліджуються зберігають свій змащувальний вплив. На фіг. 2: 1 - базовий (звичайний) глинистий розчин; 2 - глинистий розчин з 1% (за масою) сріблястого графіту; 3 - глинистий розчин з 0,5% (за масою) колоїдного графіту С-1. Пропонується буровий розчин, який вміщує слідуючі компоненти, мас. %: глина 12-15 ПВЛР поршкоподібний вуглелужний реагент) 5-8 колоїдний графіт С-1 0,03-0,5 вода решта Буровий розчин готують слідуючим чином. Попередньо готують глинисту суспензію з ПВЛР. Далі змішують колоїдний графіт з виготовленою глинистою суспензією. Порівнювальний аналіз параметрів бурового розчину з колоїдним графітом, який пропонується, і бурового розчину з 1% (за масою) сріблястого графіту показано в табл. 1. Крім того, на чотирьохкульковій машині тертя були проведені випробування бурових розчинів і в режимі тертя ковзання за ГОСТ 9490-75. Випробування полягають у визначенні на 4КМТ, при заданих осьових навантаженнях, індекса задиру, критичного навантаження і навантаження зварювання. Результати дослідів представлені у табл. 2 і 3. З фі г. 1 і 2 видно, що кращі протизношувальні властивості в режимі тертя кочення, у порівнянні з вихідним буровим розчином (зсріблястим графітом), має розчин з колоїдним графітом С-1, який вводять у кількості 0,5% (за масою). Наприклад, з табл. 2 видно, що при навантаженні 255 Н для бурового розчину з 1% (за масою) сріблястого графіту середній діаметр плями зносу складає 0,391 мм, а для бурового розчину з 0,5% (за масою) колоїдного графіту С-1 – тільки 0,380 мм. Таблиця 1 Глинистий розчин Буровий розчин з 1% (за масою) сріблястого графіту Буровий розчин з 0,5% (за масою) колоїдного графіту g 1,08 1,08 Показники бурового розчину В Т К СНЗ 19 20 6 0/3 17 20 6 0/3 КЗК 0,20 0,18 Таблиця 2 Визначення критичного навантаження Номер випробування 1 2 3 1 2 3 Розчин, який досліджується Буровий розчин з 1%(за масою) сріблястого графіту Буровий розчин з 0,5%(за масою) графіту С-1 Навантаження, Н 235 255 274 255 274 294 2 Середній діаметр плями зносу, мм 0,393 0,391 0,403 0,380 0,405 0,417 Критичне навантаження, Н; 255 274 28925 Таблиця 3 Визначення навантаження зварювання Номер випробування Розчин, який досліджується Середній діаметр плями зносу, мм Навантаження зварювання, Н 1 2 3 1 2 3 Буровий розчин з 1% (за масою) сріблястого графіту Буровий розчин з 0,5% (за масою) графіту С-1 0,393 0,391 0,403 0,380 0,414 0,425 Приняте навантаження зварювання, Н 921 980 1039 1098 1166 1235 Фіг. 1 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3 921 1098