CN101956188A - 油套管螺纹防粘扣的方法 - Google Patents
油套管螺纹防粘扣的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101956188A CN101956188A CN 201010268210 CN201010268210A CN101956188A CN 101956188 A CN101956188 A CN 101956188A CN 201010268210 CN201010268210 CN 201010268210 CN 201010268210 A CN201010268210 A CN 201010268210A CN 101956188 A CN101956188 A CN 101956188A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- washing
- box cupling
- tubing
- casing
- degreasing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Abstract
一种油套管螺纹防粘扣的方法,涉及油套管防粘扣的表面处理技术,属于油套管螺纹连接技术领域,也属于表面处理技术领域。本发明采用手动浸式磷化工艺,实施流程为:预脱脂、脱脂、水洗、蒸馏洗、酸洗、水洗、蒸馏水洗、表调、磷化、水洗、蒸馏水洗、防锈。使用本发明所述防粘扣表面磷化处理技术处理后,油套管在使用中因螺纹磨损、粘扣而损坏的数量大大减少,能基本杜绝油套管刺扣、粘扣事故,油套管螺纹的总体损坏率大大下降,可极大减少油套管螺纹修复量,降低了生产成本,延长了油套管使用寿命,可有效控制因油套管螺纹非预期损坏引发的钻井误工和井下事故,取得显著的综合经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及的是油套管防粘扣的表面处理技术,属于油套管螺纹连接技术领域,也属于表面处理技术领域。
背景技术
当今油套管、钻杆行业普遍存在粘扣问题,一般认为有以下几个原因:(1)内螺纹锥度上偏差大;(2)螺纹公差选择不合理;(3)管端螺纹起始扣倒角存在棱边或毛刺;(4)螺纹表面光洁度低,有锈蚀、黑皮扣存在等;(5)油套管及接箍椭圆度差;(6)螺纹表面处理技术不好(如高钢级材料的油套管螺纹采用了锌系磷化、锌钙系磷化、镀铜等)。
磷化是一种在金属表面进行的化学反应,其反应特性要求在特定的条件下进行。首先在金属表面活性点上形成磷酸盐晶核,然后才在晶核上继续生长壮大,直至形成致密的磷化膜。因此,金属表面晶核的多少、自由能的大小决定着磷化膜的质量,特别是当金属经过酸洗除锈、强碱除油等前处理后,金属的表面性能遭到破坏,要获得满意的磷化效果,必须对金属表面进行调整。
在磷化工艺中,就表调工序而言,表面调整剂的结晶成分是胶体磷酸氧钛四钠[Na4TiO(PO4)2],其吸附在金属表面的结晶原点越多,覆盖率就越高。胶体钛主要附着在腐蚀造成的晶间裂纹附近,表面调整时间为50s时形成网状结构,大量的结晶原点形成网状结晶核。磷酸钛胶体水解产生具有高活性的Ti(OH)4,以物理吸附的方式附着在工件表面。晶核的数量决定了磷化膜的细化程度,而高的覆盖率会使磷化膜更加细致紧密且连续,并且膜重也会降低。在金属表面与磷化液接触前就形成大量的极细晶核,当金属表面与磷化液接触时,立即开始上膜,这不仅加快了磷化速度,而且阻止了大结晶的生成,防止在金属表面生成粗糙多孔的磷化膜,转而促进形成薄而致密的磷化膜。
发明内容
本发明的目的是针对国内螺纹,特别是高钢级、偏梯型、特殊扣螺纹粘扣的问题,提供一种新型油套管螺纹防粘扣的方法。
本发明的技术方案:一种油套管螺纹防粘扣的方法,采用手动浸式磷化工艺,其步骤为:
(a)预脱脂:化学脱脂,将油套管接箍浸没在脱脂剂溶液中,温度70~90℃,脱脂5~10min,控制游离碱度在60~90Pt;
(b)脱脂:将步骤(a)处理所得油套管将油套管接箍再脱脂一次,浸没在脱脂剂溶液中,温度70~90℃,脱脂5-10min,控制游离碱度60~90Pt,起到去除重油污的作用;
(c)水洗:将步骤(b)处理所得油套管接箍用自来水常温洗涤1~5min,可初步清除残留在工件表面的脱脂液及杂物;
(d)蒸馏水水洗:将步骤(c)处理所得油套管接箍再用蒸馏水常温洗涤1~5min,可彻底清除残留在工件表面的脱脂液及杂物;
(e)酸洗:将步骤(d)处理所得油套管接箍用质量浓度7%盐酸常温洗涤1~5min,以除去工件表面的氧化层及锈蚀;
(f)水洗:将步骤(e)处理所得油套管蒸馏水用常温洗涤1~5min,以初步清除残留在工件表面的酸液及杂物;
(g)蒸馏水水洗:将步骤(f)处理所得油套管接箍再用蒸馏水常温洗涤1~5min,以彻底清除残留在工件表面的酸液及杂物;
(h)表调:用胶体磷酸氧钛四钠调整步骤(g)处理所得的油套管基本的表面状态,调节pH值7.5~8,以改善调整工件基本的表面状态,弥补因脱脂、酸洗等带来的表面缺陷,提供磷化所需要的结晶条件;
(i)磷化:将步骤(h)处理所得油套管接箍浸没在锰盐磷化剂中,温度95~99℃,总酸度保持在55~80Pt,高钢级油套管接箍反应20~50min,低钢级油套管接箍反应10~15min;形成的磷化膜基本成分为Mn3(PO4)2·3H2O、(Mn,Fe)5·H2(PO4)4·4H2O;膜层致密耐磨,膜质量范围可达1.0~40g/mL;
所述高钢级油套管接箍选用:P110、Q125、V140或防硫钢级,低钢级油套管接箍选用:H50、J55、K55、M65、N80、L80、C90或T95;
(j)水洗:将步骤(i)处理所得油套管接箍自来水常温洗涤1~5min,初步除去从磷化溶液带来的、残留在磷化膜孔隙中的可溶性盐;
(k)蒸馏水水洗:将步骤(j)处理所得油套管接箍蒸馏水常温洗涤1~5min,彻底除去从磷化溶液和初步清洗自来水里带来的、残留在磷化膜孔隙中的可溶性盐。
(l)防锈:用水性防锈油对油套管接箍进行防锈处理,使螺纹磷化层的颗粒空隙中贮存一定量的润滑油,进一步改善螺纹表面与周围介质的接触条件,防止在自然条件下长时间风吹日晒、灰尘附着使螺纹表面锈蚀而失去磷化效果。
所用脱脂剂溶液为含有脱脂剂和表面活性剂的溶液;脱脂剂成分及浓度为:Na+2.0×104mg/L和SiO3 2-7.8×103mg/L;表面活性剂为900mg/L的脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基磷酸脂钾盐、十四醇聚氧乙烯醚或琥珀酸单脂磺酸盐。购自上海光华金属表面处理有限公司、上海艾希尔实业有限公司。
本锰盐磷化膜层硬度、承载能力和热稳定性都较大,特别适用于油套管螺纹连接,提高油套管接箍的耐磨性能和磨合性能,当接箍拧接到位突然中断时,磷化膜还能够吸收一定的机械应力,防止螺纹表面损伤。当接箍表面与磷化溶液接触时,在接箍表面上的微阳极区就会产生铁的溶解,同时也开始形成磷化膜层。在磷化膜层下的钢铁表面上也因此而被浸蚀形成致密的、具有一定深度的小凹坑。磷化过的钢铁表面在磨合过程中,大量的磷酸盐被挤压在凹坑内。这些被挤压在凹坑内的磷酸盐一方面可改善摩擦面的粗糙度,另一方面凹坑内的磷酸盐又能吸附润滑剂(本行业内为螺纹脂),保持不流失。当从非摩擦区进入摩擦区时,摩擦面承受的正压力逐渐增大,凹坑内的液压亦随之增高,螺纹脂从凹坑内被挤出,使摩擦面之间形成连贯的润滑油膜,可明显提高摩擦副的耐磨性。只有当钢铁表面受到浸蚀后才能形成致密的凹坑,而凹坑又能被足够数量的磷酸盐填平时,才能起到良好的减摩作用。
本发明的有益效果:磷化工艺优化实施后,磷化层达到了均匀、牢固、完整、无锈迹和基体金属裸露的磷化质量要求,对磷化后的油套管接箍进行跟踪检测,磷化螺纹的整体性能得到加强,油套管使用损坏率明显降低。使用原技术处理的油套管损坏率高,修复工作量大,并且每年有大量因严重粘扣、在现场无法正常卸开而气割报废的油套管;而使用本发明所述防粘扣表面磷化处理技术,油套管在现场使用后因螺纹磨损、粘扣而损坏的数量大大减少,并能基本杜绝油套管刺扣、粘扣事故,油套管螺纹的总体损坏率将大大下降,极大减少油套管螺纹修复量,降低了生产成本,延长了油套管使用寿命,有效控制因油套管螺纹非预期损坏引发的钻井误工和井下事故,能取得显著的综合经济效益。
附图说明
图1:样品1螺纹锰盐磷化样品的四次拧接效果图。
图2:样品2螺纹镀铜样品的一次拧接效果图。
图3:样品3螺纹锌盐磷化样品的两次拧接效果图。
具体实施方式
实施例1 螺纹锰盐磷化(锰盐磷化四次拧接)
使用管体88.9×9.19EU 28CrMO P110S一根,记作样品1,接箍样品作锰盐磷化处理。经测试,各样品的理化性能都在标准范围之内。手动浸式磷化过程为:(a)预脱脂:将油套管接箍浸没在脱脂剂溶液中,温度70~90℃,脱脂5~10min,控制游离碱度在60~90Pt;(b)脱脂:将油套管接箍浸没在脱脂剂溶液中,温度70~90℃,脱脂5-10min,控制游离碱度60~90Pt;所述脱脂剂溶液为脱脂剂溶液及表面活性剂,脱脂剂溶液成分及浓度:Na+2.0×104mg/L、SiO3 2-7.8×103mg/L,表面活性剂浓度为900mg/L,购自上海光华金属表面处理有限公司或上海艾希尔实业有限公司;所述表调剂成分及浓度:胶体磷酸氧钛四钠Na4TiO(PO4)2 0.79×103mg/L;pH缓冲剂、水质调整剂(c)水洗:自来水常温洗涤1min;(d)蒸馏水洗:蒸馏水常温洗涤5min;(e)酸洗:用质量浓度7%盐酸常温洗涤1min;(f)水洗:自来水常温洗涤1min;(g)蒸馏水洗:蒸馏水常温洗涤1min;(h)表调:用磷酸氧钛四钠胶体溶液调整工件基本的表面状态,调节pH值7.5~8;(i)磷化:将步骤(h)处理所得油套管接箍浸没在锰盐磷化剂中,采用加热导热油温控方式控制磷化液温度在95~99℃,总酸度保持在55~80Pt,(高钢级油套管接箍反应20~50min,低钢级油套管接箍反应10~15min);所述锰盐磷化剂成分及浓度:PO4 3-32.7×103mg/L,NO3 -5.8×103mg/L,MN2 +7.1×103mg/L,Ni+0.2×103mg/L;(j)水洗:自来水常温洗涤5min;(k)蒸馏水洗:蒸馏水常温洗涤1min;(l)防锈:用水性防锈油对油套管进行防锈处理;
样品1四次拧接,效果见图1。拧接后螺纹完好,管体螺纹表面光洁,接箍螺纹表面磷化物完好,未露出金属光泽,在拧接的过程中发热量小。
实施例2 螺纹镀铜,本实施例为对照例(镀铜一次拧接)
使用管体88.9×9.19EU 28CrMO P110S一根,记作样品2,接箍样品作镀铜处理。经测试,各样品的理化性能都在标准范围之内。
镀铜工艺:钢铁表面电镀铜,具体工艺略。
样品2一次拧接,效果见图3。螺纹的头部和尾部粘扣,粘扣螺纹有撕裂痕迹,接箍粘扣处螺纹表面镀铜脱落,在拧接的过程中发热量很大。
实施例3 螺纹锌盐磷化,本实施例为对照例(锌盐磷化两次拧接)
使用管体88.9×9.19EU 28CrMO P110S一根,记作样品3,接箍样品作锌盐磷化处理。经测试,各样品的理化性能都在标准范围之内。
锌盐磷化工艺:(a)酸洗:用质量浓度15%盐酸溶液,浸泡10min;(b)水洗:常温自来水,清洗2min;(c)脱脂:每1000L水加25kg的FC-302S脱脂剂,温度70℃,时间10min;(d)水洗:常温自来水,清洗2min;(e)磷化:每1000L溶液里含47kg PB-210磷化剂、20kg AD-10添加剂,温度80℃,时间20min;(f)水洗:常温自来水,清洗2min;(g)热水烘干:80℃自来水,清洗2min;
脱脂剂FC-302S主要成分:Na+3700mg/L,PO4 3-1200mg/L,SiO23500mg/L,CO3 2-1200mg/L,NO2 -700mg/L,表面活性剂(同锰盐磷化)900mg/L。
磷化剂PB-210主要成分:Zn2+7000mg/L,PO4 3-15000mg/L,Fe3+3000mg/L,SO4 2-2000mg/L,NO3 -8000mg/L。
样品3两次拧接,拧接后螺纹表面粗糙,有轻微撕裂痕迹,部分接箍螺纹表面露出金属光泽,在拧接的过程中发热量很大。
Claims (2)
1.一种油套管螺纹防粘扣的方法,其特征在于:采用手动浸式磷化工艺,其步骤为:
(a)预脱脂:将油套管接箍浸没在脱脂剂溶液中,温度70~90℃,脱脂5~10min,控制游离碱度60~90Pt;
(b)脱脂:将步骤(a)处理所得油套管接箍浸没在脱脂剂溶液中再脱脂一次,温度70~90℃,脱脂5~10min,控制游离碱度60~90Pt;
预脱脂及脱脂所用脱脂剂溶液为含有脱脂剂和表面活性剂的溶液;脱脂剂成分及浓度为:Na+2.0×104mg/L和SiO3 2-7.8×103mg/L;
(c)水洗:将步骤(b)处理所得油套管接箍用自来水常温洗涤1~5min;
(d)蒸馏水洗:将步骤(c)处理所得油套管接箍再用蒸馏水常温洗涤1~5min;
(e)酸洗:将步骤(d)处理所得油套管接箍使用质量浓度7%的盐酸常温洗涤1~5min;
(f)水洗:将步骤(e)处理所得油套管接箍用自来水常温洗涤1~5min;
(g)蒸馏水洗:将步骤(f)处理所得油套管接箍在用蒸馏水常温洗涤1~5min;
(h)表调:用表调剂磷酸氧钛四钠胶体溶液调整步骤(g),处理所得油套管接箍基本的表面状态:胶体溶液中的磷酸氧钛四钠Na4TiO(PO4)2的浓度为0.79×103mg/L;调节pH值7.5~8;
(i)磷化:将步骤(h)处理所得油套管接箍浸没在锰盐磷化剂中,采用加热导热油温控方式控制锰盐磷化液温度在95~99℃,总酸度保持在55~80Pt,高级钢油套管接箍反应20~50min,低级钢油套管接箍反应10~15min;所用锰盐磷化剂成分及浓度:PO4 3-32.7×103mg/L,NO3 -5.8×103mg/L,Mn2+7.1×103mg/L,Ni+0.2×103mg/L;
所述高钢级油套管接箍选用:P110、Q125、V140或防硫钢级;低钢级油套管接箍选用:H50、J55、K55、M65、N80、L80、C90或T95;
(j)水洗:将步骤(i)处理所得油套管接箍用自来水常温洗涤1~5min;
(k)蒸馏水洗:将步骤(j)处理所得油套管接箍再用蒸馏水常温洗涤1~5min;
(l)防锈:用水性防锈油对步骤(k)处理所得油套管接箍进行防锈处理。
2.根据权利要求1所述的油套管螺纹防粘扣的方法,其特征在于,所述表面活性剂是浓度为900mg/L的脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基磷酸脂钾盐、十四醇聚氧乙烯醚或琥珀酸单脂磺酸盐。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2010102682100A CN101956188B (zh) | 2010-08-26 | 2010-08-26 | 油套管螺纹防粘扣的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2010102682100A CN101956188B (zh) | 2010-08-26 | 2010-08-26 | 油套管螺纹防粘扣的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101956188A true CN101956188A (zh) | 2011-01-26 |
CN101956188B CN101956188B (zh) | 2012-08-08 |
Family
ID=43483771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2010102682100A Expired - Fee Related CN101956188B (zh) | 2010-08-26 | 2010-08-26 | 油套管螺纹防粘扣的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101956188B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104342697A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-02-11 | 广东美芝制冷设备有限公司 | 免抛光的薄膜型磷化方法及其应用 |
CN108505025A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-09-07 | 湖南金化科技集团有限公司 | 一种锰系磷化液及其应用 |
CN113088950A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-07-09 | 山东腾威石油装备有限公司 | 一种旧油管的修复方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001065753A (ja) * | 1999-08-27 | 2001-03-16 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 油井管用ねじ継手 |
CN1718992A (zh) * | 2005-08-02 | 2006-01-11 | 河北华北石油荣盛机械制造有限公司 | 不锈钢油管接箍内螺纹表面处理方法 |
CN1890403A (zh) * | 2003-12-04 | 2007-01-03 | 住友金属工业株式会社 | 钢材的化成处理前的表面调整处理 |
CN101376970A (zh) * | 2007-08-28 | 2009-03-04 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种用于锰系磷化处理前的表面调整液、制备方法及应用 |
US20090139429A1 (en) * | 2007-12-03 | 2009-06-04 | Ya Thai Chemical Co., Ltd. | Chrome-free corrosion inhibitor composition |
-
2010
- 2010-08-26 CN CN2010102682100A patent/CN101956188B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001065753A (ja) * | 1999-08-27 | 2001-03-16 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 油井管用ねじ継手 |
CN1890403A (zh) * | 2003-12-04 | 2007-01-03 | 住友金属工业株式会社 | 钢材的化成处理前的表面调整处理 |
CN1718992A (zh) * | 2005-08-02 | 2006-01-11 | 河北华北石油荣盛机械制造有限公司 | 不锈钢油管接箍内螺纹表面处理方法 |
CN101376970A (zh) * | 2007-08-28 | 2009-03-04 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种用于锰系磷化处理前的表面调整液、制备方法及应用 |
US20090139429A1 (en) * | 2007-12-03 | 2009-06-04 | Ya Thai Chemical Co., Ltd. | Chrome-free corrosion inhibitor composition |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
《材料保护》 20061130 叶法军,等 表调对汽车涂装磷化成膜的影响 62-64页 1-2 第39卷, 第11期 2 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104342697A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-02-11 | 广东美芝制冷设备有限公司 | 免抛光的薄膜型磷化方法及其应用 |
CN108505025A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-09-07 | 湖南金化科技集团有限公司 | 一种锰系磷化液及其应用 |
CN113088950A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-07-09 | 山东腾威石油装备有限公司 | 一种旧油管的修复方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101956188B (zh) | 2012-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7666266B2 (en) | Surface conditioning prior to chemical conversion treatment of a steel member | |
CA2608390C (en) | Method for preparing metallic workpieces for cold forming | |
CN1035442C (zh) | 清洗冷轧硅钢板用清洗剂 | |
CN101956188B (zh) | 油套管螺纹防粘扣的方法 | |
CN101328583A (zh) | 一种锰系磷化液及其制备方法和应用 | |
US4944813A (en) | Process for phosphating metal surfaces | |
CN104480457A (zh) | 油套管接箍的表面磷化处理方法 | |
CN101333911A (zh) | 小口径冷拔油管及其加工方法 | |
KR100792278B1 (ko) | 인산염 피막 냉간 압조용 스테인리스 강선 및 이를 이용한직결 나사 | |
CN101353948A (zh) | 废弃油井二次开发用25Mn2小口径油管及其加工方法 | |
CN102757853A (zh) | 一种抗极压性好的金属切削液 | |
CN103789522A (zh) | 小直径无缝钢管冷轧新工艺 | |
CN1218798C (zh) | 一种链条的制造方法 | |
US10914009B2 (en) | Method for manufacturing non-phosphate coated metal material for cold heading-plastic working process | |
CN112626317A (zh) | 一种海洋钻井隔水导管螺纹接头的加工工艺 | |
CN101818340B (zh) | 一种零件内腔防锈液 | |
CN112626572A (zh) | 一种钻杆内壁防腐处理的方法 | |
CN103194773A (zh) | 油田钻井用抗腐蚀钻杆及其抗腐蚀处理工艺 | |
CN100554508C (zh) | 采用臭氧作为钢铁磷化促进剂的磷化方法 | |
JP3462632B2 (ja) | 金属材料の塑性加工用水系潤滑剤組成物及びその表面処理方法 | |
CN110872709A (zh) | 一种制动蹄滚轮轴的冷挤压加工工艺 | |
CN104250774A (zh) | 一种石油管接箍的磷化工艺 | |
CN105834237B (zh) | 一种减少冷拔道次的荒管化学处理方法 | |
CN117867485A (zh) | 一种特定膜重的石油套管用磷化膜的制备方法 | |
CN109652189A (zh) | 一种抗菌防锈水基切削液 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20140922 Granted publication date: 20120808 |
|
RINS | Preservation of patent right or utility model and its discharge | ||
PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20150322 Granted publication date: 20120808 |
|
RINS | Preservation of patent right or utility model and its discharge | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120808 Termination date: 20200826 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |