CN105586128A - 一种钻铤专用螺纹脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种钻铤专用螺纹脂，包括以下重量份的成分：膨润土5份～12份；十二羟基硬脂酸6份～13份；二甲基硅油5份～10份；氢氧化锂10份～19份；聚α烯烃油8份～16份；多壁碳纳米管0.5份～1份；固体填料31份～60份；妥尔油脂肪酸1份～5份。本发明一种钻铤专用螺纹脂及其制备方法，具有良好的涂刷性能，能够有效的保护钻铤螺纹表面具有承载高载荷高扭矩的性能。可以较好地保护钻铤螺纹。

Description

一种钻铤专用螺纹脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种钻铤螺纹连接处用的螺纹脂，该螺纹脂也可以用于普通的钻杆螺纹连接处，但尤其适合用于承受复杂载荷的钻铤螺纹连接处。

背景技术

钻铤是钻柱系统中重要的组成构件，钻铤位于钻头之上，钻杆之下，在钻井过程中钻铤承受各种复杂的载荷，主要受到弯曲、扭转、内压和震动等载荷，钻铤会出现断裂、粘扣等失效事故，钻铤的失效事故主要发生在钻铤之间的螺纹连接处，因此钻铤螺纹连接部分就成了最薄弱的环节，为了确保整个钻柱系统的结构和密封完整性就必须想方设法降低钻铤出现失效事故，为了确保钻铤螺纹不出现粘扣等失效事故，必须要求钻铤的材质和钻铤螺纹几何尺寸符合API标准要求，同时在钻铤螺纹表面也必须涂抹合适的螺纹脂，以减少钻铤螺纹出现粘扣的现象，由于钻铤所承受的载荷的复杂性使得其对螺纹脂性能具有较高的要求，而目前油田现场作业时多数是将普通的钻杆用螺纹脂直接涂刷至钻铤螺纹表面，对于一般的钻杆用螺纹脂其在应对钻铤螺纹所承受的复杂载荷方面具有一定的局限性，进而可能会导致钻铤在使用时出现粘扣等失效现象。

面对钻铤螺纹所承受的复杂载荷的情况，就需要设计开发一种专门钻铤使用的螺纹脂，该螺纹脂应该具有良好的承受高载荷、降低钻铤螺纹的磨损和抗粘扣等性能，从而可以有效的减少钻铤出现失效事故的现象。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的技术问题，本发明提出了一种钻铤专用螺纹脂及其制备方法，螺纹脂可以承受高载荷高震动和较优异的抗粘扣性能。

本发明的技术解决方案是：一种钻铤专用螺纹脂，其特殊之处在于：包括以下重量份的成分：

上述固体填料包括以下重量份的成分：

上述螺纹脂包括以下重量份的成分：

上述固体填料包括以下重量份的成分：

上述固体填料的目数不大于53微米。

上述石墨粉为天然鳞片状石墨；

上述膨润土为经过表面处理的膨润土，经过表面处理的膨润土会具备较好的防水性、化学稳定性和热稳定性。

钻铤专用螺纹脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将聚α烯烃油、二甲基硅油和十二羟基硬脂酸依次加入反应釜中；

2)开启低速搅拌装置搅拌，并将温度调低至-5℃～5℃，搅拌30～60分钟；

3)将氢氧化锂加入反应釜中，搅拌过程中将反应釜内温度升温至50～60℃，搅拌约10分钟后，再升温至110℃～120℃继续搅拌1～1.5小时，再加入膨润土，继续搅拌并将温度降至20℃～30℃，并搅拌1～1.5小时；

4)依次加入多壁碳纳米管、石墨粉、滑石粉、铅粉、氟化钙及妥尔油脂肪酸，搅拌2～3小时。

本发明的有益效果：

按照以上配方制备的钻铤专用螺纹脂外观呈黑色粘稠状，具有良好的涂刷性能，能够有效的保护钻铤螺纹表面具有承载高载荷高扭矩的性能。可以较好地保护钻铤螺纹。

具体实施方式

本发明的钻铤用螺纹脂的各种成分分别是：膨润土，5份～12份；十二羟基硬脂酸，6份～13份；二甲基硅油，5份～10份；氢氧化锂，10份～19份；聚α烯烃油，8份～16份；石墨粉，5份～13份；滑石粉，4份～9份；铅粉，20份～32份；氟化钙，2份～6份；多壁碳纳米管，0.5份～1份；妥尔油脂肪酸，1份～5份。

制备方法：按照上述比例首先将聚α烯烃油、二甲基硅油和十二羟基硬脂酸依次加入反应釜中，该反应釜应具有低速搅拌和高速剪切分散装置，且可调速、刮壁和升降温度功能，开启低速搅拌装置搅拌，并将温度调低至-5℃～5℃，搅拌约约30～60分钟后，将氢氧化锂加入反应釜中，然后再搅拌过程中将反应釜内温度升温至50～60℃，搅拌约10分钟后，再升温至110℃～120℃加入继续搅拌1～1.5小时后，再加入膨润土，继续搅拌并将温度降至20℃～30℃，并搅拌1～1.5小时，然后依次加入多壁碳纳米管、石墨粉、滑石粉、铅粉、氟化钙及妥尔油脂肪酸，搅拌2～3小时后即可。

二甲基硅油、聚α烯烃油属于基础油，中国石油、中国石化均有生产并销售。

十二羟基硬脂酸可在苏州宝嘉化工处购买。

氢氧化锂是制备锂基润滑脂的原材料，各化工市场均有销售。

膨润土应为经过表明处理过的有机膨润土，该类型膨润土加入到润滑油脂中会提高润滑油的高低温性能及润滑性能。该类型膨润土可在上海勤昭智能科技有限公司处购得。

本发明中涉及的石墨粉、铅粉、滑石粉和氟化钙等均为润滑和防粘扣填料，其中石墨粉要求属于天然鳞片状石墨，各种填料目数不大于53微米。

妥尔油脂肪酸是一种润滑油添加剂，该添加剂可在上海立森化工科技有限公司处购得。

多壁碳纳米管可在深圳市纳米港有限公司购得。

本发明中所涉及的反应釜，应具有温度调节及控制功能，反应釜除具有低速分散的作用，同时也需要有至少一个高速分散剪切盘。

实施例一

制备方法：按照上述比例首先将13份聚α烯烃油、7份二甲基硅油和8份十二羟基硬脂酸依次加入反应釜中，该反应釜应具有低速搅拌和高速剪切分散装置，且可调速、刮壁和升降温度功能，开启低速搅拌装置搅拌，并将温度调低至-3℃，搅拌约约30～60分钟后，将15份氢氧化锂加入反应釜中，然后再搅拌过程中将反应釜内温度升温至55℃，搅拌约10分钟后，再升温至115℃加入继续搅拌1.2小时后，再加入8份膨润土，继续搅拌并将温度降至25℃，并搅拌1.2小时，然后依次加入0.7份多壁碳纳米管、8份石墨粉、6份滑石粉、27.3份铅粉、4份氟化钙及3份妥尔油脂肪酸，搅拌2.5小时后即可。

实施例二

制备方法：按照上述比例首先将13份聚α烯烃油、7份二甲基硅油和8份十二羟基硬脂酸依次加入反应釜中，该反应釜应具有低速搅拌和高速剪切分散装置，且可调速、刮壁和升降温度功能，开启低速搅拌装置搅拌，并将温度调低至-4℃，搅拌约约35分钟后，将15份氢氧化锂加入反应釜中，然后再搅拌过程中将反应釜内温度升温至55℃，搅拌约10分钟后，再升温至110℃加入继续搅拌1.2小时后，再加入7份膨润土，继续搅拌并将温度降至25℃，并搅拌1.2小时，然后依次加入0.7份多壁碳纳米管、8份石墨粉、6份滑石粉、27.3份铅粉、4份氟化钙及4份妥尔油脂肪酸，搅拌2.5小时后即可。

实施例三

制备方法：按照上述比例首先将11份聚α烯烃油、9份二甲基硅油和8份十二羟基硬脂酸依次加入反应釜中，该反应釜应具有低速搅拌和高速剪切分散装置，且可调速、刮壁和升降温度功能，开启低速搅拌装置搅拌，并将温度调低至-5℃，搅拌约约50分钟后，将15份氢氧化锂加入反应釜中，然后再搅拌过程中将反应釜内温度升温至55℃，搅拌约10分钟后，再升温至115℃加入继续搅拌1.2小时后，再加入8份膨润土，继续搅拌并将温度降至25℃，并搅拌1.2小时，然后依次加入0.7份多壁碳纳米管、8份石墨粉、6份滑石粉、26.3份铅粉、4份氟化钙及4份妥尔油脂肪酸，搅拌2.5小时后即可。

Claims (7)

1.一种钻铤专用螺纹脂，其特征在于：包括以下重量份的成分：

2.根据权利要求1所述的钻铤专用螺纹脂，其特征在于：所述固体填料包括以下重量份的成分：

3.根据权利要求1所述的钻铤专用螺纹脂，其特征在于：所述螺纹脂包括以下重量份的成分：

4.根据权利要求3所述的钻铤专用螺纹脂，其特征在于：所述固体填料包括以下重量份的成分：

5.根据权利要求1或2或3或4所述的钻铤专用螺纹脂，其特征在于：所述固体填料的目数不大于53微米。

6.根据权利要求2或4所述的钻铤专用螺纹脂，其特征在于：

所述石墨粉为天然鳞片状石墨；

所述膨润土为经过表面处理的膨润土。

7.权利要求1至6所述钻铤专用螺纹脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将聚α烯烃油、二甲基硅油和十二羟基硬脂酸依次加入反应釜中；

2)开启低速搅拌装置搅拌，并将温度调低至-5℃～5℃，搅拌30～60分钟；

3)将氢氧化锂加入反应釜中，搅拌过程中将反应釜内温度升温至50～60℃，搅拌约10分钟后，再升温至110℃～120℃继续搅拌1～1.5小时，再加入膨润土，继续搅拌并将温度降至20℃～30℃，并搅拌1～1.5小时；

4)依次加入多壁碳纳米管、石墨粉、滑石粉、铅粉、氟化钙及妥尔油脂肪酸，搅拌2～3小时。