(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 212387984 U(45)授权公告日 2021.01.22
(21)申请号 202021245696.1(22)申请日 2020.06.30
(73)专利权人 乌海市盛世源石油科技有限公司
地址 016030 内蒙古自治区乌海市海南区
西来峰项目区(72)发明人 张新利 张利军 张海军 杨瑞
张敏 (74)专利代理机构 成都睿道专利代理事务所
(普通合伙) 51217
代理人 陶红(51)Int.Cl.
C08G 81/00(2006.01)C09K 8/035(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图1页
(54)实用新型名称
一种钻井液用降滤失剂褐煤树脂的生产系统
(57)摘要
本申请提供了一种钻井液用降滤失剂褐煤树脂的生产系统，涉及褐煤树脂生产设备技术领域，包括搅拌罐、水解反应釜、聚合反应釜、沉淀罐和离心喷雾干燥塔，搅拌罐和水解反应釜分别连通聚合反应釜，聚合反应釜、沉淀罐和离心喷雾干燥塔依次连通；采用本申请提供的钻井液用降滤失剂褐煤树脂的生产系统，将碱化反应和水解反应分开进行；由于碱化反应时间短，放在搅拌罐内进行，水解反应时间较长，放在釜内进行，更有利于控制、检测相关指标要求，然后将碱化和水解反应过后的物料再次进入到另一个釜内进行聚合反应，更加有利于质检人员对产品生产过程的把控。
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权 利 要 求 书
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1.一种钻井液用降滤失剂褐煤树脂的生产系统，其特征在于：包括搅拌罐(1)、水解反应釜(2)、聚合反应釜(4)、沉淀罐(5)和离心喷雾干燥塔(7)，所述搅拌罐(1)和所述水解反应釜(2)分别连通所述聚合反应釜(4)，所述聚合反应釜(4)、沉淀罐(5)和离心喷雾干燥塔(7)依次连通。
2.根据权利要求1所述的钻井液用降滤失剂褐煤树脂的生产系统，其特征在于：所述聚合反应釜(4)包括多个相互并联的反应釜。
3.根据权利要求2所述的钻井液用降滤失剂褐煤树脂的生产系统，其特征在于：所述聚合反应釜(4)包括二个相互并联的反应釜。
4.根据权利要求1所述的钻井液用降滤失剂褐煤树脂的生产系统，其特征在于：还包括混合釜(3)，所述混合釜(3)分别与所述搅拌罐(1)和水解反应釜(2)连通，所述聚合反应釜(4)设于混合釜(3)后端且与混合釜(3)连通。
5.根据权利要求1所述的钻井液用降滤失剂褐煤树脂的生产系统，其特征在于：还包括保温釜(6)，该保温釜(6)串联于沉淀罐(5)和离心喷雾干燥塔(7)之间。
6.根据权利要求1所述的钻井液用降滤失剂褐煤树脂的生产系统，其特征在于：所述搅拌罐(1)的上料机构为密闭式螺旋输送机。
7.根据权利要求1所述的钻井液用降滤失剂褐煤树脂的生产系统，其特征在于：还包括自动计量控制系统，所述自动计量控制系统包括若干自动加料机构，所述若干自动加料机构与所述搅拌罐(1)、水解反应釜(2)和聚合反应釜(4)一一对应连接用以实现自动加料。
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说 明 书
一种钻井液用降滤失剂褐煤树脂的生产系统
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技术领域
[0001]本申请涉及褐煤树脂生产设备技术领域，具体而言，涉及一种钻井液用降滤失剂褐煤树脂的生产系统。
背景技术
[0002]钻井液是钻井的血液，钻井液用化学剂是钻井液的重要组成部分，其中，滤失剂作为一种重要的化学剂而被广泛添加于钻井液中，而褐煤树脂是以褐煤为原料，经一系列化学处理后得到的一种有机聚合物。而褐煤是一种煤化程度最低的矿产煤，也是一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤，化学反应性强，在空气中容易风化，不易储存和远运，燃烧时对空气污染严重，其中含有20—80％的腐殖酸，难溶于水，可与碱发生化学反应生成可溶于水的腐殖酸盐，主要用于抗高温石油钻井液降滤失剂、重金属吸附树脂、吸水树脂等。
[0003]目前在钻井液中普遍使用的是以磺甲基酚醛树脂、水解聚丙烯腈为原料，经过褐煤抽提、排渣、浓缩产生的褐煤树脂降滤失剂。然而，这类降滤失剂存在以下主要问题：热稳定性差，不耐高温；抗盐性能差，导致钻井液易受到可溶性盐的污染，降低了钻井液的使用效率；降滤失效果不明显，需要添加大量的产品才能起到降滤失的性能；[0004]同时也有一些具有优良降滤失性能，且具有突出稳定性和抗盐性能的钻井液用褐煤树脂，例如中国发明专利申请CN201711335513.8——一种钻井液用褐煤树脂及其生产工艺，其制备褐煤树脂的过程中，所有的反应均在一个反应釜内，不利于质检及生产人员对产品生产过程及时、准确的检测及相关的质量控制作业；反应过后的物料，直接排放在储料罐内，物料会散发出微量的气味，收集、处理时难度加大，最后采用刮板式干燥机烘干后的物料，产品的水分和细度难以达到技术指标要求。实用新型内容
[0005]本申请的目的在于提供一种钻井液用降滤失剂褐煤树脂的生产系统，其将碱化反应和水解反应分开进行，利于控制、检测相关指标要求，然后将碱化和水解反应过后的物料再次进入到另一个釜内进行聚合反应，更加有利于质检人员对产品生产过程的把控。[0006]本申请的实施例通过以下技术方案实现：
[0007]一种钻井液用降滤失剂褐煤树脂的生产系统，包括搅拌罐、水解反应釜、聚合反应釜、沉淀罐和离心喷雾干燥塔，所述搅拌罐和所述水解反应釜分别连通所述聚合反应釜，所述聚合反应釜、沉淀罐和离心喷雾干燥塔依次连通。[0008]进一步的，所述聚合反应釜包括多个相互并联的反应釜。[0009]进一步的，所述聚合反应釜包括二个相互并联的反应釜。[0010]进一步的，还包括混合釜，所述混合釜分别与所述搅拌罐和水解反应釜连通，所述聚合反应釜设于混合釜后端且与混合釜连通。[0011]进一步的，还包括保温釜，该保温釜串联于沉淀罐和离心喷雾干燥塔之间。
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说 明 书
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进一步的，所述搅拌罐的上料机构为密闭式螺旋输送机。
[0013]进一步的，还包括自动计量控制系统，所述自动计量控制系统包括若干自动加料机构，所述若干自动加料机构与所述搅拌罐、水解反应釜和聚合反应釜一一对应连接用以实现自动加料。
[0014]本申请实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：[0015]采用本申请提供的钻井液用降滤失剂褐煤树脂的生产系统，将碱化反应和水解反应分开进行。由于碱化反应时间短，放在搅拌罐内进行，水解反应时间较长，放在釜内进行，更有利于控制、检测相关指标要求，然后将碱化和水解反应过后的物料再次进入到另一个釜内进行聚合反应，更加有利于质检人员对产品生产过程的把控，然后聚合反应后的物料进入到沉淀罐内沉淀，将沉淀后的物料，通过抽提泵，泵入到离心喷雾干燥塔进行烘干，烘干后的物料不仅水分完全可以控制在10％以内，同时不需要进行其他的破碎操作，即能使得产品的细度达标；可以直接包装入库。附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0017]图1为本申请实施例1提供的钻井液用降滤失剂褐煤树脂生产系统的结构示意图；[0018]图标：1-搅拌罐，2-水解反应釜，3-混合釜，4-聚合反应釜，5-沉淀罐，6-保温釜，7-离心喷雾干燥塔。
具体实施方式
[0019]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。[0020]因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0021]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。[0022]在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的。[0023]在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语
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“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0024]一种上述钻井液用降滤失剂褐煤树脂的生产系统，包括搅拌罐1、水解反应釜2、聚合反应釜4、沉淀罐5和离心喷雾干燥塔7，搅拌罐1和水解反应釜2分别连通聚合反应釜4，聚合反应釜4、沉淀罐5和离心喷雾干燥塔7依次连通，可选的聚合反应釜4可以包括多个相互并联的反应釜。
[0025]为了使得搅拌罐1内反应制得的物料和水解反应釜内反应制得的物料有较好的混合后再进行聚合反应，本实施例中，还包括混合釜3，混合釜3 分别与搅拌罐1和水解反应釜2连通，聚合反应釜4设于混合釜3后端且与混合釜3连通。[0026]为了保证物料的干燥，需要对沉淀罐5的上层清液进行保温，为此，本实施例中，还包括保温釜6，该保温釜6串联于沉淀罐5和离心喷雾干燥塔7之间。[0027]一种钻井液用降滤失剂褐煤树脂，其组份以重量份计算为：褐煤50-60 份、玉米淀粉1-5份、苯酚5-15份、甲醛10-20份、碱化剂5-10份、聚二乙醇4-8份、丙烯腈10-15份、催化剂3-6份；其中碱化剂为氢氧化钾或氢氧化钠，优选氢氧化钠；催化剂为焦亚硫酸钠。[0028]该钻井液用降滤失剂褐煤树脂具有良好的耐温性能和耐盐性能，进而提升了产品的价值，添加量小，降滤失效果显著，仅添加基浆的1.0％即可产生优良降滤失性能，且其在制备过程中，适宜于采用离心喷雾干燥塔进行干燥
[0029]一种上述钻井液用降滤失剂褐煤树脂的制备方法，制备步骤如下：[0030]S1.碱化反应：将褐煤、玉米淀粉、碱化剂和40-60份水投入搅拌罐进行反应，并伴有持续搅拌；反应温度为70℃-90℃，反应时间为10min-20min；[0031]S2.水解反应：将丙烯腈、苯酚、甲醛、催化剂和40-60份水投入水解反应釜进行水解反应，并伴有间歇搅拌；反应温度为70℃-90℃，间歇搅拌的间隔时间为30min，搅拌2到3次后反应结束，换而言之，反应时间为 60min-90min。[0032]S3.聚合反应：将S1和S2步骤制得的溶液排入聚合反应釜内，同时向聚合反应釜内投入聚二乙醇，进行聚合反应；反应温度为70℃-90℃，反应时间为60min-90min，具体而言，聚合反应釜包括两个并联的反应釜；[0033]S4.沉淀：将聚合反应釜内的物质排到沉淀罐进行沉淀；沉淀时间为2h，上层清液的温度控制在30℃-35℃，具体而言，可以将上层清液储存到保温釜内；[0034]S5.制粉：沉淀完成后，将沉淀罐内的上层清液排入到离心喷雾干燥塔顶部，启动烘干程序，放料、干燥，进行干燥制粉，将物料通过密闭式螺旋机收集到成品储料罐内，工人装入包装袋封口，运送到成品库存放。[0035]需要说明的是，各物料的加入，均是采用自动计量控制系统进行加料。[0036]该制备方法将碱化反应和水解反应分开进行。由于碱化反应时间短，放在搅拌罐内进行，水解反应时间较长，放在釜内进行，更有利于控制、检测相关指标要求，然后将碱化和水解反应过后的物料再次进入到另一个釜内进行聚合反应，更加有利于质检人员对产品生产过程的把控，然后聚合反应后的物料进入到沉淀罐内沉淀，将沉淀后的渣滓去除，进入干燥塔烘干，烘干后的物料不仅水分完全可以控制在10％以内，更有利于细度的达标；无须
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进行再次破碎，出来的物料完全符合相关指标要求，可以直接包装入库。[0037]实施例1
[0038]一种钻井液用降滤失剂褐煤树脂，其组份以重量份计算为：褐煤50份、玉米淀粉1份、苯酚5份、甲醛10份、氢氧化钾5份、聚二乙醇4份、丙烯腈10份、焦亚硫酸钠3份。[0039]实施例2
[0040]一种钻井液用降滤失剂褐煤树脂，其组份以重量份计算为：褐煤50份、玉米淀粉1份、苯酚5份、甲醛10份、氢氧化钠5份、聚二乙醇4份、丙烯腈10份、焦亚硫酸钠3份。[0041]实施例3
[0042]一种钻井液用降滤失剂褐煤树脂，其组份以重量份计算为：褐煤60份、玉米淀粉5份、苯酚15份、甲醛20份、氢氧化钠10份、聚二乙醇8份、丙烯腈15份、焦亚硫酸钠6份。[0043]实施例4
[0044]一种钻井液用降滤失剂褐煤树脂，其组份以重量份计算为：褐煤53份、玉米淀粉2份、苯酚8份、甲醛13份、氢氧化钠6份、聚二乙醇5份、丙烯腈11份、焦亚硫酸钠4份。[0045]实施例5
[0046]一种钻井液用降滤失剂褐煤树脂，其组份以重量份计算为：褐煤57份、玉米淀粉4份、苯酚12份、甲醛17份、氢氧化钠9份、聚二乙醇7份、丙烯腈14份、焦亚硫酸钠5份。[0047]实施例6
[0048]一种钻井液用降滤失剂褐煤树脂，其组份以重量份计算为：褐煤55份、玉米淀粉3份、苯酚10份、甲醛15份、氢氧化钠7.5份、聚二乙醇6份、丙烯腈12.5份、焦亚硫酸钠4.5份。[0049]以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
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说 明 书 附 图
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