本发明属于润滑剂技术领域，特别是涉及一种钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂及制备方法。
背景技术：
钻井液是钻探过程中使用的循环冲洗介质,又称钻孔冲洗液,主要起到清洁孔底、携带钻屑、冷却钻头、润滑钻具、保护孔壁防止坍塌、保护油层、平衡地层压力以及为孔底动力机传递破碎孔底岩石需要的动力等作用，钻井液的性能直接影响到钻井效率、井下安全和生产成本，是钻井工程技术中的重要组成部分。
钻井液润滑剂是一种重要的钻井液化学处理剂，用于提高钻井液的润滑性能、降低井下摩擦阻力、改善钻井液的流变性和滤失性能、提高破岩效率、降低钻柱旋转扭矩和起下钻阻力，从而减少卡钻事故的发生。目前，现有技术中常用的钻井液润滑剂多为矿物油润滑剂，但是矿物油润滑剂的生物降解性能差，在使用过程中，会长期滞留在水和土壤中，造成环境污染，而且矿物油润滑剂的荧光级别高，对地质数据的分析影响较大，且成本高并不适合大规模使用。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂及制备方法，以解决现有技术中的钻井液润滑剂污染环境且成本高的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
提供一种钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂，按重量份计，所述润滑剂的原料包括餐厨废弃油脂60-90份，30％的氢氧化钠水溶液10-40份，发烟硫酸10-30份，抗磨剂1-2份，抗氧化剂0.5-1份，紫外线吸收剂0.2-0.3份，极压添加剂4-6份，防腐剂0.2-0.3份。
优选的，所述钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂，按重量份计，所述润滑剂的原料包括餐厨废弃油脂70-80份，30％的氢氧化钠水溶液20-30份，发烟硫酸15-20份，抗磨剂1-1.5份，抗氧化剂0.6-0.9份，紫外线吸收剂0.25-0.3份，极压添加剂5-6份，防腐剂0.25-0.3份。
优选的，所述抗磨剂为磷酸三甲酚酯和/或亚磷酸二正丁酯。
优选的，所述抗氧化剂为二烷基二硫代磷酸锌和/或二乙基二硫代氨基甲酸锌。
优选的，所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂uv-9、紫外线吸收剂uv-531、紫外线吸收剂rmb、光稳定剂gw-540、光稳定剂744中的一种或几种。
优选的，所述极压添加剂为硫化油酸、硫化棉籽油、硫化烯烃中的一种或几种。
优选的，所述防腐剂为苯甲酸钠、脱氢乙酸钠、对羟基苯甲酸酯中的一种或几种。
本发明还提供一种钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取餐厨废弃油脂，将其置于第一反应釜中逐渐升温至70℃-90℃，在不断搅拌下向其中缓慢加入30％的氢氧化钠水溶液，继续搅拌至第一反应釜中的溶液无明显分层现象，此时反应结束，停止加热；
(2)趁热向上述反应液中缓慢滴加饱和氯化钠溶液并不断搅拌，反应液中析出固体，直至不再有新的固体析出时，停止滴加饱和氯化钠溶液，将所述反应液进行过滤，去除液体部分，收集固体物进行冷却、干燥；
(3)将上述干燥过的固体物置于第二反应釜中，在不断搅拌下向其中缓慢加入称量好的发烟硫酸，在25℃下反应1小时得到混合液；
(4)将所述称量好的抗磨剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、极压添加剂、防腐剂依次加入步骤(3)中所述的混合液中，搅拌均匀得到本产品。
本发明与现有技术相比具有以下优点：(1)本发明利用改性餐厨废弃油脂作为润滑剂，该润滑剂生物降解性能好，荧光级别低，不会造成环境污染，且成本低，适合大规模使用；(2)未经过改性的餐厨废弃油脂由于含有遇高温易水解的酯键以及活性很高的α-c，热稳定性很差，遇热易水解、变质，将餐厨废弃油脂经过化学改性，使得油脂依次经过水解皂化、α-c磺化得到磺化脂肪酸，与未经过改性的餐厨废弃油脂相比，其热稳定性增强，耐高温，且磺酸基的存在增强了产品的水溶性、表面活性和润湿性，抗盐效果明显，提高了润滑效果；(3)改性餐厨废弃油脂中的脂肪酸可与金属表面反应形成金属皂的单层膜，起到一定的减磨、抗磨的作用，并向其中加入抗磨剂磷酸三甲酚酯、亚磷酸二正丁酯，能够进一步降低磨损、提高润滑油馍的承载能力，提高润滑效果；(4)加入抗氧化剂二烷基二硫代磷酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌，两者既能起到自由基捕捉剂的作用也能使氢过氧化物分解，从而起到限制氧化反应进程的作用；(5)加入紫外线吸收剂，极压添加剂，防腐剂，进一步提高润滑剂的稳定性和润滑性能，提高润滑效果。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明提供一种钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂，按重量份计，所述润滑剂的原料包括餐厨废弃油脂60-90份，30％的氢氧化钠水溶液10-40份，发烟硫酸10-30份，抗磨剂1-2份，抗氧化剂0.5-1份，紫外线吸收剂0.2-0.3份，极压添加剂4-6份，防腐剂0.2-0.3份。
优选的，所述钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂，按重量份计，所述润滑剂的原料包括餐厨废弃油脂70-80份，30％的氢氧化钠水溶液20-30份，发烟硫酸15-20份，抗磨剂1-1.5份，抗氧化剂0.6-0.9份，紫外线吸收剂0.25-0.3份，极压添加剂5-6份，防腐剂0.25-0.3份。
优选的，所述抗磨剂为磷酸三甲酚酯和/或亚磷酸二正丁酯。
优选的，所述抗氧化剂为二烷基二硫代磷酸锌和/或二乙基二硫代氨基甲酸锌。
优选的，所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂uv-9、紫外线吸收剂uv-531、紫外线吸收剂rmb、光稳定剂gw-540、光稳定剂744中的一种或几种。
优选的，所述极压添加剂为硫化油酸、硫化棉籽油、硫化烯烃中的一种或几种。
优选的，所述防腐剂为苯甲酸钠、脱氢乙酸钠、对羟基苯甲酸酯中的一种或几种。
本发明还提供一种钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取餐厨废弃油脂，将其置于第一反应釜中逐渐升温至70℃-90℃，在不断搅拌下向其中缓慢加入30％的氢氧化钠水溶液，继续搅拌至第一反应釜中的溶液无明显分层现象，此时反应结束，停止加热；
(2)趁热向上述反应液中缓慢滴加饱和氯化钠溶液并不断搅拌，反应液中析出固体，直至不再有新的固体析出时，停止滴加饱和氯化钠溶液，将所述反应液进行过滤，去除液体部分，收集固体物进行冷却、干燥；
(3)将上述干燥过的固体物置于第二反应釜中，在不断搅拌下向其中缓慢加入称量好的发烟硫酸，在25℃下反应1小时得到混合液；
(4)将所述称量好的抗磨剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、极压添加剂、防腐剂依次加入步骤(3)中所述的混合液中，搅拌均匀得到本产品。
实施例1
一种钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂，按重量份计，所述润滑剂的原料包括餐厨废弃油脂60份，30％的氢氧化钠水溶液10份，发烟硫酸10份，磷酸三甲酚酯1份，二烷基二硫代磷酸锌0.5份，紫外线吸收剂uv-9、紫外线吸收剂uv-531和紫外线吸收剂rmb共计0.2份，硫化油酸和硫化棉籽油共计4份，苯甲酸钠0.2份。
磷酸三甲酚酯作为一种含磷抗磨剂，能够降低磨损、提高润滑油馍的承载能力和极压性能，从而改善润滑剂的摩擦性能。二烷基二硫代磷酸锌作为一种抗氧化剂，能够使氢过氧化物分解，且能够对氢过氧化物产生的大量自由基进行捕捉，从而起到限制氧化反应进程的作用，防止润滑剂被氧化。紫外线吸收剂uv-9、紫外线吸收剂uv-531、紫外线吸收剂rmb相互配合使用，具有很好的协同作用，提高产品的耐热性和热氧稳定性。硫化油酸、硫化棉籽能和与其相接触的金属表面起反应形成高熔点无机薄膜以防止在高负荷下发生熔结、划痕或刮伤，具有很好的抗挤压性能。
上述钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份比称取餐厨废弃油脂，将其置于第一反应釜中逐渐升温至70℃-90℃，在不断搅拌下向其中缓慢加入30％的氢氧化钠水溶液进行水解反应，继续搅拌至第一反应釜中的溶液无明显分层现象，水解反应结束，停止加热，此时得到脂肪酸钠和甘油的混合溶液；
(2)趁热向上述混合溶液中缓慢滴加饱和氯化钠溶液并不断搅拌进行盐析过程，反应液中析出呈固体状的脂肪酸钠，直至不再有新的固体析出时，停止滴加饱和氯化钠溶液，将所述反应液进行过滤，去除液体部分，收集固体物进行冷却、干燥；
(3)将上述干燥过的固体物置于第二反应釜中，在不断搅拌下向其中缓慢加入称量好的发烟硫酸进行α-c的磺化反应，在25℃下反应1小时得到α-c磺化脂肪酸溶液；
(4)将所述称量好的抗磨剂磷酸三甲酚酯，抗氧化剂二烷基二硫代磷酸锌，紫外线吸收剂uv-9、紫外线吸收剂uv-531和紫外线吸收剂rmb，极压添加剂硫化油酸和硫化棉籽油，防腐剂苯甲酸钠依次加入步骤(3)中所述的反应液中，搅拌均匀得到本产品。
步骤(2)中加入饱和氯化钠溶液的作用是降低脂肪酸钠在溶液中的溶解度，使得得到的脂肪酸钠从溶液中析出来，由于脂肪酸钠比氯化钠溶液的密度小，所以析出的脂肪酸钠固体会飘在溶液的上面，可以用纱布进行过滤。
实施例2
一种钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂，按重量份计，所述润滑剂的原料包括餐厨废弃油脂90份，30％的氢氧化钠水溶液40份，发烟硫酸30份，亚磷酸二正丁酯2份，二乙基二硫代氨基甲酸锌1份，光稳定剂gw-540和光稳定剂744共计0.3份，硫化烯烃6份，脱氢乙酸钠和对羟基苯甲酸酯共计0.3份。
亚磷酸二正丁酯作为一种含磷抗磨剂，能够降低磨损、提高润滑油馍的承载能力和极压性能，从而改善润滑剂的摩擦性能。二乙基二硫代氨基甲酸锌作为一种抗氧化剂，能够使氢过氧化物分解，且能够对氢过氧化物产生的大量自由基进行捕捉，从而起到限制氧化反应进程的作用，防止润滑剂被氧化。光稳定剂gw-540和光稳定剂744可捕捉聚合物降解所产生的活性自由基，分解氢过氧化物，光稳定效力很强，与抗氧剂并用具有优良的协同效应，提高产品的热氧稳定性。硫化烯烃作为一种极压添加剂，能和与其相接触的金属表面起反应形成高熔点无机薄膜以防止在高负荷下发生熔结、划痕或刮伤，具有很好的抗挤压性能。
上述钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份比称取餐厨废弃油脂，将其置于第一反应釜中逐渐升温至70℃-90℃，在不断搅拌下向其中缓慢加入30％的氢氧化钠水溶液进行水解反应，继续搅拌至第一反应釜中的溶液无明显分层现象，水解反应结束，停止加热，此时得到脂肪酸钠和甘油的混合溶液；
(2)趁热向上述混合溶液中缓慢滴加饱和氯化钠溶液并不断搅拌进行盐析过程，反应液中析出呈固体状的脂肪酸钠，直至不再有新的固体析出时，停止滴加饱和氯化钠溶液，将所述反应液进行过滤，去除液体部分，收集固体物进行冷却、干燥；
(3)将上述干燥过的固体物置于第二反应釜中，在不断搅拌下向其中缓慢加入称量好的发烟硫酸进行α-c的磺化反应，在25℃下反应1小时得到α-c磺化脂肪酸溶液；
(4)将所述称量好的抗磨剂亚磷酸二正丁酯，抗氧化剂二乙基二硫代氨基甲酸锌，紫外线吸收剂光稳定剂gw-540和光稳定剂744，极压添加剂硫化烯烃，防腐剂脱氢乙酸钠和对羟基苯甲酸酯依次加入步骤(3)中所述的反应液中，搅拌均匀得到本产品。
实施例3
一种钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂，按重量份计，所述润滑剂的原料包括餐厨废弃油脂70份，30％的氢氧化钠水溶液20份，发烟硫酸15份，磷酸三甲酚酯和亚磷酸二正丁酯共计1份，二烷基二硫代磷酸锌和二乙基二硫代氨基甲酸锌共计0.6份，紫外线吸收剂uv-90.25份，硫化油酸、硫化棉籽油和硫化烯烃共计5份，苯甲酸钠、脱氢乙酸钠和对羟基苯甲酸酯共计0.25份。
上述钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份比称取餐厨废弃油脂，将其置于第一反应釜中逐渐升温至70℃-90℃，在不断搅拌下向其中缓慢加入30％的氢氧化钠水溶液进行水解反应，继续搅拌至第一反应釜中的溶液无明显分层现象，水解反应结束，停止加热，此时得到脂肪酸钠和甘油的混合溶液；
(2)趁热向上述混合溶液中缓慢滴加饱和氯化钠溶液并不断搅拌进行盐析过程，反应液中析出呈固体状的脂肪酸钠，直至不再有新的固体析出时，停止滴加饱和氯化钠溶液，将所述反应液进行过滤，去除液体部分，收集固体物进行冷却、干燥；
(3)将上述干燥过的固体物置于第二反应釜中，在不断搅拌下向其中缓慢加入称量好的发烟硫酸进行α-c的磺化反应，在25℃下反应1小时得到α-c磺化脂肪酸溶液；
(4)将所述称量好的抗磨剂磷酸三甲酚酯和亚磷酸二正丁酯，抗氧化剂二烷基二硫代磷酸锌和二乙基二硫代氨基甲酸锌，紫外线吸收剂uv-9，极压添加剂硫化油酸、硫化棉籽油和硫化烯烃，防腐剂苯甲酸钠、脱氢乙酸钠和对羟基苯甲酸酯依次加入步骤(3)中所述的反应液中，搅拌均匀得到本产品。
实施例4
一种钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂，按重量份计，所述润滑剂的原料包括餐厨废弃油脂80份，30％的氢氧化钠水溶液30份，发烟硫酸20份，磷酸三甲酚酯和亚磷酸二正丁酯共计1.5份，二烷基二硫代磷酸锌和二乙基二硫代氨基甲酸锌共计0.9份，紫外线吸收剂uv-9、紫外线吸收剂uv-531、紫外线吸收剂rmb、光稳定剂gw-540和光稳定剂744共计0.3份，硫化油酸、硫化棉籽油和硫化烯烃共计6份，苯甲酸钠、脱氢乙酸钠和对羟基苯甲酸酯共计0.3份。
上述钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份比称取餐厨废弃油脂，将其置于第一反应釜中逐渐升温至70℃-90℃，在不断搅拌下向其中缓慢加入30％的氢氧化钠水溶液进行水解反应，继续搅拌至第一反应釜中的溶液无明显分层现象，水解反应结束，停止加热，此时得到脂肪酸钠和甘油的混合溶液；
(2)趁热向上述混合溶液中缓慢滴加饱和氯化钠溶液并不断搅拌进行盐析过程，反应液中析出呈固体状的脂肪酸钠，直至不再有新的固体析出时，停止滴加饱和氯化钠溶液，将所述反应液进行过滤，去除液体部分，收集固体物进行冷却、干燥；
(3)将上述干燥过的固体物置于第二反应釜中，在不断搅拌下向其中缓慢加入称量好的发烟硫酸进行α-c的磺化反应，在25℃下反应1小时得到α-c磺化脂肪酸溶液；
(4)将所述称量好的抗磨剂磷酸三甲酚酯和亚磷酸二正丁酯，抗氧化剂二烷基二硫代磷酸锌和二乙基二硫代氨基甲酸锌，紫外线吸收剂uv-9、紫外线吸收剂uv-531、紫外线吸收剂rmb、光稳定剂gw-540和光稳定剂744，极压添加剂硫化油酸、硫化棉籽油和硫化烯烃，防腐剂苯甲酸钠、脱氢乙酸钠和对羟基苯甲酸酯依次加入步骤(3)中所述的反应液中，搅拌均匀得到本产品。
实验例
取5个高速搅拌杯，分别加入400ml蒸馏水、20g钠膨润土、0.8g无水碳酸钠，在高速搅拌器上高速搅拌20min后，在25℃下密封养护24h配制成5份基浆溶液，取其中一份基浆溶液作为空白对照，另外4份基浆溶液分别加入4.5ml实施例1、实施例2、实施例3、实施例4所述的润滑剂，测试润滑剂在基浆中的配伍性能，并测定其在130℃的耐高温性能，测试结果见表1。
表1
从表1可以看出，本发明实施例的润滑剂对钻井液基浆中的表观粘度、api滤失量等流变性能指标并无影响，具有良好的配伍性和润滑性，无荧光，对环境无污染，且在高温条件下的润滑效果依然非常明显，具有很好的耐高温性能。
选择含kcl及cacl2的钻井液基浆，其成分为：4％膨润土 0.2％na2co3 0.2％cmc 4％kcl 4％cacl2 0.5％koh 0.4％hpam，将上述实施例分别按照2wt％的比例加入至上述基浆中，并测定其极压润滑系数，结果见表2。
表2
从表2可以看出，本发明的润滑剂能适用于含盐、含钙钻井液原浆的润滑使用，具有明显的抗盐作用。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
1.一种钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂，其特征在于：按重量份计，所述润滑剂的原料包括餐厨废弃油脂60-90份，30％的氢氧化钠水溶液10-40份，发烟硫酸10-30份，抗磨剂1-2份，抗氧化剂0.5-1份，紫外线吸收剂0.2-0.3份，极压添加剂4-6份，防腐剂0.2-0.3份。
2.根据权利要求1所述的钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂，其特征在于：按重量份计，所述润滑剂的原料包括餐厨废弃油脂70-80份，30％的氢氧化钠水溶液20-30份，发烟硫酸15-20份，抗磨剂1-1.5份，抗氧化剂0.6-0.9份，紫外线吸收剂0.25-0.3份，极压添加剂5-6份，防腐剂0.25-0.3份。
3.根据权利要求1所述的钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂，其特征在于：所述抗磨剂为磷酸三甲酚酯和/或亚磷酸二正丁酯。
4.根据权利要求1所述的钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂，其特征在于：所述抗氧化剂为二烷基二硫代磷酸锌和/或二乙基二硫代氨基甲酸锌。
5.根据权利要求1所述的钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂，其特征在于：所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂uv-9、紫外线吸收剂uv-531、紫外线吸收剂rmb、光稳定剂gw-540、光稳定剂744中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂，其特征在于：所述极压添加剂为硫化油酸、硫化棉籽油、硫化烯烃中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂，其特征在于：所述防腐剂为苯甲酸钠、脱氢乙酸钠、对羟基苯甲酸酯中的一种或几种。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的钻井液用改性餐厨废弃油脂润滑剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)称取餐厨废弃油脂，将其置于第一反应釜中逐渐升温至70℃-90℃，在不断搅拌下向其中缓慢加入30％的氢氧化钠水溶液，继续搅拌至第一反应釜中的溶液无明显分层现象，此时反应结束，停止加热；
(2)趁热向上述反应液中缓慢滴加饱和氯化钠溶液并不断搅拌，反应液中析出固体，直至不再有新的固体析出时，停止滴加饱和氯化钠溶液，将所述反应液进行过滤，去除液体部分，收集固体物进行冷却、干燥；
(3)将上述干燥过的固体物置于第二反应釜中，在不断搅拌下向其中缓慢加入称量好的发烟硫酸，在25℃下反应1小时得到混合液；
(4)将所述称量好的抗磨剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、极压添加剂、防腐剂依次加入步骤(3)中所述的混合液中，搅拌均匀得到本产品。
技术总结