EA021696B1 - Стойкий к истиранию резьбовой трубчатый элемент и способ нанесения покрытия на указанный элемент - Google Patents
Стойкий к истиранию резьбовой трубчатый элемент и способ нанесения покрытия на указанный элемент Download PDFInfo
- Publication number
- EA021696B1 EA021696B1 EA201270500A EA201270500A EA021696B1 EA 021696 B1 EA021696 B1 EA 021696B1 EA 201270500 A EA201270500 A EA 201270500A EA 201270500 A EA201270500 A EA 201270500A EA 021696 B1 EA021696 B1 EA 021696B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- film
- threaded
- mineral
- solution
- tubular element
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 title abstract description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 53
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 53
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 25
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 10
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 32
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 30
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims description 24
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 14
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 claims description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 12
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 9
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910001463 metal phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 claims description 7
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 6
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 claims description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims description 5
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011146 organic particle Substances 0.000 claims description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 4
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims 6
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 34
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 21
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 16
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 14
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 13
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 13
- 208000035874 Excoriation Diseases 0.000 description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- -1 lead Chemical class 0.000 description 6
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 6
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 5
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 3
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 3
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical class O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 2
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000007757 hot melt coating Methods 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- GUEIZVNYDFNHJU-UHFFFAOYSA-N quinizarin Chemical compound O=C1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1C(O)=CC=C2O GUEIZVNYDFNHJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- UFBJCMHMOXMLKC-UHFFFAOYSA-N 2,4-dinitrophenol Chemical compound OC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O UFBJCMHMOXMLKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000318 alkali metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004203 carnauba wax Substances 0.000 description 1
- 235000013869 carnauba wax Nutrition 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical group [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- UZUODNWWWUQRIR-UHFFFAOYSA-L disodium;3-aminonaphthalene-1,5-disulfonate Chemical compound [Na+].[Na+].C1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C2=CC(N)=CC(S([O-])(=O)=O)=C21 UZUODNWWWUQRIR-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- CPSYWNLKRDURMG-UHFFFAOYSA-L hydron;manganese(2+);phosphate Chemical compound [Mn+2].OP([O-])([O-])=O CPSYWNLKRDURMG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- BECVLEVEVXAFSH-UHFFFAOYSA-K manganese(3+);phosphate Chemical class [Mn+3].[O-]P([O-])([O-])=O BECVLEVEVXAFSH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229920006300 shrink film Polymers 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001909 styrene-acrylic polymer Polymers 0.000 description 1
- RBWFXUOHBJGAMO-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenebismuth Chemical class [Bi]=S RBWFXUOHBJGAMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-N sulfurothioic S-acid Chemical compound OS(O)(=O)=S DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- AFNRRBXCCXDRPS-UHFFFAOYSA-N tin(ii) sulfide Chemical class [Sn]=S AFNRRBXCCXDRPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N tungsten disulfide Chemical compound S=[W]=S ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 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 description 1
- 229910000165 zinc phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001039 zinc pigment Substances 0.000 description 1
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M103/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being an inorganic material
- C10M103/06—Metal compounds
-
- 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
-
- 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
- F16L58/00—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
- F16L58/18—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation specially adapted for pipe fittings
- F16L58/182—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation specially adapted for pipe fittings for screw-threaded joints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
- C10M2201/04—Elements
- C10M2201/041—Carbon; Graphite; Carbon black
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
- C10M2201/06—Metal compounds
- C10M2201/062—Oxides; Hydroxides; Carbonates or bicarbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
- C10M2201/085—Phosphorus oxides, acids or salts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
- C10M2201/10—Compounds containing silicon
- C10M2201/102—Silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
- C10M2201/10—Compounds containing silicon
- C10M2201/105—Silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2010/00—Metal present as such or in compounds
- C10N2010/14—Group 7
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
- C10N2030/06—Oiliness; Film-strength; Anti-wear; Resistance to extreme pressure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
- C10N2030/12—Inhibition of corrosion, e.g. anti-rust agents or anti-corrosives
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
Стойкий к истиранию резьбовой трубчатый элемент для бурения или эксплуатации углеводородных скважин содержит на одном из своих концов (1, 2) резьбовую область (3, 4), полученную на его внешней или внутренней периферической поверхности в зависимости от того, является ли резьбовой конец охватываемым или охватывающим по типу, при этом по меньшей мере одна часть резьбовой области (3, 4) покрыта сухой пленкой с кристаллической структурой с высокой удельной площадью поверхности, главным образом сформированной из одной или нескольких минеральных солей, которые не являются реакционноспособными по отношению к металлам. Так же рассмотрен способ нанесения покрытия на такой элемент с использованием сухой минеральной пленки с кристаллической структурой, имеющей высокую удельную площадь поверхности, главным образом сформированной из одной или нескольких минеральных солей, которые не являются реакционноспособными по отношению к металлам.
Description
Настоящее изобретение относится к стойкому к истиранию трубчатому элементу, используемому для бурения и эксплуатации углеводородных скважин, более точно, к резьбовому концу такого элемента, при этом указанный конец является охватываемого или охватывающего типа и способен быть соединенным с соответствующим концом другого элемента для образования соединения. Изобретение также относится к резьбовому соединению, полученному в результате объединения двух трубчатых элементов путем свинчивания. Изобретение также относится к способу нанесения покрытия на такой стойкий к истиранию трубчатый элемент.
Элемент, который является используемым для бурения или эксплуатации углеводородных скважин, означает любой элемент, который, по существу, является трубчатой формы, предназначенный для соединения с другим элементом такого же или иного типа для образования или колонны для бурения углеводородной скважины, или подъемного механизма, предназначенного для техобслуживания, такого как подъемные механизмы для капитального ремонта скважины, или для эксплуатации, такие как подъемные механизмы для добычи, или для обсадной колонны или насосно-компрессорной колонны, используемых для эксплуатации скважин. Изобретение также применимо к элементам, используемым в бурильной колонне, таким как бурильные трубы, утяжеленные бурильные трубы, воротники бура и части соединений труб и утяжеленные трубы, известные как бурильные замки.
Каждый трубчатый элемент содержит один конец, снабженный охватываемой резьбовой областью, и/или один конец, снабженный охватывающей резьбовой областью, при этом каждый предназначен для соединения путем свинчивания с соответствующим концом другого элемента, при этом сборка определяет соединение.
Резьбовые трубчатые элементы соединены в условиях определенных напряжений для удовлетворения требований для надежной посадки и уплотнения, обусловленных рабочими условиями. В зависимости от типов сплавов, использованных для соединений, нагрузки могут варьироваться по интенсивности и природе. В целом, сплавы углеродистой стали являются до некоторой степени уязвимыми в отношении своих коррозионных свойств, но, с другой стороны, проявляют более благоприятные фрикционные свойства. Сплавы нержавеющей стали, наоборот, проявляют более критические свойства, но обладают очень хорошей коррозионной стойкостью. Следует отметить, что в скважинах резьбовым трубчатым элементам приходится подвергаться нескольким циклам свинчивания-развинчивания. Операции свинчивания, как правило, проводят в условиях высокой осевой нагрузки, например, под весом трубы длиной несколько метров, которую следует соединить посредством резьбового соединения, которая может быть локализирована путем незначительного смещения оси соединяемых резьбовых элементов; это вызывает риск истирания в резьбовых областях и уплотняющих поверхностях металл/металл.
Были выполнены различные решения, предназначенные для смазывания резьбовых областей.
Традиционно для защиты резьбовых областей от истирания во время операций свинчиванияразвинчивания с них удаляют смазку, которая защищает от коррозии, и покрытия из специальной смазки для свинчивания, такой как смазка в соответствии со стандартами ΑΡΙ Ви1 5А2 или 5А3 Американского нефтяного института. Однако в дополнение к недостатку, заключающемуся в необходимости проведения операции по нанесению дополнительного покрытия на площадке, использование таких смазок, насыщенных такими тяжелыми и/или токсичными металлами, как, например, свинец, имеет недостаток, заключающийся в том, что оно является причиной загрязнения скважин и окружающей среды, при этом во время свинчивания происходит выброс чрезмерного количества смазки.
Кроме того, успехи в соответствии со стандартами охраны окружающей среды состояли в разработке сухого продукта, который решает большинство проблем, связанных со смазками типа ΑΡΙ. Следовательно, сухие смазочные материалы типа термоусадочной пленки обеспечивают экологически приемлемый раствор с высокими рабочими характеристиками.
Для получения даже лучших рабочих характеристик также были разработаны системы вязкопластического типа.
Также были разработаны другие решения с использованием нескольких слоев с основной целью, заключающейся в их распределении с использованием смазок.
В случае углеродистых сталей разработаны способы обработки типа фосфатации, например фосфатация цинком, фосфатация марганцем или смешенная фосфатация. Такие способы обработки заключаются в химическом воздействии на сталь, которое приводит к образованию высокоадгезионного кристаллического слоя, который обеспечивает повышенную защиту от коррозии. Морфология таких слоев также способствует лучшей адгезии покрытий, а также лучшему удержанию систем смазки.
Такой тип обработки поверхностей, однако, обладает недостатком, заключающимся в его неприменимости к хромистым сталям. Он также обладает недостатком в промышленном масштабе, заключающемся в сложном контроле его технических параметров (возможны проблемы с однородностью) и в необходимости осторожного управления промышленным оборудованием, в частности в отношении обработки эффлюентов.
Способы обработки поверхностей по типу обработки раствором оксалата, основанные на воздействии на поверхность щавелевой кислотой и используемые для сталей, обладают недостатками, заклю- 1 021696 чающимися в более ярко выраженных проблемах состояния окружающей среды, чем у ранее упомянутых способов обработки для фосфатации.
Также были использованы решения, в которых используют модификацию поверхностей путем механического действия, такого как, например, дробеструйная очистка, пескоструйная очистка и любой другой ударный способ. Однако наблюдаемые рабочие характеристики не являются достаточными.
Были использованы способы металлизации. Они заключаются в применении адгезионного покрытия из сплавов различной природы, как, например, из меди или трехкомпонентных сплавов. Такие типы способов разработаны для обеспечения лучшей адгезии слоя смазки для получения на поверхности раздела защитного слоя, способствующего улучшению фрикционных качеств, и/или, возможно, для создания защиты поверхности от коррозии. Способы металлизации поверхностей, уже использованные в способах для горячей деформации авиационных сплавов и использованные для резьбовых трубчатых элементов, по сути основаны на электрохимических осадках. Такой способ обладает недостатком, заключающимся в высоких производственных издержках и в его сложном контроле в отношении воспроизводимости и однородности рабочих характеристик.
В других способах, как, например, в шерардизации и прочих производных способах, используют металлическую диффузию. Такой тип способа является в промышленном отношении громоздким и дорогостоящим и вызывает проблемы с обработкой эффлюентов из-за присутствия цинка на поверхности.
Ввиду этих причин изобретение предлагает решение, которое делает возможным преодоление проблемы чувствительности резьбовых областей трубчатых элементов в отношении истирания, более того, это решение является простым и недорогостоящим для развития промышленности, а также безопасным для окружающей среды.
В частности, изобретение касается получения покрытия для металлической поверхности, адаптированного под требования к рабочим характеристикам, необходимым в операциях свинчивания и развинчивания соединений труб, используемых в эксплуатации геотермальных скважин и, в частности, углеводородных скважин. Это покрытие предназначено для обеспечения адгезии и для повышения рабочих характеристик систем смазки, осажденных на резьбу указанных соединений, по сравнению с характеристиками существующих систем, которые коммерчески доступны в настоящее время или которые были разработаны в этой области. Это покрытие может также быть функциональным без дополняющих систем смазки.
Более конкретно, по сравнению с технологиями подготовки поверхностей, используемыми в настоящее время, достигнуты увеличение рабочих характеристик и снижение производственных издержек.
Более того, сохранена химическая природа металлической подложки вследствие того, что получено поверхностное кристаллическое покрытие, которое является адгезионным и не является химически реакционноспособным по отношению к обработанной поверхности.
Может быть предусмотрено нанесение на любой тип сплава, используемый в бурении и добыче нефти, в частности на сталях независимо от их сорта. Может быть особенно интересным нанесение на нержавеющие стали.
Более точно, представлен способ нанесения покрытия для стойкого к истиранию резьбового трубчатого элемента для бурения или эксплуатации углеводородных скважин. Указанный трубчатый элемент содержит на одном из своих концов резьбовую область, полученную на его внешней или внутренней периферической поверхности в зависимости от того, является ли резьбовой конец охватываемым или охватывающим по типу. Способ включает следующие этапы, на которых растворяют одну или несколько минеральных солей, которые не являются реакционноспособными по отношению к металлам в растворителе;
наносят полученный таким образом раствор по меньшей мере на часть резьбовой области; испаряют указанный растворитель для получения сухой пленки, имеющей кристаллическую минеральную структуру, имеющую высокую удельную площадь поверхности.
Факультативные признаки, которые являются дополняющими или замещающими, определены ниже.
Удельная площадь поверхности сухой пленки, имеющей кристаллическую минеральную структуру, может составлять более 20 м2/г, предпочтительно более 100 м2/г.
Раствор может быть получен в результате растворения силиката щелочного металла в воде.
Раствор может быть получен в результате растворения фосфата металла в кислоте.
Раствор может быть осажден распылением. Раствор может быть осажден окунанием.
Перед осаждением раствора резьбовая область может быть нагрета в пределах от 50 до 250°С.
После осаждения раствора резьбовая область может быть нагрета в пределах от 50 до 300°С.
Раствор может быть осажден при температуре, которая незначительно ниже его точки кипения.
Перед осаждением раствора в него может быть добавлено антикоррозионное вещество.
Перед осаждением раствора в него могут быть добавлены диспергированные частицы твердого смазочного материала (смазочных материалов), при этом указанные частицы твердого смазочного материала (смазочных материалов) содержат частицы смазочных материалов по меньшей мере из одного из классов
- 2 021696
1, 2, 3 и 4. Необходимо обратиться к ссылке на патентную заявку РК-2892174, которая включена в данный документ посредством ссылки.
Перед нанесением раствора в него может быть добавлена замедляющая добавка, сформированная из дисперсий минеральных или органических частиц, которые имеют относительно высокую величину нагрузки раскалывания и/или сильные взаимодействия частиц или взаимное притяжение частиц, и/или твердость по Моосу от средней до высокой, и/или реологические свойства, которые являются стойкими к или противодействуют движению, при этом каждая замедляющая добавка выбрана из группы, содержащей, по меньшей мере, оксид висмута, оксид титана, коллоидный кремнезем и сажу. В этом отношении необходимо обратиться к ссылке на патентную заявку РК-2914926, которая включена в данный документ посредством ссылки.
Перед осаждением раствора в него могут быть добавлены нанометрические минеральные частицы (окись алюминия, кремнезем, ΤίΝ) для увеличения фрикционной стойкости пленки путем регулирования коэффициента трения.
Перед осаждением раствора в него могут быть добавлены фуллереновые частицы для увеличения фрикционной стойкости пленки путем снижения коэффициента трения.
Перед осаждением раствора в него может быть добавлена органическая дисперсия или эмульсия.
Когда пленка сформирована, резьбовая область может быть покрыта системой смазки.
Система смазки, покрывающая резьбовую область, может быть полимером горячего расплава.
Стойкий к истиранию резьбовой трубчатый элемент для бурения или эксплуатации геотермических скважин содержит на одном из своих концов резьбовую область, полученную на его внешней или внутренней периферической поверхности в зависимости от того, является ли резьбовой конец охватываемым или охватывающим по типу. По меньшей мере одна часть резьбовой области покрыта сухой пленкой с кристаллической структурой, имеющей высокую удельную площадь поверхности, главным образом сформированной из одной или нескольких минеральных солей, которые не являются реакционноспособными по отношению к металлам.
Факультативные признаки, которые являются дополняющими или замещающими, определены ниже.
Удельная площадь поверхности сухой пленки, имеющей кристаллическую минеральную структуру, может составлять более 20 м2/г, предпочтительно более 100 м2/г.
Пленка может быть главным образом сформирована из силиката щелочного металла.
Пленка может быть главным образом сформирована из фосфата металла. Пленка может содержать антикоррозионное вещество.
Пленка может содержать диспергированные частицы твердого смазочного материала (смазочных материалов), при этом указанные частицы твердого смазочного материала (смазочных материалов) содержат частицы смазочных материалов по меньшей мере из одного из классов 1, 2, 3 и 4.
Пленка может содержать замедляющую добавку, сформированную из дисперсий минеральных или органических частиц, которые имеют относительно высокую величину нагрузки раскалывания и/или сильные взаимодействия частиц или взаимное притяжение частиц, и/или твердость по Моосу от средней до высокой, и/или реологические свойства, которые являются стойкими к или противодействуют движению, при этом каждая замедляющая добавка выбрана из группы, содержащей, по меньшей мере, оксид висмута, оксид титана, коллоидный кремнезем и сажу.
Пленка может содержать нанометрические минеральные частицы типа окиси алюминия, кремнезема, ΤίΝ для увеличения фрикционной стойкости пленки путем регулирования коэффициента трения.
Пленка может содержать частицы фуллеренов для увеличения фрикционной стойкости пленки путем снижения коэффициента трения.
Пленка может содержать органические соединения для увеличения предела текучести пленки.
Резьбовая область, покрытая пленкой, может быть покрыта системой смазки.
Система смазки, покрывающая резьбовую область, может быть полимером горячего расплава.
Резьбовое трубчатое соединение содержит охватываемый резьбовой трубчатый элемент и охватывающий резьбовой трубчатый элемент, свинченные один с другим. По меньшей мере один из указанных резьбовых трубчатых элементов находится в соответствии с одним из вариантов осуществления, описанных выше.
Признаки и преимущества изобретения будут описаны более подробно в нижеследующем описании со ссылкой на сопутствующие графические материалы.
На фиг. 1 представлено схематическое изображение соединения, полученного в результате соединения двух трубчатых элементов путем свинчивания.
На фиг. 2 представлено схематическое изображение кривой свинчивания двух резьбовых трубчатых элементов.
На фиг. 3 представлено весьма подробное изображение резьбовой поверхности трубчатого элемента в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
На фиг. 4 представлено весьма подробное изображение резьбовой поверхности трубчатого элемента в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.
- 3 021696
На фиг. 5 представлено схематическое изображение испытательного оборудования.
Резьбовое соединение, показанное на фиг. 1, содержит первый трубчатый элемент с осью вращения 10, снабженный охватываемым концом 1, и второй трубчатый элемент с осью вращения 10, снабженный охватывающим концом 2. Два конца 1 и 2 заканчиваются соответственно на концевой поверхности 7, 8, ориентированной радиально относительно оси 10 резьбового соединения, и снабжены соответственно резьбовыми областями 3 и 4, которые взаимодействуют для взаимного соединения двух элементов путем свинчивания. Резьбовые области 3 и 4 - обычного типа, так как они могут быть трапециевидного, самоблокирующегося и т.п. резьбового типа. Более того, уплотняющие поверхности металл/металл, предназначенные для вхождения в плотный уплотняющий контакт друг с другом после соединения двух резьбовых элементов путем свинчивания, показаны позициями 5 и 6 между резьбовыми областями 3, 4 и концевой поверхностью 7 охватываемого конца 1.
По меньшей мере один из резьбовых трубчатых элементов покрыт по меньшей мере на части резьбовой области 3, 4 сухой минеральной пленкой, главным образом сформированной из одной или нескольких минеральных солей, которые не являются реакционноспособными по отношению к металлам. Термин главным образом сформированная из одной или нескольких минеральных солей означает, что химическая композиция пленки основана на минеральной соли или на смеси минеральных солей и что она может также включать другие соединения, которые, соответственно, задействованы как добавки.
Сухой характер пленки подразумевает, что она не является (или лишь незначительно является) адгезионной при контакте (липкой на ощупь), что дает преимущество, заключающееся в том, что не происходит улавливание пыли из окружающей среды, в которой она использована, и, таким образом, она не загрязняет поверхности, с которыми входит в контакт. Следовательно, она отличается от смазок при обычном использовании, которые обладают недостатком, заключающимся в том, что они загрязняют окружающую среду при перетекании, вытекании или выдавливании во время свинчивания/развинчивания.
Заявитель рекомендует способ получения минеральной пленки, который включает в себя этап растворения соединения, главным образом сформированного из минеральных солей, в растворителе, затем этап осаждения раствора, полученного таким образом, по меньшей мере на части резьбовой области и, наконец, испарение указанного раствора для получения минеральной пленки с кристаллической структурой.
Более точно, способ основан на формировании сухой пленки с кристаллической структурой, главным образом сформированной из минеральных солей, которые не являются реакционноспособными по отношению к металлам. Химическая природа пленки, следовательно, не является реакционноспособной по отношению к металлической поверхности трубчатого элемента ввиду того, что она не меняется, и, следовательно, она сохраняет химическую структуру металлической поверхности трубчатого элемента. Между пленкой и металлической поверхностью трубчатого элемента, по существу, нет химических связей ковалентного типа.
Кроме того, минеральная пленка обладает очень интересными качествами, заключающимися в том, что ее кристаллическая структура имеет высокую удельную площадь поверхности. Термин кристаллическая структура с высокой удельной площадью поверхности означает, что структура является кристаллической и что ее действительная площадь поверхности намного более высокая, чем ее видимая площадь поверхности. Другими словами, ожидается, что развернутая поверхность пленки является такой, что формирует особенно расширенную поверхность. Обычно удельную площадь поверхности можно измерить с использованием способа измерения Брюнера-Эммета-Теллера (БЭТ) в единицах площади поверхности на единицу массы, то есть в метрах квадратных на грамм.
Более точно, термин высокая удельная площадь поверхности означает, что пленка должна иметь удельную площадь поверхности, по меньшей мере, несколько десятков м2/г и что она, в частности, более 20 м2/г. К примеру, оксиды циркония с частично кристаллической тетрагональной структурой (10-30 нм) имеют удельную площадь поверхности по БЭТ, которая относительно высокая, как правило, в диапазоне от 30 до 120 м2/г. К примеру, цинк с гексагональной кристаллической структурой имеет низкую удельную площадь поверхности по БЭТ 8 м2/г для чешуйчатой структуры и 0,25 м2/г для сферической структуры.
Особенно обширная площадь поверхности развернутой поверхности пленки объясняется тем фактом, что она образована способом прорастания кристаллов, обусловленным структурами атомов подложки, которые получают во время испарения растворителя. Получают кристаллическую макроструктуру, которая развертывает очень большую площадь поверхности. По этой причине пленка имеет очень высокую поверхностную энергию, которая получается в результате большой способности к прилипанию к одной стороне, обращенной к ее подложке, и к другой стороне для удерживания пленки смазочного материала. Другими словами, способ получения пленки имеет решающее значение в получении кристаллической макроструктуры с высокой удельной площадью поверхности. В действительности необходимо, чтобы способ создания слоя возбуждал как можно больше площадок для прорастания, которые приводят к кристаллизации.
- 4 021696
Такие типы кристаллических макроструктур могут быть в форме игл 12Ь или дендритов 12а, как показано на фиг. 3 и 4, на которых представлен вид сверху металлической поверхности 11, на которой имеет место прорастание этих кристаллических макроструктур. Кристаллы от прорастания являются крепко связанными с резьбовыми областями посредством химических или полярных связей типа связей Ван-дер-Ваальса.
Сильная адгезия минеральной пленки также делает возможным удержание любого смазочного материала, используемого в качестве дополнения на пленке. По этой причине морфология пленки, которая непосредственно связана с присутствием макроструктур в форме игл 12Ь или дендритов 12а, содействует гидродинамическому или эластогидродинамическому режиму или вязкопластическому режиму в условиях трения.
Кроме того, морфология пленки способствует улучшению и стабилизации эффекта пленки. Термин эффект пленки, как его используют в трибологии, означает способность пленки, включающей твердые частицы, совершать точную обработку твердой поверхности на фрикционной подложке, также называемой переходным слоем или третьим телом. Более точно, этот переходный слой, сформированный из частиц минеральной пленки, возникающих в результате трения, усиливает качества пленки относительно прочности на сдвиг. Он также означает, что высокие фрикционные характеристики могут быть получены на длинных фрикционных расстояниях или в случае высокого трения, возникающего во время свинчивания и развинчивания резьбовых трубчатых соединений.
Следовательно, заявитель изучил получение нереакционноспособных минеральных пленок с кристаллической структурой, имеющей высокую удельную площадь поверхности, проявляющих приемлемые рабочие характеристики и делающих возможным простое и недорогостоящее развитие промышленности. В подробных формах, приведенных ниже, также учитывают легкость, с которой происходит прорастание кристаллов.
В соответствии с одним вариантом осуществления могут быть использованы соли, основанные на силикатах щелочного металла, которые являются растворимыми в воде, таких как У1еай1 Т§ 915®, продаваемый Соиба!, Тгахй ΖΕΤ 510® или Тгахй ΖΕΤ 590®, продаваемые Тгахй 1и1етиайоиа1. Эти силикаты щелочного металла делают возможным развертывание очень высоких удельных площадей поверхности в диапазоне от 650 до 800 м2/г, более конкретно 720 м2/г для силиката натрия.
В соответствии с другим вариантом осуществления возможно использование солей, основанных на фосфатах металла, которые являются растворимыми в кислоте. Например, возможно использование фосфатов алюминия или марганца, растворенных в фосфорной кислоте при рН, равном 2. В этом случае кислотность использована с целью растворения минеральной соли. Образуется кристаллическая пленка фосфатов металла, которая связана с подложкой посредством связей, которые являются главным образом полярными или связями Ван-дер-Ваальса, а не ковалентными связями по существу. Отсутствует химическая модификация поверхности подложки в отличие от случая обычной обработки путем фосфатации с использованием подложки из углеродистой стали, при которой, наоборот, подложка подвергается химическим модификациям. Затем фосфаты металла могут развертывать удельную площадь поверхности в диапазоне от 100 до 200 м2/г.
В двух вариантах осуществления, которые описаны, а именно применение солей, основанных на силикатах щелочного металла и фосфатах металла, получена удельная площадь поверхности более 100 м2/г.
Преимущественно резьбовая область, предназначенная для получения осадка, может быть предварительно нагрета в пределах от 50 до 250°С. Следовательно, рекомендуется, чтобы подложка была предварительно нагрета до 200°С при использовании растворов, полученных, в частности, в результате растворения фосфатов алюминия в фосфорной кислоте и при использовании определенных соединений с низкой растворимостью.
Преимущественно раствор осаждают путем окунания или распыления. Преимущество этих форм осаждения заключается в том, что они очень просты и не дорогостоящие.
Преимущественно, когда покрытие нанесено, подложку нагревают в пределах от 50 до 350°С для ускорения испарения растворителя, а также прорастания минеральной пленки.
Подобным образом, с этой же целью раствор осаждают при температуре, которая незначительно ниже его точки кипения.
Следует отметить, что параметры для получения пленки влияют на форму роста кристаллов и, следовательно, на кристаллическую решетку. Параметры можно регулировать для получения равновесия между игольчатыми и дендрическими формами роста кристаллов, которые дают в результате довольно пористую кристаллическую решетку, и эпитаксиальной формой роста кристаллов, который дает в результате более плотную кристаллическую решетку.
Преимущественно в раствор могут быть добавлены различные вещества, которые могут улучшить механические качества минеральной пленки или ее коррозионную стойкость.
Следовательно, эмульсии или органические дисперсии, такие как смесь акрилового и стиролакрилового сополимера, могут быть добавлены для придания пленке лучшей гибкости и эластичности.
- 5 021696
Что касается коррозионной стойкости, то в раствор могут быть добавлены ингибиторы коррозии. Следует помнить, что термин ингибитор коррозии означает добавку, которая снабжает пленку, развернутую на подложке, способностью защищать ее с помощью химического, электрохимического или физико-химического механизма. Ингибиторы коррозии могут быть фосфатами металла, чешуйчатыми металлами или даже органическими системами.
К чешуйчатым металлам в основном относятся цинк, алюминий, медь, латунь и оксиды железа. Их чешуйчатая структура означает, что по сравнению со сферической структурой они могут предложить намного большую удельную площадь поверхности для обмена, в частности, посредством двухмерного контакта со связующим, а также с поверхностью, которую необходимо защитить, а также то, что диффузия электролитов, принимающих участие в механизме коррозии, является намного более сложной. Именно это происходит, например, в случае с чешуйчатым цинком, который имеет удельную площадь поверхности, которая в 32 раза выше, чем у цинковой пыли, которая имеет сферическую структуру.
Большая удельная площадь поверхности, следовательно, дает в результате большую абсорбцию связующего (то есть раствора, описанного выше) к поверхности пигмента, делая возможными составы с низкой объемной концентрацией пигмента (РУС), что является благоприятным в отношении нанесения и качеств пленки, в частности антикоррозионной защиты. Следовательно, в дополнение к защите от катодной коррозии, вызванной высокой проводимостью между цинком и сталью, чешуйчатый цинк также предлагает превосходный барьерный эффект.
В отличие от пигментов со сферической структурой антикоррозионная защита является более эффективной для более низких концентраций пигмента с чешуйчатой структурой, а преимущества в отношении пленки могут давать в результате большую гибкость, лучшую адгезию к поверхности и низкую пористость и проницаемость. Подобным образом, риск седиментации ниже, а состав является более однородным. За дальнейшими подробностями специалисту в данной области техники следует обратиться к документу С СИюс Ζίικ-πΟι ероху рптеге Ьакеб оп 1ате11аг ζίηο би81, ЗигГасе Соайпдк 1п1егпайопа1, Рай В: Соайпд Ттапзасйопз (1997), νο1. 80, питЬег 6.
Следует отметить, что металлические пигменты подвержены коррозии особенно в водном растворе. В щелочных средах пигменты чешуйчатого алюминия или цинка реагируют путем высвобождения углерода, тогда как реакция с медью или латунью сопровождается абсорбцией кислорода. Высвобожденный водород, так же как и абсорбция кислорода, может быть вредным. Однако добавление 2,4динитрофенола может предотвратить различные коррозионные реакции, и, следовательно, собственные качества пигментов могут быть сохранены (дальнейшие подробности можно получить, обратившись к документу Ми11ет В. Сотгокюп 1пЫЬШоп оГ те!аШс рфтепй Ьу пйгорЬепоП, ЗигГасе Соайпд 1п1ета1юпа1, Рай В: Соайпдк Тгапкасйопк (2000), νο1. 83, питЬег 1).
Подобным образом, в раствор может быть добавлен твердый смазочный материал, который находится в дисперсии в растворе. Термин твердый смазочный материал, как он использован в данном документе, означает твердое и стабильное тело, которое будучи помещенным между двумя фрикционными поверхностями позволяет снизить коэффициент трения и снизить износ и повреждения поверхностей. Такие тела могут быть классифицированы по разным категориям, определенным их функциональным механизмом и их структурой, а именно класс 1: твердые тела, получающие свои качества смазочного материала от своей кристаллической структуры, например графит, оксид цинка (Ζπϋ) или нитрид бора (ΒΝ);
класс 2: твердые тела, получающие свои качества смазочного материала от своей кристаллической структуры, а также от реакционноспособного химического элемента в их композиции, например дисульфид молибдена МоЗ2, фторированный графит, сульфиды олова, сульфиды висмута, дисульфид вольфрама или фторид кальция;
класс 3: твердые тела, получающие свои качества смазочного материала от своей химической реакционной способности, например определенные химические соединения типа тиосульфата или ЭехИнЬе 88®, продаваемого Эе^ИнЬе ТесЬпо1од1е8 1пс.;
класс 4: твердые тела, получающие свои качества смазочного материала от пластичных или вязкопластических свойств в условиях фрикционных напряжений, например политетрафторэтилен (РТРЕ) или полиамиды.
Также следует отметить определенную категорию фуллеренов; они принадлежат к подкатегории класса 1. Следует помнить, что фуллерены являются молекулами сферической или трубчатой формы с однослойной или многослойной структурой, с качествами снижения трения и образования стабильных пленок для переноса на фрикционных поверхностях. В частности, например, возможно использование фуллеренов углерода или фуллеренов типа дисульфида металла.
Также возможно рекомендовать комбинированное использование по меньшей мере двух твердых смазочных материалов, принадлежащих к разным классам, что обеспечивает получение синергетического эффекта, таким образом получая очень высокие смазывающие характеристики.
Преимущественно в раствор и, следовательно, в конечном итоге, в минеральную пленку может быть добавлена одна или несколько замедляющих добавок, предназначенных для повышения коэффици- 6 021696 ента трения пленки для соответствия более высокому конечному крутящему моменту при свинчивании, при этом сохраняя эффективную затяжку, тем самым обеспечивая уплотнение резьбового соединения. Следует понимать, что каждая замедляющая добавка выбрана как функция специфических физических качеств, обеспечивающая получение композиции со способностью замедлять движение, возникающее при свинчивании в режиме смазки как функции профиля крутящего момента при свинчивании для резьбового трубчатого соединения и, следовательно, формы получения последнего.
Замедляющие добавки обычно сформированы из дисперсий минеральных или органических частиц, которые имеют относительно высокую величину нагрузки раскалывания и/или сильные взаимодействия частиц или взаимное притяжение частиц и/или твердость по Моосу от средней до высокой, и/или реологические свойства, которые являются стойкими к или противодействуют движению, при этом каждая замедляющая добавка выбрана из группы, содержащей, по меньшей мере, оксид висмута, оксид титана, коллоидный кремнезем и сажу.
Преимущественно в раствор и, следовательно, в конечном итоге, в минеральную пленку могут быть добавлены нанометрические минеральные частицы (окись алюминия, кремнезем, ΤίΝ) для увеличения фрикционной стойкости пленки. Более конкретно, эти нанометрические частицы делают возможным регулирование коэффициента трения пленки и улучшение строения переходных слоев или третьих фрикционных тел.
С целью усиления - если это необходимо - стойкости к истиранию резьбовой области возможно ее покрытие системой смазки, после того как была образована минеральная пленка.
Не существует ограничений при выборе системы смазки, которая может быть использована на пленке. Это равным образом может быть как обычная смазка, так и сухое, нелипкое покрытие из смазочного материала типа горячего расплава, например, или другого типа, с пониманием того, что адгезия покрытий типа горячего расплава является оптимизированной ввиду высокой удельной площади поверхности пленки. Термин покрытие горячего расплава означает любое полимерное покрытие горячего расплава. Примеры этого типа покрытия описаны в документе РК-2892174, который включен в данный документ посредством ссылки.
Что касается трибологических результатов касательно пленок, заявитель провел испытания трением, используя аппарат по типу аппарата Бриджмена (этот тип аппарата, в частности, описан в статье КиЫтапп-ХУПЩогГ Ό. с1 а1. Р1а8Йс Г1о\у ЬсБуссп ВгФдшаи аиуШ иийет Ιιίβΐι ргезвигев, 1 Майет Кее, νοί. 6, по. 12, Пес. 1991).
Схематический и функциональный пример аппарата Бриджмена проиллюстрирован на фиг. 5. Этот аппарат содержит диск ЭО. который может быть приведен во вращение с выбранной частотой;
первую наковальню ЕС1, предпочтительно коническую по типу, крепко прикрепленную к первому торцу диска ЭЦ;
вторую наковальню ЕС2, предпочтительно коническую по типу, крепко прикрепленную ко второму торцу диска 00 противоположно его первому торцу;
первый ЕР1 и второй ЕР2 элементы давления, такие как поршни, например, которые могут оказывать выбранные осевые давления Р;
третью наковальню ЕС3, предпочтительно цилиндрическую по типу, которая крепко прикреплена к одному торцу первого элемента ЕР1 давления;
четвертую наковальню ЕС4, предпочтительно цилиндрическую по типу, которая крепко прикреплена к одному торцу второго элемента ЕР2 давления.
Для испытания композиции смазочного материала два куска материала, идентичного тому, из которого сформирован резьбовой элемент, покрывают указанной композицией для образования первого 81 и второго 82 образцов. Затем первый образец 81 помещают между свободными торцами первой ЕС1 и третьей ЕС3 наковален, а второй образец 82 - между свободными торцами второй ЕС2 и четвертой ЕС4 наковален. Затем диск ЭО вращают с выбранной частотой, при этом осуществляя выбранное осевое давление Р (например, порядка 1,5 ГПа) каждым, первым ЕР1 и вторым ЕР2, элементом давления, и измеряют крутящий момент при свинчивании, приложенный к каждому образцу 81, 82.
В испытании по Бриджмену осевое давление, частота вращения и угол вращения выбирают для моделирования давления Герца и относительной скорости упорных поверхностей в конце свинчивания.
При использовании такого аппарата возможно фиксирование нескольких разных пар (крутящий момент при свинчивании, частота вращения) для приложения предварительно определенных крутящих моментов при свинчивании к образцам 81 и 82 и, следовательно, проверка того, соответствует ли вплотную образцы 81 и 82 данному профилю крутящего момента при свинчивании и, в частности, могут ли они достичь числа полных оборотов перед истиранием, которое, по меньшей мере, равно пороговой величине, выбранной относительно выбранных крутящих моментов при свинчивании.
В представленном случае выбранное контактное давление составляло 500 МПа, а частота вращения - 10 об/мин. Образцы для испытания были образованы из нержавеющей стали с 13% Сг, подвергнуты механической обработке, затем покрыты разными составами для сухих пленок с кристаллической минеральной струк- 7 021696 турой и высокой удельной площадью поверхности, при этом сами пленки покрыты покрытием из смазочного материала типа вязкопластического полимера. Композиция покрытия из смазочного материала была следующей:
Полиэтилен, продаваемый СЬАМАНТ под торговой маркой РЕ 520 19%
Карнаубский воск 15%
Стеарат цинка 20%
РАМА, продаваемый КОНМАХ под торговой маркой У18СОРЬЕХ 5%
6-950
Производное соединение сульфоната кальция, продаваемое ЬЬВККОЬ под торговой маркой АЬОХ 2211Υ
Фторированный графит
Политетрафторэтилен
Нитрид бора
Краситель (хинизарин зеленый СзаИзз^СЬ)
Антиоксиданты, продаваемые С1Ьа-Ое1§у:
ΙΚΟΑΝΟΧ® Ь150
ΙΚΟΑΡΟδ® 168
30%
7%
2%
1%
0,5%
0,3%
0,2%
Ниже таблица показывает, что пленки, описанные выше, могут позволить число оборотов перед истиранием, которое намного больше числа оборотов, осуществляемых, когда образцы покрыты лишь покрытием из смазочного материала типа вязкопластического полимера.
Ниже в таблице соотношение Р/Ь обозначает весовое соотношение между добавками и растворителем.
Тип пленки | Форма нанесения | Число обо |
Нет минеральной пленки | - | 5 |
УюаГй Т8915® | Окунание при 95°С | 87 |
Фосфат алюминия в | Распыление на подложку | 195 |
растворе в фосфорной | при 200°С | |
кислоте | ||
Силикаты натрия (81-№) | Распыление на подложку | 21 |
при 120°С | ||
δΐ-Νβ + класс 4 (ΡΕ/ΕΒδ) | Распыление на подложку | 53 |
с (Р/Ь = 0,25) | при 120°С | |
δΐ-Νβ + класс 2 (Βί2δ3) с | Распыление на подложку | 118 |
(Р/Ь - 0,25) | при 120°С | |
δΐ-Νβ + класс 2 (Βΐ2δ3) с | Распыление на подложку | 170 |
(Р/Ь= 1) | при 120°С | |
δί-Νβ + класс 2 (Βΐ2δ3) с | Распыление на подложку | 48 |
(Р/Ь = 2) | при 120°С | |
δί-Νβ + класс 2 (Βΐ2δ3) + | Распыление на подложку' | 105 |
усиление (нано А1?О3), | при 120°С | |
Соотношение порошка | ||
(90/10) с (Р/Ь = 1,5) | ||
δί-Ма + класс 2 (Βί2δ3) + | Распьшение на подложку | 115 |
усиление (сажа). | при 120°С | |
Соотношение порошка | ||
(90/10) с (Р/Ь = 1) | ||
δί-Νβ + класс 2 (Βΐ2δ3) + | Распыление на подложку | 93 |
класс 4 (ΡΕ/ΕΒδ). | при 120°С | |
Соотношение порошка | ||
(90/10) с (Р/Ь = 1) | ||
δΐ-Νβ + класс 2 (Βΐ2δ3) + | Распыление на подложку | 105 |
класс 4 (ΡΕ/ΕΒδ). | при 120°С | |
Соотношение порошка | ||
(90/10) с (Р/Ь = 2) |
- 8 021696
Заявитель также провел испытания свинчивания-развинчивания резьбового соединения в реальных условиях, используя трубчатые элементы, соответствующие продукту УАМ ТОР®. Операции свинчивания проводили, следуя профилю, описанному на фиг. 2, на которой изображен крутящий момент при свинчивании (затяжке) как функции осуществленного числа вращений.
Как видно, профиль для крутящего момента при свинчивании наилучших соединений может быть разбит на 4 этапа. На первом этапе Р1 внешние витки резьбы охватываемого резьбового элемента (или штифта) первого элемента резьбового трубчатого соединения еще не имеют какой-либо радиальной затяжки с внутренними витками резьбы соответствующего охватывающего резьбового элемента (или втулки) второго элемента такого же резьбового трубчатого соединения.
На втором этапе Р2 геометрическое взаимодействие витков резьбы охватываемого и охватывающего резьбовых элементов создает радиальную затяжку, которая увеличивается по ходу свинчивания (создавая небольшой, но увеличивающийся крутящий момент при свинчивании).
На третьем этапе Р3 уплотняющая поверхность на внешней периферии концевой части охватываемого резьбового элемента радиально взаимодействует с соответствующей уплотняющей поверхностью охватывающего резьбового элемента для получения уплотнения металл/металл.
На четвертом этапе Р4 поверхность переднего конца охватываемого резьбового элемента находится в осевом примыкании с кольцевой поверхностью упора для свинчивания охватывающего резьбового элемента. Этот четвертый этап Р4 соответствует фазе окончания свинчивания. Крутящий момент при свинчивании САВ, который соответствует концу третьего этапа Р3 и началу четвертого этапа Р4, называют крутящим моментом на заплечике. Крутящий момент СР при свинчивании, который соответствует концу четвертого этапа Р4, называют крутящим моментом пластификации.
Предполагается, что после крутящего момента СР пластификации охватываемый упор для свинчивания (концевая часть охватываемого резьбового элемента) и/или охватывающий упор для свинчивания (область, расположенная за кольцевой упорной поверхностью охватывающего резьбового элемента) подвергается пластической деформации, которая также может снизить рабочие характеристики в отношении плотности контакта между уплотняющими поверхностями пластификацией уплотняющих поверхностей. Разницу между величинами для крутящего момента СР пластификации и крутящего момента САВ на заплечике называют сопротивлением С8В (С8В = СР - САВ) крутящему моменту на заплечике.
Резьбовое трубчатое соединение подвергается оптимизированной затяжке в конце свинчивания, что является гарантией оптимизированных механических свойств резьбового соединения, например, относительно растягивающих усилий, но также относительно случайного развинчивания во время работы, и оптимизированных уплотняющих свойств. Разработчик резьбового соединения, следовательно, должен определить для каждого данного типа резьбового соединения величину для оптимизированного крутящего момента при свинчивании, который для всех соединений этого типа резьбового соединения должен быть ниже крутящего момента СР пластификации (во избежание пластификации упоров и возникающих вследствие этого недостатков) и выше крутящего момента САВ на заплечике.
Завершение свинчивания крутящим моментом, меньшим чем САВ, не может гарантировать правильного относительного размещения охватываемого и охватывающего элементов и, следовательно, эффективной затяжки между их уплотняющими поверхностями. Более того, существует риск развинчивания. Эффективная величина крутящего момента САВ на заплечике значительно колеблется от одного соединения к другому для одинакового типа соединения, так как она зависит от эффективных диаметров витков резьбы и охватываемой и охватывающей уплотняющей поверхности (поверхностей), и оптимизированный крутящий момент при свинчивании должен быть, по существу, выше крутящего момента САВ на заплечике. Как следствие, чем выше величина сопротивления С8В крутящему моменту на заплечике, тем будет больше предел для определения оптимизированного крутящего момента при свинчивании и крепче резьбовое соединение относительно эксплуатационных напряжений.
Испытания свинчивания-развинчивания были проведены на соединении УАМ ТОР® с внешним диаметром 88,9 мм (то есть 3 1/2 дюйма) и толщиной 6,45 мм (то есть 9,2 фунта/фут) и со сталью сорта Ь80 13 Сг, покрытой минеральной пленкой типа Уюай1 Т8910® с крутящим моментом СР пластификации 3930 Нм. Пленка была нанесена как на охватываемый резьбовой конец, так и на охватывающий резьбовой конец, и в качестве покрывного слоя, то есть на минеральной пленке, было использовано сухое покрытие из полимера горячего расплава такого же типа, который использован в испытании по Бриджмену. После 15 оборотов, каждый раз сопровождающихся развинчиванием, не наблюдалось какого-либо истирания.
Следовательно, оказывается, что эти сухие пленки с кристаллической минеральной структурой, имеющей высокую удельную площадь поверхности, а также способы осаждения, связанные с ними, составляют мощную обработку, в частности, для резьбовых трубчатых элементов, образованных из нержавеющей стали.
Кроме того, нанесение сухих пленок с кристаллической минеральной структурой, имеющей высокую удельную площадь поверхности, преимущественно не ограничено нанесением на резьбовые области 3, 4 соединений, используемых для бурения и эксплуатации углеводородных скважин. Были получены
- 9 021696 хорошие результаты, исходя из стойкости к истиранию, когда такие пленки были нанесены на уплотняющие области 5, 6 соединений элементов, используемые при эксплуатации углеводородных скважин, а не только для бурения. Эти уплотняющие поверхности предназначены для вхождения в уплотняющий контакт при затяжке друг с другом после соединения двух резьбовых элементов путем свинчивания, при этом контакт при затяжке между уплотняющими поверхностями 5, 6 имеет напряжения Герца такого же порядка, что и наблюдаемые в резьбовых областях 3, 4.
Claims (28)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ нанесения покрытия на стойкий к истиранию резьбовой трубчатый элемент для бурения или эксплуатации углеводородных скважин, при этом указанный трубчатый элемент содержит на одном из своих концов (1, 2) резьбовую область (3, 4), выполненную на его внешней или внутренней периферической поверхности в зависимости от того, является ли резьбовой конец охватываемым или охватывающим по типу, отличающийся тем, что способ включает следующие этапы, на которых растворяют одну или несколько минеральных солей, которые не являются реакционноспособными по отношению к металлам в растворителе и способны к образованию кристаллической минеральной пленочной структуры, имеющей удельную площадь поверхности более чем 20 м2/г;осаждают полученный таким образом раствор по меньшей мере на часть резьбовой области (3, 4); испаряют указанный растворитель для получения сухой кристаллической минеральной пленочной структуры, имеющей удельную площадь поверхности более чем 20 м2/г.
- 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор является силикатом щелочного металла, растворенным в воде.
- 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор является фосфатом металла, растворенным в кислоте.
- 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что раствор осаждают распылением.
- 5. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что раствор осаждают окунанием.
- 6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что перед осаждением раствора резьбовую область нагревают в пределах от 50 до 250°С.
- 7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что после осаждения раствора резьбовую область нагревают в пределах от 50 до 300°С.
- 8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что раствор осаждают при температуре, которая незначительно ниже его точки кипения.
- 9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что перед осаждением раствора в него добавляют антикоррозионное вещество.
- 10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что перед осаждением раствора в него добавляют диспергированные частицы твердого смазочного материала по меньшей мере одного из классов 1, 2, 3 и 4.
- 11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что перед осаждением раствора в него добавляют замедляющую добавку, сформированную из дисперсий минеральных или органических частиц, которые имеют относительно высокую величину нагрузки раскалывания, и/или сильные взаимодействия частиц или взаимное притяжение частиц, и/или твердость по Моосу от средней до высокой, и/или реологические свойства, которые являются стойкими к или противодействуют движению, при этом каждая замедляющая добавка выбрана из группы, содержащей, по меньшей мере, оксид висмута, оксид титана, коллоидный кремнезем и сажу.
- 12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что перед осаждением раствора в него добавляют нанометрические минеральные частицы, такие как окись алюминия, или кремнезем, или ΤίΝ, для увеличения фрикционной стойкости минеральной пленки путем регулирования коэффициента трения.
- 13. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что перед осаждением раствора в него добавляют фуллереновые частицы для увеличения фрикционной стойкости пленки путем снижения коэффициента трения.
- 14. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что перед осаждением раствора в него добавляют органическую дисперсию/эмульсию.
- 15. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что после образования минеральной пленки резьбовую область покрывают системой смазки.
- 16. Способ по предыдущему пункту, отличающийся тем, что система смазки является горячим расплавом.
- 17. Стойкий к истиранию резьбовой трубчатый элемент для бурения или эксплуатации углеводородных скважин, при этом указанный трубчатый элемент содержит на одном из своих концов (1, 2) резьбовую область (3, 4), выполненную на его внешней или внутренней периферической поверхности в зависимости от того, является ли резьбовой конец охватываемым или охватывающим по типу, отличающийся тем, что по меньшей мере одна часть резьбовой области (3, 4) покрыта сухой пленкой, имеющей кри- 10 021696 сталлическую структуру, имеющую высокую удельную площадь поверхности, главным образом сформированной из одной или нескольких минеральных солей, которые не являются реакционноспособными по отношению к металлам, где указанная удельная площадь поверхности составляет более чем 20 м2/г.
- 18. Стойкий к истиранию резьбовой трубчатый элемент по п.17, отличающийся тем, что пленка главным образом сформирована из силиката щелочного металла.
- 19. Стойкий к истиранию резьбовой трубчатый элемент по п.17, отличающийся тем, что пленка главным образом сформирована из фосфата металла.
- 20. Стойкий к истиранию резьбовой трубчатый элемент по любому из пп.17-19, отличающийся тем, что пленка содержит антикоррозионное вещество.
- 21. Стойкий к истиранию резьбовой трубчатый элемент по любому из пп.17-20, отличающийся тем, что пленка содержит диспергированные частицы твердого смазочного материала по меньшей мере одного из классов 1, 2, 3 и 4.
- 22. Стойкий к истиранию резьбовой трубчатый элемент по любому из пп.17-21, отличающийся тем, что пленка содержит замедляющую добавку, сформированную из дисперсий минеральных или органических частиц, которые имеют относительно высокую величину нагрузки раскалывания, и/или сильные взаимодействия частиц или взаимное притяжение частиц, и/или твердость по Моосу от средней до высокой, и/или реологические свойства, которые являются стойкими к или противодействуют движению, при этом каждая замедляющая добавка выбрана из группы, содержащей, по меньшей мере, оксид висмута, оксид титана, коллоидный кремнезем и сажу.
- 23. Стойкий к истиранию резьбовой трубчатый элемент по любому из пп.17-22, отличающийся тем, что пленка содержит нанометрические минеральные частицы, такие как окись алюминия, или кремнезем, или ΤίΝ, для увеличения фрикционной стойкости минерального слоя путем регулирования коэффициента трения.
- 24. Стойкий к истиранию резьбовой трубчатый элемент по любому из пп.17-23, отличающийся тем, что пленка содержит частицы фуллеренов для увеличения фрикционной стойкости минеральной пленки путем снижения коэффициента трения.
- 25. Стойкий к истиранию резьбовой трубчатый элемент по любому из пп.17-24, отличающийся тем, что пленка содержит органические соединения для увеличения предела текучести минеральной пленки.
- 26. Стойкий к истиранию резьбовой трубчатый элемент по любому из пп.17-25, отличающийся тем, что резьбовая область (3, 4), покрытая минеральной пленкой, покрыта системой смазки.
- 27. Стойкий к истиранию резьбовой трубчатый элемент по п.26, отличающийся тем, что система смазки является горячим расплавом.
- 28. Резьбовое трубчатое соединение, содержащее охватываемый резьбовой трубчатый элемент и охватывающий резьбовой трубчатый элемент, свинченные один в другом, отличающееся тем, что по меньшей мере один из указанных резьбовых трубчатых элементов является резьбовым трубчатым элементом из пп.17-27.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0904659A FR2950667B1 (fr) | 2009-09-30 | 2009-09-30 | Composant filete tubulaire resistant au grippage et procede de revetement d'un tel composant |
PCT/EP2010/005763 WO2011038850A1 (en) | 2009-09-30 | 2010-09-21 | Galling-resistant threaded tubular component and process for coating said component |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201270500A1 EA201270500A1 (ru) | 2012-08-30 |
EA021696B1 true EA021696B1 (ru) | 2015-08-31 |
Family
ID=42091572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201270500A EA021696B1 (ru) | 2009-09-30 | 2010-09-21 | Стойкий к истиранию резьбовой трубчатый элемент и способ нанесения покрытия на указанный элемент |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9290714B2 (ru) |
EP (1) | EP2483376B1 (ru) |
JP (1) | JP5826754B2 (ru) |
CN (1) | CN102858927B (ru) |
AR (1) | AR078476A1 (ru) |
AU (1) | AU2010301572B2 (ru) |
BR (1) | BR112012007077A2 (ru) |
CA (1) | CA2774461C (ru) |
EA (1) | EA021696B1 (ru) |
FR (1) | FR2950667B1 (ru) |
IN (1) | IN2012DN02130A (ru) |
MX (1) | MX340211B (ru) |
MY (1) | MY158760A (ru) |
UA (1) | UA106997C2 (ru) |
WO (1) | WO2011038850A1 (ru) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PL2150740T3 (pl) | 2007-04-13 | 2012-11-30 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas France | Gwintowany element rurowy wyposażony w suchą powłokę ochronną |
FR2960619B1 (fr) | 2010-06-01 | 2013-02-15 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Extremite filetee d'un composant tubulaire pour le forage ou l'exploitation des puits d'hydrocarbures, et joint resultant |
FR2966191B1 (fr) | 2010-10-15 | 2013-11-01 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Composant filete tubulaire et joint resultant |
FR2981395B1 (fr) | 2011-10-14 | 2016-04-01 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Composant filete tubulaire et joint resultant |
FR2985297B1 (fr) * | 2011-12-29 | 2016-04-01 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Composant filete tubulaire et procede de revetement d'un tel composant filete tubulaire |
EP2935651A1 (en) * | 2012-12-20 | 2015-10-28 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Pipe connector and method |
US9470044B1 (en) | 2015-07-06 | 2016-10-18 | Pegasis S.r.l. | Threaded connection having high galling resistance and method of making same |
JP6566376B1 (ja) * | 2019-02-22 | 2019-08-28 | 三桜工業株式会社 | 管継手及び管継手付きチューブ並びに管継手の製造方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040195825A1 (en) * | 2001-07-25 | 2004-10-07 | Toshiro Anraku | Threaded joint for steel pipes |
WO2006104251A1 (en) * | 2005-03-29 | 2006-10-05 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Threaded joint for steel pipes |
FR2892174A1 (fr) * | 2005-10-14 | 2007-04-20 | Vallourec Mannesmann Oil Gas F | Element filete tubulaire muni d'un revetement protecteur sec |
FR2914926A1 (fr) * | 2007-04-11 | 2008-10-17 | Vallourec Mannesmann Oil Gas F | Composition de lubrification a coefficient de frottement adaptable, pour un element filete d'un composant de joint filete tubulaire. |
WO2008125740A1 (fr) * | 2007-04-13 | 2008-10-23 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas France | Element filete tubulaire muni d'un revetement protecteur sec |
WO2010043316A1 (en) * | 2008-10-15 | 2010-04-22 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas France | Lubrication composition with an adaptable coefficient of friction, for a threaded element of a threaded tubular connection component |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1246356B (de) * | 1963-07-30 | 1967-08-03 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur Erzeugung von Manganphosphatueberzuegen auf Eisen und Stahl |
DE2254378A1 (de) * | 1972-11-07 | 1974-05-22 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur vorbehandlung von massenteilen fuer die spanlose kaltumformung |
US5224266A (en) * | 1991-06-21 | 1993-07-06 | Gratt Stanley H | Method of manufacturing a hydraulic pump cylinder |
US6509099B1 (en) * | 1999-08-02 | 2003-01-21 | Nkk Corporation | Phosphate-treated steel plate |
EP1211451B1 (en) * | 1999-08-27 | 2011-10-05 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Threaded joint for oil well pipe |
BR0208890B8 (pt) * | 2001-04-11 | 2013-02-19 | junta roscada para tubos de aÇo. | |
BR0216098B1 (pt) * | 2001-04-11 | 2014-01-28 | Junta com rosca para tubos de aço | |
US20050181137A1 (en) * | 2004-02-17 | 2005-08-18 | Straus Martin L. | Corrosion resistant, zinc coated articles |
US7883118B2 (en) * | 2005-03-29 | 2011-02-08 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Threaded joint for steel pipes |
-
2009
- 2009-09-30 FR FR0904659A patent/FR2950667B1/fr active Active
-
2010
- 2010-09-21 MX MX2012003846A patent/MX340211B/es active IP Right Grant
- 2010-09-21 CN CN201080043735.2A patent/CN102858927B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-09-21 US US13/395,823 patent/US9290714B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-09-21 UA UAA201205354A patent/UA106997C2/ru unknown
- 2010-09-21 EA EA201270500A patent/EA021696B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2010-09-21 CA CA2774461A patent/CA2774461C/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-09-21 JP JP2012531266A patent/JP5826754B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-09-21 MY MYPI2012001467A patent/MY158760A/en unknown
- 2010-09-21 WO PCT/EP2010/005763 patent/WO2011038850A1/en active Application Filing
- 2010-09-21 IN IN2130DEN2012 patent/IN2012DN02130A/en unknown
- 2010-09-21 AU AU2010301572A patent/AU2010301572B2/en not_active Ceased
- 2010-09-21 EP EP10757734.8A patent/EP2483376B1/en active Active
- 2010-09-21 BR BR112012007077A patent/BR112012007077A2/pt active Search and Examination
- 2010-09-29 AR ARP100103548A patent/AR078476A1/es not_active Application Discontinuation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040195825A1 (en) * | 2001-07-25 | 2004-10-07 | Toshiro Anraku | Threaded joint for steel pipes |
WO2006104251A1 (en) * | 2005-03-29 | 2006-10-05 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Threaded joint for steel pipes |
FR2892174A1 (fr) * | 2005-10-14 | 2007-04-20 | Vallourec Mannesmann Oil Gas F | Element filete tubulaire muni d'un revetement protecteur sec |
FR2914926A1 (fr) * | 2007-04-11 | 2008-10-17 | Vallourec Mannesmann Oil Gas F | Composition de lubrification a coefficient de frottement adaptable, pour un element filete d'un composant de joint filete tubulaire. |
WO2008125740A1 (fr) * | 2007-04-13 | 2008-10-23 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas France | Element filete tubulaire muni d'un revetement protecteur sec |
WO2010043316A1 (en) * | 2008-10-15 | 2010-04-22 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas France | Lubrication composition with an adaptable coefficient of friction, for a threaded element of a threaded tubular connection component |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
UA106997C2 (ru) | 2014-11-10 |
FR2950667B1 (fr) | 2011-12-16 |
CN102858927B (zh) | 2016-03-16 |
WO2011038850A1 (en) | 2011-04-07 |
AU2010301572A1 (en) | 2012-03-29 |
AR078476A1 (es) | 2011-11-09 |
AU2010301572B2 (en) | 2015-08-13 |
EP2483376B1 (en) | 2020-01-01 |
CN102858927A (zh) | 2013-01-02 |
MX2012003846A (es) | 2012-05-08 |
EP2483376A1 (en) | 2012-08-08 |
EA201270500A1 (ru) | 2012-08-30 |
IN2012DN02130A (ru) | 2015-08-21 |
JP2013506797A (ja) | 2013-02-28 |
CA2774461C (en) | 2018-05-15 |
MY158760A (en) | 2016-11-15 |
BR112012007077A2 (pt) | 2016-04-19 |
US9290714B2 (en) | 2016-03-22 |
FR2950667A1 (fr) | 2011-04-01 |
US20120169048A1 (en) | 2012-07-05 |
CA2774461A1 (en) | 2011-04-07 |
JP5826754B2 (ja) | 2015-12-02 |
MX340211B (es) | 2016-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA021696B1 (ru) | Стойкий к истиранию резьбовой трубчатый элемент и способ нанесения покрытия на указанный элемент | |
CA2706770C (en) | Threaded joint having an anticorrosive coating and a lubricating coating | |
CA2739158C (en) | Lubrication composition with an adaptable coefficient of friction, for a threaded element of a threaded tubular connection component | |
CA2800840C (en) | Threaded end of a tubular component for drilling or working hydrocarbon wells, and resulting connection | |
CA2815723C (en) | Process for coating a threaded tubular component, threaded tubular component and resulting connection | |
AU2010335578B2 (en) | Galling-resistant threaded tubular component, and process for coating said component | |
BRPI0810166B1 (pt) | composição de lubrificação com um coeficiente de fricção adaptável para um elemento de rosca de um componente de junção de rosca tubular | |
WO2015141159A1 (ja) | 固体潤滑被膜用組成物、その組成物から形成された固体潤滑被膜を備えた管用ねじ継手、及び、その管用ねじ継手の製造方法 | |
AU2013272669A1 (en) | Threaded joint for steel pipe | |
WO2008044799A1 (en) | Lubricating coating composition suitable for tubular threaded joints | |
RU2294475C1 (ru) | Способ обработки конических резьбовых соединений труб | |
OA16410A (en) | Process for coating a threaded tubular component, threaded tubular component and resulting connection. | |
OA16254A (en) | Threaded end of a tubular component for drilling or working hydrocarbon wells, and resulting connection. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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 BY KG MD TJ |
|
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): AZ KZ TM |
|
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): RU |