Natrijeva karboksimetil celuloza (na kratko CMC-na) je pomembna polimerna spojina v vodotopni vodno topno in se pogosto uporablja v oljni vrtalni tekočini. Njegove edinstvene lastnosti omogočajo nepogrešljivo komponento v sistemu vrtalne tekočine.
1. Osnovne lastnosti natrijeve karboksimetil celuloze
Natrijev karboksimetil celuloza je anionski celulozni eter, ki nastane s celulozo po alkalijskem obdelavi in kloroocetne kisline. Njegova molekularna struktura vsebuje veliko število karboksimetilskih skupin, zaradi česar ima dobro topnost vode in stabilnost. CMC-Na lahko tvori raztopino z visoko viskoznostjo v vodi z zgoščevanjem, stabilizacijo in oblikovanjem filma.
2. Uporaba natrijeve karboksimetil celuloze v vrtalni tekočini
Zgoščevalec
CMC-Na se uporablja kot zgoščevalec v vrtalni tekočini. Njegova glavna funkcija je povečati viskoznost vrtalne tekočine in povečati njegovo sposobnost prenašanja potaknjencev in vrtalnih potaknjencev. Ustrezna viskoznost vrtalne tekočine lahko učinkovito prepreči propad stene in ohrani stabilnost vrtine.
Reduktor izgube tekočine
Med postopkom vrtanja bo vrtalna tekočina prodrla v pore tvorbe, kar bo povzročilo izgubo vode v vrtalni tekočini, ki ne odpravlja le vrtalne tekočine, ampak lahko povzroči tudi kolaps stene in poškodbe rezervoarja. Kot reduktor izgube tekočine lahko CMC-Na tvori gosto filtrirno torto na steni vrtine, kar učinkovito zmanjša izgubo filtracije vrtalne tekočine in zaščiti tvorbo in vrtino steno.
Mazivo
Med postopkom vrtanja bo trenje med vrtalnim bitjem in steno vrtine ustvarilo veliko toplote, kar bo povzročilo povečano obrabo vrtalnega orodja. Mazanost CMC-Na pomaga zmanjšati trenje, zmanjšati obrabo vrtalnega orodja in izboljšati učinkovitost vrtanja.
Stabilizator
Vrtalna tekočina se lahko pri visoki temperaturi in visokem tlaku razpade ali razpade in tako izgubi njegovo funkcijo. CMC-Na ima dobro toplotno stabilnost in odpornost na sol ter lahko ohrani stabilnost vrtalne tekočine v težkih pogojih in podaljša življenjsko dobo.
3. Mehanizem delovanja natrijeve karboksimetil celuloze
Prilagoditev viskoznosti
Molekularna struktura CMC-Na vsebuje veliko število karboksimetilskih skupin, ki lahko v vodi tvorijo vodikove vezi, da povečajo viskoznost raztopine. S prilagoditvijo molekulske mase in nadomestitvene stopnje CMC-Na lahko viskoznost vrtalne tekočine nadziramo, da ustreza potrebam različnih pogojev vrtanja.
Nadzor filtracije
Molekule CMC-Na lahko tvorijo tridimenzionalno omrežno strukturo v vodi, ki lahko tvori gosto filtrirno torto na steni vrtine in zmanjša izgubo filtracije vrtalne tekočine. Oblikovanje filtrirne torte ni odvisno samo od koncentracije CMC-na, ampak tudi od njegove molekulske mase in stopnje substitucije.
Mazanje
Molekule CMC-Na lahko adsorbiramo na površini vrtalnega bita in stene vrtine v vodi, da tvorijo mazalni film in zmanjšajo koeficient trenja. Poleg tega lahko CMC-Na posredno zmanjša tudi trenje med vrtalnim bitjem in steno vrtine s prilagajanjem viskoznosti vrtalne tekočine.
Toplotna stabilnost
CMC-Na lahko ohrani stabilnost molekularne strukture v visokih temperaturnih pogojih in ni nagnjena k toplotni razgradnji. To je zato, ker lahko karboksilne skupine v njegovih molekulah tvorijo stabilne vodikove vezi z molekulami vode, da se upirajo visoki temperaturi. Poleg tega ima CMC-Na tudi dobro odpornost na sol in lahko ohrani svojo delovanje v fizioloških formacijah.
4. Primeri uporabe natrijeve karboksimetil celuloze
V dejanskem postopku vrtanja je uporaben učinek natrijeve karboksimetil celuloze izjemen. Na primer, v projektu globokega vrtanja je bil uporabljen sistem vrtalne tekočine, ki vsebuje CMC-Na, za učinkovito nadzor nad stabilnostjo in filtracijo izgube vrtine, povečanje hitrosti vrtanja in zmanjšanje stroškov vrtanja. Poleg tega se CMC-Na pogosto uporablja tudi pri vrtanju po morju, zaradi dobre odpornosti na sol pa se dobro obnese v morskem okolju.
Uporaba natrijeve karboksimetil celuloze v vrtalni tekočini vključuje predvsem štiri vidike: zgostitev, zmanjšanje izgube vode, mazanje in stabilizacijo. Njegove edinstvene fizikalne in kemijske lastnosti omogočajo nepogrešljivo komponento v sistemu vrtalne tekočine. Z nenehnim razvojem tehnologije vrtanja bodo širše možnosti uporabe natrijeve karboksimetil celuloze. V prihodnjih raziskavah je mogoče optimizirati molekularno strukturo in metode spreminjanja CMC-Na, da bi še izboljšali njegovo delovanje in zadovoljili potrebe bolj zapletenih vrtalnih okolij.
Čas objave: julij-25-2024