中进行线速度为8. 5m/s的搅拌60min，形成分 散均匀的悬浮液，然后将此悬浮液置于离心机中进行离心，其分离因数为3200,分离时间为 1. 5min，出料可得尾矿和已提纯的累托石悬浮浆液，然后对悬浮浆液脱水、干燥、粉碎，即得 到提纯的累托石产物，其纯度为90%，平衡含水率6%。
[0021] 在反应容器中，加入100份经过选别及提纯的90%纯度6%含水率的钙基累托石 粉料（100目），加入经预配的2份碳酸钠、1. 5份碳酸锂、200份水的混合溶液，再加入200 份水，加热并以120rpm的速度搅拌，将温度升至90°C。保持搅拌45min，取净含量70%的 二十二烷基三甲基氯化铵38份，加入容器，后续工艺同实施例1。制得实施例2的有机累托 石。测得性能参数见表1。
[0022] 实施例3. 以经过实施例1选别环节而获得的75%纯度的累托石为原料，经过聚磷酸盐分散-搅 拌-离心分离，加大分离因子并延长离心时间，制得纯度达到95%的累托石，干燥粉碎至100 目备用。
[0023] 具体提纯路线为，纯度75%的累托石精矿经过超细粉碎达到800目，取100份加入 到1900份水中，再向其中添加3. 5份六偏磷酸钠，置于搅拌桶中进行线速度为8. 5m/s搅拌 60min后，形成分散均匀的悬浮液，然后将此悬浮液置于离心机中进行离心，其分离因数为 3300,分离时间为2min，出料可得尾矿和已提纯的累托石悬浮浆液，然后将悬浮浆液脱水、 干燥、粉碎，即得到提纯的累托石产物，其纯度为95%，平衡含水率6%。
[0024] 在可密闭的反应容器中，加入100份经过选别及提纯的95%纯度6%含水率的钙基 累托石粉料（100目），加入经预配的3份碳酸钠、2份草酸锂、200份水的混合溶液，再加入 400份水，加热并以120rpm的速度搅拌，将温度升至90°C。保持搅拌45min，取净含量70% 的十八烷基三甲基溴化铵37份，加入容器，将容器温度保持在110°C，并在密闭容器内建立 压力，继续以120rpm的速度搅拌，保温60min。随后，将浆液导入真空抽滤机进行抽滤，当 滤液排放出约80%，抽滤漏斗内剩余浆料的浓度明显增大时，再加入水400份，如此反复洗 滤两次，取出样品，放置36小时，烘干至含水量3%。粉碎至200目（0. 074mm)，制得实施例 3的有机累托石。测得性能参数见表1。
[0025] 对比例1 在反应容器中，加入100份纯度为66%含水率6%的钙基累托石粉料（100目），加入经 预配的2份碳酸钠、1. 5份碳酸锂、200份水的混合溶液，再加入200份水，加热并以120rpm 的速度搅拌，将温度升至90°C。保持搅拌45min，取净含量75% (其余主要为水）的十六烷 基三甲基氯化铵20份，加入容器，将容器温度保持在90 °C，继续以120rpm的速度搅拌，有机 化反应90min。加入200份水，搅拌2min，以调整浆液的稀释比。随后，将浆液导入真空抽 滤机进行抽滤，取出样品，放置24小时，烘干至含水量3%。粉碎至200目（0.074mm)，制得 对比例1的有机累托石。测得性能参数见表1。
[0026] 表1实施例及对比例的性能测试结果
注： 1.胶体率测定：室温25°C下，称取4. Og样品放入200ml的0号清洁柴油中以4000rmp 速度搅拌2min以充分分散，从中取100ml置于具塞量筒中，上下手摇5min，余按SY/T 6615-2005附B执行，记录样品静置90min的数值。
[0027] 2.流变性测定：取10. 5g有机累托石，倒入盛有350ml的0号清洁柴油的泥浆 杯中，在4000rpm下搅拌1 Omin，取下泥浆杯，刮去粘附在容器侧壁、底面的样品。再在 llOOOrpm转速下搅拌lOmin。余按SY/T 6615-2005附B执行。
[0028] 3.滤失量测定：380ml的0号清洁柴油，加20ml蒸馏水，加12. Og有机累托石， 在4000rpm下搅拌lOmin，取下泥浆杯，刮去粘附在容器侧壁、底面的累托石。然后，在 llOOOrpm转速下搅拌lOmin。余按SY/T 6615-2005附B执行。
[0029] 4.高温流变性、高温滤失量测定：按上述方法配样、搅拌，完成其中的llOOOrpm转 速下搅拌后，样品装入不锈钢罐，充入1. OMPa氮气，180 °C热滚16h，取出，冷却至25 °C室温， 在llOOOrpm转速下搅拌5min，按SY/T 6615-2005附B测流变性和滤失量。
【主权项】
1. 一种高性能的油基钻井液用有机累托石，该有机累托石由累托石和季铵盐构成，其 重量份配比为：累托石65~75,季铵盐25~35 ;其特征在于，其生产工艺步骤为： (1) 选别或选别及提纯：以累托石原矿为原料，采用重选法选别，将累托石的含量提高 到68%~80%，成为累托石精矿；或进一步将累托石精矿通过聚磷酸盐分散-离心法提纯， 将纯度提高至80%~98%，成为高纯累托石；通过选别或选别及提纯，保证用于本发明下一 步骤的累托石含量为68%~98% ; (2) 钠化/锂化复合预处理：在盛有步骤（1)所述的选别或提纯的累托石65~75重 量份的容器中加入占累托石重量2%~10%的钠盐与锂盐的混合物以及相当于累托石重量 1~20倍的水，升温至70~95°C，搅拌30~210min，形成均匀的浆液； (3) 有机化反应：将季铵盐25~35重量份加入到上述浆液中，边搅拌边加热，将目标 反应温度设定在70~115°C，如果设定的反应温度大于100°C，反应容器则必须是密闭的， 以便在容器内获得大于一个大气压的压力，保证浆液不至于气化，达到设定温度后，边搅拌 边保温30~210min ; (4) 过滤、洗涤：将上述有机化反应的产物过滤、洗涤； (5) 陈化、干燥、粉碎：将上述过滤、洗涤后的产物陈化、干燥、粉碎。2. 根据权利要求1所述的一种高性能的油基钻井液用有机累托石的生产方法，其特征 在于累托石原矿为天然钙型累托石矿，累托石平均品位多35%，累托石层间阳离子中的钙离 子占比达到50%以上。3. 根据权利要求1所述的一种高性能的油基钻井液用有机累托石的生产方法，其特征 在于提纯的步骤为超细粉碎、配浆、分散、搅拌、离心分选、脱水干燥，其操作要点是：将步骤 (1)的累托石精矿粉碎至800目，加水配成矿浆，固液比控制在10~49 ;加入占累托石重量 1~9%的聚磷酸盐类分散剂；搅拌，其线速度应达到7~15m/s，搅拌时间60~180min ;离 心分选的分离因数应达到1300~3500,分离时间0. 5~5min ;最后收取悬浮浆液并将其脱 水烘干粉碎。4. 根据权利要求1所述的一种高性能的油基钻井液用有机累托石的生产方法，其特征 在于钠盐为碳酸钠或氯化钠的一种或两种以任意比例混合的混合物，锂盐为碳酸锂、氯化 锂或草酸锂其中的一种或多种以任意比例混合的混合物，钠盐：锂盐的混合比为1:99~ 99:1〇5. 根据权利要求1所述的一种高性能的油基钻井液用有机累托石的生产方法，其特征 在于季铵盐为m-烷基三甲基卤化铵或/和η-烷基二甲基苄基卤化铵，m、η为碳链的碳原 子数，其值为16~24,卤族元素为氯或溴。6. 根据权利要求1所述的一种高性能的油基钻井液用有机累托石的生产方法，其特征 在于过滤及洗涤是将步骤（3)的有机化反应的产物浆料移入至普通板框压滤机、隔膜压滤 机、真空抽滤机或离心机，滤去水分及可溶性离子，必要时应多次反复稀释洗涤和过滤，洗 涤和过滤的次数视步骤（2)所加入水的总量以及洗滤补充加水的累计稀释比的不同而有 所不同，要求是保证产品的残余可溶性离子的含量低于原始离子含量的1%。7. 根据权利要求1所述的一种高性能的油基钻井液用有机累托石的生产方法，其特征 在于陈化是将过滤洗涤后的滤饼或类似的脱水产物置于阴凉通风处堆放8~48小时。8. 根据权利要求1所述的一种高性能的油基钻井液用有机累托石的生产方法，其特征 在于干燥是将陈化后的产物在100~150°c环境下干燥至含水率< 3. 5%。9.根据权利要求1所述的一种高性能的油基钻井液用有机累托石的生产方法，其特征 在于粉碎是采用粉碎机将干燥后的产物粉碎成至少80目或平均粒径< 0. 173mm。
【专利摘要】一种高性能的油基钻井液用有机累托石，由累托石和季铵盐构成，其重量份配比为：累托石65～75，季铵盐25～35。其生产工艺步骤为：A、累托石的选别或选别及提纯；B、钠化/锂化预处理；C、季铵盐有机化反应；D、过滤、洗涤；E、陈化、干燥、粉碎。本发明的优点是，采用经过选别提纯的累托石原料及较长链的季铵盐季铵盐为主要组分，季铵盐最大允许加入量得以大幅度提高。经过钠化/锂化复合改性预处理、高温湿法有机化、洗涤过滤、陈化干燥粉碎等工序，保证有机土能获得更高、更稳定的综合性能，弥补累托石阳离子交换量的不足，同时充分发挥有机累托石胶体性好、高温稳定性优异等特点。
【IPC分类】C09K8/035, C09K8/32
【公开号】CN105524602
【申请号】CN201511005536
【发明人】汪昌秀, 梅宏
【申请人】武汉华矿胶体化学有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年12月29日