EA029404B1 - Резьбовое соединение для стальной трубы - Google Patents
Резьбовое соединение для стальной трубы Download PDFInfo
- Publication number
- EA029404B1 EA029404B1 EA201491952A EA201491952A EA029404B1 EA 029404 B1 EA029404 B1 EA 029404B1 EA 201491952 A EA201491952 A EA 201491952A EA 201491952 A EA201491952 A EA 201491952A EA 029404 B1 EA029404 B1 EA 029404B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- resin
- film coating
- coating
- steel pipe
- curable
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 63
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 135
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 135
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 claims abstract description 22
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000007888 film coating Substances 0.000 claims description 157
- 238000009501 film coating Methods 0.000 claims description 157
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims description 48
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 34
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 27
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 27
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 27
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 79
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 79
- 239000000463 material Substances 0.000 description 54
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 53
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 33
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 28
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 28
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 18
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 13
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 9
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 8
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 8
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- -1 Acryl Chemical group 0.000 description 7
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 7
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 4
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 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
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 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 2
- 229910000165 zinc phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004923 Acrylic lacquer Substances 0.000 description 1
- 241000283707 Capra Species 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010067482 No adverse event Diseases 0.000 description 1
- MVWDJLOUEUAWIE-UHFFFAOYSA-N O=C=O.O=C=O Chemical compound O=C=O.O=C=O MVWDJLOUEUAWIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PDYXSJSAMVACOH-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Zn].[Sn] Chemical compound [Cu].[Zn].[Sn] PDYXSJSAMVACOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HJJOHHHEKFECQI-UHFFFAOYSA-N aluminum;phosphite Chemical compound [Al+3].[O-]P([O-])[O-] HJJOHHHEKFECQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 235000013869 carnauba wax Nutrition 0.000 description 1
- 239000004203 carnauba wax Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000010073 coating (rubber) Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000007739 conversion coating Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N iron zinc Chemical compound [Fe].[Zn] KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H magnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 description 1
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000004447 silicone coating Substances 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 1
- UNXRWKVEANCORM-UHFFFAOYSA-I triphosphate(5-) Chemical compound [O-]P([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O UNXRWKVEANCORM-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N tungsten disulfide Chemical compound S=[W]=S ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N 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
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
- F16L15/04—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with additional sealings
-
- 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
- C10M107/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being a macromolecular compound
- C10M107/50—Lubricating compositions characterised by the base-material being a macromolecular compound containing silicon
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/042—Threaded
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- C10M2209/00—Organic macromolecular compounds containing oxygen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2209/02—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C10M2209/08—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing monomers having an unsaturated radical bound to a carboxyl radical, e.g. acrylate type
- C10M2209/084—Acrylate; Methacrylate
-
- 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
- C10M2213/00—Organic macromolecular compounds containing halogen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2213/06—Perfluoro polymers
- C10M2213/062—Polytetrafluoroethylene [PTFE]
- C10M2213/0623—Polytetrafluoroethylene [PTFE] used as base material
-
- 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
-
- 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
- C10N2070/00—Specific manufacturing methods for lubricant compositions
- C10N2070/02—Concentrating of additives
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)
Abstract
Резьбовое соединение для стальной трубы включает в себя ниппель и муфту, причем каждый из этих элементов выполнен с контактной поверхностью, включающей в себя металлический контактный участок без резьбы, имеющий уплотнительный участок, и резьбовой участок. Это резьбовое соединение включает в себя пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, сформированное на контактной поверхности по меньшей мере одного элемента из ниппеля и муфты; и пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы, сформированное, по меньшей мере, на участке поверхности пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей.
Description
изобретение относится к резьбовому соединению для стальной трубы, обладающему превосходными смазывающими и антикоррозионными свойствами. Резьбовое соединение для стальной трубы в соответствии с настоящим изобретением обладает достаточной коррозионной стойкостью даже при жестких условиях хранения, обладает достаточными смазывающими свойствами для соединения трубопроводов нефтяного сортамента (ОСТС), а также является простым в ремонте. Таким образом, данное резьбовое соединение в особенности подходит для использования при соединении трубопроводов нефтяного сортамента.
Предшествующий уровень техники
Трубопроводы нефтяного сортамента (например, насосно-компрессорные трубы, через которые протекают жидкости, такие как неочищенная нефть; и обсадные колонные, которые окружают насоснокомпрессорные трубы), используемые при бурении на нефть для добычи неочищенной нефти или газойля, как правило, имеют длину в несколько десятков метров и соединяются с помощью резьбовых соединений до тех пор, пока не образуют достаточную длину для достижения нефтяной скважины. В прошлом, глубина нефтяных скважин составляла от 2000 до 3000 м. Однако в последних глубоких нефтяных скважинах, таких как подводные нефтяные скважины, встречаются случаи, когда глубина нефтяных скважин достигает диапазона от 8000 до 10000 м и глубже.
В зависимости от среды использования резьбовое соединение для стальных труб, используемое для соединения трубопроводов нефтяного сортамента, подвергается воздействию нагрузок, таких как осевые растягивающие усилия, вызванные весом трубопроводов нефтяного сортамента и резьбового соединения; комплексного давления, такого как внутреннее или наружное поверхностное давление; и температуры в земле. Поэтому резьбовое соединение должно сохранять герметичность (воздухонепроницаемость) трубопроводов нефтяного сортамента без повреждений даже в таких жестких условиях.
Фиг. 1 представляет чертеж, схематично иллюстрирующий собранное состояние трубопровода нефтяного сортамента А и соединения В, которое представляет собой компонент резьбового соединения. В трубопроводе нефтяного сортамента А ниппель 1, имеющий наружную резьбу 11 (см. фиг. 2), выполнен на наружных поверхностях обоих его концов. В соединении В муфта 2, имеющая внутреннюю резьбу 21 (см. фиг. 2), образована на внутренних поверхностях обоих его концов. Один конец трубопровода нефтяного сортамента А присоединен к одному концу соединения В заранее.
Фиг. 2 представляет чертеж, схематично показывающий подробности конструкции ниппель-муфта типового резьбового соединения (также называемого специальным резьбовым соединением), используемого для соединения трубопроводов нефтяного сортамента А. Ниппель 1 представляет собой компонент соединения, имеющий наружную резьбу 11, и, как правило, образован на одном концевом участке трубопровода нефтяного сортамента А. Муфта 2 представляет собой компонент соединения, имеющий внутреннюю резьбу 21, и, как правило, выполняется на внутренней поверхности компонента резьбового соединения (соединения В). Ниппель 1 дополнительно включает в себя помимо наружной резьбы 11 уплотнительный участок 13 и плечевой участок 14, расположенные ближе к стороне свободного конца стальной трубы, чем резьбовой участок. Соответственно, муфта 2 дополнительно включает в себя помимо внутренней резьбы 21 уплотнительный участок 23, расположенный внутри соединительного участка; и плечевой участок 24, входящий в контакт с плечевым участком ниппеля 1. Уплотнительные участки 13 и 23 и плечевые участки 14 и 24 ниппеля 1 и муфты 2 представляют собой металлические контактные участки без резьбы резьбового соединения для стальной трубы. Ссылочная позиция 12 обозначает краевой участок свободного конца ниппеля 1, и ссылочная позиция 31 обозначает участок, на котором ниппель 1 не контактирует с муфтой 2 (участок, в котором в ходе соединения остается выделение нефти).
Один конец трубопровода нефтяного сортамента А помещается в соединение В, и наружная резьба 11 и внутренняя резьба 21 соединяются друг с другом. В результате уплотнительный участок 13 ниппеля 1 и уплотнительный участок 23 муфты 2 входят в контакт друг с другом при должном количестве взаимодействия для того, чтобы сформировать металлическое уплотнение. Это металлическое уплотнение гарантирует герметичность трубопроводов нефтяного сортамента А, соединенных с соединением В. В таком типе резьбового соединения, в частности, на уплотнительных участках 13 и 23 может возникнуть заклинивание, не поддающееся ремонту, называемое наволакиванием.
Когда компрессионно-насосная труба и обсадная колонна опускаются в нефтяную скважину, бывают случаи, когда резьбовое соединение, присоединенное к ним, отсоединяется из-за различных проблем; они вытягиваются из нефтяной скважины, соединяются и опускаются заново. американский Институт нефти (ΑΡΙ) требует обеспечения сопротивления наволакиванию и герметичности в том смысле, что наволакивание не должно происходить, и герметичность трубопроводов нефтяного сортамента должна быть гарантирована даже при осуществлении сборки (соединения) и разбора (разъединения) в течение 10 раз в случае соединения на компрессионно-насосной трубе или в течение 3 раз в случае обсадной колонны.
Для повышения герметичности и сопротивления наволакиванию в ходе соединения в предшествующем уровне техники вязкая жидкая смазка (называемая здесь "составная смазка"), содержащая порошок тяжелого металла, наносилась на контактную поверхность (резьбовой участок и металлический
- 1 029404
контактный участок без резьбы) резьбового соединения. Такая составная смазка указана в стандарте ВиЬ5Л2 по ΑΡΙ. Составная смазка также обладает антикоррозионными свойствами для предотвращения коррозии на покрытой контактной поверхности.
Тем не менее, поскольку составная смазка содержит большое количество порошка из тяжелого металла, такого как цинк, свинец и медь, нанесенная смазка может быть смыта и вытечь на наружную поверхность в ходе соединения резьбового соединения. В результате, существует вероятность того, что, в частности, вредные тяжелые металлы, такие как свинец, могут оказать негативное воздействие на окружающую среду (в частности, на морские организмы). Дополнительно, поскольку рабочая среда ухудшается из-за операций по покрытию составной смазкой, существует опасность негативного воздействия на тело человека в ходе операций по нанесению покрытия. Таким образом, требуется резьбовое соединение для стальной трубы, способное демонстрировать превосходное сопротивление наволакиванию без использования составной смазки.
В качестве резьбового соединения, которое может быть использовано для соединения трубопроводов нефтяного сортамента без составной смазки, на настоящий момент было предложено множество резьбовых соединений для стальных труб, в которых контактная поверхность покрыта пленкой из твердосмазывающего покрытия, состоящего из органической и неорганической смолы, содержащего смазывающий порошок, например дисульфид молибдена или графит.
Как описано выше, в резьбовом соединении для стальной трубы с уплотнительным участком, поскольку наволакивание вероятно может возникнуть, в частности, на уплотнительном участке, необходимо предотвратить коррозию на уплотнительном участке. Причиной этого является то, что наволакивание зачастую образуется при возникновении коррозии. Кроме того, изменения в форме уплотнительного участка из-за коррозии вызывают нарушение герметичности. В резьбовом соединении для стальной трубы, не покрытом составной смазкой, поскольку сопротивление коррозии не обеспечивается составной смазкой, коррозионная стойкость уплотнительного участка является также важной. Однако вышеуказанная пленка из твердосмазывающего покрытия не обладает достаточной коррозионной стойкостью для предотвращения образования коррозии на участке среза соединения, включающем в себя уплотнительный участок, при хранении в высококоррозионных условиях в течение продолжительного периода времени.
В патентном документе 1 описано резьбовое соединение для стальной трубы, обладающее превосходной коррозионной стойкостью, которое включает в себя пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, состоящее из фотоотверждаемого состава, который затвердевает под действием излучения ультрафиолетовых лучей, на контактной поверхности резьбового соединения.
Предшествующий уровень техники
Патентный документ 1. Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № 201112251.
Раскрытие изобретения Проблемы, решаемые изобретением
Резьбовое соединение для стальной трубы, описанное в японской нерассмотренной патентной заявке (первой публикации № 2011-12251), эффективно для предотвращения коррозии на контактной поверхности (резьбовых участках и металлических контактных участках ниппеля и муфты без резьбы) резьбового соединения для стальной трубы, но существуют случаи, когда коррозионная стойкость не всегда является достаточной и коррозию нельзя полностью предотвратить, когда условия хранения являются несоответствующими или когда среда хранения является агрессивной. Например, трубопроводы нефтяного сортамента могут храниться в агрессивных средах, таких как побережье или пустыня. Поэтому даже при неудовлетворительной среде хранения требуется обеспечить коррозионную стойкость.
Дополнительно, когда чистота поверхности покрытия является недостаточной, в ходе покрытия составом из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, бывают случаи, когда создаются дефекты покрытия на пленочном покрытии, отверждаемом с помощью ультрафиолетовых лучей, и коррозионная стойкость в этих местах является недостаточной. Например, когда точечная коррозия создается на участке уплотнения, сопротивление наволакиванию и герметичность резьбового соединения существенно ухудшаются. Поэтому необходимо, чтобы уплотнительный участок, в частности, был полностью покрыт так, чтобы на нем не образовывалось дефектов покрытия.
Кроме того, при пленочном покрытии, сформированном из состава из смолы, отверждаемой при помощи ультрафиолетовых лучей, бывают случаи, когда не достигаются требуемые смазочные свойства. Дополнительно, даже когда в пленочном покрытии наблюдаются дефекты, существует проблема, заключающаяся в том, что эти дефекты нельзя легко устранить.
Настоящее изобретение было разработано с учетом вышеуказанных обстоятельств, и его задачей является обеспечение резьбового соединения для стальной трубы, включающего в себя пленочное покрытие из смолы, отверждаемой при помощи ультрафиолетовых лучей, даже в агрессивной среде хранения, с достаточной коррозионной стойкостью для предотвращения образования коррозии в резьбовом соединении для стальной трубы, используемого для соединения трубопроводов нефтяного сортамента; достаточные смазывающие свойства достигаются, поскольку резьбовое соединение для стальной трубы
- 2 029404
используется для соединения трубопроводов нефтяного сортамента; и даже когда дефекты покрытия образуются в ходе нанесения покрытия, эти дефекты можно легко исправить.
Средства для решения проблем
В настоящем изобретении используются следующие средства для решения вышеописанных проблем и достижения задачи.
(1) . В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения обеспечивается резьбовое соединения для стальной трубы, включающее в себя ниппель и муфту, причем каждый из этих элементов выполнен с контактной поверхностью, включающей в себя металлический контактный участок без резьбы, имеющий уплотнительный участок; и резьбовой участок, при этом резьбовое соединение включает в себя пленочное покрытие из смолы, отверждаемой при помощи ультрафиолетовых лучей, сформированное на контактной поверхности по меньшей мере одного элемента из ниппеля и муфты; и пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы, сформированное по меньшей мере на одном участке поверхности пленочного покрытия из смолы, отверждаемой при помощи ультрафиолетовых лучей.
(2) . В резьбовом соединении для стальной трубы в соответствии с п.(1) пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы может быть сформировано на участке, покрывающем, по меньшей мере, уплотнительный участок, на поверхности пленочного покрытия из смолы, отверждаемой при помощи ультрафиолетовых лучей.
(3) . В резьбовом соединении для стальной трубы по п.(1) или (2) пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы может быть сформировано на всей поверхности пленочного покрытия из смолы, отверждаемой при помощи ультрафиолетовых лучей.
(4) . В резьбовом соединении для стальной трубы по любому из пп.(1)-(3) пленочное покрытие из смолы, отверждаемой при помощи ультрафиолетовых лучей, может содержать краситель.
Преимущества изобретения
В соответствии с вышеуказанным объектом по меньшей мере один участок из контактных участков резьбового соединения для стальной трубы, предпочтительно участок, включающий в себя уплотнительный участок, в котором особенно вероятно возникновение наволакивания и который важен с точки зрения герметичности резьбового соединения, покрывается пленочным покрытием, имеющим двухслойную структуру из пленочного покрытия из смолы, отверждаемой при помощи ультрафиолетовых лучей, и пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы в качестве верхнего слоя, выполненного на нем. В результате можно обеспечить резьбовое соединение для стальной трубы, способное предотвратить коррозию резьбового соединения для стальной трубы даже при хранении в агрессивных средах; при этом сохраняются достаточные смазывающие свойства для соединения трубопроводов нефтяного сортамента.
Дополнительно, даже если чистота контактной поверхности является недостаточной и образуются дефекты покрытия на пленочном покрытии из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, эти дефекты могут быть исправлены с помощь пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы в соответствии с вышеуказанным аспектом. Таким образом, могут быть получены надежные антикоррозионные свойства.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой чертеж, схематично показывающий собранное состояние трубопроводов нефтяного сортамента и соединения, представляющего собой компонент резьбового соединения;
фиг. 2 - чертеж, схематично показывающий соединительный участок резьбового соединения для стальной трубы;
фиг. 3 - изображения, отображающие результаты испытания на сопротивление коррозии согласно примеру 1;
фиг. 4 - диаграмму крутящего момента, показывающую изменение крутящего момента в зависимости от количества оборотов резьбового соединения для стальной трубы.
Лучший вариант осуществления изобретения
Далее будет описан вариант осуществления настоящего изобретения.
Поскольку основная конфигурация резьбового соединения для стальной трубы в соответствии с вариантом осуществления является одинаковой для фиг. 1 и 2, описание будет сделано со ссылкой на фиг. 1 и 2 в целях удобства описания.
Резьбовое соединение для стальной трубы в соответствии с данным вариантом осуществления включает в себя ниппель 1 и муфту 2, каждый из которых оборудован контактной поверхностью и имеет резьбовой участок и металлический контактный участок без резьбы, имеющий уплотнительный участок и плечевой участок. То есть, как показано на фиг. 1 и 2, ниппель 1 включает в себя наружную резьбу 11 в качестве резьбового участка и включает в себя уплотнительный участок 13 и плечевой участок 14 в качестве металлического контактного участка без резьбы. Дополнительно муфта 2 включает в себя внутреннюю резьбу 21 в качестве резьбового участка и включает в себя уплотнительный участок 23 и плечевой участок 24 в качестве металлического контактного участка без резьбы.
Резьбовое соединение для стальной трубы в соответствии с данным вариантом осуществления включает в себя пленочное покрытие из смолы, отверждаемой при помощи ультрафиолетовых лучей, которое сформировано на контактной поверхности (предпочтительно на всей контактной поверхности)
- 3 029404
по меньшей мере одного элемента (т.е. только ниппеля 1, только муфты 2 или как ниппеля 1, так и муфты 2) из ниппеля 1 и муфты 2; и пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы, сформированное, по меньшей мере, на участке поверхности пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, предпочтительно на участке, покрывающем уплотнительные участки 13 и 23.
Пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей.
Пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, может быть сформировано с использованием подходящего материала покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, который может быть нанесен на стальной материал. Как правило, материал покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, содержит, по меньшей мере, мономер, олигомер и катализатор фотополимеризации и может дополнительно содержать различные типы добавок, таких как пигмент, антикоррозионный агент, пеноподавляющий агент и выравнивающее вещество. Пример такого материала покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, описан в японской нерассмотренной патентной заявке, (первая публикация № 2011-12251) в качестве фотоотверждаемого состава. Однако материал покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, не ограничивается этим. Дополнительно могут использоваться доступные на рынке материалы покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей.
В качестве материала покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, предпочтительно использовать материал, который обладает превосходными антикоррозионными свойствами пленочного покрытия, высокой скоростью отверждения и из которого может быть получена толстая пленка. Кроме того, рассматривая окружающую среду покрытия, предпочтительно использовать материал покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, без растворителя. Для того чтобы усилить смазывающие свойства сформированного пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, по меньшей мере одно смазочное вещество, выбранное из группы, состоящей из: восков, металлического мыла, фторопластовой смолы и волокнистых наполнителей, может быть добавлено к материалу покрытия в количестве, например, не более 30 мас.% с точки зрения содержания твердого вещества. В качестве антикоррозионного агента для усиления антикоррозионных свойств пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, может быть использован, например, триполифосфат алюминия или фосфит алюминия. В этом случае количество добавленного вещества предпочтительно меньше либо равно 10 мас.% с точки зрения содержания твердого вещества. В качестве пигмента для колеровки пленочного покрытия может быть использован материал, по существу, не нарушающий прозрачность пленочного покрытия. Примеры такого пигмента включают в себя флуоресцентные пигменты и пигменты светлых цветов.
В качестве материала покрытия, отверждаемого с помощью ультрафиолетовых лучей, особенно предпочтительно использовать эпоксидно-акриловую смолу, обладающую превосходной коррозионной стойкостью. Этот тип материала покрытия, отверждаемого с помощью ультрафиолетовых лучей, содержит модифицированную акриловой кислотой (или метакриловой кислотой) эпоксидную смолу, полученную путем добавления акриловой кислоты (или метакриловой кислоты) к эпоксидной смоле в качестве олигомера. В этом случае может быть использован материал покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей (например, уретан-акриловой смолы), отличающийся от вышеописанного материала покрытия. Примеры доступных на рынке материалов покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, включают в себя материал покрытия из эпоксидной акриловой смолы, изготавливаемый СЬидоки Матте РаиШ Ый. и имеющий торговое название Аиг1ех.
Пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, может быть сформировано путем нанесения на контактную поверхность (предпочтительно на всю контактную поверхность) по меньшей мере одного элемента из ниппеля 1 и муфты 2 резьбового соединения для стальной трубы материала покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, посредством надлежащего способа; и излучения на покрытую контактную поверхность ультрафиолетовых лучей. В качестве способа нанесения материала покрытия, отверждаемого с помощью ультрафиолетовых лучей, предпочтительно использовать нанесение методом распыления. Тем не менее, могут быть использованы и другие методы нанесения, такие как нанесение кистью или нанесение погружением. Излучение ультрафиолетовых лучей может быть осуществлено с помощью подходящего источника излучения, соответствующего катализатору фотополимеризации, используемому в материале покрытия.
Толщина пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, может варьироваться в диапазоне от 1 до 100 мкм, предпочтительно в диапазоне от 5 до 30 мкм. Как правило, поскольку пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, обладает превосходной адгезией с подложкой (контактной поверхностью резьбового соединения для стальной трубы), и представляет собой непроницаемое пленочное покрытие, обладающее высокой прозрачностью, достигается превосходная коррозионная стойкость.
Пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы.
Пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы формируется по меньшей мере на одном участке поверхности пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей. То есть в резьбовом соединении для стальной трубы в соответствии с изобретением пленочное покрытие,
- 4 029404
имеющее двухслойную структуру из пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, в качестве нижнего слоя и пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы в качестве верхнего слоя, сформировано по меньшей мере на одном отрезке контактного участка по меньшей мере одного элемента из ниппеля 1 и муфты 2. Путем обеспечения пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы на пленочном покрытии из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, можно улучшить не только вышеуказанный восстановительный эффект, но также смазывающие свойства резьбового соединения для стальной трубы. В результате вероятность возникновения наволакивания снижается.
Когда пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы формируется лишь на одном участке поверхности пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, предпочтительно, чтобы пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы формировалось на участке, покрывающем уплотнительный участок, где наиболее вероятно возникновение наволакивания, на поверхности пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей. Например, может быть принята конфигурация, в которой резьбовые участки покрываются лишь пленочным покрытием из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей; а уплотнительные участки и плечевые участки (т.е. металлические контактные участки без резьбы) покрываются пленочным покрытием с двухслойной структурой из пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, в качестве нижнего слоя, и пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы в качестве верхнего слоя. Поскольку пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, и пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы, которые нанесены на резьбовые участки и уплотнительные участки, обладают превосходной прозрачностью, состояние резьбовых участков и участков уплотнений можно наблюдать сквозь пленочное покрытие. В частности, ниппель 1 может легко повредиться из-за того, что резьбовой участок (наружная резьба 11) и уплотнительный участок 13 выполнены на наружной поверхности. Таким образом, желательно, чтобы состояние повреждения резьбового участка можно было проверить заранее для каждого соединения. В соответствии с вариантом осуществления, даже когда нанесены как пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, так и пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы, состояние повреждения резьбового участка можно установить, например, путем визуального осмотра, как и в случае без пленочного покрытия.
В этом случае пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы в качестве верхнего слоя может быть сформировано на отрезке контактной поверхности без участка уплотнения, например, в целях ремонта. Особые примеры таких случаев включают в себя случаи, когда небольшое отверстие, неравномерно покрытый участок или тому подобное создаются на пленочном покрытии из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, в качестве нижнего слоя, и случай, когда пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, частично повреждается по какой-либо причине. В этих случаях существует риск ухудшения антикоррозионных свойств из-за коррозии поврежденных участков. Однако путем формирования пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы на таких участках, повреждение восстанавливается и можно предотвратить ухудшение антикоррозионных свойств. Когда пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, повреждается, предпочтительно, чтобы пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы наносилось так, чтобы окрестность поврежденных участков также покрывалась. Когда пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, колеруется с помощью красителя, такого как флуоресцентный пигмент, поврежденные участки и участки с неравномерным покрытием пленочного покрытия могут быть выявлены путем визуальной инспекции или излучения ультрафиолетовых лучей.
Что касается антикоррозионных свойств и смазывающих свойств, предпочтительно, чтобы пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы в качестве верхнего слоя формировалось на всей поверхности пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей. Когда пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, в качестве нижнего слоя и пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы в качестве верхнего слоя сформированы на всей контактной поверхности, как описано выше в примерах, крутящий момент на плечевом сопротивлении возрастает, и крутящий момент на соединении, определяемый резьбовым соединением для стальной трубы, может быть отрегулирован до высокого значения. В результате может быть получен дополнительный эффект в увеличении герметичности (воздухонепроницаемости) резьбового соединения для стальной трубы.
Материал покрытия из акрилосиликоновой смолы включает в себя продукт реакции силиконовой смолы и акриловой смолы в качестве пленкообразующего компонента. Этот материал покрытия может формировать плотное смоляное пленочное покрытие, имеющее силоксановые связи в качестве основы, и обладающее сильной адгезией со слоем подложки. Сформированное пленочное покрытие может обладать высокими показателями по адгезии, сохранению блеска, сохранению цвета, водонепроницаемости, химическому сопротивлению (кислотостойкости и щелочестойкости), маслостойкости, сопротивлению загрязнению и продолжительной стойкости к внешним воздействиям, помимо водоотталкивающих свойств силиконового компонента. Материал покрытия из акрилосиликоновой смолы включает в себя масляный тип (растворимый тип, сильнорастворимый тип и слаборастворимый тип) и водяной тип
- 5 029404
(эмульсионный материал покрытия, отверждаемый в результате реакции). Можно использовать оба типа, однако материал масляного типа является предпочтительным, поскольку пленочное покрытие может быть получено путем высушивания при относительно низкой температуре за короткий период времени. В частности, предпочтительно использовать материал, отверждаемый при нормальной температуре. Поскольку материал акрилосиликонового покрытия, отверждаемый под воздействием температуры, обладает превосходными быстросохнущими свойствами, без необходимости нагрева, пленочное покрытие может быть сформировано быстро, и может осуществляться непрерывная работа. Таким образом отсутствуют отрицательные воздействия на производительность резьбового соединения для стальной трубы.
Авторы настоящего изобретения тщательно изучили различные типы материалов смолянистого пленочного покрытия, формируемого в качестве верхнего слоя на пленочном покрытии из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, и в результате обнаружили, что когда пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы формируется в качестве верхнего слоя, антикоррозионные свойства особенно улучшаются и наблюдается превосходное сопротивление коррозии в коррозионных средах в условиях соляного тумана по сравнению с материалом покрытия из акриловой смолы или флуоресцентным материалом покрытия, которые, как известно, обладают превосходными антикоррозионными свойствами.
В качестве материала покрытия из акрилосиликоновой смолы могут быть использованы продукты, доступные в продаже. Примеры доступных в продаже материалов покрытия из акрилосиликоновой смолы включают в себя материал акрилосиликоновой смолы, называемый масляным силиконовым лаком, изготавливаемый фирмой Капре Нарю Со., Ый.
Материал покрытия из акрилосиликоновой смолы наносится на контактную поверхность резьбового соединения для стальной трубы, на которой было сформировано покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, с помощью такого же подходящего способа, как описано для материала покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, за чем следует удаление летучих соединений из растворителя для отверждения пленочного покрытия. В результате может быть сформировано затвердевшее пленочное покрытие.
Предпочтительно, чтобы толщина пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы была в диапазоне от 1 до 100 мкм. Когда толщина пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы меньше 1 мкм, антикоррозионные свойства существенно ухудшаются. Когда толщина пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы больше 100 мкм, смазывающие свойства существенно ухудшаются. С точки зрения совместимости антикоррозионных свойств и смазывающих свойств, наиболее предпочтительно, чтобы толщина пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы была в диапазоне от 5 до 10 мкм.
Когда толщина пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы лежит в диапазоне от 5 до 10 мкм, подтверждается улучшение в постоянстве антикоррозионной способности. Однако, когда толщина пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы превышает 10 мкм, дальнейшее улучшение антикоррозионной способности не подтверждается. С другой стороны, когда толщина пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы становится больше, уменьшается сопротивление наволакиванию. В результате, допустимая частота повторов соединений и разъединений снижается.
Пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, получается при помощи процесса отверждения, при котором материал покрытия, содержащий мономер, олигомер, катализатор фотополимеризации и тому подобное, облучаются ультрафиолетовыми лучами для производства радикалов из катализатора фотополимеризации; мономер превращается в полимер с помощью этих радикалов; и материал покрытия затвердевает. С другой стороны, пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы получается с помощью процесса отверждения, при котором в материале покрытия (например, масляно-силиконовом лаковом спрее), содержащем акрилосиликоновую смолу, летучий растворитель, отверждающий агент и тому подобное, растворитель испаряется; и материал покрытия затвердевает.
То есть процессы отверждения пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, и пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы, по существу, совершенно отличаются друг от друга.
Предварительная обработка подложки.
Резьбовые участки и металлические контактные участки без резьбы, представляющие собой контактную поверхность резьбового соединения для стальной трубы, на которой формируется пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, формируются при помощи фрезеровочного процесса, включая нарезание резьбы, и шероховатость их поверхности, как правило, составляет от 3 до 5 мкм. Когда шероховатость поверхности контактной поверхности больше вышеуказанного диапазона, адгезия пленочного покрытия, формируемого на ней, может быть увеличена. В результате, свойства резьбового соединения, такие как качество соединения и коррозионная стойкость, могут быть улучшены. С этой целью перед формированием пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, на контактной поверхности резьбового соединения для стальной трубы может быть проведена предварительная обработка для повышения шероховатости поверхности.
Примеры таких предварительных обработок включают в себя пескоструйную обработку путем распыления абразива, такого как материал из дробинок или материал в форме шипов; и кислотную промыв- 6 029404
ку путем погружения контактной поверхности в сильный кислотный раствор, например в серную кислоту, соляную кислоту, азотную кислоту или фтороводородную кислоту, для придания поверхности шероховатости. Эти обработки могут повысить шероховатость поверхности самого материала основы.
Другие примеры предварительной обработки подложки включают в себя химическое конверсионное покрытие, например фосфатирование, оксалатирование или борирование; и металлизацию.
При химической конверсионной обработке формируется конверсионное пленочное покрытие, состоящее из игольчатых кристаллов и имеющее большую шероховатость поверхности. В результате, шероховатость поверхности повышается и адгезия твердой антикоррозионной пленки и твердой смазывающей пленки, формируемых на ней, может быть увеличена. Для того чтобы дополнительно улучшить антикоррозионную способность, предпочтительно, чтобы слой подложки (нижний слой, формируемый под пленочным покрытием из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей) состоял из фосфата цинка, фосфата магния и тому подобное.
Металлизация может улучшить сопротивление наволакиванию резьбового соединения для стальной трубы, и частичная металлизация может увеличить шероховатость поверхности. Примеры металлизации для увеличения шероховатости поверхности включают в себя электроосаждение меди, железа и их сплавов при помощи метода электрического осаждения; ударную металлизацию цинком или цинковым сплавом, при которой частицы, полученные путем покрытия сердцевин из железа цинком, цинковым сплавом и тому подобное, нагнетаются при помощи центробежной силы или давления воздуха, и частицы цинка или сплава цинк-железо осаждаются, и формируется пористое металлическое пленочное покрытие; осаждение композитного метала путем распыления твердых мелких частиц на металл для формирования пленочного покрытия. В частности, ударная металлизация эффективна для повышения шероховатости поверхности.
Независимо от способа, используемого для предварительной обработки контактной поверхности, предпочтительно, чтобы шероховатость поверхности Κζ была отрегулирована до 5-40 мкм после придания поверхности дополнительной шероховатости путем предварительной обработки. Когда шероховатость поверхности Κζ меньше 5 мкм, бывают случаи, при которых адгезия с пленочным покрытием, формируемым на контактной поверхности, является недостаточной. С другой стороны, когда шероховатость поверхности Κζ больше 40 мкм, трение поверхности увеличивается и бывают случаи, что при приложении большого давления поверхности, пленочное покрытие, сформированное на контактной поверхности, не может выдержать силу трения и силу давления, и разламывается или стирается. В качестве предварительной обработки для придания поверхности дополнительной шероховатости можно использовать два или несколько типов обработок в комбинации.
Прочие пленочные покрытия.
Когда пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, в качестве нижнего слоя и пленочное покрытие и акрилосиликоновой смолы в качестве верхнего слоя формируются на контактной поверхности по меньшей мере одного элемента из ниппеля 1 и муфты 2 (например, ниппеля 1) резьбового соединения для стальной трубы, обработка контактной поверхности другого элемента (например, муфты 2) не имеет специальных ограничений. Например, может быть сформировано лишь пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей. Альтернативно, могут быть применены различные типы обработки поверхностей резьбового соединения для стальной трубы, которые были описаны и будут описаны в данной области техники.
Пленочное покрытие, имеющее двухслойную структуру в соответствии с настоящим изобретением из пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, в качестве нижнего слоя и пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы в качестве верхнего слоя, обладает превосходными антикоррозионными свойствами. Однако, когда это пленочное покрытие, имеющее двухслойную структуру, формируется на контактных поверхностях как ниппеля 1, так и муфты 2, бывают случаи, когда сопротивление наволакиванию является недостаточным для соединения резьбового соединения для стальной трубы. В этом случае предпочтительно, чтобы пленочное покрытие, имеющее двухслойную структуру в соответствии с настоящим изобретением, формировалось на контактной поверхности по меньшей мере одного элемента из ниппеля 1 и муфты 2; и твердосмазывающее пленочное покрытие, описанное ниже, формировалось на контактной поверхности другого элемента.
Примеры твердосмазывающих пленочных покрытий включают в себя пленочное покрытие, содержащее смазывающий порошок и, при желании, другие компоненты, в органической или неорганической смоле. Примеры смазывающего порошка включают в себя дисульфид молибдена, дисульфид вольфрама, графит и политетрафторэтилен. Примеры смолы, являющейся связывающим веществом, включают в себя органические смолы, например эпоксидную смолу, полиамидную смолу и полиамидимидную смолу; а также силиконовые или титановые соединения (например, алкилсиликат, золь кремниевой кислоты, и золь оксида титана), которые могут формировать пленочное покрытие из неорганической смолы на основе кремнекислоты или оксида титана. Твердосмазывающее пленочное покрытие может представлять собой тонкую смазывающую пленку, не имеющую прилипания, описанную в \УО 2007/042231, в которой частицы твердой смазки, имеющие пластические или вязкопластические реологические свойства (характеристики текучести), распределены в твердой матрице. Это смазывающее пленочное покрытие может
- 7 029404
быть сформировано путем нанесения, методом покрытия из расплава, состава, содержащего, например, полиэтилен или термопластичный полимер; воск (например, карнаубский воск) и металлическое мыло (например, стеарат цинка) в качестве смазывающих компонентов; и сульфонат кальция в качестве антикоррозионной добавки. Воск, металлическое мыло, сульфонат кальция и подобные элементы могут быть добавлены к вышеописанному твердосмазывающему пленочному покрытию, содержащему смазывающий порошок в смоле.
Толщина твердосмазывающего пленочного покрытия не имеет специальных ограничений, но, как правило, лежит в диапазоне от 5 до 100 мкм, предпочтительно в диапазоне от 5 до 50 мкм. Когда формируется твердосмазывающее пленочное покрытие, подобным образом, для улучшения адгезии покрытия, предпочтительно провести вышеописанную предварительную обработку подложки для повышения шероховатости поверхности, на контактной поверхности, подлежащей покрытию.
Поскольку твердосмазывающее пленочное покрытие, как правило, является непрозрачным, предпочтительно, чтобы твердосмазывающее пленочное покрытие наносилось на контактную поверхность муфты 2, в которой резьбовой участок не так легко повреждается по сравнению с ниппелем 1; и чтобы двухслойное пленочное покрытие в соответствии с настоящим изобретением, включающее в себя пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, в качестве нижнего слоя и пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы в качестве верхнего слоя, было сформировано на контактной поверхности ниппеля 1. Таким образом, поскольку двухслойное покрытие обладает превосходной прозрачностью, двухслойное пленочное покрытие, как правило, формируется на наружных поверхностях обоих концов длинной стальной трубы, и посредством этого состояние резьбовых частей участка ниппеля, которые легко могут повредиться, можно оценивать путем визуального осмотра через вышеуказанное двухслойное пленочное покрытие, покрывающее ниппель 1.
В вышеописанном варианте осуществления резьбовое соединение для стальной трубы, включающее в себя плечевые участки 14 и 24, было описано в качестве примера. Однако настоящее изобретение может быть применено к резьбовому соединению для стальной трубы, не включающей в себя плечевые участки 14 и 24. Например, резьбовое соединение для стальной трубы может представлять собой резьбовое соединение, в котором резьба (например, клиновидная резьба и тому подобное) сама по себе обладает блокирующей функцией, предотвращающей вращение соединения.
Преимущества настоящего изобретения будут описаны с помощью следующих примеров. Здесь ниже контактная поверхность, включающая в себя резьбовой участок и металлический контактный участок без резьбы ниппеля, будет называться "поверхностью ниппеля"; и контактная поверхность, включающая в себя резьбовой участок и металлический контактный участок без резьбы муфты, будет называться "поверхностью муфты". В примерах "%" представляет " мас.%", если не указано иное.
Примеры
Пример 1.
В данном примере различные типы смолянистых пленочных покрытий были сформированы на пленочном покрытии из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, которое покрывает контактную поверхность резьбового соединения для стальной трубы, для исследования антикоррозионных свойств. Для информации то же испытание было выполнено для случая, когда было сформировано лишь пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, и случая, когда проникающая смазка СКС-5-56 (КИКЕ 5-56, производства фирмы Ките Епдшеегшд Ыб.), известная высокой антикоррозионной стойкостью, была нанесена на пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей.
Нарезка резьбы была выполнена на одном участке трубы из углеродистой стали (наружный диаметр 177,8 мм), примерно на расстоянии 120 мм от конца трубы. Этот резьбовой участок был покрыт путем напыления доступным на рынке материалом покрытия из смолы, отверждаемой при помощи ультрафиолетовых лучей, из эпоксидной акриловой смолы (Аи1гех 550 производства СЬидоки Матте РатШ Ыб.), и был подвернут облучению ультрафиолетовыми лучами при комнатной температуре в течение 60 с для отверждения пленочного покрытия. Покрытие путем напыления и облучение ультрафиолетовыми лучами осуществлялось во время вращения стальной трубы. Ртутная лампа высокого давления была использована в качестве источника ультрафиолетового излучения, и излучение осуществлялось с интенсивностью 500 мДж/см2 Таким образом, пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, средней толщиной 30 мкм было сформировано на поверхности резьбового участка.
Резьбовой участок, на котором было сформировано пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, был разрезан на множество ленточных образцов. Различные типы доступных на рынке смолянистых материалов покрытия или вышеописанная проникающая смазка СКС 5-56 были нанесены путем напыления на пленочные покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, на ленточных образцах. Были использованы три следующих типа материалов покрытия:
(1) материал покрытия из термоотверждающейся акриловой смолы: акриловый лаковый спрей α (производства фирмы Ыа1 Νίρροη Со., Иб.);
(2) материал покрытия из фторкаучука: напыляемый материал покрытия из политетрафторэтилена
- 8 029404
(производства фирмы Непке1 Дараи I Дек);
(3) материал покрытия из акрилосиликоновой смолы: силиконовый лаковый спрей (материал покрытия из акрилосиликоновой смолы производства фирмы Капре Нарю Со., Ыб.).
После нанесения покрытия пленочные покрытия высыхали в естественных условиях согласно инструкции к материалу покрытия. Различные типы смолянистых материалов покрытий или проникающая смазка СКС 5-56 наносились на протяжении примерно 5 с.
При помощи ленточных образцов, на которых было сформировано пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, в качестве нижнего слоя и смолянистое пленочное покрытие или пленочное покрытие из проникающей смазки в качестве верхнего слоя, испытание в солевом тумане (водянистый 5% раствор ЫаС1 при температуре 40°С) производилось на протяжении 200 ч в соответствии с ЛЗ Ζ2371. Соотношение площади образцов, подвергнутой коррозии, спустя 200 ч испытания в солевом тумане было измерено путем визуального осмотра, результаты сведены в табл. 1 и показаны на фиг. 3.
Таблица 1
| Условия | 1-1 | 1-2 | 1-3 | 1-4 | 1-5 |
| Пленочное | Пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с | ||||
| покрытие | помощью ультрафиолетовых лучей | ||||
| нижнего слоя | |||||
| Пленочное | Нет | СКС | Акриловая | Фторкаучук | Акрило- |
| покрытие | 5-56 | смола | силиконовая | ||
| верхнего | смола | ||||
| слоя | |||||
| Соотношение | 50% и | От | От 30% до | От 40% до | От 0% до |
| площади, | выше | 40% | 40% | 50% | 10% |
| подвергнутой | до | ||||
| коррозии | 50% |
Как показано в табл.1 и на фиг. 3, при условии 1-1, т.е. когда было сформировано лишь пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, и смолянистое пленочное покрытие не было сформировано в качестве верхнего слоя, коррозия наблюдалась на 50% и более всей поверхности резьбового участка образца. При этом при условии 1-2, когда проникающая смазка СКС 5-56, известная высокими антикоррозионными свойствами, была нанесена в качестве верхнего слоя, соотношение площади, подвергшейся коррозии, было снижено до 40-50%. При условии 1-4, когда в качестве верхнего слоя был нанесен фторкаучук, был получен тот же эффект. При условии 1-3, когда акриловая смола была нанесена в качестве верхнего слоя, соотношение площади поверхности, подвергшейся коррозии, снизилось до 30-40%, но все равно было недостаточным. С другой стороны, при условии 1-5, когда акрилосиликоновая смола была нанесена в качестве верхнего слоя, соотношение площади поверхности, подвергшейся коррозии, могло быть снижено примерно до 10% и ниже. Было хорошо видно, что эффект акрилосиликоновой смолы был особенно заметным в качестве смолянистого пленочного покрытия верхнего слоя для усиления антикоррозионных свойств пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей.
Пример 2.
В примере 1 было установлено, что антикоррозионный эффект пленочного покрытия с двухслойной структурой из пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, в качестве нижнего слоя и пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы в качестве верхнего слоя значительно выше. Однако в случае резьбового соединения для стальной трубы соединительные свойства резьбового соединения являются наиболее важной характеристикой, и существует обеспокоенность, что формирование пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы может ухудшить эти свойства. С этой целью было исследовано влияние двухслойного пленочного покрытия на соединительные свойства и герметичность.
Поверхность ниппеля резьбового соединения для стальной трубы (УАМТОР, зарегистрированное торговое название), имеющая уплотнительный участок, которая была сформирована на конце трубы трубопровода нефтяного сортамента с наружным диаметром 177,8 мм, была покрыта путем напыления тем же материалом покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, из эпоксидной акриловой смолы, какой был использован в примере 1, и облучалась ультрафиолетовыми лучами при комнатной температуре в течение 60 с для отверждения пленочного покрытия. Покрытие путем напыления и облучение ультрафиолетовыми лучами осуществлялись в то время как стальная труба вращалась. Источник ультрафиолетового излучения, доза излучения, толщина пленочного покрытия были таким же, как в примере 1. Таким образом, пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, было сформировано на всей поверхности ниппеля, содержащей уплотнительный участок и
- 9 029404
плечевой участок.
Что касается поверхности ниппеля, которая была покрыта пленочным покрытием из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, лишь уплотнительный участок и плечевой участок свободного конца ниппеля или вся поверхность ниппеля, содержащая резьбовой участок, были покрыты путем распыления тем же материалом покрытия из акрилосиликоновой смолы, что был использован в примере 1, и покрытие было высушено в естественных условиях для формирования пленочного покрытия. Нанесение осуществлялось во время вращения стальной трубы. Толщина пленочного покрытия составила примерно 5 мкм.
Как показано в табл. 2, при условии 2-1 акрилосиликоновая смола не наносилась (было нанесено лишь пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей); при условии 2-2 пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы было сформировано лишь на свободном конце ниппеля (уплотнительном участке и плечевом участке); и при условии 2-3 пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы было сформировано на всей поверхности ниппеля, содержащей резьбовой участок.
На поверхности муфты при любых условиях была сформирована твердая пленка из твердосмазывающего покрытия (толщиной 50 мкм), содержащая высокоосновной сульфонат кальция в качестве основного компонента в подложке, имеющей восковую составляющую.
Предварительная обработка подложки, которая была осуществлена до формирования пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, представляла собой обработку поверхности ниппеля фосфатом цинка и осаждение трехкомпонентного сплава медь-цинк-олово на поверхность муфты.
При помощи резьбового соединения, подвергнутого обработке поверхности, как описано выше, соединительные свойства и герметичность были проверены следующим образом.
Соединительные свойства.
Соединительные свойства были оценены на основании влияния плечевого момента и момента на плечевом сопротивлении. Плечевой момент обозначает значение крутящего момента, когда плечевые участки ниппеля и муфты контактируют друг с другом (когда начинается взаимодействие). Дополнительно момент на плечевом сопротивлении обозначает разницу крутящих моментов между плечевым моментом и моментом во время текучей деформации плечевого участка. Поскольку момент на плечевом сопротивлении выше, особое значение крутящего момента в ходе соединения резьбового соединения может получить более высокое значение. Поэтому, когда соединение осуществляется при особом значении крутящего момента, количество взаимодействия уплотнительного участка, т.е. герметичность резьбового соединения, может быть увеличена. Когда резьбовое соединение в конечном счете было соединено при особом значении крутящего момента, разница между особым значением крутящего момента и значением плечевого момента оказывает отрицательное воздействие на контактное давление уплотнительных участков ниппеля и муфты. Поэтому важно контролировать значение плечевого момента и момента на плечевом сопротивлении.
С помощью резьбового соединения, в котором поверхность ниппеля и поверхность муфты были обработаны, как описано выше, соединение начиналось с определенной скоростью вращения. Соединение продолжалось путем приложения крутящего момента с наблюдением за крутящим моментом в отношении количества оборотов до тех пор, пока не было получено подтверждение о достижении соединения плеч. По результатам наблюдения (диаграмма крутящего момента, иллюстрирующая изменение крутящего момента относительно количества оборотов, см. фиг. 4), крутящий момент в точке, где происходит быстрое увеличение крутящего момента, был получен как плечевой момент Τδ. и разница между моментом (моментом текучести Ту) в точке, где быстрый рост крутящего момента останавливается и плечевым моментом Т§ была определена как момент на плечевом сопротивлении ΔΤ. Результаты испытаний при соответствующих условиях сведены в табл. 2.
- 10 029404
Таблица 2
| Условия нанесения пленочного покрытия из акрило-силиконовой | Плечевой момент (футфунт ) | Момент на плечевом сопротивлении (фут-фунт) | |
| смолы | |||
| Условие 2-1 | Без покрытия | 4851 | 7836 |
| Условие 2-2 | Покрытие лишь свободного конца ниппеля (уплотнительного участка и плечевого участка) | 4432 | 7898 |
| Условие 2-3 | Покрытие всей поверхности ниппеля | 4307 | 8725 |
Как можно видеть из результатов в табл. 2, по сравнению с условиями 2-1 значение плечевого момента Т§ было ниже при условии 2-2, и еще ниже при условии 2-3. При условии 2-3, когда пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы было нанесено на всю поверхность ниппеля, значение плечевого момента Т§ было снижено примерно на 11% по сравнению с условием 2-1. Эти результаты подтверждают, что формирование пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы на пленочном покрытии из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, не ухудшает смазывающие свойства соединения. При оптимальном крутящем моменте То, показанном на фиг. 4, нижний предел плечевого момента Т§, по существу, лежал в диапазоне от 5 до 15%, и верхний предел плечевого момента Т§ лежал в диапазоне от 70 до 85%. Таким образом, изменение примерно на 11% является уровнем, не представляющим каких-либо проблем.
Тем временем, момент на плечевом сопротивлении ДТ, представляющий собой разницу крутящего момента между плечевым моментом Т§ и моментом (моментом текучести Ту) во время деформации плеча, был увеличен примерно на 11%, в частности, при условии 2-3, когда пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы было сформировано на всей поверхности ниппеля, по сравнению со случаем, когда пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы не наносилось. Увеличение в моменте на плечевом сопротивлении ЛТ означает, что особый крутящий момент соединения может быть выше соответственно. Таким образом, можно увеличить показатели герметичности резьбового соединения для стальной трубы.
Герметичность.
Резьбовое соединение для стальной трубы, в котором поверхность ниппеля и поверхность муфты были обработаны, как описано выше, были соединены при особом крутящем моменте (7470 фут-фунт) и были нагреты до температуры 180°С согласно методу ΙδΘ 13679 для проведения испытания на герметичность при комплексной нагрузке из внутреннего давления/внешнего давления и растяжения/сжатия. Результаты по герметичности подтвердили, что существование пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы не оказывает отрицательного влияния на показатели герметичности.
Вышеприведенные результаты показали, что когда пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы было сформировано на пленочном покрытии из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, антикоррозионные свойства резьбового соединения для стальной трубы могут быть существенно улучшены; также не создается отрицательного влияния на герметичность резьбового соединения для стальной трубы; и особый крутящий момент может иметь высокое значение, поскольку момент на плечевом сопротивлении ЛТ увеличен, таким образом, достигается эффект улучшения герметичных свойств резьбового соединения для стальной трубы.
Перечень ссылочных позиций.
А - трубопроводы нефтяного сортамента,
В - соединение,
1 - ниппель,
2 - муфта,
11 - наружная резьба,
21 - внутренняя резьба,
13, 23 - уплотнительный участок,
14, 24 - плечевой участок.
Claims (4)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Резьбовое соединение для стальной трубы, включающее в себя ниппель и муфту, причем каждый из этих элементов выполнен с контактной поверхностью, включающей в себя металлический контактный участок без резьбы, имеющий уплотнительный участок; и резьбовой участок, при этом резьбовое соеди- 11 029404нение содержитпленочное покрытие, имеющее двухслойную структуру из пленочного покрытия в виде смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, в качестве нижнего слоя и пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы в качестве верхнего слоя, сформированную по меньшей мере на части контактной поверхности по меньшей мере одного элемента из ниппеля и муфты;при этом пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы сформировано, по меньшей мере, на участке поверхности пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, ипри этом толщина пленочного покрытия из акрилосиликоновой смолы находится в диапазоне от 5 до 10 мкм.
- 2. Резьбовое соединение для стальной трубы по п.1, в котором пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы сформировано на участке, покрывающем, по меньшей мере, уплотнительный участок на поверхности пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей.
- 3. Резьбовое соединение для стальной трубы по п.1 или 2, в котором пленочное покрытие из акрилосиликоновой смолы сформировано на всей поверхности пленочного покрытия из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей.
- 4. Резьбовое соединение для стальной трубы по любому из пп.1-3, в котором пленочное покрытие из смолы, отверждаемой с помощью ультрафиолетовых лучей, содержит краситель.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012130134 | 2012-06-07 | ||
| PCT/JP2013/065472 WO2013183634A1 (ja) | 2012-06-07 | 2013-06-04 | 鋼管用ねじ継手 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201491952A1 EA201491952A1 (ru) | 2015-01-30 |
| EA029404B1 true EA029404B1 (ru) | 2018-03-30 |
Family
ID=49712024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201491952A EA029404B1 (ru) | 2012-06-07 | 2013-06-04 | Резьбовое соединение для стальной трубы |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9568126B2 (ru) |
| EP (1) | EP2860432B1 (ru) |
| JP (2) | JP5839751B2 (ru) |
| CN (1) | CN104334952A (ru) |
| AR (1) | AR091270A1 (ru) |
| AU (1) | AU2013272669B2 (ru) |
| BR (1) | BR112014028183B1 (ru) |
| CA (1) | CA2872253C (ru) |
| EA (1) | EA029404B1 (ru) |
| IN (1) | IN2014DN07668A (ru) |
| MX (1) | MX370790B (ru) |
| MY (1) | MY167923A (ru) |
| PL (1) | PL2860432T3 (ru) |
| UA (1) | UA112576C2 (ru) |
| WO (1) | WO2013183634A1 (ru) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AR100804A1 (es) * | 2014-06-23 | 2016-11-02 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | Conexión roscada para tuberías de la industria del petróleo y composición para recubrimiento fotocurable |
| JP6794023B2 (ja) | 2016-08-04 | 2020-12-02 | 株式会社青山製作所 | ねじ部品用防錆処理液、防錆処理されたねじ部品の製造方法及び防錆処理されたねじ部品 |
| US11248725B2 (en) | 2016-09-16 | 2022-02-15 | Nippon Steel Corporation | Threaded connection |
| CN106701289A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-05-24 | 池州恒和精密机械有限公司 | 一种螺纹铸件包装用防锈脂 |
| EA039155B1 (ru) * | 2017-01-18 | 2021-12-10 | Ниппон Стил Корпорейшн | Резьбовое соединение для стальных труб |
| JP7058078B2 (ja) * | 2017-03-10 | 2022-04-21 | 株式会社ダイセル | 複合成形体とその製造方法 |
| RU2671759C1 (ru) * | 2017-11-17 | 2018-11-06 | Акционерное Общество "Выксунский металлургический завод" (АО ВМЗ") | Резьбовое соединение с сухим смазочным покрытием |
| JP2019141002A (ja) * | 2018-02-22 | 2019-08-29 | 株式会社シマノ | 尻栓の緩み止め構造 |
| CN113913889B (zh) * | 2021-09-22 | 2023-05-09 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种镀锌磷化管接头及降低其表面粗糙度的方法 |
| US11732211B2 (en) | 2021-11-30 | 2023-08-22 | Rtx Scientific, Incorporated | Pipe sealing compound/adjunct lubricant |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008537062A (ja) * | 2005-03-29 | 2008-09-11 | 住友金属工業株式会社 | 鋼管用ねじ継手 |
| WO2009072486A1 (ja) * | 2007-12-04 | 2009-06-11 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 管ねじ継手 |
| JP2009531603A (ja) * | 2006-03-31 | 2009-09-03 | 住友金属工業株式会社 | 管ネジ継手 |
| JP2009254939A (ja) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Shikoku Res Inst Inc | 亜鉛めっき処理鋼構造物の塗装方法 |
| JP2010000330A (ja) * | 2008-05-19 | 2010-01-07 | Central Glass Co Ltd | 防食鏡およびその製造方法 |
| JP2011012251A (ja) * | 2009-06-02 | 2011-01-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼管ねじ継手の防錆に適した光硬化性組成物 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4616719A (en) | 1983-09-26 | 1986-10-14 | Dismukes Newton B | Casing lateral wells |
| US5732743A (en) * | 1996-06-14 | 1998-03-31 | Ls Technology Inc. | Method of sealing pipes |
| ITRM20020512A1 (it) * | 2002-10-10 | 2004-04-11 | Tenaris Connections Bv | Tubo filettato con trattamento superficiale. |
| US7770935B2 (en) * | 2005-01-13 | 2010-08-10 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Threaded joint for steel pipes |
| US7883118B2 (en) * | 2005-03-29 | 2011-02-08 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Threaded joint for steel pipes |
| US7497481B2 (en) * | 2005-05-13 | 2009-03-03 | Hydril Llc | Treating method and design method for tubular connections |
| FR2892174B1 (fr) * | 2005-10-14 | 2007-12-28 | Vallourec Mannesmann Oil Gas F | Element filete tubulaire muni d'un revetement protecteur sec |
| UA96872C2 (ru) | 2007-12-04 | 2011-12-12 | Сумитомо Мэтал Индастриз, Лтд. | Резьбовое соединение для труб и способ поверхностной обработки резьбового соединения |
| UA40132U (ru) | 2008-10-29 | 2009-03-25 | Национальный Технический Университет Украины "Киевский Политехнический Институт" | Композиция для атмосферостойкого лакокрсочного покрытия |
| UA104975C2 (ru) | 2010-11-05 | 2014-03-25 | Ніппон Стіл Енд Сумітомо Метал Корпорейшн | Нарезное соединение труб, имеющих улучшенные характеристики при низкой температуре |
| UA105334C2 (ru) * | 2010-11-05 | 2014-04-25 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорэйшн | Резьбовое соединение труб с улучшенными характеристиками при высоком крутящем моменте |
| FR2970028B1 (fr) * | 2010-12-29 | 2012-12-28 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Procede de revetement d'un composant tubulaire filete, composant filete et joint resultant |
| JP5722752B2 (ja) * | 2011-11-18 | 2015-05-27 | 新日鐵住金株式会社 | 高トルク締結性能に優れた管状ねじ継手 |
| AU2013210283B2 (en) * | 2012-01-19 | 2015-09-03 | Nippon Steel Corporation | Threaded joint for pipes |
| CN104145153B (zh) * | 2012-01-19 | 2016-02-17 | 新日铁住金株式会社 | 管用螺纹接头的盒保护件 |
| AU2013264676B2 (en) * | 2012-05-23 | 2015-08-13 | Nippon Steel Corporation | Tubular threaded joint having improved high-torque makeup properties |
| FR3003007B1 (fr) * | 2013-03-06 | 2015-08-28 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas France | Composant tubulaire filete protege par un film |
| CA2922387C (en) * | 2013-09-02 | 2017-09-26 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Lubricant film-forming composition and screw joint for steel pipe |
-
2013
- 2013-04-06 UA UAA201411303A patent/UA112576C2/uk unknown
- 2013-06-04 CA CA2872253A patent/CA2872253C/en active Active
- 2013-06-04 PL PL13800755T patent/PL2860432T3/pl unknown
- 2013-06-04 EA EA201491952A patent/EA029404B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2013-06-04 WO PCT/JP2013/065472 patent/WO2013183634A1/ja active Application Filing
- 2013-06-04 MX MX2014014842A patent/MX370790B/es active IP Right Grant
- 2013-06-04 AU AU2013272669A patent/AU2013272669B2/en active Active
- 2013-06-04 JP JP2014520006A patent/JP5839751B2/ja active Active
- 2013-06-04 BR BR112014028183-1A patent/BR112014028183B1/pt active IP Right Grant
- 2013-06-04 US US14/394,987 patent/US9568126B2/en active Active
- 2013-06-04 MY MYPI2014702671A patent/MY167923A/en unknown
- 2013-06-04 EP EP13800755.4A patent/EP2860432B1/en active Active
- 2013-06-04 CN CN201380028808.4A patent/CN104334952A/zh active Pending
- 2013-06-04 IN IN7668DEN2014 patent/IN2014DN07668A/en unknown
- 2013-06-05 AR ARP130101977 patent/AR091270A1/es active IP Right Grant
-
2015
- 2015-08-14 JP JP2015160162A patent/JP6226923B2/ja active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008537062A (ja) * | 2005-03-29 | 2008-09-11 | 住友金属工業株式会社 | 鋼管用ねじ継手 |
| JP2009531603A (ja) * | 2006-03-31 | 2009-09-03 | 住友金属工業株式会社 | 管ネジ継手 |
| WO2009072486A1 (ja) * | 2007-12-04 | 2009-06-11 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 管ねじ継手 |
| JP2009254939A (ja) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Shikoku Res Inst Inc | 亜鉛めっき処理鋼構造物の塗装方法 |
| JP2010000330A (ja) * | 2008-05-19 | 2010-01-07 | Central Glass Co Ltd | 防食鏡およびその製造方法 |
| JP2011012251A (ja) * | 2009-06-02 | 2011-01-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鋼管ねじ継手の防錆に適した光硬化性組成物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR112014028183A2 (pt) | 2017-06-27 |
| AR091270A1 (es) | 2015-01-21 |
| JP6226923B2 (ja) | 2017-11-08 |
| MY167923A (en) | 2018-09-28 |
| EP2860432B1 (en) | 2020-08-26 |
| UA112576C2 (uk) | 2016-09-26 |
| JPWO2013183634A1 (ja) | 2016-02-01 |
| AU2013272669A1 (en) | 2014-10-09 |
| JP2016028211A (ja) | 2016-02-25 |
| US20150130182A1 (en) | 2015-05-14 |
| IN2014DN07668A (ru) | 2015-05-15 |
| CA2872253C (en) | 2017-07-11 |
| AU2013272669B2 (en) | 2016-02-04 |
| MX370790B (es) | 2020-01-06 |
| US9568126B2 (en) | 2017-02-14 |
| CN104334952A (zh) | 2015-02-04 |
| EA201491952A1 (ru) | 2015-01-30 |
| JP5839751B2 (ja) | 2016-01-06 |
| EP2860432A1 (en) | 2015-04-15 |
| WO2013183634A1 (ja) | 2013-12-12 |
| EP2860432A4 (en) | 2016-06-01 |
| BR112014028183B1 (pt) | 2020-07-14 |
| PL2860432T3 (pl) | 2021-01-25 |
| CA2872253A1 (en) | 2013-12-12 |
| MX2014014842A (es) | 2015-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA029404B1 (ru) | Резьбовое соединение для стальной трубы | |
| US10626345B2 (en) | Threaded joint for pipes | |
| CA2872848C (en) | Tubular threaded joint having improved high-torque makeup properties | |
| JP5408391B2 (ja) | 低温性能に優れた管ねじ継手 | |
| WO2015198557A1 (ja) | 油井管用ねじ継手及び光硬化被膜用組成物 | |
| EA035203B1 (ru) | Композиция для твердого смазочного покрытия, резьбовое соединение для трубы или трубопровода трубы, включающее твердое смазочное покрытие, сформированное из композиции, и способ изготовления резьбового соединения | |
| OA17226A (en) | Threaded joint for steel pipe. | |
| RU2671759C1 (ru) | Резьбовое соединение с сухим смазочным покрытием |
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 TJ |
|
| TC4A | Change in name of a patent proprietor in a eurasian patent |