NL8401566A

NL8401566A - METHOD FOR PROTECTING THREAD

Info

Publication number: NL8401566A
Application number: NL8401566A
Authority: NL
Original assignee: Boc Nowsco Ltd
Priority date: 1983-05-17
Filing date: 1984-05-15
Publication date: 1984-12-17
Also published as: GB8313646D0; FR2546244A1; IT1218846B; ATA159384A; GR79938B; IT8420954A0; NO841957L

Description

Lx 84 3070 Mm/TgLx 84 3070 Mm / Tg

Werkwijze voor het beschermen van schroefdraad.Method of protecting thread.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het beschermen van schroefdraad.The invention relates to a method for protecting screw threads.

Het is gebruikelijk bij buis- (leiding-) koppelingen gebruik te maken van een smeersel of dichtingsmiddel, dat op in el-5 kaar passende schroefdraden wordt aangebracht met de bedoeling de schroefdraad te smeren en het lekgevaar zo klein mogelijk te maken. Dergelijke smeersels zullen tijdens het gebruik geen aanleiding tot moeilijkheden geven, wanneer de inwendige druk in de buis-leiding laag, en de omgevingstemperatuur matig (d.w.z. kamertempe-10 ratuur) is, doch aanmerkelijk grotere moeilijkheden kunnen worden ontmoet, wanneer hoge drukken en temperaturen optreden, zoals bijvoorbeeld in opvoer- en terugvoer-buiskolommen van olie- en gasputten.It is common practice in pipe (pipe) couplings to use a lubricant or sealant, which is applied to mating threads to lubricate the threads and minimize the risk of leakage. Such spreads will not present difficulties during use when the internal pressure in the pipeline is low, and the ambient temperature is moderate (ie room temperature), but significantly greater difficulties can be encountered when high pressures and temperatures occur such as, for example, in lift and return tube columns of oil and gas wells.

De vraagstukken tengevolge van hoge drukken in gas- en 15 olieputten hebben geleid tot de ontwikkeling van smeermiddelen op grondslag van koolwaterstofvet met toevoeging van betrekkelijk grote deeltjes (van de orde van grootte van 100 pm) van koper, grafiet, zink, lood of andere materialen of mengsels daarvan. Deze hebben de neiging zich in de bodems van de schroefgangen van de in elkaar 20 passende schroefdraden op te hopen, welke deeltjes in theorie het optreden van schroeflijnvormige lekwegen zullen verhinderen. Bij hoge temperaturen zal echter de viskositeit van het dragervet verminderen, zodat samen met de hoge druk een lekweg tussen de betrekkelijk grote deeltjes door kan worden gevormd. Deze lekweg zou 25 op zichzelf geen ernstige gevolgen hebben, wanneer de in het bijzonder aangebrachte dichtingsoppervlakken zelf volledig in aan-grijping met elkaar zijn en dus doeltreffend werken, doch er is een mogelijk gevaar, dat de dichtingsoppervlakken zelf in de praktijk niet volledig doeltreffend werken, wanneer het aanspankoppel de 30 grove deeltjes, die op de schouder of een ander uiteindelijk aan-rakingsoppervlak van de beide passende schroefdraden niet geheel 8401566 - 2 - zijn platgedrukt. Voorts bestaat het gevaar, dat de dichtingsopper-vlakken zelf door de grove deeltjes worden beschadigd.The issues of high pressures in gas and oil wells have led to the development of lubricants based on hydrocarbon grease with the addition of relatively large particles (on the order of 100 µm) of copper, graphite, zinc, lead or other materials or mixtures thereof. These tend to accumulate in the bottoms of the screw threads of the mating threads, which particles will theoretically prevent the occurrence of helical leakage pathways. At high temperatures, however, the viscosity of the carrier fat will decrease, so that a leakage path can be formed between the relatively large particles together with the high pressure. This leakage path would not in itself have serious consequences if the particularly applied sealing surfaces themselves are fully engaged and thus operate effectively, but there is a potential risk that the sealing surfaces themselves may not be fully effective in practice when the tightening torque has not completely squashed the 30 coarse particles which are not completely crushed on the shoulder or other final contact surface of the two matching threads. Furthermore, there is a risk that the sealing surfaces themselves are damaged by the coarse particles.

Er zijn proeven met buiskolommen (pijpleidingen) v6ór het plaatsen daarvan uitgevoerd om mogelijk bestaande lekken vast te 5 stellen, doch de tot nu toe gebruikte smeersels onderdrukten daarbij de lekken, die pas tijdens het gebruik van de buisleidingen aan de dag treden. De gebruikelijke en eerder voorgestelde smeermiddelen, die lek in beschadigde of gestoorde koppelingen zouden moeten verhinderen, blijken derhalve in de praktijk dergelijke lek-10 ken slechts te kunnen onderdrukken totdat de buizen in een boorput zijn gevoerd, op welk tijdstip het echter moeilijk en kostbaar is deze lekken te herstellen.Tubing (pipeline) tests have been conducted prior to placement to identify possible existing leaks, but the previously used lubricants suppressed the leaks that appear only during the use of the pipelines. The conventional and previously proposed lubricants, which should prevent leakage in damaged or disturbed couplings, therefore appear in practice to be able to suppress such leaks only until the pipes have been fed into a wellbore, at which time it is difficult and expensive, however. repair these leaks.

Het is derhalve gewenst bij het onderzoeken van buisver-bindingen op lekdichtheid het gebruik van smeermiddelen met grove 15 deeltjes en een viskeuze drager te vermijden, die slechts tijdelijk een lekstroom kunnen verhinderen.It is therefore desirable, when testing pipe joints for leak tightness, to avoid the use of coarse particulate lubricants and a viscous carrier which can only temporarily prevent a leakage current.

De uitvinding verschaft een werkwijze voor het beschermen van in elkaar passende schroefdraden onder tenminste de aanspan-koppels, welke werkwijze wordt gekenmerkt door het aanbrengen van 20 een een droog laagje vormend smeermiddel op de ene schroefdraad, het aanbrengen van een Vloeibaar smeermiddel op de andere schroefdraad, het in elkaar draaien van de schroefdraden, en het aanspannen ervan tot de gewenste koppelwaarde, welk vloeibare smeermiddel nagenoeg geen oplossende werking op het droge smeermiddel 25 uitoefent, welke werkwijze zowel de in elkaar passende schroefdraden beschermt als het verbergen van een lekweg tussen de schroefdraden verhindert.The invention provides a method for protecting mating threads under at least the tightening torques, which method is characterized by applying a dry film lubricant to one thread, applying a Liquid lubricant to the other thread screwing together the threads, and tightening them to the desired torque value, which liquid lubricant exerts virtually no dissolving action on the dry lubricant, which method protects both the mating threads and hides a leakage path between the threads prevents.

De uitvinding verschaft voorts een werkwijze voor het beschermen van schroefdraden en dichtingsoppervlakken van schroef-30 onderdelen onder tenminste de aanspankoppels, welke werkwijze wordt gekenmerkt door het verstuiven van een droog smeermiddel in een vluchtige drager op een inwendige schroefdraad, het laten verdampen van deze drager, het aanbrengen van een vloeibaar smeermiddel op de 8401566 - 3 - uitwendige schroefdraad, het onmiddellijk daarna in elkaar schroeven van deze schroefdraden,en het tot de gewenste koppelwaarde aanspannen ervan, welk vloeibaar smeermiddel goed bevochtigend is en een kleine viskositeit heeft, welke werkwijze de schroefdraad en 5 de dichtingsoppervlakken tegen beschadiging beschermt, en het verbergen van lekwegen onder de beproevingsomstandigheden verhindert.The invention further provides a method for protecting screw threads and sealing surfaces of screw parts under at least the tightening torques, which method is characterized by spraying a dry lubricant in a volatile carrier onto an internal screw thread, causing this carrier to evaporate, applying a liquid lubricant to the external thread 8401566 - 3, screwing these threads together immediately, and tightening them to the desired torque value, which liquid lubricant is well moisturizing and has a low viscosity, which method and 5 protects the sealing surfaces from damage, and prevents hiding leakage paths under the test conditions.

De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toegelicht aan de hand van een tekening; hierin toont: fig. 1 een langsdeeldoorsnede van een samenstel van 10 gangbare schroefonderdelen, bijvoorbeeld van een boorkolom; en fig. 2 een overeenkomstige deeldoorsnede van een samenstel, dat deel uitmaakt van een putbekledingskolom.The invention will be explained in more detail below with reference to a drawing; Fig. 1 shows a longitudinal section of an assembly of 10 common screw parts, for instance of a drill string; and FIG. 2 is a corresponding partial section of an assembly forming part of a well casing string.

In de tekening zijn de van schroefdraad voorziene gedeelten met voor de duidelijkheid overdreven tussenruimten weergegeven. 15 Dergelijke onderdelen hebben schroefdraadvormen, die in het algemeen trapeziumdraad worden genoemd, en die zeer veel bij buiskoppe-lingen in de olie- en gasputnijverheid worden gebruikt, bijvoorbeeld bij buis- en bekledingskolommen.The drawing shows the threaded areas with exaggerated gaps for clarity. Such parts have threaded shapes, commonly referred to as trapezoidal threads, which are used extensively in pipe joints in the oil and gas wells, for example, in pipe and casing columns.

De schroefdraden 10 en 12 van deze onderdelen 14 en 16 20 van het samenstel bezitten elk hellende flanken 18 en 20, en verder flanken 22 en 24, die althans nagenoeg loodrecht op de langsas van de buisleiding zijn gericht. De toppen 26 resp. 28 van een schroefdraad liggen ongeveer in de bodens 30 resp. 32 van de andere, zoals bij alle schroefdraadvormen gebruikelijk is. Het is niet praktisch 25 de toppen 26 resp. 28 van een schroefdraad nauwsluitend in de bodems 30 resp. 32 van de andere te doen passen, zodat schroeflijnvormige tussenruimten 34 en 36 worden gevormd. De flanken 18, 20 en 22, 24 passen nauwsluitend, zodat daartussen normalerwijs geen lekwegen worden gevormd.The threads 10 and 12 of these parts 14 and 16 of the assembly each have inclined flanks 18 and 20, and further flanks 22 and 24, which are oriented substantially perpendicular to the longitudinal axis of the pipeline. The tops 26 resp. 28 of a screw thread are approximately in the bottom 30 resp. 32 of the others, as is common with all thread forms. It is not practical 25 the tops 26 resp. 28 of a screw thread snugly in the bottoms 30 resp. 32 of the others to form helical gaps 34 and 36. The flanks 18, 20 and 22, 24 fit snugly so that no leakage paths are normally formed between them.

30 Bij dergelijke asymmetrische trapeziumdraadvormen wordt, wanneer, zoals afgebeeld, een volledige dichting vereist is, tenminste een ringvormig metaal-metaal-dichtingsgebied 40 opgenomen, waarvan de afmetingen zodanig zijn, dat, wanneer de schroefdraden '14 0 1 5 6 6 - 4 - volledig met elkaar in aangrijping zijn en zijn aangespannen, de dichtingsgebieden onder samenpersing met elkaar in aanraking zullen zijn, zodat geen lek kan optreden.In such asymmetric trapezoidal thread forms, when a full seal is required, as shown, at least one annular metal-metal sealing region 40 is incorporated, the dimensions of which are such that when the threads '14 0 1 5 6 6-4 fully engaged and tightened, the sealing areas will be in contact with each other under compression so that no leakage can occur.

Zoals uit de tekening blijkt bevinden de zich in hoofd-5 zaak in de asrichting uitstrekkende dichtingsoppervlakken 42 en 44 zich aan een uiteinde van het ene onderdeel 16 en binnenwaarts van het uiteinde van het andere onderdeel 14. De oppervlakken van het dichtingsgebied 14 worden wederkerig samengedrukt, wanneer de schroefdraden volledig worden aangespannen, waarbij de schouder-10 oppervlakken 46 en 48 nauwsluitend met elkaar in aanraking zijn.As shown in the drawing, the sealing surfaces 42 and 44 extending substantially in the axial direction are located at one end of one part 16 and inward of the end of the other part 14. The surfaces of the sealing area 14 are reciprocally compressed when the threads are fully tightened, with the shoulder surfaces 46 and 48 in close contact.

Om de vereiste samendrukkingsgraad van de oppervlakken in het dichtingsgebied 40 tot stand te brengen, zijn deze zodanig ten opzichte van elkaar gelegen, dat aanraking al enigszins voor de hoekstand tot stand wordt gebracht, waarin de schouders 46 en 48 elkaar aan-15 raken, zodat, wanneer de schouders elkaar volledig aanraken, de dichtingsoppervlakken onder de samendrukkingskracht enigszins worden vervormd. Voor de duidelijkheid zijn de oppervlakken, en in het bijzonder de oppervlakken 42, 44, 46 en 48, enigszins van elkaar gescheiden getekend, doch bij volledige aanspanning zullen de 20 tegenover elkaar gelegen aanrakingsoppervlakken 46 en 48 nauwsluitend met elkaar in aanraking zijn, zodat elk paar dan met een enkele lijn zou moeten worden aangegeven. De oppervlakken 42 en 44 zijn niet met elkaar in aanraking, zelfs wanneer de onderdelen 14 en 16 aan het volledige aanspankoppel zijn onderworpen.In order to achieve the required degree of compression of the surfaces in the sealing region 40, they are located relative to each other such that contact is already effected somewhat before the angular position in which the shoulders 46 and 48 touch each other, so that , when the shoulders touch fully, the sealing surfaces are slightly deformed under the compression force. For clarity, the surfaces, and in particular surfaces 42, 44, 46 and 48, are shown slightly separated from each other, but upon full tightening, the 20 opposing touch surfaces 46 and 48 will be in close contact so that each few than should be indicated with a single line. Surfaces 42 and 44 are not in contact even when parts 14 and 16 are subjected to full tightening torque.

25 De in fig. 2 afgebeelde schroefdraden zijn weer in twee onderdelen 50 en 52 aangebracht, en bezitten toppen 54 en 56 en bodems 58 en 60, die door de trapeziumvormige schroefgangen worden bepaald. Bij deze gangbare schroefdraadvorm zal echter in sommige gevallen de laatste schroefgang 62 van de schroefdraad van het on-30 derdeel 50 in hoofdzaak een driehoekige doorsnede hebben, terwijl de overeenkomstige schroefgang van het onderdeel 52 trapeziumvormig blijft. Dit leidt tot een in hoofdzaak ringvormige tussenruimte 64, zodat langs de schroeflijnen 66 en 68 geen aanraking plaatsvindt, 8401566 I , - 5 - wanneer de onderdelen 50 en 52 geheel zijn aangespannen. Een eind-gedeelte 70 van het onderdeel 50 heeft een buitenoppervlak 72 (dat van de langsas van dit onderdeel is afgekeerd), dat in hoofd» zaak ringvormig doch in doorsnede bol is. Dit oppervlak 72 werkt 5 samen met een overeenkomstig ringvormig binnenoppervlak 74, dat in doorsnede hol is, doch de krommingen van beide verschillen, zodat, zoals uit fig. 2 blijkt, aanraking tussen de oppervlakken 72 en 74 slechts over een betrekkelijk klein gedeelte van de beide oppervlakken plaatsvindt. Er vindt in het ringvormige aanrakingsgebied 10 76 vervorming plaats, zodat de dichting theoretisch volkomen zal zijn. De oppervlakken 78 en 80, die met de oppervlakken 46 en 48 van fig. 1 overeenkomen, zijn bij volledige aanspanning met elkaar in aanraking, doch zijn weer van elkaar gescheiden afgebeeld, teneinde de afzonderlijke oppervlakken te kunnen afbeelden.The threads shown in Figure 2 are again arranged in two parts 50 and 52 and have tips 54 and 56 and bottoms 58 and 60 defined by the trapezoidal threads. However, in this common thread shape, in some instances, the last thread 62 of the thread of part 50 will have a substantially triangular cross section, while the corresponding thread of part 52 will remain trapezoidal. This results in a substantially annular spacing 64, so that no contact occurs along the helices 66 and 68, when the parts 50 and 52 are fully tightened. An end portion 70 of the part 50 has an outer surface 72 (which faces away from the longitudinal axis of this part), which is substantially annular but convex in cross section. This surface 72 cooperates with a corresponding inner annular surface 74, which is hollow in cross-section, but the curvatures of both differ, so that, as appears from Fig. 2, contact between surfaces 72 and 74 over only a relatively small part of the both surfaces occur. Deformation takes place in the annular contact area 10 so that the seal will theoretically be complete. The surfaces 78 and 80, which correspond to the surfaces 46 and 48 of Figure 1, are in contact with each other at full tightening, but are again shown separated from each other, in order to be able to image the individual surfaces.

15 Het is echter gebruikelijk het geheel van de schroefdra den van de voornoemde soort rijkelijk te bedekken met een smeermiddel op grondslag van een koolwaterstofvet, alsmede met een . dichtingsmiddel (ook wel smeersel genoemd), dat zachte metaaldeel-tjes van verschillende afmetingen tot ongeveer 100 pm bevat, waar-20 bij dit smeermiddel zich bij volledige aanspanning in de schroeflijnvormige tussenruimten 34, 36, en 64 ophoopt. Dit smeersel wordt ook in de dichtingsgebieden 40 en 76 opgesloten, en kan de dich-tingswerking schaden doordat de spankracht voortijdig op de oppervlakken van de dichtingsgebieden 40 en 76 wordt uitgeoefend, en de 25 schouders 46 en 48 (fig. 1) of 78 en 80 (fig. 2) niet volledig met elkaar in aanraking komen. Buis- en koppelingsfabrikanten geven koppelverbeteringsfactoren aan, die van het gebruikte smeersel afhangen, doch, wanneer deze factoren niet in acht worden genomen, bestaat er een aanmerkelijk gevaar, dat geen doeltreffende dichting 30 bij drukken van rond 40 MPa of meer zal worden gevormd. Wanneer geen rekening met deze factoren wordt gehouden, is er voorts het gevaar van overmatige aanspankoppels, hetgeen tot beschadiging van de dich-tingsoppervlakken leidt.It is customary, however, to cover the whole of the threads of the aforementioned type liberally with a lubricant based on a hydrocarbon grease, as well as with one. sealant (also referred to as a spread) containing soft metal particles of various sizes up to about 100 µm, with this lubricant accumulating in the helical gaps 34, 36, and 64 at full tightening. This spread is also trapped in the sealing areas 40 and 76, and may impair the sealing action by prematurely applying the tension force to the surfaces of the sealing areas 40 and 76, and shoulders 46 and 48 (FIG. 1) or 78 and 80 (fig. 2) do not come into full contact with each other. Tubing and coupling manufacturers indicate torque enhancement factors that depend on the lubricant used, but if these factors are not taken into account, there is a significant danger that an effective seal 30 will not be formed at pressures of around 40 MPa or more. If these factors are not taken into account, there is also the risk of excessive tightening torques, which leads to damage to the sealing surfaces.

8401566 - 6 -8401566 - 6 -

De afwezigheid van een dergelijke doeltreffende dichting wordt in het algemeen, en in het bijzonder bij het begin van de putwerking, niet van belang geacht, aangezien het smeersel in de schroeflijnvormige tussenruimten 34, 36 en 64 lek zal tegengaan.The absence of such an effective seal is generally not considered important, especially at the onset of well action, since the spread in the helical gaps 34, 36 and 64 will prevent leakage.

5 In sommige gevallen zullen de in sommige putten optredende hoge temperaturen echter de viskositeit van de koolwaterstofdrager verminderen, en zullen de metaaldeeltjes alleen de lek niet kunnen tegenhouden, aangezien de tussenruimten tussen de deeltjes het vormen van een lekweg zullen vergemakkelijken, in het bijzonder onder hoge 10 drukken.In some cases, however, the high temperatures occurring in some wells will reduce the viscosity of the hydrocarbon carrier, and the metal particles alone will not be able to stop the leak, since the interstices between the particles will facilitate the formation of a leakage path, especially under high 10 presses.

Lekken van deze aard kunnen niet altijd vóór de plaatsing worden vastgesteld wegens de aanwezigheid van het smeersel, zelfs wanneer een verfijnd onderzoek, zoals beschreven in NL-A 80 04 567, wordt toegepast. De reden van dit falen van de proefneming om een 15 lek vast te stellen is het smeersel zelf, waarvan een van de beoogde taken een blijvende lekonderdrukking is. Er wordt daarbij aangenomen, dat hoge temperaturen door de zachte metaaldeeltjes kunnen . worden opgenomen, doch bij grotere afmetingen daarvan kunnen bij afwezigheid van het vet te gemakkelijk lekwegen ontstaan.Leaks of this nature cannot always be detected before installation due to the presence of the spread, even when a refined investigation, such as described in NL-A 80 04 567, is applied. The reason for this failure of the experiment to determine a leak is the spread itself, one of the intended tasks of which is permanent leak suppression. It is assumed that high temperatures can pass through the soft metal particles. can be included, but with larger dimensions thereof, leakage paths can too easily occur in the absence of the fat.

20 Het is een bekende eigenschap van molybdeendisulfide, dat het zich met een oppervlak uit staal zal binden, zodat een MbSg-laag van molekulaire dikte kan worden gevormd. Molybdeendisulfide in een olieachtige drager is bekend als een smeermiddel voor bewegende onderdelen, en wordt aan normale smeerolie toegevoegd.It is a known property of molybdenum disulfide that it will bond to a steel surface so that an MbSg layer of molecular thickness can be formed. Molybdenum disulfide in an oily carrier is known as a moving parts lubricant, and is added to normal lubricating oil.

25 Het wezenlijke kenmerk van de bij voorkeur toegepaste werkwijze is, dat voor het samenvoegen van de beide uit staal (of een staallegering) bestaande schroefdraadonderdelen, bijvoorbeeld van de in fig. 1 of 2 weergegeven vorm, een droog laagje van moly-deendisulfide of een colloidale stof zoals grafiet of polytetra-30 fluoretheen vóór het samenstellen op een van de in elkaar passende schroefdraden wordt aangebracht, en bij voorkeur op de inwendige draad (d.w.z. in de schroefmof). Het molybdeendisulfide of ander droog smeermiddel is in een drager met geringe viskositeit opgeno- 1401566 - 7 - men, zoals trichlooretheen, trichloorethaan of een van de fluor-chloor-koolwaterstoffen, welke laatste bijzonder nuttig zijn, wanneer het actieve bestanddeel in aerosolvorm moet worden aangebracht, waarbij een dun laagje op de schroefdraad en in het bijzonder op 5 de anders een metaalcontact vormende delen van het dichtingsgebied 40 en 76 en op de schroefdraadflanken 18 en 22 (fig. 1) of 55 en 57 (fig. 2) achterlaat. De op de top- en bodemoppervlakken 30 en 36 (fig. 1) of 54, 56, 58 en 60 (fig. 2) aangebrachte laag is niet werkzaam, daar het doel van de laag op de dichtingsoppervlakken en op de 10 flanken het verhinderen van een schaafwerking is, wanneer de schroefdraad wordt aangespannen of losgedraaid. Het aandeel van het molyb-deendisulfide in de weinig viskeuze of vluchtige drager zal in het algemeen niet meer dan 10 gew.$ bedragen, hoewel ook hoeveelheden van 0,5..25 % mogelijk zijn. Nadat het molybdeendisulfide is opge-15 spoten, laat men het gedurende een korte tijd drogen alvorens de schroefdraden in elkaar worden gedraaid. Een ketonhars wordt bij voorkeur gebruikt om een snelle hechting van het laagje op de schroef-. draden te verkrijgen.The essential feature of the preferred method is that for the joining of the two threaded parts of steel (or a steel alloy), for example of the shape shown in fig. 1 or 2, a dry layer of molydenedisulfide or a colloidal material such as graphite or polytetra-fluoroethylene is applied to one of the mating threads before assembly, and preferably to the internal thread (ie, in the threaded sleeve). The molybdenum disulfide or other dry lubricant is incorporated in a low viscosity carrier such as trichlorethylene, trichloroethane or one of the fluoro-chlorohydrocarbons, the latter being particularly useful when the active ingredient is to be aerosolized , leaving a thin film on the threads and in particular on the otherwise metal-contacting portions of the sealing region 40 and 76 and on the threaded flanks 18 and 22 (FIG. 1) or 55 and 57 (FIG. 2). The layer applied to the top and bottom surfaces 30 and 36 (Fig. 1) or 54, 56, 58 and 60 (Fig. 2) is ineffective since the purpose of the layer on the sealing surfaces and on the flanks prevents it of planing when the thread is tightened or loosened. The proportion of the molybdenum disulfide in the low-viscous or volatile carrier will generally not exceed 10% by weight, although amounts of 0.5-25% are also possible. After the molybdenum disulfide has been sprayed on, it is left to dry for a short time before the threads are twisted together. A ketone resin is preferably used to ensure fast adhesion of the film to the screw. wires.

Hoewel het de voorkeur verdient een verbinding zoals molybdeen-20 disulfide te gebruiken wegens de grote affiniteit voor staal en staallegeringen, kunnen ook colloidaal grafiet of polytetrafluor-etheen bevattende stoffen worden gebruikt. Sommige van deze stoffen weerstaan temperaturen tot tenminste 400 °C. Het molybdeendisulfide of een ander droog laagvormig smeermiddel vormt het ene beschermings-25 middel van de onderhavige werkwijze.Although it is preferable to use a compound such as molybdenum-20 disulfide because of its high affinity for steel and steel alloys, colloidal graphite or polytetrafluoroethylene containing materials can also be used. Some of these fabrics withstand temperatures up to at least 400 ° C. The molybdenum disulfide or other dry film lubricant is the one protectant of the present process.

Het molybdeendisulfide of een ander droog smeermiddel wordt bij voorkeur als een mengsel van het droge smeermiddel, een hars en een drager met geringe viskositeit aangebracht Elke hars kan worden gebruikt, die zich als een droog laagje op een metaalopper-30 vlak vasthecht, doch bij voorkeur wordt een ketonhars gebruikt.The molybdenum disulfide or other dry lubricant is preferably applied as a mixture of the dry lubricant, a resin and a low viscosity carrier. Any resin can be used which adheres as a dry film to a metal surface, but preferably a ketone resin is used.

Het gebruik van alleen een laagje droog smeermiddel heeft het nadeel, dat, wanneer het op de koppeling uitgeoefende spankoppel de schroefdraden op een geringe hoekafstand van de aanraking tussen 8401566 - 8 - de schouders 46 en 48 (fig. 1) of 78 en 80 (fig. 2) brengt, het aangelegde koppel zeer sterk toeneemt wegens de afwezigheid van een hydrodynamische (druk-) smering zoals bij de gangbare smeersels.The use of only a layer of dry lubricant has the drawback that, when the tightening torque applied to the coupling, the threads are at a slight angular distance from the contact 8401566 - 8 - the shoulders 46 and 48 (fig. 1) or 78 and 80 ( Fig. 2) increases the applied torque very strongly because of the absence of a hydrodynamic (pressure) lubrication as with the usual spreads.

Zodra er aanraking is, wordt een hydrodynamische druk opgebouwd. In 5 het algemeen is het over de laatste slag vereiste koppel groter dan het bij een gangbaar gemodificeerd pijpsmeersel volgens het API (American Petroleum Institute) vereist is.As soon as there is contact, a hydrodynamic pressure is built up. Generally, the torque required over the last stroke is greater than that required by a conventionally modified pipe spread according to the API (American Petroleum Institute).

Om het koppel te verminderen, in het bijzonder bij het benaderen van de maximale waarde, wordt de buitenschroefdraad (de 10 penschroefdraad) bekleed met een vloeibaar modificeermiddel, dat geen oplosmiddel is voor het droge laagvormige smeermiddel, dat op de inwendige schroefdraad wordt aangebracht. Een geschikt vloeibaar modificeermiddel is een waterig materiaal met geringe viskositeit, dat een geringe hoeveelheid van een bevochtigingsmiddel/oppervlaks-15 actief midden (0,1..1 %) alsmede een corrosie-onderdrukker bevat.To reduce the torque, especially when approaching the maximum value, the male threads (the 10 pin threads) are coated with a liquid modifier, which is not a solvent for the dry film lubricant, which is applied to the internal threads. A suitable liquid modifier is a low viscosity aqueous material containing a small amount of a wetting agent / surfactant (0.1..1%) as well as a corrosion suppressor.

Een geschikt middel is WS 50 samengesteld door BOC-Nowsco Ltd. Dit is een niet-ionogene samenstelling, die ethyleenoxydegroepen en methanol bevat. Het bevochtigingsmiddel kan glycerol zijn. Het smeermiddel met vloeibaar modificatiemiddel kan worden beschouwd als 20 een tweede beschermingsmiddel. Wanneer de buitendraad met het droge laagvormige smeermiddel wordt bedekt, wordt uiteraard het natte smeermiddel op de inwendige draad aangebracht.A suitable agent is WS 50 composed by BOC-Nowsco Ltd. This is a non-ionic composition containing ethylene oxide groups and methanol. The humectant can be glycerol. The liquid modifier lubricant can be considered a second protective agent. When the outer thread is covered with the dry layered lubricant, the wet lubricant is of course applied to the inner thread.

Een bepaalde samenstelling voor het natte smeermiddel is bijvoorbeeld 50 % water, 47,9 % methanol, 2,0 % corrosie-onderdruk-25 ker (bijvoorbeeld het onder de handelsnaam "CRODIN" bekende middel), en 0,1 % wrijvingsverminderend middel (bijvoorbeeld FC 760), dat ook de oppervlaksspanning verlaagt en het bevochtigingsvermogen verbetert.A particular composition for the wet lubricant is, for example, 50% water, 47.9% methanol, 2.0% corrosion inhibitor (for example, the agent known under the trade name "CRODIN"), and 0.1% friction reducing agent ( e.g. FC 760), which also lowers the surface tension and improves the wetting ability.

Als een ander vloeibaar waterhoudend smeermiddel kunnen 30 siliconen worden gebruikt, met inbegrip van gefluoreerde siliconen. Een algemeen aan het natte smeermiddel te stellen eis is, dat het een goed bevochtigingsvermogen en een geringe viskositeit heeft, en in staat is deze eigenschappen bij lagere temperaturen, bijvoorbeeld 8401566 - 9 - tot -40 °C, te behouden.As another liquid aqueous lubricant, silicone can be used, including fluorinated silicone. A general requirement of the wet lubricant is that it has good wetting ability and low viscosity, and is able to maintain these properties at lower temperatures, e.g., 8401566-9 to -40 ° C.

Teneinde te verzekeren, dat de schroefdraadbescherming over het geheel van elke gegeven schroefdraad werkzaam is, is het gewenst, dat de schroefdraad vooraf grondig wordt gereinigd. Een 5 wijze voor het tot stand brengen daarvan is het aanbrengen van een aerosol van lucht en vetoplosmiddel, dat op de desbetreffende schroefdraad wordt verstoven, terwijl onmiddellijk daarna het droge smeermiddel op de mofschroefdraad wordt verstoven, waarna men dit geheel laat drogen, alvorens het natte smeermiddel op de penschroef-10 draad wordt aangebracht. Verdamping van het vetoplosmiddel kan worden bevorderd met behulp van een luchtstroom.In order to ensure that the thread protection works over all of any given thread, it is desirable that the thread be thoroughly cleaned beforehand. One way to accomplish this is to apply an aerosol of air and grease solvent which is sprayed onto the respective threads, while immediately spraying the dry lubricant onto the sleeve threads and allowing it to dry completely before wet lubricant is applied to the pin screw-10 thread. Evaporation of the grease solvent can be promoted using an air flow.

Het is gebruikelijk, dat losdraaikoppels wel 40 % groter kunnen zijn dan aanspankoppels. De beschermingsmiddelen, die bij de werkwijzen volgens de uitvinding worden gebruikt, beïnvloeden dit 15 verschijnsel niet aanmerkelijk, ongeacht het feit of het droge beschermingsmiddel tijdens het losdraaien aanwezig is, of de beide middelen aanwezig zijn. Dit grotere losdraai- of losbreekkoppel is gewenst, daar er anders enig gevaar zou bestaan, dat de koppeling ongewild zou worden gelost.It is common for loosening torques to be up to 40% larger than tightening torques. The protective agents used in the methods of the invention do not significantly affect this phenomenon, regardless of whether the dry protective agent is present during loosening, or both agents are present. This larger loosening or breakaway torque is desirable, otherwise there would be some danger of the clutch loosening unintentionally.

20 In het onderstaande worden proefuitkomsten vermeld, waar in verschillende factoren van de beschermingsmiddelen volgens de uitvinding resp. van een gangbaar gemodificeerd API-smeersel met elkaar worden vergeleken.Test results are reported below, in which various factors of the protective means according to the invention resp. of a commonly modified API spread.

Droog Gemodificeerd 25 laagvormig beschermingsmiddel volgens de uitvindingDry Modified layer protection agent according to the invention

Koppelvermenigvuldigingsfactor 1,1 1,0 (met vloeibaar 30 koppelverande- ringsmiddel)Torque multiplier 1.1 1.1 (with fluid torque modifier)

Losdraaikoppel (% van aandraai- 125 % 128 % koppel) 84 01 5 6 6 \t ' * i’ ; - 10 -Loosening torque (% of tightening - 125% 128% torque) 84 01 5 6 6 \ t '* i'; - 10 -

Wri jvingscoëffici’dnt 0,04 0,12 (Amsler-proef met belasting van (alleen droge 1 kN) laag)Friction coefficient 0.04 0.12 (Amsler test with load on (dry 1 kN only) layer)

Hardingstijd - aanrakingsdroog 2 min n.v.t.Cure Time - Touch Dry 2 min N / A

(20 °C) 5 Buisplaatsingstemperatuurgebied +5..40 °C -20.,40 °C ^(20 ° C) 5 Pipe placement temperature range + 5..40 ° C -20., 40 ° C ^

Maximale werktemperatuur 350 °C 148 °CMaximum working temperature 350 ° C 148 ° C

Oxydatie boven 400 °C 177 °COxidation above 400 ° C 177 ° C

Smelttemperatuur t 1800 °C laagMelting temperature t 1800 ° C low

Soortelijk gewicht 1,4..1,3 1,82 10 Laagdichtheid 0,6 mg/ml 8,8 mg/mlSpecific gravity 1.4..1.3 1.82 10 Layer density 0.6 mg / ml 8.8 mg / ml

Voorbeeld van laagdikte 13 pm 127 pmExample of layer thickness 13 µm 127 µm

Hardheid (schaal van Mohs) 1,.15 n.v.t,Hardness (Mohs scale) 1.15 N / A,

Breukbelasting (Falex) 11,1 kN 3,4 kNBreaking load (Falex) 11.1 kN 3.4 kN

Levensduur (Timken-proef) 60 min 15 min bij 41 N/mm^ 3 15 Reactie op 0,85 m /a lek door kraag 30 s geen van 114 mmLifespan (Timken test) 60 min 15 min at 41 N / mm ^ 3 15 Response to 0.85 m / a leak through collar 30 s none of 114 mm

Uiterlijk grijs donkergrijsAppearance gray dark gray

Wijze van aanbrengen verstuiven opborstelenBrush the method of application

Samenstelling 90 % oplosmiddel 36 % vet 10 % actieve be- 64 % vaste stof standdelen (grafiet, lood, 20 zink, koper)Composition 90% solvent 36% fat 10% active 64% solids (graphite, lead, 20 zinc, copper)

De met betrekking tot het koppel en de vermenigvuldigingsfactor gegeven waarden hebben betrekking op de eindwaarde van het aandraai-koppel.The values given with respect to the torque and the multiplication factor refer to the final value of the tightening torque.

De in het voorgaande beschreven werkwijze verzekert, dat 25 de voor het plaatsen van buiskolommen uitgevoexde lekproeven niet na plaatsing waardeloos worden gemaakt als een gevolg van de vis- §4 0 1 5 6,6 .The above-described method ensures that the leakage tests performed before placing tubular columns are not rendered worthless after installation as a result of the fish.

- 11 - kositeitsvermindering van het koolwaterstofvet bij de gangbare koppelingsdichtingssmeersels. Het door het draadbeschermingsmiddel gevormde dunne laagje vermindert de dichtingswerking van de schroef-draadflanken of van de bepaalde dichtingsgebieden aan het einde van 5 de schroefdraden niet. Mogelijk optredende lek ter plaatse van de dichtingsoppervlakken 42, 44 en 76 van de afgebeelde schroefdraden zal niet worden verborgen , daar de schroeflijnvormige weg tussen de schroefoppervlakken alleen door het waterige materiaal met ge-ringe viskositeit of het andere natte smeermiddel wordt afgesloten, 10 en elke lekstroming door deze schroeflijnvormige baan alleen een doorgang door dit materiaal vormt. De gebruikte middelen dienen voor het tegengaan (of tenminste verminderen van het gevaar) van schaafver-king op de schroefdraad, waardoor het ontkoppelen en wederom koppelen mogelijk wordt. De zeer geringe deeltjesgrootte - van de orde 15 van grootte van 1 pm - heft het gevaar van vorming van lekwegen in de dichtingsgebieden op.- 11 - a reduction in the cosity of the hydrocarbon grease in the current coupling seal spreads. The thin film formed by the thread protectant does not reduce the sealing action of the screw thread flanks or the defined sealing areas at the end of the threads. Any leak at the sealing surfaces 42, 44 and 76 of the threads shown will not be hidden, as the helical path between the screw surfaces is closed only by the low viscosity aqueous material or the other wet lubricant. leakage flow through this helical path only forms a passage through this material. The means used serve to counteract (or at least reduce the danger) of abrasion on the screw thread, which makes it possible to uncouple and reconnect. The very small particle size - on the order of 1 µm - eliminates the risk of leakage in the sealing areas.

Het toevoegen van een vloeibaar modificerend beschermingsmiddel bij gebruik met het droge laagvormige smeermiddel leidt tot een herhaalbaarheid van de aandraai- en losdraai-eigenschappen 20 (koppel) van de gangbare smeer/dichtingsmiddelen (smeersels), die nu in gebruikt zijn.The addition of a liquid modifying protective agent when used with the dry film lubricant results in a repeatability of the tightening and loosening properties (torque) of the conventional lubricant / sealants (spreads) now in use.

84015668401566

Claims

Method for protecting mating threads and associated sealing surfaces, at least under tightening torques, characterized by applying a dry film lubricant to one screw thread, applying a liquid lubricant to the other screw thread, twisting them together and tightening it to the required torque value, the liquid lubricant practically exerting no scaling on the dry lubricant, which method protects both threads and sealing surfaces, as well as hiding possible leakage paths between threads and sealing surfaces.

A method according to claim 1, characterized in that the dry lubricant contains molybdenum disulfide.

3. A method according to claim 1, characterized in that the dry lubricant is colloidal graphite.

The method according to claim 1, characterized in that the dry lubricant is a polytetrafluoroethylene.

Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the dry lubricant is applied to the screw thread and sealing surfaces in a carrier with low viscosity.

Process according to claim 5, characterized in that the carrier is trichlorethylene, trichloroethane or a fluorochlorocarbon.

Process according to claim 5 or 6, characterized in that the low viscosity carrier contains a ketone resin.

A method according to any one of claims 5..7, characterized in that the amount of dry lubricant in the carrier is about 0.5..25%. 8401566 - 13 -

Method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the liquid lubricant contains water and an amount of wetting agent / surfactant.

10. A method according to claim 9, characterized in that the wetting agent / surfactant is a nonionic composition containing ethylene oxide groups and methanol.

11. A method according to any one of claims 1..10, characterized in that the screw threads are each provided with an adjacent sealing area which, when fully tightened, come into contact with each other, which areas are provided with the dry lubricant resp. the liquid lubricant.

Method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the dry lubricant is adapted to the internal screw thread. 8401566