DE1569895A1

DE1569895A1 - Dichtungs- und Schmiermittel fuer Gewindeverbindungen von OElsondenverrohrungen

Info

Publication number: DE1569895A1
Application number: DE19641569895
Authority: DE
Inventors: Bigelow Herbert Leon
Original assignee: Baker Oil Tools Inc
Current assignee: Baker Hughes Oilfield Operations LLC
Priority date: 1963-12-03
Filing date: 1964-10-02
Publication date: 1969-08-14
Also published as: GB1086720A

Description

Baker Oil Tool s, Inc.

Dichtungs- und Schmiermittel für Gewindeverbindungen von Oelsonden-

verrohrungen

Die Erfindung betrifft Dichtungs- und Schmiermittel und insbesondere Dichtungs. und Schmiermittelmassen für Gewinde von Rohrverbindungen, und zwar insbesondere für die Anwendung dort, wo hohe Drücke vorliegen_e

"Auf dem Gebiet von Oelsonden werden gewöhnlich Rohrverbindungen, be stehend ,inneren und äußeren Gewindeverbindungen angewandt, die auch als Behälter- und Stiftverbindungen (box and pin joints) bekannt sind. Derartige "Verbindungen werden allgemein bei der Oel'sondenverrohrung, Auskleidung und FjJrderleitungen angewandt« Bei dem Aufbau derartiger Verbindungen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, ein Gewinde-Schmiermittel zwecks Erleichtern des Arbeitens anzuwenden. Während der Benutzung werden derartige Verbindungen hohen Drücken unterworfen und die Verbindungen müssen somit entsprechend abgedichtet sein, um ein Leckwerden zu verhindern« Dieses Problem der Ausbildung von leckfreien Verbindungen ergibt sich ebenfalls dort, wo höhe Drücke in hydraulischen oder pneumatischen Systemen mit Gewindeverbindungen beaufschlagt werden. Das Problem eines Verhinderns des leckens unter derartigen Bedingungen ist besonders akut, sobald die Gewinde stark abgenutzt oder ungenau gearbeitet

^sind! 909833/1^09 - ^-~_v

_BÄD

Im Handel sind eine Reihe Produkte für Rohrgewinde_o Keines derselben hat sich jedoch, als vollständig zufriedenstellend bei den hohen Drücken und ebenfalls den hohen Temperaturen erwiesen, wie sie bei dem Arbeiten in OeIfeidern auftreten» Es sind viele Gewindeprodukte gekannt, die zu einer Dichtung führen, die hohen Drücken in der

. 3

Größenordnung von etwa 350 bis 420 kg/cm widerstehen können, Obgleicl· einige Gewindeprodukte der handelsüblichen Art gegen ein Leckwerden bei Drücken in der Größenordnung von 700 kg/cm wirksam sind, sind dieselben doch nur bei guten Gewinden wirksam. Dort wo die Gewinde jedoch nicht genau gearbeitet oder abgenutzt, korrodiert oder beschädigt sind, vermögen sogar diese letzteren Produkte nicht wirksam hohen Drücken z„B. in der Größenordnung von 700 kg/cm zu widerstehen Weiterhin vermögen viele derartiger Produkte nach dem Stande der Technik nicht derartig hohen Drücken bei Temperatur von etwa 260 bis etwa 33O⁰C insbesondere dort zu widerstehen, wo die Gewinde abgenutzt oder ungenau gearbeitet sind»

Es ist bekannt, fasern, wie Glasfasern, Asbestfasern, Wolle und Zasei fasern in Schmierfett einzuarbeiten. Derartige Schmierfettmassen werden jedoch hauptsächlich als Radlagerungs- oder Chassisschmiermittel angewandt und sind nicht für die Anwendung als Gewindeabdichtungsprodukte vorgesehen, die Hochdruck-Dichtungsmittel darstellen, und insbesondere Hochdruck-Dichtungsmittel, die gegenüber hohen Temperaturen fest sind.

Wie ausgeführt, wird weiterhin der Aufbau geeigneter Gewindedichtungs produkte durch das Problem erschwert, eine ausreichende Abdichtung bei hohen Drücken für derartige Gewindeverbindungen und insbesondere ^ verjüngt zulaufende Gewinde zu erzielen, die einer erheblichen Ab-

co nutzung unterworfen sind, wie dies bei der Rohr ausrüstung für OeI- -» felder üblich ist₀

^ Somit liegt inabesondere der Erfindung die Aufgabenstellung zugrunde, ein verbessertes Hochdruck-Rohrgewindeprodukt zu schaffen _a Dieses Produkt soll überlegene Schmier- und Dichtunggeigengohaften im Ver-

gleich zu den derzeitigen Produkten aufweisen.

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung besteh darin, ein Gewindeprodukt der angegebenen Art zu schaffen, das insb sondere bei Arbeiten mit Oelsonden unter Auebilden einer Hochdruck-Abdichtung gegen Lecks insbesondere bei hohen Arbeitstemperaturen wirksam ist. Dieses Produkt soll eine Hochdruck-Abdichtung für die Verbindungen stark abgenutzter Gewinde darstellen, und das Erstelle, festerer Verbindungen unter Anwenden geringerer Drehkraft als bei d bekannten Produkten ermöglichen, wodurch die Abnutzung der Gewinde verringert wird»

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung besteh in der Schaffung eines Gewinde produkt es der angegebenen Art, das nicht zu einem "Einfrieren" der Gewindearmaturen aufgrund eines nie ausreichenden Schmierens oder aufgrund der Korrosion führt, so daß das Beaufschlagen einer übermäßigen Drehkraft für das Auseinanderschrauben der Verbindung erforderlich ist. Das erfindungsgemäße Pro dukt ist insbesondere für das Abdichten von Verbindungen von Rohren geeignet, in denen korrodierende Flüssigkeiten transportiert werden und soil weiterhin ein leichtes und schnelles Auftragen ermöglichen

Das erfindungsgemäße Produkt läßt eich weiterhin leicht aus übliche zugänglichen Materialien zusammenstellen, die relativ billig und wirtschaftlich in der Anwendung sind.

Es wurde gefunden, daß die angegebenen Aufgabenstellungen und Vorte Ie vermittels eines Gewindeabdichtungsprodukte« erzielt werden könr das im wesentlichen aus einem ^aupanteil eines Trägers in Form eine

ο schmierfettartigen Materials besteht, d.h. ein Malarial mit schmierfettartiger Konsistenz und einem geringen Anteil eines Schmiermitte ^ in Form eines festen, deformierbaren, körnigen Kunststoffes in Suefvj pension in dem schmierfettartigen Material· Ein besonders wirksames

<d .!.".aterial als Füllmittel für die erfindungsgemäßen Zweck« sind die Körner eines unter der Bezeichnung Teflon im Handel befindlichen

■ BAD ORIGINAL⁴ ~

■ Materials, das ein Tetrafluoräthylenharz ist» Somit können gewöhnliche Gewindeprodukte, die im wesentlichen auf der Grundlageeines Schmierfettes erstellt sind, durch des Einarbeiten der plastisch . deformierbaren Körner, z„B. Teflonkörner in der erfindungsgemäßen Weise eine wesentliche Verbesserung erfahren, Prüfungen haben gezeigt, daß da« erfindungsgemäßen Gewindeabdichtunge produkt», z.B· ein Gewindeabdichtungsprodukt auf der Grunudlage eines Schmierfettes mit darin dispergieren Teflonkörnern, und zwar in bestimmten Anteilen, wie es weiter unten beschrieben ist, außergewöhnliche Hochdruck-Abdichtungs- und Schmier eigen schäften besitzt« Es wurde somit gefunden, daß die Anwendung eines derartigen plastischen, körnigen Zusatzmittels in einem schmierfettartigen Träger an verjüngt zulaufenden Gewindeverbindungen von Oelsondenverrohrungen Drücken in der Größenordnung von 700 bis I4OO kg/cm bei Temperaturen von etwa 33O⁰C selbst dann widersteht, wo die Gewinde stark abgenutzt oder ungenau gearbeitet sindo Im Gegensatz hierzu zeigen die handelsüblichen und bisher auf dem einschlägigen Gebiet angewandten Materialien bei tieferen Drücken ein Lecken,, Weiterhin ist für das erfindungsgemäße Produkt eine geringere Drehkraft erforderlich, um im Vergleich mit herkömmlichen Gewindeprodukten, ein Zusammenschrauben des gleichen Gewindes bis zu der gleichen Stelle zu erzielen, und dies beruht wahrscheinlich auf der verringerten Reibung, die sich durch den speziellen, deformierbaren, gekörnten Kunststoff, wie Teflon ergibt« Da d&« erfindungsgemaß angewandte körnige, plastische Material die Leckwege wirksam in der weiter unten beschriebenen Weise abdichtet, und da ein festeres Zusammenschrauben mit .geringerer Drehkraft ermöglicht wird, werden die Gewinde gegen eine vorzeitige Abnutzung geschützt, wobei gleichzeitig ii· Anwendbarkeit and die Lebensdauer der Gewinde verlängert ' ^

wird. Das Festhalten des Schmiermittel trägers in den Gewinden unter Cⁱ

Anwenden der deformierbaren !unstetoffkörner, wie gekörntes Teflon, ^c

verringert die Neigung zum "Einfrieren" der Gewinde und vermeidet cq

hohe Lösedrehkräfte,, Durch die erfindungsgemäßen Produkte werden jedoch. Verschraub ungen gehalten, selbst wenn die Verbindungen längeren Vibrationen und Arbeitsbelastungen unterworfen werden. Di Verbindungen lösen sich leicht und sauber ohne ein Pressen auf grün der überlegenen Schmiermitteleigenschaften des ijö'migen Kunststoff z,B₀ Teflon, und bewirken das Festhalten des Schmiermittelträgers durch diB Abdichtungswirkung des körnigen Kunststoffs«,

Die Kunststoffkörner, wie Teflon, weisen eine hohe Temperaturfesti keit auf und sind wirksam für das Abdichten von Gewinden bei Temperaturen von etwa 33O⁰C Dies geschieht praktisch ohne Zerstör des Zusatzmittels und das Produkt bleibt bei diesen erhöhten Tempe türen wirksam. Weiterhin weist das Gewindeabdichtungsprodukt Visko sitätseigenschäften auf, die ein leichtes Anwenden derselben bei Rohrgewinden sogar bei kaltem Wetter vermittels einer Bürste ermöglichen, so daß eine erheb liehe Zeitersparnis eintritt, während das erfindungsgeiiäße Produkt in die Verrohrung einer OeIbohrung ei führt wird, $hter Anwenden der Künste toffkörner, Z₀B₀ Teflon, gemischter und klassierter Teilchengröße in einem schmierfettartigen Träger können Gewinde verschiedener Größen und Profile und mit unterschiedlichem lichten Raum abgedichtet werden» Beiterhin sind die Zusatzmittel, wie Teflon, chemisch inert und wirksam als Gewin oder Verbindungsabdichtungen unter korrodierenden Bedingungen» Da erfindungsgemäße Gewindeabdichtungsprodukt ist ebenfalls stabil, kann nicht eingeengt werden, oxydieren oder härten und dies weder in einem offenen Behälter noch auf einem Gewinde»

cd Die Viskosität, Dehnung und Gelfestigkeit des bei den erfindungs-

o .·"■"■■■

<° gemäßen Produkten angewandten sdimierfettartigen Trägerg sollte de: oo

^ gestalt sein, um die als Füllmittel angewandten deformierbaren

_> Kunststoff teilchen in Suspension zu halten, so daß diese Teilchen oo in der weiter unten beschriebenen Weise eine erfindungsgemäße ver-

besserte Druckabdiohtung ergeben,, Ein weiterer erfindungsgemäßer V

~BAD

teil besteht darin, daß durch die Ausbildung dieger Suspension kein Rühren oder Vermischen des Produktes wc jeder Anwendung erforderlich ist. So werden durch einen Träges der die Konsistenz und Viskositätseigen schäften eines schweren OeIs oder Sohmierfettes aufweist, die deformierbaren Kunststoffteilchen oder Körner, wie z.B. Teflon in Suspension gehalten und ermögliche! so eine leichte Anwendung der Gewindeabdichtungsprodukte. Die Fähigkeit des Trägers die deformierbaren Kunststoffteilchen bei erhöhten Temperaturen in Suspension zu halten, hängt von der Fähigkeit des Trägers gtb, eine ausreichende Viskosität bei erhöhten Temperaturen beizubehalten»

Diese Konsistenz- und Viskos i täte eigen se haften des Trägers werden durch die Ausdrücke "Eindringen" bzw_e"Uebergangspunkt" gemessen. Der .Ausdruck "Sindringen" oder "Arbeit«penetration" und das Haß der Konsistenz ist als die Tiefe in Zehnteln eines Millimeters definiert, die ein Standardkegel in den Träger unter vorgeschriebenen Gewichtsbedingungen, Zelt- und Temperaturbedingungen nach aSTH Prüfung • 217-60 T eindringt» Der Ausdruck "Uebergangspunkt", der ein Maß der //iderstandsfähigkeit gegenüber Viskositätsänderung in dem Träger bei erhöhten Temperaturen ist, wird als die Temperatur definiert, bei der der Träger unter den Bedingungen des ASTM-Tests D566-42 von dem halbfesten in den flüssigen Zustand tritt. Die Arbeitspenetration des in den erfindungsgemäßen Produkten angewandten Schmierfettes kann bei 25⁰O in dem Bereich von 200 bis etwa 500 liegen. Der Uebergangspunkt eines derartigen Schmierfettes kann bei einem derartigen Schmierfett, das eine Metallseife enthält, kann in dem

Bereich von 3O⁰O bis etwa 33O°G liegen. Je höher der Uebergangspunkt co

° ' ist, um so geeigneter ist das Schmierfett, Derartige Schmierfette to jedoch, die vermittels z_eB„ Tonen gelieren, können einen Uebergangs-

-ν punkt höher als 33O°O aufweisen. Obgleich gute Ergebnisse dann er-

*° zielt werden können, wenn der Träger oder das Schmierfett eine Penetration oder Uebergangspunkt praktisch in dem oben definierten Bereich aufweisen, können diese Werte auch außerhalb dea-oben angege-

BAD CRiGlNAL" ⁷ "

—γ —

benen Bereiches liegen, wobei trotzdem noch eine Gewindeabdiehtungf masse mit verbesserten Schmier- und Abdichtungseigensohaften erzieC wird.

Der Träger sollte bestimmte zusätzliche Eigenschaften aufweisen, uc denselben für die Anwendung in OeIf eidern als Verrohrung-und Ford er leitungs-Abdiohtungen geeignet zu machen. Diese Eigenschaften sind angemessene Schmiermittelqualitäten, und keine Zerstörung oder starke Yoluaenveränderung bei Temperatur von 156⁰C₀ und darüber, kein Auftreten einer Instabilität und Widerstandsfähigkeit gegenübf Wasaerabsorption.

erfindungsgemäße Beispiele für Träger, die als Bestandteil für das/Geweindklabdichtur produkt für OslfeIdanwendungen geeignet sind, sind Schmierfette, die ein Uineralöl und eine geringe Menge eines Metalls, z.B. Aluminium, Calcium oder lithium, Seife einer Fettsäure, wie Aluminium- oder Lithiumstearat enthalten. Zusätzlich zu dem M neralöl um einer geeigneten Metallseife kann, jedoch muß nicht, das Schmierfett weitere Materialien, wie Graphit und f sin zerkleinerte Metallen wie Blei, Kupfer und Zink enthalten, Schmierfette, die im wesentlichen viskose Erdölfraktionen enthalten und seifenfrei sind, jedoc weitere gelbildende Substanzen, wie Tone, aufweisen, können ebenfalls als Träger iflr die erfindungsgemäßen Gewindeabdichtungsprodul te angewandt werden.

Wo das erfindungsgemäße Produkt auf anderen Gebieten als Erdölfeldern angewandt wird, können weitere Träger schmierfettartiger Konsistenz in Abhängigkeit von dem besonderen Gebiet angewandt wer-

^ den. So können z.B. Schmierfette auf Silikongrundlage dort ange-

o ■

co wandt werden, wo das Gewindeprodukt bei niedrigen Temperaturen ang·

ω wandt werden soll, oder es können Pflanzenölabkömmlinge als Träger co

^ dort in Anwendung kommen, wo die Gewindeprodukt bei Nahrungsmittel-

oo oder chemischen Verfahren angewandt wird. *

BAD

Die in den schmierfettartigen Träger zum Herstellen der erfindungegemäßen Produkte eingearbeiteten Füllmittel sind zähe, feet·, deformierbare Kunetetoffe, vorzugsweise Thermoplasten, und werden vorzugsweise in Körner- oder Flocken form angewandt. Der Zusatz derartiger Kunststoff körner oder Teilchen zu dem «chmierfettartigen Träger ' beeinflußt die oben beschriebenen zweckmäßigen Eigenschaften desselben nicht, sondern dient zur wesentlichen Verbesserung der Abdichtung«- und Schmier eigenschaften des Trägers· Die Kunststoffkörner sollten in der Lage sein in dem obigen schmierfettartigen Träger in Suspension zu verbleiben und dieselben sollten vorzugeweise eine Druckfestigkeit von etwa 70 bis etwa 1400 kg/cm und vorzugsweise einen Elastizitätsmodul beim Zug von etwa 3500 bis 35000 kg/cm aufweisen« Beispiele für Füllmittel, die erfindungsgemäß angewandt werden können, sind Fluoriehlsestoffharze, wie Tefrafluoräthylenharze, z.B. Teflon, und Trifluorchloräthylenharz·» z.B. KeI-F, Polyamidharze, wie Nylon, Kautschuk, z.B. Butadien-Acrylnitrilcopolymere, wie Hycar, Polyäthylen- und Polypropylenharze, Styrolpolymere und Vinylpolymere,. wie z.B. Polyvinylchlorid· Bevorzugte Füllmittel, die erfindungsgemäß erfolgreich angewandt worden sind, sind Teflon, Eylon und Kautschuk. Diese Füllmittel können getrennt oder in Kombination, z.B. eine Kombination aus Teflon- and Nylonkörnern, angewandt werden.

Die obigen Füllmittel sind zweckmäßigerweise elastisch oder plastisch verformbar unter des mechanischen Druc, der auf die vorderen— und seitlichen Oberflächen der in Eingriff kommenden Gewinde beaufschlagt wird, wodurch es ermöglicht wird, die Füllmittel in jeden vorliegenden Hohlraum zu quetschen und zu verdichten. Die Auswahl der speziellen Art der in Anwendung kommenden Körner hängt von der beabsichtigten Anwendung deB Gewindeprodukteβ und den physikalischer und wirtschaftlichen Eigenschaften des Feststoffes ab, wie der Temp era turf es ti gk ei t, chemischen Stabilität, Zerreißfestigkeit und den Kosten. Teflon mit seiner hohen Temperaturiestigkeit ~- 9 -

COPY SAD 0,-"HNAL

«teilt den zweckmäßigsten Kunststoff für die Anwendung bei Gewinde abdicht ungeprodukten nach der Erfindung für OeIf eidzwecke dar. Wie weiter unten angegeben, ist sowohl die Teilchengröße des Füll·, mittel«, wie Teflon, als auch die Verteilung der Teilchengröße in dem Mllmittelgemisoh für eine gute Abdichtungefähigkeit des Prod . te« von Wichtigkeit.

Die Erfindung wird im folgenden beispiel«weise unter Bezugnahme a

die beigefügten Zeichnung« erläutert:

Fig. litt die gelösten inneren und äußeren Teile einer verjüngt

zulaufenden Gewindekupplung·

I¹Ig* 2 zeigt eine Rohrkupplung, die au« den inneren und äußeren A

schnitte naoh ?ig. I hergestellt worden ist.

Pig. 3 ist eine vergrößerte Einzelheit des schraubenförmigen Gewi.

degang·« der Gewindeverbindung nach Pig. 2.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 zeigen die Bezugszeichen 10 und 1 die äußere und inneren Teile, die al« Behälter- und Stiftverbindu: gen bekannt sind, einer verjüngt zulaufenden Gewiniekupplung· Jed dieser Teile 10 und 14 weist Gewinde 12 und 16 auf. Dia Form die« Gewinde ist zum besseren Verständnis übertrieben gezeigt*

DAe Gewindeabdiohtungs- und Sohmiermittelprodukt wird vermittele geeigneter Vorrichtungen, z.B. Bürsten, auf die Gewinde an einem oder beiden Teilen 10 und 14 aufgebracht, um , wie bei 18 gezeigt einen Film de« Schmiermittel-und Abdichtungsproduktes auf den Gew: den aufzubringen· Das Bezugszeichen 20 zeigt den deformierbaren Kunststoff, wie z.B. Teflon, wobei die Körner im den Gewindeab- <o dichtungsprodukt suspendiert sind. Die Kupplung wird vermittels

JJJ Gewindeeingriff der Teile 10 und 14 veraohraubt, wobei Drehkräfte

ω geeigneter Größe zum Befestigen der Teile 10 und 14 angewandt wer-

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*° ' . BAD CRiGlNAU(J₅₀AY

■ - ίο -

Die Pig. 2 und 3 zeigen die Mengt dee in dem Gewindeprodukt 18 . vorliegenden körnigen Kunststoffes, wie Teflon. Diese Menge wird, wie weiter unten im einzelnen beschrieben, so ausgewählt, daß dlt Kunstetoffkörner 20 zusammen mit dem größtem Teil oder der Gesamtmenge des Träger« von den flächen benachbart zu der Vorderseite und den Seitenteilen 23 da"« Gewindes vermittels Druckkrafttaufschlagen zwischen diesen Teilen stranggepreßt werden können. Di» Kunststoff körn er werden zusammen mit dem größten Teil oder der Gesamtmenge des Trägers in den schraubenförmigen lichten Baum 22 zwischen dem Ansatz 24 und der Kuppe 26 de« Gewinde« gequetscht, Hierdur oh wird das Gewindeprodukt 18 in dem schraubenförmigen Höht·]} Raum 22 abgedichtet und eingeschlossen, wodurch ein· wesentlich· Metall-an-M·tall Berührung zwischen der Vorderseite 21 und den Seitenteilen 23 der benachbarten Gewinde aufrechterhalten wird· Diese Teile können an den Stellen getrennt werden, wo ein lichter . Raum durch den Film auf dem Gewindeabdichtungsprodukt vorliegt, um so sicherzustellen, daß die Verbindung fe«t verschraubt bleibt« Eine Hetall-an-lietall Berührung zwischen Torderteil und Seitenteile benachbarter Gewinde ist bei Anwendungsgebieten erforderlich, die eine elektrische Kontinuität, wie z.B. bei elektrischen leitungen, erfordern·

Um die oben beschriebenen Abdichtungs- und Schmiermitteleigenschäften zu erzielen, ist eine genaue Steuerung der in das Gewindeabdichtungeprodukt eingearbeiteten Kunatatoffiörnermenge erforderlich· Wenn mehr ale 45 Gew. ^ de« körnigen Kunststoff-Füllmittels angewandt ο werden, wird die zusätzliche Verbesserung praktisch verringert und

CD · - '

OD da« Produkt wird unzweckmäßig dick und schwierig bei der Anwendung

^ω in Hohrgewinden zu handhaben. Wenn zu wenig KunetstoffkÖrner in dem ^ Gewindeabdichtungsprodukt vorliegen, werden die Abdichtungs- und

<o Schmiereigenschaften des Produktes erhefclich verringert. Somit sollten nicht weniger al« 2', Gew.^ des festen, deformier bar en, körnigen

BAD ORiGlNAi- 11 -

Kunststoffes, wie z.B. Teflon, in. dem Gewindeab dicht ungsprodukt ang wandt werden. Gewöhnlich liegt die Menge der angewandten Kunststofί körner in dem Bereich von etwa 2 bis etwa 40 Gew.$ des Produktes. Es wurde gefunden, daß ein besonders wirksamer Anteil der Kunststof körner in einem Bereich von etwa 5 bis etwa 30 Gew.^ des Produktes liegt. Im Hinblick auf die Anteile des Kunststoff-Füllmittels, besteht der restliche Anteil des Produktes im wesentlichen aus dem oben angegebenen Schmierfett artigen Träger.

Wie weiter oben angegeben, spielt die Teilchengröße des deformierbaren Kunststoffkörner, sowie die Verteilung der verschiedenen Teilchengrößen indem FttTlmittelgemisch eine bedeutende Holle, um eine genau· Ab dicht unga wirkung des erfindungsgemäßen Gewindeabdichtungsproduktes zu erzielen· Um ein ausreichendes Verdichten der Kunststoff körner oder Teilchen zwischen dem Ansatz und dem lichten Raum an der Kuppe, wie z.B. bei 22 in den Zeichnungen gezeigt, zu erzielen, 1st es erforderlich, daß in dem Gemisch der Kunst stoff körner, wie z.B. dem Teflongemisch. Teilchen vorliegen, die eins maximal· Größe aufweisen und wenigstens so groß oder etwat größer sind, als der liohte Raum zwischen unterem und oberem Ende. Diejenigen Teilchen in dsm Fttllmittelgemisoh, die bei Vorliegen In ausreichender Menge und Verteilung in dsm Träger kleinere Siebgrößf aufweisen, führen su einer ausreichenden Wirkung an genügend Kunststoff, so daß dieselben nicht nur als Füllmittel, sondern auol als Schmiermittel dienen.

Ee wurde gefunden» daß die Kunststoffteilehen bei der Anwendet in _w Oelsondenausrtlstungen eine Siebgröße nicht wesentlich kleiner als to 0,074 mm lichte Maschenweite und im allgemeinen in einem Bereich ω vonO,84 - 0,074 mm lichte Maschenweite aufweisen sollten. Vorzugs- *"* weise sollte der Hauptanteil der Kunst st off körner eine Teilchen-O₀ größe aufweisen, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,84 mm hinducchgejgen und auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von C,074 «as: zurückgehalten werden, BAD

Wenigstens 75$ der Körner weisen vorzugsweise die oben angegebenen Siebgrößenbereiche auf«, Weiterhin sollte ein wesentlicher Anteil der körnigen Kunststoff teilchen, z.B« in dem Bereich von etwa 15 etwa 50 Gew.$ der Kunstst offteilchen, durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,84 mm hindurchgehen und durch ein Sieb · mit einer lichten Maschenweite von 0,42 mm zurückgehalten werden,.

Es wurde gefunden, daß die in d er folgenden Tabelle I angegebenen Teilchengrößen und Anteile für Abdichtungen von Gewinden bei OeI-s ond en Verrohrungen besonders geeignet sind. Diese Werte sind nur beispielsweise gezeigt und stellen keine Begrenzung dar.

Tabelle I

Maschengröße Gew.-Prozent Hrößenbereich Gew. $

(mm) hindurchgehend. (mm)

0,84 99,6 *< 0,84 0,4

0,42 69,1 0,84-0,42 30,5

0,177 7,8 0,42-0,177 61,3

0,149 4,9 0,177-0,149 2,9

0,105 2,0 0,149-0,105 2,9

0,074 0,9 > 0,074 9,9

Jeus dieser Tabelle ergibt sich, daß der größte Teilchenbereich in einer bedeutenden Menge zwischen 0,84 und 0,42 mm lichte Maschenweite vorliegt. Dies entspricht einer Teilchengröße mit einem Durchmesser bis zu 0,203 mmbis etwa 0,254 mm. Der normale radiale lichte Raum zwischen dem unteren und oberen Ende, d.h. der lichte Raum 22, einer 8-GewAnde-Api-Form (8 Gewinde pro Zoll) wie sie bei OelsondenVerrohrungen und Auskleidungen angewandt wird, beträgt etwa 0,075 mm und kann normalerweise bis zu 0,203 mm aufgrund der Aenderungen in den Herstellungstoleranzen betragen« Aus der obigen Tabelle ergibt sich weiterhin, daß der Hauptanteil der Teilchen in dem Gemisch (etwa 92$) eint Größe in dem Bereich von 0,84 und 0,42

Q - . ■ .- ■ ■

^ mm lichte Maschenweite aufweist, jedoch eine bedeutende Menge

Γ · (30,5$) g»3ßer als 0,84 und 0,42 mm l.M. ist. Dieses Material großer' =j >'-"""■■■ . ■ " · .

> Teilchengröße, von dem" ein wesentlicher Anteil einen größeren Durch- §

messer als der lichte Raum am unteren und oberen Ende des Gewindes

aufweisen kann, ist von Wichtigkeit, da diese großstückigen - 13 - ώ

Teilchen bei dem Here in press en in die lichten Räume, Z₀B₀-22, wie in der Zeichnung gezeigt, wäirend des Ausbildeng der Gewindeverbindung in derartigen lichten Räumen unterAusbilden der Druckdiohtung deformiert und verdichtet werden.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise erläutert» In dem
folgenden Beispiel finden die folgenden Träger Anwendung: Produkt I ist als API modifiziertes, kupferenthaltendes Schmierfett unter dem Warenzeichen "Jet-Lube" bekannt. Produkt II wifd unter der Bezeich-. nung Chevron Drill Pipe lubricant und Produkt III unter der Bezeichnung "Shell Darina".in den Handel gebracht. Diese drei Träger weisen die unten angegebenen Zusammensetzungen auf. Die Produkte I und II sind als solche bekannt und stellen Gewindeprodukte nach dem Stand der Technik dar«

ν Produkt I

Bestandteile

Aluminium-Stearat Grundschmierfett enthält einen Haupt anteil an Mineralöl und Aluminiumstearat

Graphit

Bleipulver

Kupferflocken

Ziinkstaub . -

Arbeitspenetration bei 25⁰O

Uebergangspunkt

Produkt II

Mineralöl

Galciumacetat-Seifengrundlage Graphit

Bleioxyd

Viskosität bei 38°C ■

Arbeite penetration bei 25°C Uebergangspunkt

Produkt III

Mineralöl enthaltender Mikrogel-Verdicker Arbeitspenetration bei 25⁰O Viskosität des Mineralöls bei 38⁰O

Gew. ¹

35,9$ -

18,0 30,5 3,3 > 12,3 3IO-34O 88°0, minimal

- 1500 SSU 450-480 26O⁰O

280

540 SSU.

9.0.9 83 3/T 2 ÖS

ORIGINAL _ 14 _

Beiapial 1

Es werden drei Nippel und drei Kupplungen für Druckprüfungen hergestellte Die Behälter und Stifte dieser Prüfetücke werdin mit A, B und O gekennzeichnete Die für diese Prüfung ausgewählten drei Nippel bzw. Ansοhlußstücke sind schlechter Qualität dahingehend, daß die Vorder- und Seitenflächen der Gewinde rauh sind» Die Kupplungsgewinde sind guter Qualität. Diese Prüfstücke werden in verschiedenen Kombinationen zusammengeschraubt und der Druck bei verschiedenen Drehkraftvers chra üb ung en geprüft«, Hierbei wird als Gewindeabdichtungsprodukt (a) das Produkt I keine Kunststoffkörner enthaltend, (b) Produkt I mit Nylonkörnern mit einer lichten Maschenweite von 0,100 mm in einer Menge von etwa 18 Gew.^ de» Gesamtproduktes und (o) das Produkt HJ mit Nylonkörnern einer lichten Maschenweite vors etwa 0,100 mm in einer Menge von etwa 18 Gew.$ des Gesamtproduktes. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle II angegebene -In der Tabelle II stellt "L" lecken und "NL" kein Lecken bei dem angegebenen Druck dar.

Tabelle II

Gewindeab dichtung s-	Anschluß	Kupplung	σ	A	L	Verschraubungsdrehkraft in	,8 24.6 69.1 138.3	L 630 L	NL 700"	mkg
produkt	stück			L		gewandter Druck kg/cm*		WL 700	166.0
	A	A		L	ang	L 320		L 686
Produkt I	B	B			210	L 350		NL 700 NE 700 NL
	0	C		280	L 294		NL 700 NL 700
	A	G	L	140
	C	A	L			504
	A	A	L
Produkt I	B	B		574
mit Nylon	G	G		546
körnern	A	C	L	280
	C	A	NL
	A	A	L
Produkt III	B	B	L	49D
mit Nylon	G	σ	L	700
körnern	A	504
	C	210	700
		406

909833/1289 ^BAD

Die Ergebnisse der Tabelle II zeigen die gesteier&erte Druckdichtungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Produkts unter Anwenden von Nyionkörnern im. Vergleich, zu vorbekanntem Gewindeprodukt I unter Weglassen der Hylonkörner, insbesondere bei der Anwendung an abgenut ζten Gewin den„

Beispiel 2 "

Eine Kombination aus 6 Ansatzstücken aus rostfreiem Stahlder Type 304 und Kupplungen warden angewandt unter Beaufschlagen einer Drehkraft von 41|9 mkg,, Hierbei sind alle Verbindungen gereinigt, geprüft und entweder mit zwei Proben Teflonkörnern und Träger angeordnet. Eine Probe besteht aus dem Produkt II, das 5 Gew.^,gekörntes Teflon mit einer Teilchengröße von etwa 0,100 mm aufweist, und das andere Probe besteht aus dem Produkt II» das 10 Gew.$ gekörntes TefiOh."-ait--.;der";ob-igen Teilchengröße enthält. Diese Anordnung wurde vor decnJärliitzen unter einem Druck von 840 kg/cm geprüfte Dieselbe wird sodann einem abwechselnden Erhitzen und Abkühlen von Normal-■" teaperator auf 295^PCin einer hießen Oelleitung über eine Zeitspanne von 10 Tagen (etwa 96 Stunden Betriebsseit) unterworfen. Nach dieser längeren Zeitspanne wird dieselbe wiederum einem.'.Wasser— druck von 700 feg/cm unterworfen, wobei kein Lecken auftr4tt₀ Das Lösen- dieser Verbindungen liegt in eisern Bereich von 29 - 37»4 mkg, W-Ob&i;.der Durchschnitt bei einer Drehkraft von etwa 24» 6 mkg liegt. Die Ergebnisse dieser Prüfungen zeigen die Hoch-druck-Abdichtungsfähigkeit der Gewindeprodukte, die auf einer Gewindeverbindung aus SehQierfstt und Teflonkörnern bestehen, wobei die Verbindung sowohl erhöhten als auch Normaltemperaturen unterworfen ist.

Es wird eine erste Reihe Prüfungen, wie in den Beispielen 3 bis 5 angegeben, durchgeführt unter Anwenden von Prüfstücken aus inneren and äußeren Gewindepassungen mit einem Durchmesser von 73,025 mm, ciie" .verjüngt zulauf ende Gewinde mit 8 Gewinden pro Zoll aufweisen.

.'■■■.ν 909 83 3/1-28-9 "~" ---^₁₆-

iÄD ORIGINAL

Diese Passungen sind aus S'tahl· gefertigt und stellen die Sorte dar, wie sie üblicherweise in Oelsondenverrohrungen angewandt wird. Die für die Prüfungen ausgewählten Gewindestücke wiesen ausgesucht schlechte Qualität auf,

Beispiel 5

Sei dieser Prüfung warden die Gewinde mit dem Produkt I überzogen, das keine körnigen Kunststoffzusätze aufweist· Im folgenden werden " die Anziehdrehkräfte und Drücke angegeben*, die auf jede Verbindung beaufschlagt werden.

Tabelle III

Verbindung Nr₀ Anziehdrehkräfte mkg Druck, bei dem ein Lecken

- auftritt (kg/cm*

3 20,8 210 . > 69,1 420

4 20,8 420

69,1 350

5 20,8 140 .

69,1 .294

Beispiel 4

Bei dieser Prüfung besteht die Gewindeprodukt aus einem Gemisch aus 82$ des Produktes I und etwa 18 Gew.$ gekörntem Nylon« Das insbesondere angewandte Nylonprodukt weist eine derartige Teilchengröße auf, daß 80$ der Teilchen eine lichte Maschenweite von 0,100mm und 20$ eine kleinere Größe als 0,100 mm aufweisen. Die angewandten Anziehdrehkräfte und der Druck, der auf jede Verbindung beaufschlagt wird, sind im folgenden angegeben·

Tabelle IV

Verbindung Kr· Anziehdrehkraft mgk Druck, bei dem ein

lecken auftritt, kg/cm

> 3 20,8 574

> 4 20,8 546 [ 5 20,8 280

' Beispiel 5

I-

ι , Die bei dieser Prüfung angewandte Gewindeprodukt besteht aus 82 Gew,$ des Produktes III und 18 Gew.$ gekröntem Nylon von etwa 0,100 mm₀ Die Anziehdrehkräfte und Druck, die auf jede Verbindung beaufschlagt werden, sind im folgenden angegeben. ^BAD

Tabelle V ;

Verbindung Nr. Anzieh drehkraft mkg . Druck, bei dem ein Leoken -auf-'

;■:■-.. · · . - tritt kg/cm^a :

3 20,8 490 . ■ ■ ■ ■

69,1 .leckt nicht bei 700

■ 4 20,8 leckt nicht bei 700

69,1 leckt nicht bei 700

, 5 ■ ' ■' 20,8 504

. 69,1 686

Es ergibt eich aus den Beispielen 3 bis 57 daß der Zusatz deformierbarer Kunststoffkörner, wie Hylonkörner, zu dem sohmierfettartigen Träger, wie in den Beispiel« 4 und 5 angegeben, die Gewindeabdichtungseigengchaften des Trägers wesentlich verbessert, und daß eich eine ,verbesserte Abdichtungsfähigkeit des Produkts in Verbindungen schlechter Qualität ergibt, die wwohl unter Anwenden hoher Drehkraftwerte als auch niedriger Drehkraftwerte angezogen worden sind ο

Bei einer zweiten in den Beispielen 6 bis 15 aufgezeigten Prüf reihe bestehen die angewandten Prüfvebbindungen aus 2,54 cm rostfreien Stahlansatzstücken der Type 304 und Kupplungen. Es werden verschiedene Grewindeproduktzueammensetzungen für die Prüfungen gemischt, die aus den folgenden Bestandteilen besteheno

....'· Tabelle VI

G-ewindeabdichtungs- Prozent Träger Prozent Kunststoff

Produkt (GeW₀^) (Gew.%) ■

Zusammensetzung A 100$. Produkt II 0°ß> Teflon

Zusammensetzung B 955^ Produkt II 5^ Teflon

Zusammensetzung G 90°/» Produkt IT IO5& Teflon

Zusammensetzung D 75°/ Produkt II 25$ Teflon

Zusammensetzung E 60$ Produkt II- 40$. Teflon

Zusammensetzung I Teflonband

Die Teflonkörner, die in den Trägern der Zusammensetzungen B bis E angewandt werden zum Ausbilden der Gewindeabdichtungsprodukte, die in den folgenden Beispielen angewandt werden, stellen ein Produkt mit der in der Tabelle I angegebenen Teilchengrößenverteilung darβ

' 909833/1289 ' "*· _Ίο ·

BAD OR^GiNAL - 18 -

Beispiel 6

Die Zusammensetzung A wird auf Gewinde der Verbindung 8 angewandt und bei einer Drehkraft von 69,1 mkg angezogen, nachdem die Verbin-

dung abgeschraubt worden ist, Ee werden 27»9 mkg maximaler Drehkraft zum Abschrauben oder Lösen dieser Verbindung benötigt. Die Zusammensetzung A wird erneut unter Süaziehen bei 103,7 mkg Drehkraft angewandt, wobei zum lösen der Drehkraft und Abschrauben der Verbindung 27i4 mkg benötigt werden. Die Zusammensetzung A wird erneut angewandt, die Verbindung bei einer Drehkraft von 69,1 mkg angezogen

•j
und einem Ytf'asserdruck von 280 kg/cm unterworfen, bei dem dieselbe zu lecken begann„ Die Verbindung wird sodann abmontiert, die Zusammensetzung A erneut angewandt, und die Verbindung bei einer Drehkraft von 41,4 mkg verschraubt. Sodann v/ird erneut Druck beaufschlagt., wobei die Verbindung bei einem Druck von 280 kg/cm leckt_β Die Verbindung wird erneut abmontiert, gereinigt, die Zusammensetzung A erneut angewandt und die Verbindung mit einer Drehkraft von 24» 5 mkg angezogen» Bei der Druckbeaufschlagung auf das Innere, beginnt die Verbindung bei 35 0 kg/cm zu lecken» Zum Lösen der Verbindung wird eine Drehkraft von 8,15 mkg benötigt.

Beispiel 7

Die Zusammensetzung B wird auf die Verbindung 9 angewandt und dieselbe mit einer Drehkraft von 69,1 mkg angezogen» Dieselbe löst sich mit einer Drehkraft von 22,1 mkg„ Die Zusammensetzung B wifd erneut angewandt, die Verbindung mit 103,7 mkg Drehkraft aufgeschraubte Die Lösedrehkraft belief sich auf 26,6 mkg. Die Zusammensetzung B wird erneut angewandt und die Verbindung mit einer Drehkfaft von 69,1 mkg angezogen« Sodann wird Wasserdruck bis zur Druckgrenze der Verrohrung beaufschlagte Die Verbindung wird abgeschraubt und die Zusammensetzung B erneut angewandt und bei 41,4 mkg Drehkraft angezogen und erneut ohne Leckwerden einem Druck von 840 kg/cm

909833/1289 .

unterworfen. Zusammensetzung B wird erneut angewandt, bei 24»5 mkg angezogen und die Verbindung beginnt bei einem Druck von 959 kg/cm zu lecken. Sie Ausle'sedrehkraft beläuft eich auf 4_f42 mkg.

Bei dem Vergleich der Ergebniese dee Beispiels 7 mit dem Beispiel ergibt eich nicht nur die verbesserte Hochdruck-Dichtungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung B gegenüber der Zusammensetzung A bei verschiedenen Drehkräften, sondern das Beispiel 7 zeigt, daß die Lösedrehkraft für die mit der Zusammensetzung B behandelten Prüfstücke entsprechend den diesbezüglichen Anschraubdrehkräften kleiner als für die Zusammensetzung A in dem Beispiel 6 ist,

Beispiele 8 bis 12

Es werden ähnliche wie in den Beispielen 6 und 7 aufgezeigte,Prüfungen an verschiedenen Prüfverbindungen unter Anwenden der Zusammensetzungen G bis P durchgeführte sowie eine weitere Prüfung, bei der kein Gewindeprodukt angewandt wird· Die Ergebnisse dieser Prüfungen, sowie auch, der Prüfungen der Beispiele 6 und 7 sind in derfolgenden Tabelle "VII angegeben. In der !Tabelle bedeutet "L" Lecken und "NL" kein Lecken,, bei den angegebenen Drücken,,

tabelle YII

Beispiel Zusammen-	setzung	Prüf-	L	L	Anschra	ub-Drehkraft in	kp/oB	mkg
	A ■	Verbin-		L	69.1	41.4	L	24,5 a^£ )
6	B	8	HL	L	CA AA pi, 5 Ff OtAJ* 280	L 280	L	350
7	G	9	L		UL 840	L	960
8	D	10		840	—	L	700
9	E	11	630	L 630	L	525
10	P	"12	665	L 665	L	350
11	kein Gewinde	15	350	L 35	350
12	produkt	13	5,6	Gewinde ernstlich ge
			fressen

_o Es ergibt sich aus der Tabelle VIJ , daß Gewin de ab dicht un ge zusammen-

co eetzuxigei B bis E, kdie Teflonkörner suspendiert in d em Produkt II ■< als Träger enthalten, als Gewindeabdichtungen bei Drücken von etwa _Q ^₀ 980 kg/cm wirksam eind, während die Zusammensetzung A, die kein ^m'

cc Teflon enthält, and die Zusammensetzung P in ■ Form von Teflonband

verursacht. Die Zusammenset zungen B und C dieser Prüfungen waren den Zusammensetzungen D und E überlegen.

Beispiel 15

Die Zusammensetzung B wird auf die Verbindung 9 angewandt und dieselbe ohne Lecken bei 41»4 bis 840 kg/cm angezogen, Dieselbe wird · sodann erhitzt und bei einer Temperatur von 295⁰C 8 Stunden lang gehalten und sodann auf Räumtempera'tur abgekühlt. Diese Temperaturbehandlung wird 10 Tage lang durchgeführt, nachdem ein Druck von 700 kg/cm ohne Lecken beaufschlagt wird.

Beispiel 14

Die Zusammensetzung C wird auf die Verbindung 10 angewandt und dieselbe mit 41,4 mkg Drehkraft angezogen und einem Druck von 770 kg/cm ohne Leckwerden unterworfen. Sodann wird auf 295⁰C erhitzt und. abgeäühlt, wie es im Beispiel 13 beschrieben ist. Nach 10 tägiger Temperaturbehandlung·wird ein Druck von 700 kg/cm beaufschlagt, ohne daß ein Leckwerden auftrat.

■ Beispiel 15

Die Zusammensetzung B wird auf die Verbindung 17 angewandt, die zuvor bei der Prüfung ohne irgendein'Schmiermittel (siehe Beispiel der Tabelle VII) ernstlich gefressen hat. Die Verbindung wird mit einer Drehkraft von 41»4 mkg verschraubt. Obgleich die Verbindung

. s bei früheren Prüfungen unter einem Leitungswasserdruck von 5,6 kg/cm leckt, widerstand dieselbe bei dieser Prüfung einem Druck von 350 kg/cm ehe ein Lecken eintritt. Wach'10 tägiger Temperaturbe-

_o handlung gemäß Beispiel 13 wird ein Druck von 700 kg/cm beauf-D schlagt, wobei kein Lecken eintritt.

_o Die obigen Prüfungen, insbesondere die Beispiele 6 bis 15, zeigen, ■» daß der Zusatz von 5 bis 40$ gekörnten Teflons mit einer Teilchen- · größe und Teilchengrößen verteilung gemäß Tabelle I, das in einem herkömmlichen schmierfettartigen material oder Träger suspendiert ist, die Druckdichtungs eigenschaften derartiger Produkte bedeutend

- *■

BAD ORIGINAL " ^2?- "COPY

■verbessert. Die Verbesserung der Dichtungseigenschaften hängt nicht nur von dem Träger, sondern ebenfalls von dem Kunststoff und der T eilchengröße desselben, sowie der Teilchengrößenverteilung des Kunststoffes ab„ Es ist offensichtlich, daß unter hohen Temperaturbedingungen, als auch bei Baumtemperatur, die Dichtung se igen schäften durch den Zusatz des Kunststoffes verbessert werden« Derartige Gewinde widerstehen somit, obgleich die Gewindeverbindüngen der Beispiele 13 bis 15 so hohen -Temperaturen ausgesetzt worden sind, die zum Verdampfen oder Ausßroakren des Trägers (295⁰O) ausreichend sind, hohen Drücken unter erhöhten Temperaturen und erscheinen feucht und gut benetzt mit dem Gewindeabdichtungsprodukt, nachdem dieselben ■ unmittelbar nach, dem Abschrauben anschließend an die Temperaturbehandlungsprüfung, geprüft werden. Diese Beobachtung

körniger .läßt erkennen, daß deformierbares/Kunststoff nicht nur ein lecken •verhindert, das zu einem Auslaugen oder Austrocknen des Gewindeschmiermittels führen würde, sondern- ebenfalls als Schutz dafür dient, daß ein Zersetzen oder Verdampfen des Trägers durch Hitze verhindert wird,

Beispiel 16

Es werden Proben von Gewindeprodukten aufgeschraubt, die unterschied liehe Korngrößen und Füllmittel, insbesondere Teflonkörner enthalten Hierbei wird das Produkt II als Träger in einem Verhältnis Füllmittel zu Träger von 1 bis 10 Gew.Teilen (9>17°) Teflonkörner angewandt. Die so ausgebildeten 8 Proben der Gewindeprodukten weisen die folgenden Siebgrößen der Teflonkörner auf_o

Füllmittelρrufung .Siebgröße bzw. Maschen-Proba■ ITr₀ größe mm

1 -0,74

2 -1,05+0,74

3 . -0,149+1,05

4 ■ -0,177+0,149

5 -0,250+0,177

6 -0,42+0,250

7 -90903 37 1289 -0,84+0,42

8 ■ * . . ^ΌΌ -2,00+0,84

- -—* t

— 22 —

Für die Prüfung werden 73»025 mm Rohransatzstücke wie sie in OeI-feldverrohrungen angewandt werden, benutzt. Die verschiedenen oben angegebenen Gewindeprodukte werden auf die* Gewinde dsr verschiedenen Prüfstücke aufgebracht, und die Verbindungen bei 13,8 mkg Drehkraft angezogene Die Druckprüfung wird bei 840 kg/cm oder nach Auftreten eines Leckens durchgeführt. Die Tabelle VIII gibt die so erhaltenen Ergebnisse wieder.

Tabelle VIII _

Druck Lecken Gehalten

840 840

840 840

Prüf-Kr.	Füllmittel Hr₀ ge prüft in Gewindeprodukt
(D	1 2
(2)	3 4
(3)	5 6
(4)	7 8
Pe] (9)	1 3 . ■ 5 6 7 • 7 8
(10)	1 2
(H)	5 7
(12)	5 6
(13)	6 5
(14)	6 7
(15)	00 00
(16)	8

763

840 840

640

735

840

840 840

640

840 840

785 785

840 840

360

840 840

Die in der Tabelle VIII zusammengefaßten Prüfungen zeigen, daß ' -« großkörnige Füllmittel oder Teflonkörner bessere Dichtungseigen- g schäften als kleinkörnige Teilchen aufweisen. So scheinen Gewinde- G

produkte aus den Füllmitteln der S-ei«»i d-=r Proben (5) bis (8) -

im allgemeinen gegenüber den Gewindeprodukten aue den Füllmitteln der Proben Cl) bis (4) überlegene Dichtungeeigenschaften zu besitzen. Diese Prüfungen zeigen, daß je größer die Korngröße des Füllmittel«, um so wirksamer die Dichtungseigenechaften sind.

Beispiel 17

Ee werden Prüfungen in praktisch der gleichen wie im Beispiel 16 beschriebenen Weise mit der Ausnahme durchgeführt, daß Ansatzstücke angewandt werden, die Gewinde mit flachgemachten oberen Teilen zum Naohahmen abgenutzter Gewinde aufweisen. Die flachextf-obeüen.... Gewindeteile weisen eine Länge von 1,015 mm kauf und die Aufschraub-Drehkraft wird auf 179»5 mkg erhöht. Die Zahlenwerte und Ergebnisse dieser Prüfungen sind in der folgenden Tabelle IX aufgezeigt.

	Prüfstück	Tabelle IX	lecken	Druck iükg/ck ) Gehalten
Prüfung-Nr.	Fl F2	Füllmittel Hr.	217
(D	F3 F4	1 . 2	280
(2)	F=I F2	3 4		840 840
i3)	F3 F4	5 6		840 840
U)	• 7 8

Aus der obigen Tabelle ergibt sich, cLaB bei Torliegen von Prüfstücken mit abgeflachten oder abgenutzten Gewinden und höheren Aufschraub-Drehkräften die Teflonfüllmittel der Beispiele 5 bis 8 r;it größerer Teilchengröße überlegene Dicht ungs eigen schäften aufweisen.

Beispiel 18
Es werden zwei Gewindeprodukte unter Anwenden des Produkts II als

Träger und Viton Kautschuk hergestellt, der in der folgenden ^r ψ

Tabelle unter "V" dargestellt ist_o Der Viton Kautschuk, der als jg

Füllmittel in Form von Körnern angewandt wird, ist ein Copolymeres Q

S des Vinylidenfluorid es und Hexafluorpropylens. Eines dieser Gewinde·*-

pr-i iulct e. mit der Bezeichnung "V₁" wir': ducch Vermischen eines COPY

Gewicht βteile Füllmittel mit 10 Teilen Träger hergestellt, wobei das Püllmittel eine Teilchengrößenverteilung der folgenden Maechengrößen aufweist.

Gewiohtsteile · MaaohengröBe

3 -0,84+0,42 mm

15 -0-, 42+0,250 mm

2 -0,2500,177 mm

Dae zweite Gewindeprodukt «teilt dasjenige dar, dae au« einem Gemisch von zwei Gewichteteilen Füllmittel und 10 Teilen Träger hergestellt worden ist. Dieses zweite Gemisch trägt die Bezeichnung "V," in der folgenden Tabelle und besteht au« Teilchen der folgenden Maechengrößc:

Gewichtst« ile MaachengröBe

1 -2,00+0,84 mm

2 ' -0,84+0,42 mm i 1 . -0,42+0,250 mm

Zwei Crewinieprodukte ähnlichen den Obigen werden mit der AuenaMme hergestellt, daß anstelle von Viton-Kaut8ehuk Körner von Eycar Buna-N 77-83, hart angewandt werden, die aus einem Butadien-Aerylnitril-Copolymer en bestehen. Diese beiden Produkte tragen die Bezugszeichen "D₁" und "D₈" in der folgenden fabeile.

E« werden Prüfungen ähnlich denjenigen in den Beispielen 16 und 17 an Rohr an« atz «tück en mit der Ausnahme durchgeführt, daß die Gewinde dieser Ansatzstücke obere Teile aufweisen, die unter Nachahmen einer Abnutzung flaohgemacht sind. Die länge dieser flachgemachten oberen Teile in einem Satz Ansatzstücke beträgt 1,53 mm und die Länge derttlb«n in den restlichen Ansatzstücken 1,76 mm. Nach Anwenden der entsprechenden Ge win de produkte Y₁, V,, D₁ und D₁ auf die verschiedenen Prüf ans atz stücke, werden dieselben mit einer Drehkraft von 180 mkg rerschraubt und einem Druck von 84Ο kg/cm unterworfen oder .bit ein Lecken eintritt. Die Zahlenwerte und Ergebnisse dieser Prüfungen sind in der folgenden Tabelle X angegeben.

9 0 9 8 3 3/1289 „ - .35 -

	Tabelle X	Bim abfttfaldhten Gewinden	Druok Leoken	154 168 98 256	Gehalten
Prüf-Nr.	Prüf-Aneatz stück Gewindeprodukt Gemisch Nr. ent- hfiil tend	7-1 D-I	-
	dep top 1.53	7-1 D-I .			840 840
1	Hl H2	min ebbeflachten Gewinden		840	840 840
2	H3 H4	D-I 7-1 7-1 7-1 7-2 D-2		350
	i cn tod I«78	7-2 -2		840 840
3 A I	12 K3 £2 14 Kl	D-I 7-2		840 840
8	K3 K4	D-I 7-2	840 840
9	Kl E2	7-1	840
10	E3 K4	D-2 D-I
11	Kl		840 840
12	£4

Wie «ioh aue der obigen Tabelle ergibt, tritt kein Leoken bei einem Druok von 840 kg/o ta in den 1,53 mm abgeflachten Gewinden unter Anwenden entweder d©8 Produkts V₁ oder des Produkt« D₁ ein. Ee ergibt sich weiterhin, daß kein Leoken bei einem Druok von_840 kg/cm unter Anwenden der Gemische 2 bis 10 (Füllmittel au Ir ag er ), d_oh. die Gemisohe Y₈ und D_s in den 1,78 mm abgeflachten Ansatzstücken eintritt. ·

Aus den obigen Beispielen ergibt sich, daß obgleich Kautschuk&örner als Füllmittel zum Ausbilden von Gewindeprodukten recht zufriedenstellend sind, die Teflonkörner jedoch gegenüber dem Kautschuk bei längerem Aue setzen gegenüber Temperaturen und Druck überlegen sind, und Teflonteilchen überlegene Sciimierwirkung besitzen, ^

9 0-983 3/1 2 8 9' ■

Ee werden Prüfungen unter Anwenden von Ge windeaüdiciitunge-Produkt en durchgeführt, die al« It ag er da« Produkt III, Tranemi««ion«öl, Eiainu«öl bzw. Crieoo (ein pflanzliche« Stauohfett) enthalten. Beijede» dieeer Träger werden Teflonkörner al« füllmittel mit einer Teilch engrößenverteilung von weniger al« 2/6 auf 0,84 um zurückfehlaten und weniger al« lOjfc durch 0,177 mm hindurchgehend, wobei dtr re«tlich# Anteil tod 88^ durch 0,84 on hindurchgeht und iuf 0,177 am ζurücJlgehalt en wird, angewandt. Zwei Proben de« Gewindeprodukt«· werden für jtden der vier Träger hergestellt, wobei «in· Probe el* Gewichte-ν erhält nie yon 1OjI (Trag er «u Füllmittel) und die anderen «in Ctd»·» Verhältnis von 10i2 (Träger tu füllmittel) aufweisen. Die«β Prüf* Produkt« werden auf 1,53 mm abgeflaoht· Ansatestückenden aufgebaacht, die τ emit te 1« einer Drehkraft von IQO mkg hergestellt werden Es wird ein Druck von 840 kg/cm beaufschlagt, bl« «in lecken eintritt·

Di·«· Prüfungen zeigen, daß die Lo bi« 2 Gew.Anteile von Träger au

be«««r Füllmittel/al« die 10 zu 1 Gemische von Träger zu Füllmittel sind. Ebenso widerstehen die 10 zu 2 Gewindeprodukt-Gemisehe unter Anwenden de« Produkt« III und Crieco al« Träger einem Lecken in nahezu allen Fällen bei einem Druck von 840 kg/cm . Da« Produkt III und Crieco «teilen al« Träger überlegenere Produkte al« Rizinusöl und Tran«mi««ion«öl dar.

Bei«pftel 20

Da« Prüfverfahren de« Beispiel« 4 wird praktisch wiederholt mit der Ausnahme, daß anstelle von Kyloükörnern entsprechende Gewindedichtungeprodukte unter Anwenden dew Produkte I als Träger und Teilchen der folgenden thermoplastischen Materialien als Füllmittel angewandt werden,, Die Teilchen groß en verteilung ist ähnlich derjenigen für die Nylonkörner nach Beispiel 4„

90983.7 1289 "bad

Cl) KeI-P Trifluorchloräthylenharz C.2) Polyvinylchlorid C3) Polyäthylen C4) Polypropylen. ,

Die erhalten·» Ergebnis*β sind ähnlich denjenigen» wie βie nach Beispiel 4 erhalten wurden·

Erfindung«gemäß wird ein· Gewindeabdichtungsprodukt erhalten, dae •in plastisches, körn ig te deformierbares Material enthält, wobei Teflon ale Füllmittel ata geeignetesten let. Dieses Produkt ist gegenüber vorbekannten «inechlägigen Produkten unter anderem auch dadurch überlegen, daß dasselbe in der Lag· ist eine Hochdruck-Abdichtung zu ergeben, die gegenüber Flüssigkeiten und Gasen bis su 33O⁹C wirksam ist, schmierende Eigenschaften aufweist, die ein stärkeres Vsrschrauben unter Anwenden geringerer Drehkraft ermöglichen· Weiterhin ist es möglich, das Verschrauben selbst bei Vibration und unter Belastung auszuführen· Ein Lösen der Verschraubung ist leicht ohne Fressen der Gewinde «rzielbar, und ee ergibt sich eine Verlängerung der Lebensdauer der Gewindeausriietong. Das Produkt läßt sich leicht durchherkömmliches Aufbürsten oder in anderer geeigneter Weise, wie z.B. aus einer ^tlAusdrück^tl-Plasche, aufbringen.

0 9 8 3 3/ Ί 289 sad

Claims

patbntanwsltb __ 1569895

1. Gewindeabdichtungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß dasselbe

aus einem Hauptanteil eines Schmierfettes oder schmierfettartigen

t-Material« und einem geringen Anteil eines festen, deformieren, körnigen Kunststoffs in Suspension in dem Schmierfett oder schmierfettartigen Material besteht.

2. Giwindeabdichtung«mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des gekörnigen Kunststoffes höchstens etwa 45 Gew.$> beträgt.

3. Gewindeabdichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch: gekennzeichnet, daß der Anteil des Schmierfettes odir schmierfettartigen Materials etwa'60 bis etwa 98 Gew,$, während der Anteil des körnigen Kunststoffe« etwa 40 bis etwa 2 Gew.$ beträgt.

4· Gewindeabdichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hörnige Kunststoff eine Druckfestigkeit von etwa 70 bis etwa 1400 kg/cm und einen Elastizitätsmodul bei der Beaufschlagung von Zugspannungen in der Größenordnung von etwa fciSOO- bis 35»000 kg/cm aufweist, wobei die lichte Maschenweite des körnigen Kunststoffs nicht wesentlich kleiner als 0,074 mm beträgt.

5· Gewindeabdichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß da« Schmierfett oder schmierfettartige Material eine Penetration bei 25°C von etwa 200 bi« «twa 500 uad einen Tropf ρ unkt von etwa 32° bi« etwa 328⁰C aufweist.

6, GewindetbdichtuBgsmittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der körnige Kunststoff thermoplastisch ist und eine lichte Maschsnweite von kleiner al« «twa 0,84 mm besitzt, wobei di·? Anteil d·· Schmierfette oder schmi«rfettartigen Materials sich auf etwa 70 bis 95 G«w.$ und der Anteil des körnigen Thermoplasten auf etwa 30 bis 5 Gtw.# beläuft. 909833/1289

BAD OBiQlNM.

Gewindeabdichtungsmittel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der körnige Kunststoff au« einem Tetra- fluoräthylenharz, Nylon und/oder Kautschuk besteht.

8« Gewindeabdichtungemittel nach Anspruch 71 dadurch gekennzeichnet, daß das Schmierfett oder «chmierfettartige Material Mineralöl und Metallseife enthält.

9, Gewindeabdichtungsmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmierfett oder schmierfettartige Material ein Mineralöl und einen Ton enthalte .

10* Gewindeabdichtungsmittei nach einem der Ansprüche 7,8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptteil des körnigen Kunststoffs eine lichte Masohenweite in dem Bereich von -0,84 bis +0,177 aufweist.

11. öewindeabdiohtungsmittel nach Ansprüchen 7 bis 10,dadurch gekennzeichnet, daß ein wesentlicher Ante il des körnigen Kunststoffs eine lichte Masfahenweite von -0,84 bis + 0,42 mm aufweist,

12o ¥e«indeab dichtungsmittel nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnetj daß der Hauptanteil des körnigen Kunststoffs wenigstens 75 Gew.^>_t und ein wesentlicher Anteil desselben etwa 15 bia etwa50 GeW₀^ beträgt»

90983 3/12 89 ^BA0

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