Результат интеллектуальной деятельности: МАСЛО ДЛЯ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ

Изобретение относится к составам нефтяных масел, предназначенным для смазки подшипников скольжения нефтедобывающего оборудования, в частности насосных агрегатов, используемых для закачки воды и поддержания пластового давления при добыче нефти.

Основными требованиями к маслам подобного назначения являются снижение коэффициента трения и износа подшипников скольжения; хорошие антикоррозионные свойства; быстрое отделение от механических примесей и воды; стабильность свойств в процессе использования; применяемость при низких температурах окружающей среды без дополнительного нагрева.

Для подшипников жидкостного трения известно применение смазочного масла, содержащего 4-метил-2,6-ди-трет-бутилфенол; N-содержащий блоксополимер окисей этилена и пропилена; полиметилсилоксановую жидкость; триарилфосфат; олеиновую кислоту; диалкилдитиофосфат цинка; сульфонат бария или кальция; полиметакрилат и нефтяное масло (Патент РФ 1419145, С10М 169/04, опубл. Бюл. №20, 30.10.94). Недостатком этого состава являются невысокие охлаждающие свойства для подшипников насосных агрегатов.

Наиболее близким к заявляемому составу является турбинное масло Тп-22С (Борейша Т.Ю. Решение проблем термоокислительной стабильности турбинного масла Тп-22С // Нефтепереработка и нефтехимия. №8, 2005, с. 27-29), содержащее, мас.%:

Известное масло при использовании в насосных агрегатах характеризуется высокой скоростью отделения от воды, попадаемой в процессе эксплуатации насосов, обладает хорошими антикоррозионными свойствами, однако не обеспечивает требуемый уровень противоизносных и антифрикционных свойств. Кроме того, заправка этим маслом и применение его в зимнее время требует дополнительный нагрев. Основным недостатком этого масла является невысокий ресурс его службы в насосных агрегатах ввиду ухудшения его физико-химических и трибологических свойств в процессе эксплуатации.

Задачей изобретения является снижение коэффициента трения и повышение стабильности масла в процессе эксплуатации, что необходимо для повышения ресурса работы оборудования и срока службы применяемого масла. Указанная задача решается тем, что наряду с 4-метил-2,6-ди-трет-бутилфенолом, кислым эфиром алкенилянтарной кислот, N-содержащим блоксополимером окисей этилена и пропилена масло содержит трибутилфосфат и полиметакрилат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Применение трибутилфосфата по ТУ 6-02-733-84 обусловлено необходимостью снижения противоизносных свойств масла. Полиметакрилат по ТУ 6-01-270-94 предназначен для улучшения низкотемпературных свойств масла.

Примеры составов масла согласно предлагаемому изобретению и их свойства в сравнении с прототипом представлены в таблице 1.

Предлагаемое масло благодаря оптимальному сочетанию трибутилфосфата и полиметакрилата (составы №2-4) превосходит прототип по антифрикционным свойствам: коэффициент трения (в начале и середине цикла испытаний) уменьшается в 1,5 раза. При этом совместное содержание в масле трибутилфосфата (0,5-1,5 мас.%) и полиметакрилата (0,6-1,0 мас.%), благодаря взаимному синергизму, обеспечивает значительное снижение коэффициента трения (см. составы №2-4 в табл.1) по сравнению с составами, где эти компоненты вводятся отдельно (см. составы №6, 7 в табл.1).

При содержании в масле трибутилфосфата и полиметакрилата меньше нижнего предела (состав №1) существенно ухудшаются антифрикционные свойства, а при содержании их выше верхнего предела (состав №5) - улучшение антифрикционных свойств не отмечается, при этом ухудшаются показатели деэмульгирующих и антикоррозионных свойств (см. табл.1).

Эффективность снижения коэффициента трения при совместном и оптимальном содержании в масле трибутилфосфата и полиметакрилата подтверждена результатами длительных эксплуатационных испытаний: по сравнению с прототипом, масло заявляемого состава обеспечивает меньший на 3-9°С нагрев подшипников насосных агрегатов (см. табл.2) при прочих равных температурных условиях окружающей среды. Износ подшипников отсутствует.

При эксплуатационных испытаниях масла заявляемого состава отмечается его высокая стабильность: изменения вязкости, индекса вязкости, кислотного числа и цвета существенно ниже по сравнению с прототипом (таблица 2). В масле заявляемого состава после 2000 часов эксплуатации в насосных агрегатах содержание механических примесей, воды и серы в 1,2-1,5 раза меньше по сравнению с прототипом. Что касается смазочной способности, то масло заявляемого состава обеспечивает низкие и стабильные во время эксплуатации значения коэффициента трения (0,545-0,542 ед.) и диаметра пятна износа (0,27-0,30 мм); тогда как для прототипа в течение того же периода эксплуатации отмечается существенное ухудшение соответствующих показателей: коэффициент трения повышается с 0,845 до 1,8 ед.; диаметр пятна износа увеличивается с 0,51 до 0,63 мм (см. табл.2).

Стабильность масла заявляемого состава в процессе эксплуатации обусловливается тем, что оптимальное содержание и сочетание в нем компонентов способствует замедлению процессов его старения, о чем свидетельствуют результаты ИК-спектральных исследований срабатываемости ингибиторов окисления, расход и механизм действия которых, как известно (Кулиев A.M. Химия и технология присадок к маслам и топливам. Л., Химия, 1985. - С.59-66), связан с подавлением окислительных процессов старения масла. Установлено, что после введения в состав масла-прототипа оптимального количества трибутилфосфата и полиметакрилата (состав №3) расход антиокислительной присадки (4-метил-2,6-ди-трет-бутилфенол) в процессе эксплуатации масла в насосных агрегатах снижается на 22 мас.%, что свидетельствует об увеличении на 22% ресурса работоспособности масла заявляемого состава по сравнению с прототипом (см. табл.2).

Реализация изобретения позволит:

- сократить электроэнергетические затраты за счет снижения силовых и тепловых нагрузок на подшипники скольжения насосных агрегатов и отказа от нагрева масла в зимнее время;

- увеличить срок службы масла.