專利名稱：油井水泥清洗劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油井水泥清洗劑，它涉及一種對金屬表面油井水泥垢層具有高滲
透性、清洗效果較好，且可有效防止清洗過程中清洗劑對金屬表面腐蝕破壞的清洗劑。
背景技術(shù)：
常用油井水泥一般是通過粉磨硅酸鹽水泥熟料而制成，主要成分為硅酸鈣以及少量熔劑礦物。油井水泥廣泛用于石油和天然氣的鉆井固井等注水泥作業(yè)，也可用于水井、鹽井、污水處理井和地?zé)峋姆夤?。油井水泥的廣泛使用，為其凝固后的除垢工作帶來很大難度。尤其是油氣田進(jìn)入中后期開發(fā)后，大量的使用到油井水泥，這就必然導(dǎo)致很多機(jī)械設(shè)備、精密儀器等與水泥無可避免的接觸，在使用過后也無法避免殘存的水泥垢層。 一般的設(shè)備、儀器等使用后必須用清水沖洗，但殘留的水泥垢層很難完全沖洗干凈，或進(jìn)行沖洗的水形成的水垢沉積、硬化后減少了某些設(shè)備和精密儀器的原有性能，影響了設(shè)備、儀器的精度和使用壽命。目前使用的清洗方法主要有浸洗法、噴洗法、以及超聲波清洗法等，但這些方法都需要使用清洗劑。 目前國內(nèi)外關(guān)于清洗劑的相關(guān)報(bào)道，更多的是側(cè)重于對阻垢劑的研究。研究的較為深入的主要有天然高分子化合物，如最早被應(yīng)用于冷卻水系統(tǒng)中的葡萄糖酸鈉、淀粉、纖維素、單寧、木質(zhì)素、殼糖等。這類聚合物的特點(diǎn)是其分子中含有許多酚羥基，抑制了 Ca2+、Mg2+等鹽垢的晶體生長。但是，由于天然聚合物性能不是很穩(wěn)定、易分解、投入量大、雜質(zhì)含量高、費(fèi)用高，阻垢和分散效果均不及合成的聚合物阻垢劑，現(xiàn)在已經(jīng)很少使用。還有有機(jī)膦酸鹽和膦基羧酸類，如多元醇磷酸酯(PAPE)、羥基乙叉二膦酸(HEDP)、乙二胺四叉膦酸(EDTMP)，二乙烯三胺五甲叉膦酸(TDPMP)等，其特點(diǎn)是羥基與膦酸基存在于同一分子中，由于其分子上同時(shí)有-P0(0H)和-C00H，因而兼有阻垢與緩蝕的特點(diǎn)。對許多金屬離子(如Ca2+、 Mg2+、 Cu2+、 Zn2+等)具有優(yōu)異的鰲合能力，甚至對這些金屬的無機(jī)鹽類如CaS04、Ca"P0》2、MgS04等也有較好的去活化作用，故主要應(yīng)用于防碳酸鹽垢。聚合物阻垢劑，例如聚丙烯酸(PAA)、聚馬來酸(HPMA)等，這類阻垢劑起主要作用的是聚合物中的-COOH基團(tuán)，它對Ca2+、Mg2+、 Ba2+、 Fe3+、 Cu2+等具有較強(qiáng)的鰲合能力，不僅有分散和凝聚作用，還能在無機(jī)垢結(jié)晶過程中干擾晶格的正常排列，從而達(dá)到阻垢和防垢的目的，主要應(yīng)用于防硅酸鹽垢。而復(fù)合型阻垢劑主要應(yīng)用于防復(fù)合垢。 以上雖對阻垢劑進(jìn)行了較為深入的研究，但并未提出一種能有效清除油井水泥垢層的清洗劑配方，對完全清除油井水泥垢層的艱巨任務(wù)仍然不足，僅能夠作為對油井水泥清洗劑配方的理論依據(jù)，不能直接應(yīng)用到生產(chǎn)過程中。且針對不同的清洗要求、清洗方式和清洗環(huán)境，以上的試劑，其單一組分難以達(dá)到理想的清洗效果，為滿足不同的要求，需要與其他具有不同性質(zhì)的試劑復(fù)配，發(fā)揮協(xié)同作用。 中國發(fā)明專利200410084072. 5公開了一種機(jī)動(dòng)車水箱常溫水垢清洗劑及其使用方法，主要組成為氨基磺酸或草酸70 % 99 % ，六亞甲基四胺0. 01 % 10 % ，天津若丁0. 05% 10%，滲透劑JFCO. 01% 10%。用此清除水垢，操作簡便，不會產(chǎn)生硫氧化物等有害物質(zhì)，能快速除垢，對有色金屬器壁的侵蝕率低等優(yōu)點(diǎn)。 南非專利ZA9008729將羧酸丙烯磺酸共聚物、有機(jī)膦酸和次磷酸丙烯酸調(diào)聚物進(jìn)行復(fù)配，從而作為水系統(tǒng)如鍋爐、水箱的阻垢劑。 Betz公司的專利US5100558采用HEDP、聚氧乙烯和丙烯酸與丙烯基羥丙基磺酸醚共聚物(PAA/AHPSE)的復(fù)配配方用來控制硅垢的沉積。 上述這些專利或是僅從阻垢方面或是從緩蝕方面進(jìn)行研究的，實(shí)際的油井水泥垢層清除過程必須同時(shí)考慮到除垢、緩蝕和阻垢三方面的共存效果才能對清除和防治油井水泥垢層起到應(yīng)有的作用。而對于某些精密儀器，往往使用這類清洗劑清洗數(shù)次之后，會失去原有精度，無法正常使用。并且該領(lǐng)域的研究多集中在具有高度針對性的相關(guān)理論研究方面，例如單純針對水垢、硫酸鹽垢等。這些方面的研究雖取得了一定進(jìn)展，但卻存在清洗條件要求高，如需要高溫、超聲波或所需處理時(shí)間過長等，難以滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求。另外，目前國內(nèi)外水泥清洗劑的研發(fā)、篩選仍依賴于實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)外推法，直接根據(jù)其使用環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)的例子很少，易造成時(shí)間、人力、物力的浪費(fèi)。 因此，針對油井水泥的特性，本發(fā)明研制出一種適合于油井水泥的清洗劑，在保證較高清洗效果的情況下，可在室溫條件下完成對水泥垢層的清洗，并可有效防止清洗過程中清洗劑對金屬表面腐蝕破壞的清洗劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有產(chǎn)品存在的上述缺陷，而提供一種一種對金屬表
面油井水泥垢層具有高滲透易清洗的清洗劑，使機(jī)械設(shè)備、儀器上殘存的水泥垢層清洗徹底，還能縮短清洗時(shí)間，提高工作效率，且可有效防止清洗過程中清洗劑對金屬表面腐蝕破壞，有效降低生產(chǎn)成本，使用安全可靠。本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 本發(fā)明所提供的油井水泥清洗劑，包括固體有機(jī)酸、含氟酸、表面活性劑、緩蝕劑以及去離子水； 本發(fā)明所提供的油井水泥清洗劑，各組分其質(zhì)量百分比為固體有機(jī)酸1% 30%、氟化物5% 30%、表面活性劑0. 1% 15%、緩蝕劑0. 1% 5%，余量為去離子水；
本發(fā)明所提供的清洗劑，所述的固體有機(jī)酸為檸檬酸、乙二胺四乙酸、羥基乙叉二膦酸、草酸的一種或多種； 所述的氟化物為氫氟酸、氟氫化氨的一種或兩種； 所述表面活性劑為烷基苯磺酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸鹽、磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽的一種或多種； 所述的緩蝕劑為咪唑啉季銨鹽類、咪唑啉酰胺類的一種； 本發(fā)明所提供的清洗劑的制備方法為按照比例稱取固體有機(jī)酸、氟化物、表面活性劑、緩蝕劑以及去離子水，在室溫下依次將固體有機(jī)酸、氟化物、表面活性劑、緩蝕劑加入去離子水中，攪拌混合均勻，制成清洗劑。 本發(fā)明的效果在于與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的清洗劑適用于多種金屬及其合金的水泥垢層消除，克服了去除金屬表面水泥垢層的化學(xué)清洗劑為強(qiáng)酸性試劑時(shí)對金屬的腐蝕作用。并且在研究本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，并無必要利用強(qiáng)酸強(qiáng)堿類物質(zhì)將水泥所有成分
4完全溶解在清洗劑中，只需針對不同油井水泥的特性，破壞其骨架結(jié)構(gòu)，將起到水泥結(jié)構(gòu)支撐作用的成分溶解，水泥垢層就會轉(zhuǎn)變成類似沙子的松散結(jié)構(gòu)，此時(shí)再利用清水沖洗，即可達(dá)到較好的清洗效果。采用本發(fā)明的清洗劑，清洗能力強(qiáng)(清洗率在96%以上)、清洗速度快、低泡、對金屬表面腐蝕性小且經(jīng)濟(jì)適用。
具體實(shí)施例方式
下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1 : 將檸檬酸20 % ，氫氟酸20 % ，表面活性劑2 % ，脂肪醇聚氧乙烯醚5 % ，咪唑啉季銨鹽類緩蝕劑2% ，余量為去離子水，混合均勻制成清洗劑。 將含有油井水泥垢層的不銹鋼片置于所配置成的清洗劑溶液中，室溫下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)
掛片實(shí)驗(yàn)，15小時(shí)后取出不銹鋼片，干燥后進(jìn)行測定。 經(jīng)測定除垢率為98% ，不銹鋼片腐蝕率為0. 6g/h m2。 實(shí)施例2 : 將草酸20 % ，氫氟酸25 % ，表面活性劑2 % ，脂肪醇聚氧乙烯醚3 % ，咪唑啉季銨鹽類緩蝕劑2% ，余量為去離子水，混合均勻制成清洗劑。 將含有油井水泥垢層的不銹鋼片置于所配置成的清洗劑溶液中，室溫下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)
掛片實(shí)驗(yàn)，15小時(shí)后取出不銹鋼片，干燥后進(jìn)行測定。 經(jīng)測定除垢率為98. 5%，不銹鋼片腐蝕率為0. 55g/h m2。 實(shí)施例3 : 將乙二胺四乙酸20 % ，氫氟酸20 % ，表面活性劑2 % ，十二烷基苯磺酸鈉5 % ，咪唑啉季銨鹽類緩蝕劑2%，余量為去離子水，混合均勻制成清洗劑。 將含有油井水泥垢層的不銹鋼片置于所配置成的清洗劑溶液中，室溫下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)
掛片實(shí)驗(yàn)，15小時(shí)后取出不銹鋼片，干燥后進(jìn)行測定。 經(jīng)測定除垢率為96% ，不銹鋼片腐蝕率為0. 8g/h m2。 實(shí)施例4 : 將檸檬酸15 % ，羥基乙叉二膦酸5 % ，氟氫化氨20 % ，表面活性劑2 % ，硬脂酸鈉5% ，咪唑啉酰胺類緩蝕劑2% ，余量為去離子水，混合均勻制成清洗劑。 將含有油井水泥垢層的不銹鋼片置于所配置成的清洗劑溶液中，室溫下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)
掛片實(shí)驗(yàn)，15小時(shí)后取出不銹鋼片，干燥后進(jìn)行測定。 經(jīng)測定除垢率為98%，不銹鋼片腐蝕率為0. 45g/h m2。
權(quán)利要求
油井水泥清洗劑，其特征在于固體有機(jī)酸1％～30％、氟化物5％～30％、表面活性劑0.1％～15％、緩蝕劑0.1％～5％等復(fù)配成一種混合溶劑，余量為去離子水，制得一種油井水泥清洗劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的清洗劑，其特征是所使用的固體有機(jī)酸為檸檬酸、乙二胺四 乙酸、羥基乙叉二膦酸、草酸的一種或多種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的清洗劑，其特征在于所述表面活性劑為烷基苯磺酸鹽、脂肪 醇聚氧乙烯醚、脂肪酸鹽、磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽的一種或多種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的清洗劑，其特征是所使用的緩蝕劑為咪唑啉季銨鹽類、咪唑 啉酰胺類的一種。
全文摘要
油井水泥清洗劑，它涉及一種有效去除金屬表面殘留油井水泥垢層的清洗劑。本發(fā)明解決了金屬表面殘存的油井水泥難以滲透、難以去除的問題，且可有效防止清洗過程中清洗劑對金屬表面的腐蝕。本發(fā)明所提供的清洗劑配方為固體有機(jī)酸1％～30％、氟化物5％～30％、表面活性劑0.1％～15％、緩蝕劑0.1％～5％等復(fù)配成一種混合溶劑，余量為去離子水，制得一種油井水泥清洗劑。本發(fā)明的清洗劑適用于多種金屬及其合金的水泥垢層清除，具有較高的滲透性，可使機(jī)械設(shè)備、儀器上殘存的水泥垢層清洗徹底，提高工作效率，使用安全可靠。
文檔編號C11D3/24GK101735896SQ20091024490
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者萬菊, 喬志軍, 劉秀軍 申請人:天津工業(yè)大學(xué)