EA013333B1 - Новый способ проектирования и обработки трубных соединений - Google Patents
Новый способ проектирования и обработки трубных соединений Download PDFInfo
- Publication number
- EA013333B1 EA013333B1 EA200702222A EA200702222A EA013333B1 EA 013333 B1 EA013333 B1 EA 013333B1 EA 200702222 A EA200702222 A EA 200702222A EA 200702222 A EA200702222 A EA 200702222A EA 013333 B1 EA013333 B1 EA 013333B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- metal
- coating
- threaded
- ratio
- zinc
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000013461 design Methods 0.000 title description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 85
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 67
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H zinc phosphate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 45
- 229940077935 zinc phosphate Drugs 0.000 claims description 44
- 229910000165 zinc phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 44
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 42
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 36
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 28
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 22
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 22
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 22
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 11
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- SPDJAIKMJHJYAV-UHFFFAOYSA-H trizinc;diphosphate;tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O SPDJAIKMJHJYAV-UHFFFAOYSA-H 0.000 abstract description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 20
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 20
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052827 phosphophyllite Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 5
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 4
- CPSYWNLKRDURMG-UHFFFAOYSA-L hydron;manganese(2+);phosphate Chemical compound [Mn+2].OP([O-])([O-])=O CPSYWNLKRDURMG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005955 Ferric phosphate Substances 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 229940032958 ferric phosphate Drugs 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 3
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 229910000399 iron(III) phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 2
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000008521 reorganization Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000002783 friction material Substances 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
- F16L15/001—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads
- F16L15/004—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads with axial sealings having at least one plastically deformable sealing surface
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Forging (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Spark Plugs (AREA)
- Fishing Rods (AREA)
Abstract
Описан способ обработки резьбового соединения, включающий определение времени обработки, достаточного для получения требуемой толщины покрытия из гопеита, и нанесение по меньшей мере на часть резьбового соединения (3, 4) покрытия из фосфатирующего состава в течение времени, достаточного для формирования покрытия из гопеита с заданной толщиной покрытия.
Description
Изобретение относится к поверхностной обработке резьбовых соединений обсадных труб для нефтяных и газовых скважин, а также колонн труб с уплотнениями металл-металл. Более конкретно, изобретение относится к заданию отношения фосфофиллита (2п2Ре(РО4)2-4Н2О) и гопеита (2п3(РО4)2-4Н2О) при цинкфосфатировании резьбового соединения с целью повышения его стойкости к истиранию.
Уровень техники
Различные соединения обсадных труб, короткие колонны закрепляющих труб и другие трубные изделия находят широкое применение при бурении, завершении и эксплуатации скважины. Так, обсадные трубы могут вводиться в скважину, чтобы стабилизировать пласт или обеспечить его защиту от повышенных давлений внутри скважины (т. е. от давлений, превышающих внутрипластовое давление).
Секции обсадных труб могут быть присоединены одна к другой в варианте торец-к-торцу с помощью резьбовых соединений, сконструированных таким образом, чтобы обеспечить уплотнение (герметичный барьер) между внутренним объемом соединенных обсадных труб и кольцевым пространством, образующимся между наружными стенками обсадных труб и стенками скважины. Указанный барьер может представлять собой, например, уплотнение металл-металл, образующееся на стыке между торцами. Примеры подобных уплотнений металл-металл описаны в патентах США №№ 5423579 и 2893759, принадлежащих заявителю настоящего изобретения.
Уплотнения металл-металл, применяемые в резьбовых соединениях относительно тонкостенных труб, используемых в нефтяных скважинах, могут иметь малые углы (менее 10°), измеряемые от центральной оси резьбового соединения и применяемые с целью наиболее эффективного использования тонких стенок труб.
Используемые в нефтяных скважинах трубные изделия крупного диаметра, которые характеризуются относительно большим отношением И/ΐ (отношением номинального диаметра трубы к номинальной толщине ее стенки), могут обладать овальностью или другими отклонениями от заданного профиля вследствие нестабильности параметров производственного процесса или повреждений от неправильного обращения. Когда уплотнения металл-металл используются в резьбовых соединениях для обсадных труб большого диаметра, конструктор резьбового соединения часто вынужден увеличивать взаимное перекрытие между поверхностями, формирующими уплотнение в собранном (свинченном) состоянии, чтобы гарантировать, что никакие отклонения трубы от круглой формы сечения не ухудшат качество уплотнения. Перекрытия в уплотнениях обычно измеряются в тысячных долях дюйма на один дюйм номинального диаметра трубы. Значения данных перекрытий могут лежать в интервале от 0,0025 до 0,0045 дюйма на дюйм номинального диаметра трубы. Например, уплотнение металл-металл на трубах с номинальным диаметром 16 дюймов (40,6 см) может иметь в собранном состоянии перекрытие по диаметру в интервале от 0,040 до 0,072 дюйма.
В контексте данного описания под трубными изделиями большого диаметра понимаются трубы с номинальным диаметром, равным или превышающим 9,375 дюйма (23,8 см), хотя преимущества изобретения необязательно ограничиваются трубами указанных размеров.
Кроме того, в настоящее время обычное требование со стороны фирм, занимающихся бурением нефтяных и газовых скважин, состоит в том, что резьбовые соединения на обсадных трубах большого диаметра должны выдерживать много циклов сборки-разборки. Другими словами, такие соединения должны быть способны к многократному свинчиванию и развинчиванию без каких-либо неблагоприятных эффектов, таких, например, как истирание поверхностей уплотнений металл-металл.
Истирание - это явление, хорошо известное специалистам в данной области. Истирание может рассматриваться как результат нежелательной потери смазки, которая часто вызывается значительными напряжениями при большой длине соединения. Следовательно, истирание является особенно существенным для применяемых в нефтедобыче трубных изделий, имеющих малые контактные углы (малые контактные углы, разумеется, соответствуют большим длинам соединения). Кроме того, истирание характерно для трубных изделий большого диаметра потому, что с большими диаметрами ассоциируются более высокие контактные напряжения.
Требование в отношении многократного осуществления соединений обусловлено желанием гарантировать (в случае возникновения проблемы, например препятствия в стволе скважины при спуске в нее обсадной трубы) возможность подъема обсадной трубы из скважины на время, требуемое для устранения проблемы, и повторного спуска и закрепления указанной трубы. Обычное требование в отношении сборки-разборки состоит в том, что резьбовое соединение должно быть пригодно для трехкратной сборки и двукратной разборки. Данное требование позволяет осуществить, в случае необходимости, два пробных спуска перед окончательным спуском и закреплением обсадной трубы в скважине.
Перед сборкой резьбовых соединений, используемых в нефтяных скважинах, на них обычно наносят специализированную густую смазку для трубных резьб (называемую также трубной пастой). Трубная паста представляет собой обычную консистентную смазку, в которую введены частицы свинца, меди или олова, или графита, или оксидов, или сульфидов данных веществ, или аналогичных неорганических материалов, или, альтернативно, полиэтилентерефталата (ПЭТФ) или других синтетических материалов.
- 1 013333
Размеры этих частиц обычно лежат в интервале 1-75 мкм, но иногда они могут превышать 100 мкм.
В патенте США № 2543741 описана, например, композиция для резьбовых соединений, которая содержит медные чешуйки, порошкообразный свинец и графит. Медные чешуйки в данной композиции являются очень мелкими, причем обычно они однородны по толщине (составляющей примерно 1-5 мкм). При этом отмечается, что размеры чешуек не должны превышать 76 мкм.
В патенте США № 2754266 предложена электропроводная трубная паста, содержащая мелкие частицы металлов, оксидов металлов или сульфидов металлов при максимальном размере частиц примерно 50,8 мкм, а предпочтительно не более 25,4 мкм.
В патенте США № 3423315 предлагается смазка для трубных резьб, содержащая порошкообразный свинец, причем 63% частиц свинца должны проходить через сито 325 меш (меш - число отверстий в сите на один линейный дюйм), т.е. размеры таких частиц должны быть меньше 44 мкм, тогда как другие 14% частиц свинца должны проходить через сито 200 меш (т. е. размеры таких частиц должны быть меньше 74 мкм).
В патенте США № 3935114 предложена консистентная смазка для уменьшения износа подшипников буровых головок, используемых при бурении нефтяных скважин. Она содержит дисульфид молибдена, и размеры частиц в ней соответствуют как малым, так и более крупным частицам, причем 100% частиц должны проходить через сетку 100 меш (т.е. не должны превышать 149 мкм). Кроме того, 85% частиц должны проходить через сетку 325 меш (т.е. не должны превышать 44 мкм).
Если резьбовые соединения на обсадных трубах большого диаметра используют малые контактные углы (менее 10°) в уплотнении металл-металл в сочетании со значительными перекрытиями в уплотнениях, поверхности уплотнений металл-металл могут находиться в контакте при осуществлении нескольких оборотов компонентов соединения в процессе сборки.
Кроме того, если шаг резьбы (обычно характеризуемый количеством витков на дюйм) является большим, поверхности уплотнения металл-металл могут находиться в контакте при большем количестве оборотов компонентов соединения в процессе сборки, чем в случае меньшего шага. Шаг резьбы резьбовых соединений для трубных изделий, предназначенных для нефтяных скважин, обычно составляет от 2 до 6 витков на дюйм.
Описанная комбинация переменных параметров может привести к ситуации, когда две стальные поверхности уплотнения металл-металл находятся в контакте со скольжением при наличии напряжений, ориентированных нормально к контактным поверхностям на значительной длине соединения (измеряемой по спирали). При таких условиях поверхности уплотнения металл-металл будут подвергаться значительному истиранию при повторных циклах сборки-разборки.
В типичных ситуациях на резьбовые соединения трубных изделий могут наноситься фосфатные покрытия с целью уменьшения коррозии при хранении и улучшения способности удерживать смазку (типа трубной пасты) при сборке. Для этой цели используют различные типы фосфатных покрытий. Например, на трубные резьбы для буровых головок, которые способны в течение своего срока службы выдерживать сотни циклов сборки-разборки, обычно наносят покрытия с использованием марганецфосфата (фосфатамарганца). Покрытия из марганецфосфата обычно имеют большую толщину, большую твердость и повышенную термостабильность, а также лучше выдерживают чистовую обработку, чем покрытия из цинкфосфата.
Однако нанесение покрытий из марганецфосфата может быть намного более дорогостоящим, чем цинкфосфатных покрытий.
Покрытия с использованием цинкфосфата получили широкое промышленное применение в качестве грунтового слоя под краску, повышающего адгезию краски и стойкость к коррозии. Такие покрытия для стали обычно состоят из двух гидратированных минералов: гопеита (цинкфосфата, Ζη3(ΡΘ4)2·4Η2Ο) и фосфофиллита (цинкжелезофосфата, Ζη2Εβ(ΡΟ4)2·4Η2Ο). Кристаллы гопеита обычно являются орторомбическими и имеют твердость по шкале Мооса, примерно равную 4. Кристаллы фосфофиллита обычно являются моноклинными и имеют твердость по шкале Мооса, примерно равную 3.
Известно, что (а) поверхностная плотность фосфатного покрытия (обычно измеряемая в граммах на квадратный метр) и (Ь) доли фосфофиллита и гопеита в покрытии оказывают сильное влияние на адгезию последующих покрытий (например краски) и на коррозионную стойкость, причем данные характеристики в значительной степени определяют эффективность фосфатного покрытия.
Доли фосфофиллита и гопеита в цинкфосфатном покрытии часто выражают в виде отношения, именуемого фосфофиллитным отношением (РйозрйорйуНйе Кайо, или Ρ-Ρηΐίο, далее именуемым также Р-отношением), которое имеет следующий вид:
Р-отношение = 1р/(1р + 1Ь), (1) где Ш и 1р соответствуют интенсивностям дифракции рентгеновского излучения от поверхности гопеита и от поверхности фосфофиллита. Р-отношение широко используется как количественная характеристика цинкфосфатных пленок, применяемых в качестве грунтовых слоев (подслоев) на железе и стали.
Традиционно железо, необходимое для образования фосфофиллита в системе цинкфосфатирования, получают за счет растворения стальной основы. В некоторых современных системах цинкфосфатирова
- 2 013333 ния железо может также добавляться в фосфатирующий раствор. В случае трехкатионных систем фосфатирования в ванну фосфатирования могут добавляться также никель и марганец.
При этом в контексте изобретения принимается, что (как это обычно имеет место) при измерении Ротношения к фосфофиллиту относят не только цинкжелезофосфат, но и любой из его аналогов, в котором часть или все железо в фосфофиллите замещено марганцем, никелем, кобальтом, кальцием, магнием, медью и/или аналогичными катионами, присутствующими в фосфатирующем растворе.
Стандартный метод определения Р-отношения использует дифракцию рентгеновского излучения. Однако существуют и другие экспериментальные методы, включая, например, реагентный метод, предложенный в патенте США № 4544639.
Специалистам хорошо известно, что, когда цинкфосфатное покрытие используется в качестве подслоя (грунтового слоя) на стали для последующего нанесения краски (например, в автомобильной промышленности и в легкой промышленности), стойкость окрашенной поверхности по отношению к коррозии при испытаниях в солевом тумане и при надрезе существенно повышается в случае большого Ротношения в цинкфосфатном подслое. Следовательно, представляется желательным уменьшить содержание гопеита в цинкфосфатном покрытии, используемом в качестве подслоя под краску.
Как описано в патенте США № 6179934, столбец 2, строка 41, значения Р-отношения в интервале 0,8-1,0 рассматриваются как хорошие для покрытий, использующихся в качестве подслоя под краску.
В патенте США № 6612415 показано, что наиболее предпочтительные значения Р-отношения для фосфатного покрытия стального башмака дискового тормоза, гарантирующие хорошее связывание между металлической основой и материалом, создающим трение, составляют 0,8-1,0.
В патенте США № 4510209 описан стальной материал с двухслойным покрытием, нижний слой которого образован цинком или сплавом на его основе (по существу, оцинкованной сталью), тогда как наружное покрытие является цинкфосфатным и служит для улучшения качества последующих покрытий, например краски. В данном патенте отмечается также, что при проведении цинкфосфатирования стального материала с покрытием из цинка или сплава на основе цинка пленка фосфатного покрытия, в основном, содержит цинкфосфат в виде гопеита (Ζη3(ΡΟ4)2·4Η2Ο) в форме игольчатых кристаллов.
Из уровня техники известно, что цинкфосфатирование поверхности из чистого цинка при полном отсутствии в растворе свободного железа дает 100% гопеита. Как будет показано далее, повышенное содержание гопеита в цинкфосфатном покрытии резьбового соединения трубных изделий для нефтяной промышленности было бы весьма желательно. Однако дополнительные расходы, связанные с нанесением первого покрытия из цинка, как это предусмотрено в указанном патенте, делают предложенный процесс неэкономичным для резьбовых соединений в нефтяной промышленности.
Вместе с тем, как показано на фиг. 1 (соответствующей фиг. 3 патента США № 4510209), данный патент указывает на наличие в цинкфосфатных покрытиях на оцинкованной стали трех хорошо различимых зон кристаллообразования в зависимости от концентрации цинка в покрытии. Более конкретно, (а) когда содержание цинка в покрытии составляет 2-40 мас.%, получаемый фосфатный слой состоит, в основном, из цинкжелезофосфата, или фосфофиллита в виде тонких плотных кристаллов в форме частиц (на кривой II (см. фиг. 1) данная зона именуется как Кристаллы в форме зерен); (Ь) когда содержание цинка в покрытии составляет 40-60 мас.%, фосфатный слой состоит из смеси мелких кристаллов фосфофиллита в форме зерен и более крупных игольчатых кристаллов гопеита (на кривой II данная зона именуется как Смесь игольчатых кристаллов и кристаллов в форме зерен); (с) когда содержание цинка в покрытии превышает примерно 60 мас.%, фосфатный слой состоит, в основном, из кристаллов гопеита (на кривой II соответствующая зона именуется как Игольчатые кристаллы). Диаграмма на фиг. 1 наглядно иллюстрирует континуум влияния отношения содержания цинка и железа в покрытии на морфологию кристаллов (в отношении как их размеров, так и формы) в цинкфосфатных покрытиях.
Как правило, кристаллы гопеита проявляют тенденцию роста до более крупных размеров (по опубликованным данным, до 20-50 мкм в длину), чем кристаллы фосфофиллита, при неупорядоченной ориентации, включая некоторые кристаллы гопеита, растущие вертикально или нормально по отношению к плоскости основы. Неупорядоченная ориентация кристаллов гопеита при их росте приводит к относительно большим зазорам между кристаллами. Было показано, что сочетание относительно больших размеров кристаллов, случайного (и иногда вертикального) направления их роста и больших зазоров неблагоприятно влияет на адгезию наружных покрытий (таких как краски) к цинкфосфатному слою с большим содержанием гопеита.
Таким образом, ощущается потребность в способах, способных улучшить характеристики цинкфосфатного покрытия таким образом, чтобы оно было способно выдерживать многократные циклы сборки-разборки и, следовательно, могло заменить фосфатные системы с использованием марганца или другие дорогостоящие системы фосфатирования резьбовых соединений трубных изделий для нефтяной промышленности.
Сущность изобретения
В одном своем аспекте изобретение относится к способу создания резьбовых соединений трубных изделий для нефтяной промышленности с требуемыми номинальными диаметрами и с требуемой толщиной стенки, использующих уплотнение металл-металл и цинкфосфатное покрытие. Способ по изобре
- 3 013333 тению включает операции определения шага резьбы, определения желательного угла уплотнения металлметалл, определения желательного перекрытия по диаметру между поверхностями уплотнения металлметалл в собранном резьбовом соединении и выбора подходящего Р-отношения для цинкфосфатного покрытия, обеспечивающего предотвращение истирания при заданном количестве циклов сборкиразборки.
В другом своем аспекте изобретение относится к резьбовому соединению трубных изделий для нефтяной промышленности, использующему уплотнение металл-металл и цинкфосфатное покрытие, а именно цинкфосфатное покрытие с Р-отношением, меньшим или равным 0,8.
Еще в одном своем аспекте изобретение относится к способу обработки резьбового соединения, включающему операции определения времени обработки, достаточного для получения требуемой толщины покрытия из гопеита, и нанесения по меньшей мере на часть резьбового соединения покрытия из фосфатирующего состава в течение времени, достаточного для формирования покрытия из гопеита с заданной толщиной покрытия.
Другие особенности и преимущества изобретения станут ясны из нижеследующего описания и прилагаемой формулы изобретения.
Перечень чертежей
На фиг. 1 представлена диаграмма, иллюстрирующая типы кристаллов, образующихся в цинкфосфатном покрытии на оцинкованной стали по данным патента США №4510209.
На фиг. 2 показано резьбовое соединение трубных изделий для нефтяной промышленности с уплотнением металл-металл, описанное в патенте США № 2893759.
На фиг. 3 представлена диаграмма, иллюстрирующая электроотрицательность по толщине фосфатного покрытия в зависимости от длительности погружения (по данным книги Рйокрйабид аиб Ме1а1 РгеТгеа1шеи1 (Б.В. Ргеешаи), 1ибик1па1 Ргекк, 1ис., 1986, Ι8ΒΝ 0-8311-1168-2).
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
В одном своем аспекте изобретение относится к способу создания резьбового соединения, имеющего уплотнение металл-металл и цинкфосфатное покрытие. Более конкретно, изобретение относится к способу обработки резьбового соединения. Изобретение относится также к резьбовым соединениям, имеющим уплотнение металл-металл и цинкфосфатное покрытие.
На фиг. 2 показано резьбовое соединение трубных изделий для нефтяной промышленности с уплотнением металл-металл. Резьбовое соединение образовано цилиндрическим охватывающим компонентом 1, связанным с цилиндрическим охватываемым компонентом 2. Охватывающий и охватываемый компоненты 1, 2 соединения могут являться интегральными частями смежных трубных изделий (не изображенных полностью) и быть предназначенными для осуществления свинчивания этих изделий. Охватывающий компонент 1 и охватываемый компонент 2 могут содержать взаимно согласованные участки 3, 4 внутренней и наружной резьбы соответственно. Охватывающий компонент 1 содержит коническую уплотняющую поверхность 5, согласованную по форме и размерам с соответствующей уплотняющей поверхностью 6 охватываемого компонента 2.
В одном из вариантов изобретения резьбовое соединение (например, резьбовое соединение по фиг. 2) снабжено цинкфосфатным покрытием. Данное покрытие может включать как гопеит, так и фосфофиллит. Цинкфосфатное покрытие может быть нанесено на охватывающий компонент 1 или на охватываемый компонент 2. Альтернативно, цинкфосфатное покрытие может быть нанесено на оба названных компонента 1,2.
Согласно одному из вариантов изобретения количества гопеита и фосфофиллита задаются выбором соответствующего значения Р-отношения. Покрытия с большим Р-отношением (т.е. с малой долей гопеита) могут быть получены несколькими способами, хорошо известными из уровня техники, включая следующие варианты (но не исчерпываясь ими):
использование ванны фосфатирования без барботирования;
использование фосфатирующего раствора с низкой концентрацией цинка;
использование коротких погружений в ванну фосфатирования.
Обратная задача, т. е. повышение доли гопеита в покрытии и соответственно уменьшение Ротношения, может быть также решена различными способами, включая следующие варианты (но не исчерпываясь ими):
нанесение цинкфосфатного покрытия на оцинкованную сталь;
использование фосфатирующего раствора с высокой концентрацией цинка; увеличение длительности погружения в ванну фосфатирования;
использование перемешивания раствора в ванне фосфатирования, не применяющей барботирования;
нанесение покрытия распылением, без применения ванны;
обработка поверхности щетками в процессе нанесения покрытия.
В одном из вариантов изобретения Р-отношение может выбираться не превышающим 0,8. В другом варианте Р-отношение может быть меньше или равно 0,6. Еще в одном варианте данное отношение может быть меньше или равно 0,4.
- 4 013333
Было экспериментально установлено, что истирание поверхностей уплотнений металл-металл на обсадных трубах большого диаметра в процессе повторных циклов сборки-разборки может быть существенно уменьшено или устранено при нанесении на охватывающий или охватываемый компонент резьбового соединения или на оба этих компонента модифицированного цинкфосфатного покрытия.
Более конкретно, было установлено, что, вопреки рекомендациям относительно оптимальных цинкфосфатных покрытий, содержащимся в уровне техники в отношении окрашиваемых или склеиваемых поверхностей, применительно к трубным изделиям для нефтяной промышленности существует максимальное значение Р-отношения, если требуется предотвратить истирание уплотнения металл-металл на конкретных резьбовых соединениях труб. Это максимальное значение Р-отношения для цинкфосфатного покрытия применительно к конкретному резьбовому соединению может быть определено как:
Ртах13 С1О + С2Т + СзА + Сд1, (2) где Ό - это номинальный наружный диаметр трубы (диаметр контактной зоны уплотнения); Т - шаг резьбы, А - угол уплотнения, I - перекрытие в уплотнении и Ртах - максимальное значение Р-отношения. С1, С2, и С4 соответствуют обратным зависимостям, а С3 - прямой зависимости. Соответственно, при возрастании диаметра, шага резьбы и перекрытия в уплотнении Ртах убывает, а при увеличении угла уплотнения Ртах возрастает. Предполагается далее, что максимальное значение Р-отношения может также зависеть от дополнительных переменных, таких как зазоры между кристаллами гопеита.
Кроме того, было экспериментально установлено, что, хотя толщина фосфатного покрытия может и не увеличиваться при длительностях погружения, превышающих для обычных промышленных цинкфосфатных ванн примерно 600 с, стойкость к истиранию может быть улучшена при увеличении длительности погружения от по меньшей мере 600 с до по меньшей мере 1600 с.
Это наблюдение находится в согласии с данными, представленными на фиг. 3, а именно с данными о зависимости электрического потенциала на цинкфосфатном покрытии от длительности погружения изделия в ванну для нанесения данного покрытия. Для обычных ванн такого типа типичные длительности погружения резьбовых соединений на трубчатых изделиях для нефтяной промышленности составляют несколько минут; как правило, эти значения существенно меньше 10 мин (или 600 с). Такие длительности соответствуют фазе кристаллизации и роста, которая, в свою очередь, соответствует очень большому Р-отношению, так что кристаллы, формируемые на этой стадии, преимущественно являются кристаллами фосфофиллита.
Как показали эксперименты, чтобы получить цинкфосфатное покрытие, которое будет ограничивать истирание уплотнений металл-металл на резьбовых соединениях трубных изделий для нефтяной промышленности, Р-отношение для покрытия должно соответствовать средней или поздней стадии зоны С на фиг. 3 (Кристаллизация и рост) или зоне Ό (Кристаллическая реорганизация). Таким образом, время погружения для обычной цинкфосфатной ванны должно, как правило, превышать 600 с.
По мнению изобретателя зона С на фиг. 3 (Кристаллизация и рост) соответствует, в основном, средней зоне на кривой II на фиг. 1, а именно образованию Смеси игольчатых кристаллов и кристаллов в форме зерен (т.е. кристаллов гопеита и фосфофиллита соответственно).
Аналогично, зона Ό на фиг. 3 (Кристаллическая реорганизация) соответствует зоне, расположенной на кривой II (см. фиг. 1) справа, т. е. образованию игольчатых кристаллов (кристаллов гопеита).
Как правило, для обсадных труб большого диаметра (с номинальным диаметром 9,375 дюймов и более) максимальное значение Р-отношения будет меньше 0,8, тогда как его предпочтительные значения будут меньше 0,6, а наиболее предпочтительные меньше 0,4.
В некоторых системах цинкфосфатирования, в частности использующих нанесение фосфатирующего раствора только распылением, могут образовываться относительно крупные зерна гопеита (например, с размерами 20-50 мкм). Кроме того, некоторые системы могут давать нерегулярные распределения кристаллов гопеита, включая высокую долю кристаллов гопеита, ориентированных по нормали к стальной основе. Такие крупные зерна гопеита и/или кристаллы гопеита, ориентированные по нормали к основе, могут, в предельных случаях, приводить к вскрытию поверхностей уплотнения металл-металл, особенно если в собранном состоянии соединения не обеспечивается достаточное перекрытие в уплотнении. По этой причине для того, чтобы обеспечить предотвращение или уменьшение истирания поверхностей уплотнения, в некоторых системах цинкфосфатирования, в дополнение к заданию максимального значения Р-отношения, может потребоваться задание максимальных размеров зерна гопеита применительно к конкретным резьбовым соединениям.
Если конкретная используемая цинкфосфатная система не в состоянии обеспечить требуемое низкое значение Р-отношения без превышения максимальных размеров зерен гопеита, заданных из условия предотвращения или уменьшения истирания, необходимо изменить либо конструкцию соединения, либо данную систему.
Максимальное значение Р-отношения для конкретного резьбового соединения может быть найдено при минимальных экспериментальных исследованиях при условии учета переменных, рассмотренных ниже.
При увеличении номинального диаметра трубы максимальное значение Р-отношения уменьшается, поскольку возрастает длина одного витка резьбы и соответственно увеличивается длина зоны скользяще
- 5 013333 го контакта между уплотняющими поверхностями в процессе цикла сборки/разборки.
При увеличении шага резьбы резьбового соединения (т.е. при уменьшении количества витков на дюйм) максимальное значение Р-отношения уменьшается, поскольку металлические поверхности уплотнения будут оставаться в контакте при большем количестве оборотов в цикле сборки-разборки.
При уменьшении угла уплотнения металл-металл максимальное значение Р-отношения убывает, поскольку металлические поверхности уплотнения будут оставаться в контакте при большем количестве оборотов в цикле сборки-разборки.
При увеличении перекрытия в уплотнении металл-металл в процессе сборки соединения максимальное значение Р-отношения убывает, поскольку металлические поверхности уплотнения будут оставаться в контакте при большем количестве оборотов в цикле сборки-разборки.
Для конкретного резьбового соединения с конкретным, точно определенным и воспроизводимым фосфатным покрытием (т.е. при заданных толщине покрытия, Р-отношении и морфологии кристаллической поверхности) могут существовать оптимальный размер частиц и их оптимальное распределение в трубной пасте, используемой при сборке резьбового соединения.
Более конкретно, если Р-отношение для фосфатного покрытия на конкретном соединении является очень низким (например, менее 0,4), кристаллы гопеита будут существенно больше и грубее, чем в обычном цинкфосфатном покрытии. Это значит, что зазоры между кристаллами также будут больших размеров и более многочисленными. Например, покрытия, полезные в рамках осуществления изобретения, могут содержать кристаллы гопеита, более крупные, чем обычно, например с размерами 50-100 мкм.
Альтернативно, если морфология кристаллов гопеита на поверхности цинкфосфатного покрытия является весьма неупорядоченной (этого можно ожидать, например, при нанесении фосфатного покрытия распылением), трубная паста для данного варианта изобретения может иметь более широкое распределение частиц, чем обычно имеющее место в трубных пастах. Например, трубные пасты, описанные в патенте США № 3935114 и предназначенные для смазки подшипников, в которых используются частицы всех размеров, как мелкие, так и крупные, обеспечивают более высокие характеристики, чем известные трубные пасты с почти однородным распределением частиц, имеющих размеры менее 10 мкм или даже менее 2 мкм.
В настоящее время не вполне понятно, почему высокое содержание гопеита в цинкфосфатном покрытии обеспечивает в некоторых резьбовых соединениях для трубных изделий, применяемых в нефтяной промышленности, повышенную стойкость к истиранию. Одно из возможных объяснений учитывает, что гопеит является лучшей подложкой для трубных смазок из-за наличия зазоров между его кристаллами. Возможно также, что немного более высокая твердость кристаллов гопеита способствует повышению стойкости или что на микроскопическом уровне, благодаря неупорядоченности кристаллов гопеита и их игольчатой форме, уменьшается общая площадь контакта между поверхностями уплотнений металл-металл.
Рассматривается также версия, что улучшенное сопротивление истиранию может быть обусловлено тем, что твердые частицы трубной пасты удерживаются в зазорах между кристаллами гопеита. Эти зазоры могут иметь определенные размеры и глубину, а твердые частицы трубной пасты могут иметь размеры, позволяющие им проникать внутрь этих зазоров. Для различных твердых частиц, среди которых могут быть частицы свинца, цинка, меди, ПЭТФ и графита, наличие частиц гопеита различных размеров может способствовать повышению стойкости к истиранию. При этом учитывается, что кристаллы гопеита могут характеризоваться распределением зазоров по размерам и глубине и что твердые частицы трубной пасты также могут иметь распределение по размерам.
Должно быть понятно, что резьбовое соединение согласно изобретению может быть изготовлено способами, иными, чем вышеописанные, но также обеспечивающими управление Р-отношением для цинкфосфатных покрытий. Кроме того, конкретная цинкфосфатная система с желательным Ротношением может давать конкретный рисунок зазоров в структуре гопеита. При этом зазоры могут иметь вершины и впадины. Отношение доли общей поверхности, соответствующей вершинам в гопеите, к доле общей поверхности, соответствующей впадинам, может рассматриваться как соотношение зазоров. Это соотношение может быть измерено после цикла сборки-разборки, т.е. после того, как гопеит был проглажен в ходе данного цикла. Специалистам должно быть понятно, что существуют различные методы определения данного соотношения.
В альтернативном варианте способы и технологии в соответствии с настоящим изобретением могут быть применены в так называемых беспастовых резьбовых соединениях. В данном варианте обработка соединения посредством его фосфатирования может быть применена для достижения прочности, достаточной для того, чтобы соединение выдержало многократную сборку-разборку без применения трубной пасты. В некоторых вариантах фосфатирование при малом Р-отношении может давать полезный грунтовой слой для любой беспастовой системы, причем особенно полезным он будет для беспастовой системы, использующей смазку в виде частиц, суспендированных в каком-то связующем, нанесенном поверх фосфатного покрытия.
Известные беспастовые системы описаны, например, в И8 20030144158 А1. Здесь представлен компонент резьбового соединения, стойкого в отношении схватывания, в котором смазка нанесена в виде
- 6 013333 тонкой пленки, по меньшей мере, на резьбовую поверхность. При этом данная поверхность обработана с приданием ей способности адсорбировать указанную смазку. Смазка представляет собой однородную смесь а) агента-загустителя; Ь) комплекта добавок для придания стойкости к предельным давлениям, причем добавки физически и химически совместимы с агентом-загустителем и содержат по меньшей мере одну добавку в виде агента химического действия, способного работать при давлениях не менее 1000 МПа; с) масла. Соотношения между компонентами смазки подобраны так, чтобы консистенция смазки обеспечила самоинициирующийся процесс смазки с образованием смазывающей пленки.
В И8 20040113423 А1 также описана подобная система. В данном случае на конце трубы, используемой при извлечении нефти, нарезана резьба, поверхность которой обработана так, что металлическая поверхность имеет шероховатость (Ка) в интервале 2,0-6,0 мкм, причем она покрыта однородным слоем (7) сухого покрытия-ингибитора коррозии, а также вторым однородным слоем (8) покрытия-смазки. Альтернативно, слои (7, 8) объединяются в один однородный слой (9) сухого покрытия-ингибитора коррозии, содержащего диспергированные в нем частицы твердой смазки.
В патенте США № 6827996 описана еще одна подобная система. Данный патент относится к резьбовым соединениям для стальных труб, у которых имеются охватывающий и охватываемый компоненты. У каждого компонента имеется контактная поверхность, включающая резьбовую часть и нерезьбовую металлическую контактную часть. Данная поверхность может быть защищена от истирания при повторном закреплении и освобождении без применения консистентной смазки. Твердая смазка в виде покрытия, которая содержит смазочный порошок, например, из дисульфида молибдена и связующего на основе смолы, формируется на контактной поверхности по меньшей мере одного компонента соединения. Твердость данного покрытия составляет 70-140 по Роквеллу (шкала М), а сила адгезии составляет по меньшей мере 500 Н/м по данным определения посредством системы 8А1СА8 (8шТасе аиб 1п1сгГас1а1 Си1бпд Апа1у818 8у§1ет). Данное покрытие обладает отличной стойкостью к истиранию даже в условиях высокотемпературных нефтяных скважин. Включение в покрытие из твердой смазки мелких частиц, экранирующих ультрафиолетовое излучение (таких как частицы оксида титана), улучшает способность к предотвращению ржавчины на резьбовом соединении. Все рассмотренные документы полностью включены в данное описание посредством ссылок.
В некоторых вариантах изобретения перед погружением в ванну фосфатирования резьбовое соединение может быть предварительно подогрето. Часто температура ванны в момент погружения составляет порядка 90°С. Очевидно, что для того, чтобы сталь приобрела такую температуру, требуется некоторое время. Следовательно, предварительный нагрев позволяет несколько сократить длительность обработки.
В других вариантах может быть применена многократная фосфатирующая обработка с целью формирования множества слоев. В данном варианте могут быть использованы ванны различных типов (например, с перемешиванием и без перемешивания), различные длительности погружения и т. д. Согласно одному из вариантов при первом погружении используют известные методики с целью получения твердого и плотного слоя фосфофиллита, после чего следует полировка (для удаления свободного железа), а за ней повторная фосфатная обработка для формирования слоя гопеита.
Далее, хотя в приведенных вариантах изобретения использовались конкретные типы фосфатирующей обработки (такие как погружение и распыление), специалистам должно быть понятно, что концепция настоящего изобретения существенно шире, чем какой-либо конкретный способ фосфатирования. Таким образом, изобретение охватывает любые варианты фосфатирования.
Среди преимуществ, создаваемых изобретением, можно отметить следующие. Резьбовые соединения, имеющие цинкфосфатное покрытие согласно некоторым вариантам изобретения, могут иметь улучшенное сопротивление истиранию. При этом резьбовое соединение способно выдержать многократные циклы сборки-разборки.
Хотя изобретение было описано на примерах ограниченного количества вариантов, специалистам после ознакомления с данным описанием будет ясна возможность разработки и других вариантов, не выходящих за пределы настоящего изобретения. Соответственно, объем изобретения ограничивается только прилагаемой формулой изобретения.
Claims (13)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Резьбовое соединение трубных изделий для нефтяной промышленности, содержащее уплотнение металл-металл и цинкфосфатное покрытие, содержащее частицы, средний размер которых составляет по меньшей мере 50 мкм.
- 2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что Р-отношение для цинкфосфатного покрытия не превышает 0,6.
- 3. Соединение по п.1, отличающееся тем, что Р-отношение для цинкфосфатного покрытия не превышает 0,4.
- 4. Соединение по п.1, отличающееся тем, что уплотнение металл-металл имеет угол уплотнения меньше 10°.
- 5. Соединение по п.1, отличающееся тем, что шаг резьбы резьбового соединения соответствует 2-6- 7 013333 виткам на дюйм.
- 6. Соединение по п.1, отличающееся тем, что заданное перекрытие по диаметру для уплотнения металл-металл в соединении указанных трубных изделий по завершении сборки соединения составляет 0,0025-0,0045 дюйма на дюйм номинального диаметра.
- 7. Соединение по п.1, отличающееся тем, что номинальный диаметр указанных трубных изделий составляет не менее 9,375 дюйма.
- 8. Соединение по п.1, отличающееся тем, что средний размер указанных частиц составляет 50-100 мкм.
- 9. Способ обработки резьбового соединения, включающий нанесение по меньшей мере на часть резьбового соединения покрытия из фосфатирующего состава в условиях, обеспечивающих формирование кристаллов гопеита со средним размером частиц около 50 мкм.
- 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что условия нанесения покрытия включают длительность погружения, составляющую применительно к цинкфосфатной ванне без перемешивания более 600 с и менее 1600 с.
- 11. Способ по п.9, отличающийся тем, что указанные условия обеспечивают формирование заданного соотношения зазоров.
- 12. Способ по п.9, отличающийся тем, что формирование указанного соединения осуществляют, по существу, без использования значительных количеств трубной пасты.
- 13. Способ по п.9, отличающийся тем, что условия нанесения покрытия предусматривают погружение при температуре около 90°С.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11/129,214 US7497481B2 (en) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Treating method and design method for tubular connections |
| PCT/US2006/017814 WO2006124385A1 (en) | 2005-05-13 | 2006-05-09 | Novel treating method and design method for tubular connections |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200702222A1 EA200702222A1 (ru) | 2008-04-28 |
| EA013333B1 true EA013333B1 (ru) | 2010-04-30 |
Family
ID=36939264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200702222A EA013333B1 (ru) | 2005-05-13 | 2006-05-09 | Новый способ проектирования и обработки трубных соединений |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7497481B2 (ru) |
| EP (1) | EP1880134B1 (ru) |
| JP (1) | JP2008540961A (ru) |
| CN (1) | CN101194125B (ru) |
| AR (1) | AR053869A1 (ru) |
| AU (1) | AU2006247867B2 (ru) |
| BR (1) | BRPI0610280B1 (ru) |
| CA (1) | CA2608170C (ru) |
| EA (1) | EA013333B1 (ru) |
| MX (1) | MX2007014207A (ru) |
| NO (1) | NO337895B1 (ru) |
| WO (1) | WO2006124385A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA200709773B (ru) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7686343B2 (en) * | 2007-07-19 | 2010-03-30 | ZAO “Kompaniya “Temerso”” | Drill pipe with tool joints |
| US8006496B2 (en) * | 2008-09-08 | 2011-08-30 | Secco2 Engines, Inc. | Closed loop scroll expander engine |
| US20110084477A1 (en) * | 2009-10-13 | 2011-04-14 | Hydril Company | Wedge threads with a solid lubricant coating |
| UA112576C2 (uk) * | 2012-06-07 | 2016-09-26 | Ніппон Стіл Енд Сумітомо Метал Корпорейшн | Нарізне з'єднання для сталевої труби |
| JP5988822B2 (ja) * | 2012-10-19 | 2016-09-07 | 株式会社フジキン | 管継手 |
| JP6515389B2 (ja) * | 2015-10-09 | 2019-05-22 | 日本製鉄株式会社 | 摺動部材及びその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4510209A (en) * | 1980-09-12 | 1985-04-09 | Nippon Steel Corporation | Two layer-coated steel materials and process for producing the same |
| US20030159764A1 (en) * | 2001-04-11 | 2003-08-28 | Kunio Goto | Threaded joint for steel pipes and process for the surface treatment thereof |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2145168A (en) * | 1935-10-21 | 1939-01-24 | Flagg Ray | Method of making pipe joint connections |
| US2543741A (en) * | 1948-12-02 | 1951-02-27 | Richfield Oil Corp | Lubricating and sealing composition of flake copper, powdered lead, graphite, and petroleum vehicle |
| US2754266A (en) * | 1953-10-29 | 1956-07-10 | Union Oil Co | Corrosion resistant electrically conductive thread compound |
| US2893759A (en) * | 1957-05-06 | 1959-07-07 | Smith Corp A O | Conically tapered screw-type casing joint with metal-to-metal seal |
| US3116178A (en) | 1961-05-29 | 1963-12-31 | Lubrizol Corp | Phosphating solutions |
| US3423315A (en) * | 1967-05-04 | 1969-01-21 | Gulf Research Development Co | Pipe thread lubricant |
| US3935114A (en) * | 1972-09-25 | 1976-01-27 | Hughes Tool Company | Low-wear grease for journal bearings |
| US4330345A (en) * | 1980-12-08 | 1982-05-18 | Chemfil Corporation | Phosphate coating process and composition |
| US5423579A (en) * | 1983-01-17 | 1995-06-13 | Hydril Company | Tubular coupling with metal to metal seal |
| US4544639A (en) * | 1983-10-21 | 1985-10-01 | Calgon Corporation | Process for determining the amount of organic phosphonate present in an aqueous solution |
| US5234509A (en) * | 1984-12-20 | 1993-08-10 | Henkel Corporation | Cold deformation process employing improved lubrication coating |
| US4813714A (en) * | 1986-08-06 | 1989-03-21 | Loctite Corporation | Petroleum equipment tubular connection |
| JPH05117870A (ja) * | 1991-10-29 | 1993-05-14 | Kawasaki Steel Corp | 油井管継手の被膜形成方法 |
| CN1159851A (zh) * | 1994-10-04 | 1997-09-17 | 新日本制铁株式会社 | 耐金属磨损性优良的钢管接头及其表面处理方法 |
| US5900073A (en) * | 1996-12-04 | 1999-05-04 | Henkel Corporation | Sludge reducing zinc phosphating process and composition |
| US6179934B1 (en) * | 1997-01-24 | 2001-01-30 | Henkel Corporation | Aqueous phosphating composition and process for metal surfaces |
| JP3656481B2 (ja) * | 1999-09-30 | 2005-06-08 | 住友金属工業株式会社 | 防錆油組成物とその被膜を形成した油井管用ねじ継手 |
| AU6727100A (en) * | 1999-08-27 | 2001-03-26 | Sumitomo Metal Industries Ltd. | Threaded joint for oil well pipe |
| FR2807138B1 (fr) * | 2000-03-31 | 2002-05-17 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Element filete tubulaire pour joint filete tubulaire resistant a la fatigue et joint filete tubulaire resultant |
| JP2002048174A (ja) * | 2000-08-01 | 2002-02-15 | Nisshinbo Ind Inc | 摩擦部材及びその製造方法 |
| FR2813375B1 (fr) * | 2000-08-31 | 2003-06-20 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Element filete pour joint filete tubulaire resistant au grippage |
| JP4092871B2 (ja) * | 2000-12-04 | 2008-05-28 | 住友金属工業株式会社 | ねじ継手の潤滑処理に適した潤滑被膜形成用組成物 |
| JP3931564B2 (ja) * | 2001-01-25 | 2007-06-20 | 住友金属工業株式会社 | 耐焼付き性及び防錆性に優れた鋼管用ねじ継手 |
| JP3876656B2 (ja) * | 2001-07-13 | 2007-02-07 | 住友金属工業株式会社 | 管用ねじ継手 |
| KR100389025B1 (ko) * | 2001-07-18 | 2003-06-25 | 엘지전자 주식회사 | 플라즈마 디스플레이 패널 |
| ITRM20020512A1 (it) * | 2002-10-10 | 2004-04-11 | Tenaris Connections Bv | Tubo filettato con trattamento superficiale. |
| JP4334963B2 (ja) * | 2003-09-30 | 2009-09-30 | 新日本製鐵株式会社 | 電着塗装性に優れるハイドロフォーム用表面処理鋼管 |
-
2005
- 2005-05-13 US US11/129,214 patent/US7497481B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-05-09 EA EA200702222A patent/EA013333B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2006-05-09 BR BRPI0610280-8A patent/BRPI0610280B1/pt active IP Right Grant
- 2006-05-09 CA CA2608170A patent/CA2608170C/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-05-09 MX MX2007014207A patent/MX2007014207A/es active IP Right Grant
- 2006-05-09 JP JP2008511251A patent/JP2008540961A/ja active Pending
- 2006-05-09 EP EP06770108.6A patent/EP1880134B1/en active Active
- 2006-05-09 CN CN200680017860XA patent/CN101194125B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2006-05-09 ZA ZA200709773A patent/ZA200709773B/xx unknown
- 2006-05-09 AU AU2006247867A patent/AU2006247867B2/en not_active Ceased
- 2006-05-09 WO PCT/US2006/017814 patent/WO2006124385A1/en active Application Filing
- 2006-05-12 AR ARP060101928A patent/AR053869A1/es active IP Right Grant
-
2007
- 2007-11-08 NO NO20075712A patent/NO337895B1/no unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4510209A (en) * | 1980-09-12 | 1985-04-09 | Nippon Steel Corporation | Two layer-coated steel materials and process for producing the same |
| US20030159764A1 (en) * | 2001-04-11 | 2003-08-28 | Kunio Goto | Threaded joint for steel pipes and process for the surface treatment thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1880134B1 (en) | 2014-03-12 |
| MX2007014207A (es) | 2008-04-29 |
| ZA200709773B (en) | 2009-05-27 |
| CN101194125A (zh) | 2008-06-04 |
| WO2006124385A1 (en) | 2006-11-23 |
| AR053869A1 (es) | 2007-05-23 |
| AU2006247867B2 (en) | 2010-09-16 |
| NO337895B1 (no) | 2016-07-04 |
| EP1880134A1 (en) | 2008-01-23 |
| CN101194125B (zh) | 2011-01-05 |
| BRPI0610280A2 (pt) | 2012-09-25 |
| NO20075712L (no) | 2008-01-31 |
| US7497481B2 (en) | 2009-03-03 |
| CA2608170C (en) | 2013-12-31 |
| BRPI0610280B1 (pt) | 2018-05-29 |
| JP2008540961A (ja) | 2008-11-20 |
| US20060255591A1 (en) | 2006-11-16 |
| EA200702222A1 (ru) | 2008-04-28 |
| CA2608170A1 (en) | 2006-11-23 |
| AU2006247867A1 (en) | 2006-11-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101103221B (zh) | 钢管用螺纹接头 | |
| EP0786616B1 (en) | Steel pipe joint having high galling resistance and surface treatment method thereof | |
| JP3870732B2 (ja) | 耐焼付き性に優れた鋼管用ねじ継手 | |
| RU2604526C2 (ru) | Трубное резьбовое соединение и образующая смазочное покрытие композиция для применения в нем | |
| JP6774426B2 (ja) | 金属製防食及び抗摩耗コーティングを備えたねじ状管状部材 | |
| JP6774427B2 (ja) | 金属製抗摩耗コーティング及び潤滑剤層を備えたねじ状管状部材 | |
| EA013333B1 (ru) | Новый способ проектирования и обработки трубных соединений | |
| RO121489B1 (ro) | Îmbinare cu filet pentru ţevi de oţel şi procedeu pentru tratament de suprafaţă, al acesteia | |
| MXPA04011926A (es) | Juntas roscadas para tubos de acero. | |
| CN104114926A (zh) | 管用螺纹接头 | |
| WO2013183634A1 (ja) | 鋼管用ねじ継手 | |
| EA024642B1 (ru) | Способ покрытия резьбового трубчатого компонента, резьбовой трубчатый компонент и результирующее соединение | |
| EA035498B1 (ru) | Резьбовое трубное соединение, обеспеченное металлическим покрытием на резьбе и на уплотняющей поверхности | |
| EP2079822A1 (en) | Lubricating coating composition suitable for tubular threaded joints | |
| JP2023164546A (ja) | 組成物、及び、その組成物からなる潤滑被膜層を備える管用ねじ継手 | |
| CN111212892B (zh) | 组合物及具备由该组合物形成的润滑覆膜层的管用螺纹接头 | |
| JPH08233164A (ja) | 無潤滑下での耐焼付き性に優れたネジ継手 | |
| JPH08103724A (ja) | 耐ゴーリング性に優れた鋼管継手の表面処理方法 | |
| JPH08233163A (ja) | 無潤滑下での耐焼付き性に優れたネジ継手 | |
| JP3921962B2 (ja) | 鋼管用ねじ継手 | |
| JP3985463B2 (ja) | 耐焼付き性、防錆性、気密性に優れた鋼管用ねじ継手 | |
| WO2024180941A1 (ja) | 油井用金属管及びその油井用金属管の潤滑被膜層を形成するための組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Registration of transfer of a eurasian patent by assignment | ||
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM |