本发明创造涉及润滑剂技术领域,具体涉及一种弹性石墨及其制备方法。
背景技术：
随着水平井、大斜度井、深井及大位移井技术的不断发展,以及环保要求的日益提高,润滑剂的品种更新速度较快。近十年来,固体润滑剂发展最快,出现了塑料小球、玻璃微珠及石墨等几种润滑材料。有研究表明,套管金属的磨损量与磨损过程中摩擦所消耗的能量有关。钻井液中的高质量润滑剂有可能降低摩擦系数,但不可能减少磨损。而固体润滑剂能够在两接触面之间产生物理分离,液体则不能。由清华大学研制的工程润滑材料柔性石墨(即弹性石墨)具有纯度高、柔韧性好、弹性大等优点,为了探讨该产品能否作为钻井液润滑剂,开展了一系列的室内实验研究,结果表明,弹性石墨不但具有改善水基钻井液润滑性能的作用,而且与钻井液的相容性良好,并且具有较强的抗温性能,是一种性能优良的钻井液润滑剂。
弹性石墨具有很高的纯度和晶态结构；在7mpa下,其弹性高达150％。它不含烃类、重金属及硫质成分,无味、无毒,不会与钻井液中的任何添加剂发生反应。此外,它长时间或在高达425℃温度条件下处于矿物油或原油中也不会出现软化现象。其中80％以上是膨胀石墨和鳞片石墨,晶体有角、有棱、有面,有自由的角原子,对金属表面以及井壁有很强的附着力。
技术实现要素：
本发明创造要解决的问题是提供一种弹性石墨及其制备方法，用于制备一种有效的扭矩和减阻固体润滑剂。
为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：一种弹性石墨及其制备方法，制备方法包括如下步骤：
1)、采用石油焦和石油沥青作为原料，原料进行破碎，混合捏制后一次成型；
2)、原料一次成型后进行粉碎，添加有助于捏合的辅助材料后完成二次成型；
3)、1900℃-2700℃温度下进行高温石墨化焙烧；
4)、粉碎筛分后制得弹性石墨原料；
5)、将所述弹性石墨原料加入混合机中混合，细度合格后放料包装；
上述步骤1)的混合捏制过程中加入利于成型的粘结剂。
优选的，所述粘结剂为碳粘结剂。
优选的，所述辅助材料包含有碳粘结剂。
优选的，所述石油焦的质量百分含量为90％-98％，所述石油沥青的质量百分含量为2％-5％。所述粘结剂的质量百分含量为0.5％-1.5％。
本发明创造还公开了一种弹性石墨，由上述技术方案所述的方法制备得到。
本发明创造具有的优点和积极效果是：本发明创造制备所得的弹性石墨，用于防止有孔隙和裂缝性地层的漏失在水基或油基泥浆体系，帮助密封多孔和裂隙宽地层，为水或油基泥浆防漏而设计；具有弹性，允许其扭曲变形到断裂，从而增加钻井液压力，降低卡钻风险；帮助改善水基泥浆的润滑性能；有助于减少摩擦阻力。
具体实施方式
下面对本发明创造的具体实施例做详细说明。
一种弹性石墨的其制备方法，制备方法包括如下步骤：
1)、采用石油焦和石油沥青作为原料，原料进行破碎，混合捏制后一次成型。
2)、原料一次成型后进行粉碎，添加有助于捏合的辅助材料后完成二次成型，所述辅助材料包含有碳粘结剂。
3)、1900℃-2700℃温度下进行高温石墨化焙烧，高温条件下，石油焦发生剧烈的热解缩聚反应，其结构不断重排，逐渐趋向有序化和致密化，其结构有序化和致密化程度提高，碳原子的排列呈石墨的微观形态。
4)、粉碎筛分后制得弹性石墨原料。
5)、将所述弹性石墨原料加入混合机中混合，细度合格后放料包装。所述混合机的转速控制在40r/min，弹性石墨原料在混合机的混合时间为60分钟，如果细度不满足要求则继续混合直到合格。
上述步骤1)的混合捏制过程中加入利于成型的粘结剂，本发明创造的一个实施例中，所述粘结剂为碳粘结剂。
此外，所述石油焦的质量百分含量为90％-98％，所述石油沥青的质量百分含量为2％-5％。所述粘结剂的质量百分含量为0.5％-1.5％。
以上对本发明创造的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明创造范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。