CN102417852B

CN102417852B - 一种无金属环保螺纹脂及其制备方法

Info

Publication number: CN102417852B
Application number: CN 201110322801
Authority: CN
Inventors: 田峰; 上官丰收; 王耀光; 王建军
Original assignee: China National Petroleum Corp; CNPC Tubular Goods Research Institute
Current assignee: China National Petroleum Corp; CNPC Tubular Goods Research Institute
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2031-10-21
Also published as: CN102417852A

Abstract

本发明涉及一种无金属环保螺纹脂及其制备方法。所述无金属环保螺纹脂按其重量百分比计包括55%～70%的铝基润滑脂、10%～25%的天然鳞片状石墨粉、4%～10%的碳酸钙、5%～14%的云母、2%～9%的芳纶纤维、0.5%～8%的石油磺酸钙和0.2%～2%的2,6-二叔丁基对甲酚。本发明无金属环保螺纹脂不同于传统的API螺纹脂，不含有任何重金属，对环境友好，不会污染现场环境，也不会对使用它的钻井员工的身体造成伤害；同时该螺纹脂由于其组成的特殊性，不仅在油套管的上卸扣过程中具有良好的润滑性能，而且在使用过程中可以起到辅助密封作用，完全可以代替含有重金属的传统的API螺纹脂。

Description

一种无金属环保螺纹脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种螺纹脂及其制备方法，尤其涉及一种无金属环保螺纹脂及其制备方法。

背景技术

在石油勘探开发过程中所使用的油管柱、套管柱都是通过螺纹将各个单根管子连成长管柱的，为了尽可能的减少螺纹之间发生粘着，提高螺纹的密封性能，在上扣之前都会在螺纹表面涂敷适量的螺纹脂，以起到辅助润滑和密封作用。目前使用较为普遍的螺纹脂是API油基脂螺纹脂，该类型的螺纹脂除含有部分基础脂和基础油外，还有大量的重金属填料，如铅粉、锌粉、铜粉等，而铅粉、铜粉等此类软金属，具有良好的铺展性，使用时，受到螺纹表面的挤压，一方面可以堵塞螺纹的泄露间隙；另一方面由于在螺纹表面形成一层软金属膜，有效的将同质的螺纹表面隔绝开来，使得各种粘着和摩擦发生在软金属膜内，有效降低了发生粘着的倾向，所以该类型含有铅粉、铜粉等重金属目前螺纹脂在实际作业中得到较大范围的使用；但铅粉、锌粉、铜粉等重金属对环境具有较大的危害，会严重污染当地的土壤、水源等。

随着人们环保意识不断增强，在石油钻采过程中对环境保护也越来越重视，许多传统的操作程序和使用的产品都需要重新修改和评价，其中包括石油钻采过程中使用的螺纹脂。传统的含有铅粉等重金属的螺纹脂含对钻井工人的身体和环境都有很大的危害。所以，综上所述，目前迫切需要一种既不含有重金属填料，又可以在油套管上扣时起到良好密封和润滑作用的新型无金属环保螺纹脂。

发明内容

本发明针对目前迫切对一种既不含有重金属填料，又可以在油套管上扣时起到良好密封和润滑作用的新型无金属环保螺纹脂的需求，提供一种无金属环保螺纹脂及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种无金属环保螺纹脂按其重量百分比计包括55%～70%的铝基润滑脂、10%～25%的天然鳞片状石墨粉、4%～10%的碳酸钙、5%～14%的云母、2%～9%的芳纶纤维、0.5%～8%的石油磺酸钙和0.2%～2%的2,6-二叔丁基对甲酚。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，按其重量百分比计包括62.5%的铝基润滑脂、1%的石油磺酸钙、0.5%的2,6-二叔丁基对甲酚、5%的芳纶纤维、15%的石墨粉、7%的碳酸钙和9%的云母。

进一步，所述铝基润滑脂的稠度等级NLGI为3号。

进一步，所述芳纶纤维为碎屑状，其尺寸为0.1mm～3mm。

本发明还提供一种解决上述技术问题的技术方案如下：一种无金属环保螺纹脂的制备方法包括以下步骤：首先，按上述的配方，向反应釜中加入铝基润滑脂；然后，再加入石油磺酸钙和2,6-二叔丁基对甲酚进行搅拌，再向该体系中加入芳纶纤维继续搅拌；最后，再向该体系中加入石墨粉、碳酸钙和云母继续搅拌。

进一步，再加入石油磺酸钙和2,6-二叔丁基对甲酚搅拌55～75分钟；向所述体系中加入芳纶纤维后继续搅拌55～70分钟；再向该体系中加入石墨粉、碳酸钙和云母继续搅拌2.8～3.5小时。

本发明的有益效果是：本发明无金属环保螺纹脂不同于传统的API螺纹脂，不含有任何重金属，对环境友好，不会污染现场环境，也不会对使用它的钻井员工的身体造成伤害；同时该螺纹脂由于其组成的特殊性，不仅在油套管的上卸扣过程中具有良好的润滑性能，而且在使用过程中可以起到辅助密封作用，完全可以代替含有重金属的传统的API螺纹脂。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

按照本发明无金属环保螺纹脂的配方和工艺制备的无金属环保型螺纹脂是黑色粘稠膏状，该螺纹脂中无论是基础脂还是填料中均不含有重金属，具有良好的环保型。将其均匀的涂抹在螺纹表面后，在上卸扣过程中具有良好的润滑性，在服役过程中具有良好的密封性能，它可以用于油管、套管的螺纹连接处，尤其适合应用于对材料环保性能要求较高的工况条件下。

下面以三个实施例对本发明无金属环保螺纹脂做进一步详细的描述。

实施例1

在本实施例中，首先，向反应釜中加入重量百分比为62.5%的铝基润滑脂，然后再加入1%的石油磺酸钙，0.5%的2,6-二叔丁基对甲酚，搅拌60分钟后，再向该体系中加入5%的芳纶纤维，继续搅拌60分钟后，在向该体系中加入15%的石墨粉，7%的碳酸钙，9%的云母，继续搅拌3小时后即可得到黑色粘稠膏状的无金属型螺纹脂

实施例2

在本实施例中，首先，向反应釜中加入重量百分比为入60%的铝基润滑脂，然后再加入3.5%的石油磺酸钙，0.5%的2,6-二叔丁基对甲酚，搅拌65分钟后，再向该体系中加入6%的芳纶纤维，继续搅拌62分钟后，再向该体系中加入13%的石墨粉，7%的碳酸钙，10%的云母，继续搅拌2.9小时后即可得到黑色粘稠膏状的无金属型螺纹脂

实施例3

在本实施例中，首先，向反应釜中加入重量百分比为64%的铝基润滑脂，然后再加入2%的石油磺酸钙，1%的2,6-二叔丁基对甲酚，搅拌70分钟后，再向该体系中加入6%的芳纶纤维，继续搅拌68分钟后，在向该体系中加入14%的石墨粉，5%的碳酸钙，8%的云母，继续搅拌3.2小时后即可得到黑色粘稠膏状的无金属型螺纹脂

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种无金属环保螺纹脂，其特征在于，按其重量百分比计由55%～70%的铝基润滑脂、10%～25%的天然鳞片状石墨粉、4%～10%的碳酸钙、5%～14%的云母、2%～9%的芳纶纤维、0.5%～8%的石油磺酸钙和0.2%～2%的2,6-二叔丁基对甲酚组成。

2.根据权利要求1所述的无金属环保螺纹脂，其特征在于，按其重量百分比计由62.5%的铝基润滑脂、1%的石油磺酸钙、0.5%的2,6-二叔丁基对甲酚、5%的芳纶纤维、15%的石墨粉、7%的碳酸钙和9%的云母组成。

3.根据权利要求1所述的无金属环保螺纹脂，其特征在于，所述铝基润滑脂的稠度等级NLGI为3号。

4.根据权利要求1所述的无金属环保螺纹脂，其特征在于，所述芳纶纤维为碎屑状，其尺寸为0.1mm～3mm。

5.一种无金属环保螺纹脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，按权利要求1所述的配方，向反应釜中加入铝基润滑脂；然后，再加入石油磺酸钙和2,6-二叔丁基对甲酚进行搅拌后，再向该体系中加入芳纶纤维继续搅拌；最后，再向该体系中加入石墨粉、碳酸钙和云母继续搅拌。

6.根据权利要求5所述的无金属环保螺纹脂的制备方法，其特征在于，再加入石油磺酸钙和2,6-二叔丁基对甲酚搅拌55～75分钟；向所述体系中加入芳纶纤维后继续搅拌55～70分钟；再向该体系中加入石墨粉、碳酸钙和云母继续搅拌2.8～3.5小时。