NO173285B - Middel for beskyttelse og smoering av roerforbindelser, saerlig roergjengepartier - Google Patents

Middel for beskyttelse og smoering av roerforbindelser, saerlig roergjengepartier Download PDF

Info

Publication number
NO173285B
NO173285B NO91913627A NO913627A NO173285B NO 173285 B NO173285 B NO 173285B NO 91913627 A NO91913627 A NO 91913627A NO 913627 A NO913627 A NO 913627A NO 173285 B NO173285 B NO 173285B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
agent
approx
grease
test
pipe
Prior art date
Application number
NO91913627A
Other languages
English (en)
Other versions
NO173285C (no
NO913627L (no
NO913627D0 (no
Inventor
Tronn Kr Vik
Original Assignee
Tronn Kr Vik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tronn Kr Vik filed Critical Tronn Kr Vik
Priority to NO913627A priority Critical patent/NO173285C/no
Publication of NO913627D0 publication Critical patent/NO913627D0/no
Priority to PCT/NO1992/000146 priority patent/WO1993006197A1/en
Priority to JP5505978A priority patent/JPH06510813A/ja
Priority to AU25970/92A priority patent/AU2597092A/en
Priority to GB9404383A priority patent/GB2274654B/en
Publication of NO913627L publication Critical patent/NO913627L/no
Publication of NO173285B publication Critical patent/NO173285B/no
Publication of NO173285C publication Critical patent/NO173285C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M169/00Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M101/00Lubricating compositions characterised by the base-material being a mineral or fatty oil
    • C10M101/02Petroleum fractions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M115/00Lubricating compositions characterised by the thickener being a non-macromolecular organic compound other than a carboxylic acid or salt thereof
    • C10M115/10Lubricating compositions characterised by the thickener being a non-macromolecular organic compound other than a carboxylic acid or salt thereof containing sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M125/00Lubricating compositions characterised by the additive being an inorganic material
    • C10M125/10Metal oxides, hydroxides, carbonates or bicarbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/06Metal compounds
    • C10M2201/062Oxides; Hydroxides; Carbonates or bicarbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2203/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2203/10Petroleum or coal fractions, e.g. tars, solvents, bitumen
    • C10M2203/1006Petroleum or coal fractions, e.g. tars, solvents, bitumen used as base material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2203/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2203/10Petroleum or coal fractions, e.g. tars, solvents, bitumen
    • C10M2203/102Aliphatic fractions
    • C10M2203/1025Aliphatic fractions used as base material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2203/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2203/10Petroleum or coal fractions, e.g. tars, solvents, bitumen
    • C10M2203/104Aromatic fractions
    • C10M2203/1045Aromatic fractions used as base material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2203/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2203/10Petroleum or coal fractions, e.g. tars, solvents, bitumen
    • C10M2203/106Naphthenic fractions
    • C10M2203/1065Naphthenic fractions used as base material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2203/00Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2203/10Petroleum or coal fractions, e.g. tars, solvents, bitumen
    • C10M2203/108Residual fractions, e.g. bright stocks
    • C10M2203/1085Residual fractions, e.g. bright stocks used as base material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2219/00Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2219/006Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions used as thickening agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2219/00Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2219/04Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions containing sulfur-to-oxygen bonds, i.e. sulfones, sulfoxides
    • C10M2219/0413Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions containing sulfur-to-oxygen bonds, i.e. sulfones, sulfoxides use as thickening agent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2219/00Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2219/04Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions containing sulfur-to-oxygen bonds, i.e. sulfones, sulfoxides
    • C10M2219/044Sulfonic acids, Derivatives thereof, e.g. neutral salts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2219/00Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2219/04Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions containing sulfur-to-oxygen bonds, i.e. sulfones, sulfoxides
    • C10M2219/044Sulfonic acids, Derivatives thereof, e.g. neutral salts
    • C10M2219/0445Sulfonic acids, Derivatives thereof, e.g. neutral salts used as thickening agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2219/00Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2219/04Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions containing sulfur-to-oxygen bonds, i.e. sulfones, sulfoxides
    • C10M2219/046Overbasedsulfonic acid salts
    • C10M2219/0466Overbasedsulfonic acid salts used as thickening agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et middel for beskyttelse og smøring generelt, men har spesiell anvendelse i forbindelse med lagring og bruk av for rørforbindelser, særlig rørgjengepartier, og vil i det nedenstående bli omtalt for slik bruk.
Foreliggende middel er særlig egnet for bruk på rørmaterialer som er beregnet for anvendelse i forbindelse med boring og produksjon av olje og gass i formasjoner både offshore og onshore. Middelet kan betegnes som et universalmiddel i den forstand at det kan brukes på alle typer rør uavhengig av stålkvaliteten i røret, og både i lagrings/transportsituasjon og i operativ bruk i olje/gassbrønner.
Produksjon av olje og gass er en betydelig industri som har tiltatt i de senere år, både "til lands og til vanns" (onshore og offshore). Utvinningen blir for det meste utført av store nasjonale og internasjonale selskaper som opererer etter stort sett samme teknologiske mønster.
Boring, utvinning og produksjon setter meget store krav til de metoder som benyttes, og betyr innsats med meget store in-vesteringer med krav til så vel de materialer som benyttes, som til beskyttelse, bevaring og vedlikehold.
Ved boring og ferdigstilling av produksjonsbrønner blir det benyttet rør av ulike typer av materialer, slik som karbonstål, kromstål, etc, som alle er utstyrt med gjengesystemer av ulike konstruksjoner, og som ved montering blir skrudd sammen etter nærmere fastlagt teknologi. Gjengepartiene er utført med toleranser som stiller de strengeste krav til beskyttelse. Stålverkene som produserer og leverer borerør, foringsrør og produksjonsrør, beskytter disse inn- og utvendig. Det er imidlertid gjengebeskyttelsen som i alle deler er den viktigste, og som blir tillagt den absolutt største oppmerksomhet. Det blir benyttet ulike typer av lagringsfett på ut- og innvendige ("pin and box end")-gjenger og gjengesystemer, og disse blir i tillegg påsatt gjengebeskyttere, f.eks. i form av påskrudde stålarmerte plasthylser, o.l.,som ikke tas av før røret skal benyttes på feltet med mindre årsaker til inspeksjon gjør dette nød-vendig.
Lagringsmiddelet som er i form av et materiale av smørefett-konsistens, skal kunne motstå atmosfæriske forstyrrelser, være korrosjonshindrende, vannavvisende, temperaturbestandig, lett å påføre og lett å fjerne og ikke-toksisk overfor miljøet. Vanlig prosedyre er at lagringsfettet blir fjernet før montering og bruk av rørene, idet nytt gjengefett blir påført for at de gjengegeometriske og metallurgiske krav til friksjon og tetning skal bli tilfredsstilt.
I dag anvendes således vanligvis et middel for påføring som beskyttelse ved lagring og transport og et middel som skal erstatte dette ved bruk av rørene på feltet hvor de blir sammenskrudd og nedsatt i brønnen. Slike midler skal som nevnt tilfredsstille meget strenge krav når det gjelder ytelsesevne og når det gjelder temperaturbestandighet. Således har API (American Petroleum Institute) satt opp normer som nevnte midler bør oppfylle, kfr. API Bulletin 5A2: (i) tilfredsstillende smørende egenskaper til å hindre riving i gjengeforbindelser under (tildragning)
("make up").
(ii) Ingen tilbøyelighet til å desintegrere eller gjennom-gå radikal endring i volum ved temperaturer opp til 150'C, (iii) Ingen tilbøyelighet til å få altfor rennende konsistens ved temperaturer så høye som 150°C. (iv) Forseglings/tetningsegenskaper skal være tilstrekke-lige til å hindre lekkasjer ved temperaturer så høye
som 150°C.
(v) Fravær av enhver skadelig ustabilitet og av noe tørke- eller herdemiddel som vil fordampe eller oksydere, og derved forandre gjengepastaegenskapene.
(vi) Motstand overfor vannabsorpsjon.
(vii) Tilstrekkelig inert fyllstoff til åhindre lekkasje i API-rørgjengekobl inger ved trykk så høye som 689,5 MPa. (viii) Lett påførbart med kost på rørsammenføyninger i kaldt
vær.
(ix) Syreresistent i gjenger og tetninger.
Tidligere kjente smøre- og lagringsmidler for nevnte gjengepartier omfatter en såkalt greasebasis som også kan inne-holde silikonforbindelser, hvor greasebasisen består av et spesielt såpebasismateriale samt prosessolje. Tilstedeværel-sen av silikoner forbedrer lavtemperaturegenskaper og kan forbedre påføring på gjenger som er fuktet med vann. Silikoner forbedrer nødvendigvis ikke tetnings- eller antirivningsegenskapene til et gjengepastapreparat.
Aktuelle og hittil benyttede midler omfatter to komponent-kategorier, nemlig (i) en greasebasisdel og (ii) en fast-stoffdel. Et eksempel på et slikt kjent og for tiden benyttet middel er et som består av en greasebasis (i en mengde på 36 vekt-# av den totale blanding), pulverformig grafitt, blypulver, sinkstøv og kobberflak (i en samlet mengde på 64 vekt-# av den totale blanding). De sistnevnte tre faststoff-bestanddelene utgjøres således av tungmetaller (kfr. Bulletin of Tread Compounds for Casing, Tubing and Line Pipe, API Bulletin 5A2 (BUL 5A2), 6. utg. , 31. mai 1988). Med den stadig økende oppmerksomhet som er rettet mot bevaring og rensing av miljøet og betydningen av å hindre ytterligere miljøforurensning, så er det klart at slike midler som inneholder tungmetaller, representerer en stor ulempe p.g.a. at slike tungmetaller kan få toksiske virkninger på miljøet.
Det er åpenbart at bruken av smørepasta inneholdende tungmetaller på gjengepartier på bore/produksjonsrør representerer en potensiell miljøforurensende risiko, og kan også være skadelige for personell som håndterer slike midler.
Det er også tidligere kjent et middel som innbefatter en greasebasiskomponent og en faststoffkomponent av keramiske tilsetningsstoffer. Dette middelet er imidlertid funnet uegnet i forhold til de krav som stilles til slike midler.
Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et middel med lagrende og smørende egenskaper for bruk på rør-gjengepartier, dvs. et middel som har den dobbelte funksjon av å tjene som et bevarende middel under lagring og transport og som et smørende middel ved sammenskruing av rør. Dette i motsetning til tidligere kjente smøremidler som ikke har egenskaper som gjør dem særlig egnet for lagringsformål, og vice versa.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et middel med bevarende, smørende og anti-rivningsegenskaper for bruk på gjengepartier på bore- og produksjonsrør som ikke inneholder toksiske og miljøskadelige tungmetaller.
Enda et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et middel av ovennevnte type som i det minste tilfredsstiller de ovenfor angitte API-fordringene. Det skal dog tilføyes at man p.g.a. hensynet til å oppnå optimal, dvs. bedre, antirivningseffekt (som omtalt under (i) ovenfor) har valgt å avvike noe fra de eksisterende API-spesifikasjonene.
Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt et middel for beskyttelse og smøring av rørforbindelser, særlig rørgjengepartier på rør for anvendelse i olje- og gassbrønner, og dette midlet er kjennetegnet ved at det i blanding innbefatter: (a) en greasebasiskomponent som utgjøres av en blanding av petroleumsulfonater, kalsiumsulfonater samt paraffinisk mineralolje fortrinnsvis 80-95 vekt-# og særlig ca. 90 vekt-# petroleum- og kalsiumsulfonater, og 5-20 vekt-# og særlig ca. 10 vekt-# paraffinisk mineralolje, og (b) en tungmetallfri faststoffkomponent omfattende et pulverformig titanoksydholdig (Ti02-holdig) materiale med en hardhet i området 6-7 mohs.
Det kan nevnes at det er kjent å benytte faste fyllstoff-pulvere som additiver i smørefett for å minimalisere slitasje i lageret under høye belastningsbetingelser. Blant slike additiver er grafitt, molybdendisulfid, asbest, talk og zinkoksyd. Zinkoksyd vil ikke være aktuelt i foreliggende middel fordi det er uønsket på grunn av forurensende virkning på miljøet og fordi dets hardhet er uegnet.
Foreliggende middel tilfredsstiller alle de ovenfor angitte betingelser (i)-(viii) ifølge API dog med unntagelse av ovennevnte avvik i forbindelse med antirivningseffekten. Særlig skal nevnes at middelet er temperaturbestandig til over 325°C, hvilket er temmelig oppsiktsvekkende.
En egnet greasebasiskomponent (a) har følgende sammensetning: petroleumsulfonater og kalsiumsulfonater i en mengde på 80-95 vekt-# og særlig på ca. 90 vekt-# og paraffinisk mineralolje i en mengde på 5-20 vekt-# og særlig 10 vekt-#.
En spesiell fordel i forhold til tidligere kjente midler som kan nevnes, er at foreliggende middel ikke tørker ut (sprekker), hvilket bidrar til de gode lagrings- og smøre-egenskapene som omtalt ovenfor.
Siden greasebasisdelen ikke inneholder noe oppløsningsmidler, understreker dette foreliggende produkts miljøfordelaktige egenskaper.
Den paraffiniske mineraloljen som er en del av komponent (a), har funksjon som en mykner, viskositetsregulerende middel og gir smørende egenskaper. Særlig foretrukket er en greasebasis som selges under varemerket "Mercasol 630" og inneholder bestanddeler av den ovennevnte type. Mer spesielt inneholder "Mercasol 630" kalsiumpetroleumsulfonat (for eksempel et kommersielt tilgjengelig materiale med varemerke SACI 200A) i en mengde på 90-95 % og mineralsk olje som justeringsmiddel for viskositet i en mengde på 5-10 %.
Samlet gir også greasebasisen en meget god korrosjonshindrende virkning, hvilket naturligvis er av stor betydning i det miljø hvor foreliggende middel vil bli benyttet, bl.a. i kontakt med korroderende salter i sjøvann og underjordiske formasj oner.
Som faststoffkomponent (b) anvendes som nevnt et titandi-oksydholdig (Ti02"holdig) materiale av en hardhet i området fra 6 til 7 mohs. Det skal nevnes at det også er mulig å benytte silikatholdige bergart- eller mineralmaterialer som faststoffkomponent (b) slik som f.eks. glimmer ("micromica"), men dette vil resultere i at det endelige middelet får egenskaper med for stor rivningsrisiko til metall i rørmater-ialet og er derfor ikke foretrukket på alle rørdimensjoner.
Som det vil fremgå inneholder faststoffkomponenten (b) ingen tungmetaller, og tilfredsstiller derfor dagens krav på miljø-sektoren. (Paris Commission (PARCOM) bestemmelser).
Det Ti02-holdige materiale utgjøres fortrinnsvis av rent Ti02 eller den naturlig forekommende formen rutil. Videre anvendes det fortrinnsvis i en partikkelstørrelse i området 0-40 mikrometer (pm), og fortrinnsvis i området 0-20 mikrometer, og har en hardhet i området fra 6 til 7 mohs.
De ståltyper som benyttes i de aktuelle rørene på hvis gjenger foreliggende middel benyttes, har en hardhet som ligger omkring 6,5 mohs. Ved bruk av av nevnte TiC^-holdige materiale som har en hardhet fra 6 til 7 mohs så vil denne faststoffkomponent i foreliggende middel gi en hardhet under ovennevnte verdi for stål, hvilket naturligvis er et absolutt krav.
En utførelse av foreliggende middel innbefatter 80-99,9 vekt-# greasebasis og 0,1-20 vekt-# TiC^-holdig materiale. Et særlig foretrukket middel ifølge oppfinnelsen omfatter ca. 97 vekt-# greasebasis av typen "Mercasol 630", og ca. 3 vekt-56 TiC>2-holdig materiale av typen rutil med en hardhet på ca. 6,5 mohs.
Ved bruk av foreliggende middel på rørgjenger, så vil nevnte partikkelformige mineralmateriale ved sammenskruing ("make up") av rørlengder knuses ned til enda finere partikkel-størrelser som ikke vil forstyrre de metalliske tetningene som oppnås mellom rørene. De vil videre gi en polerende effekt ved denne sammenskruingsoperasjonen som også vil ha en gunstig virkning ved oppskruing eller demontering, dvs. når rørene av en eller annen grunn skal skrus fra hverandre ("brake out") igjen. Således vil det benyttede mineral-partikkelmateriale ikke bare bidra med fyllstoffegenskaper til foreliggende middel.
Det vil fra dette fremgå at de mineralske, ikke-toksiske tilsetningsstoffene har en meget gunstig virkning m.h.t. å gi foreliggende middel de nødvendige friksjonsegenskaper som er så viktig for sammenskruings- og demonteringsoperasjonene, dvs. når det gjelder dreiemomentet som må påføres ved slike operasjoner. Friksjonsegenskapene må være slike at man ikke risikerer at rørlengdene skrur seg selv opp ved utvendige påkjenninger slik som f.eks. rystelser i grunnen eller formasjonen, mekaniske slag eller støt, o.l.
Det er vanlig at smørefettsammensetninger gjennomgår en aldringsprosess, men nevnte partikkelformige mineral-tilsetningsstoffer har imidlertid den gunstige egenskap at en slik aldringsprosess sterkt retarderes eller hemmes og gir greasebasisen forlenget og fordelaktig holdbarhet. Det er ved forsøk således funnet at det ved sammenskruing av rør-gjenger, påført foreliggende middel, benyttede dreiemoment, er det samme som dreiemomentet som må benyttes når rør-gjengene skrus fra hverandre etter en lengre oppholdstid. Nevnte forsøk har således gitt følgende resultater for foreliggende middel, dvs. greasebasis tilsatt Ti02~holdig materiale:
Altså er dreiemomentet ved avskruing (demontering) omtrent det samme som det ved sammenskruing.
I det ovenfor angitte forsøk samt i alle de nedenfor angitte ble det benyttet et middel inneholdene ca 97 vekt-56 "Mercasol 630" og ca 3 vekt-# Ti02 av en hardhet på ca 6,5 mohs.
For å illustrere hvordan de benyttede mineralske tilsetningsstoffene har en gunstig effekt på aldringsprosessen, dvs. hemmer denne, ble det foretatt en sammenligning ved bruk av greasebasisen alene, dvs. uten de mineralske tilsetningsstoffene :
Altså er dreiemomentet ved avskruing svært mye mindre enn det ved sammenskruing, og dette vil kunne føre til at rør-lengdene skrur seg selv opp som omtalt ovenfor. I praksis bør forskjellen mellom moment ved sammenskruing og avskruing ligge innenfor en toleranse på ± 2,5
Sammenfatningsvis kan det således fastslås at foreliggende middel inneholdende nevnte TiC^-holdige materiale, vil gi følgende fordelaktige virkninger: (i) miljøvennlige egenskaper, dvs. har ingen forurensende effekter; (ii) poleringseffekt ved sammen- og avskruing av rør, dvs. gunstige friksjonsegenskaper; og (iii) bidrar med egenskaper som gir lagringsdyktighet; (iv) tilfredsstiller kravene til at toleranseavviket ved sammenskruing og demontering skal være meget lite, og (v) gir besparelser i forhold til kjente og benyttede midler fordi det kan brukes både i lagrings- og driftssituasjon, og det nødvendiggjør mindre inspeksjonshyppighet p.g.a. bedre kvalitet, (vi) friksjonsfaktor funnet å være 1,03 ifølge API EP 7A1
(for roterende skulderkobling).
Siden foreliggende middel som nevnt har anvendelse både ved bruk i lagrings- og transportsituasjoner samt under operasjonsbetingelser i olje- og gassbrønner, har det vært foretatt sammenligninger mellom greasebasisen (A) "Mercasol 630" som benyttes som komponent i nevnte middel, og som også alene (dvs. uten de mineralske tilsetningsstoffene) hittil har vært benyttet i nevnte lagrings- og transportsituasjoner, og foreliggende middel (B).
I de nedenfor angitte tabeller angis data oppnådd ved bruk av foreliggende middel sammenlignet med andre kjente aktuelle midler ved laboratorieforsøk.
Forsøksbetingelser:
Saltspray:
ASTM 117B, ISO 7253 1982
Varmebestandighet:
10 mm bred stripe av middel i en tykkelse på 2 mm. Vertikalt i en ovn i 1 time.
Konsistens/påføring:
Subjektiv test: Visuelt inntrykk
Konklusjon:
Produkt B (foreliggende middel) viser bedre resultater totalt enn produkt A (greasebasis alene). Begge produkter gir meget god varmebestandighet og lett påføring. Ingen ustabilitet i produkt B som inneholder mineralske friksjons-komponenter hvilke overraskende forbedrer resistens og sta-bilitet overfor korrosjon og temperatur.
I nedenstående tabell 4 angis forsøksresultater oppnådd ved laboratorieforsøk for sammenligning av egenskaper til foreliggende middel mot API krav i henhold til beskrivelse under bulletin 5A2. Forsøket ble foretatt i overensstemmelse med API-spesifikasjon vedrørende: 1. Penetrasjon (ASTM D 217) av middel i metall (a) ubrukt/i bruk ved 25°C (NLGI<*> grade No. 1)
(b) etter avkjøling ved -17,8°C
<*> NLGI = National Lubricating Grease Institute, 4638 J.C. Nichols Parkway, Kansas City 12, Missouri, USA
Denne testen måler middelets konsistens på gjenger.
2. Mettler-dryppepunkt,
(ASTM D 566)
Denne testen måler ved hvilken temperatur middelet begynner å dryppe.
3. Fordampning, %
24 timer ved 100°C
Denne testen måler tap av flyktige materialer fra middelet ved 100°C under statiske betingelser.
4. Oljeseparering, %
24 timer ved 65,6°C
Denne testen måler middelets tilbøyelighet til å utskille ved 65,6°C under statiske betingelser.
5. Vanngjennomtrenging
2 timer ved 65,6°C
Denne testen angår bestemmelsen av middelets motstands-dyktighet ved vanntrefning.
6. Gassevolusjon
65 ,6°C
Denne testen måler gasser som middelet utvikler.
5. Påpenslingsevne ved —17,8°C.
(a) Bustlengde 42 mm
(b) Bustlengde 25 mm
(c) Bustlengde 15 mm
Denne testen angår bestemmelse av om middelet på effektiv måte kan påføres på gjenger ved bruk av kost.
Disse resultater illustrerer oppfinnelsens fordelaktige egenskaper, og de må da sees i lys av at foreliggende middel ikke inneholder tungmetaller.
I det nedenstående rapporteres resultater oppnådd ved ut-prøving og testing av foreliggende middel og kjente midler i feltforsøk. Testene har blitt utført ved Statoils base i Florø, Norge, ved bruk av Weatherford-anlegg. Temperatur ved forsøkene var 12-14°C, relativ fuktighet ca. 70 %, og været var pent.
Formålet var å teste foreliggende middel som ikke inneholder tungmetaller som bly, kobber, sink, osv., men som likevel opprettholder kravene innenfor API bulletin 5A2, og å sammenligne dette middel med kjente tungmetallholdige og ikke-tungmetallholdige midler. Foreliggende middel har som illustrert i tabellene 1-4 allerede vært utprøvd i sammenligning med ledende gjengefettyper, både for lagring og drift, hvor det spesielt for lagring har vært lagt vekt på:
1) Korrosjonsbestandighet
2) Varmebestandighet
3) Smøreeffekt
4) Vannfortrengelighet
5) Temperaturbestandighet
6) Påføringsegenskaper
7) Fjerningsegenskaper
8) Ikke-toksisk overfor miljøet
Hertil kommer de viktigste faktorer i forbindelse med drift ("make-up" - "brake out"-situasjon):
9) Antirivningseffekt
10) Ikke-tørkende effekt uten tilsetning av tungmetaller
11) Tetningseffekt
Foreliggende middel har i alle prøver vist at det er meget gunstig innenfor punktene 1) - 8). Det var derfor av inter-esse å sammenligne produktet med de kjente vanlige brukte midlene i forhold til punktene 9) - 11), ved hjelp av en felt-riggtest, og å bestemme momentforholdet mellom sammenskruing og avskruing ("make up"/"brake out").
Det ble stort sett benyttet 2 stålkvaliteter, nemlig
karbonstål (L-80, N-80 og K-55)
kromstål (mest vanlig 13 % krom).
Alle rør med ulike ståldimensjoner og stålkvaliteter samt gjengetyper ble skrudd sammen etter fastsatte momentkrefter ("make up") målt i ftlbs.
I testen ble følgende gjengefettyper benyttet for testing av friksjonsgivende effekt og smøreeffekt: Produkt A Foreliggende middel (uten tilsetning av tung metaller, men inneholdende mineralsk material-komponent (b))
Produkt B API Mod. Lube Seal, Liquid-O-ring, med tungmetaller (kjent middel)
Produkt C Liquid-O-Ring 104, teflonbasert, uten tungmetaller (kjent middel).
Følgende rørdimensjoner ble benyttet:
Test 1
5 1/2" - L 80 karbonstål - BDS gjenger
5 1/2" - 13 CR - 13 % kromstål - BDS-gjenger (gjengetyper fra Mannesmann)
Test 2
13 3/8" - N 80 karbonstål - Buttres gjenger, vanlig gjengetype større dim., 133/8" og over)
Test 3
20" - K 55 karbonstål - Big Omega gjenger, gjengetype større
dim., 16" og over, fra Mannesmann Test 4
26" - K 55 karbonstål - Big Omega gjenger, gjengetype større dim., 16" og over, fra Mannesmann
Test 1
Utført i Weatherford maskin: Hydrolic Backing machine Foster 79
Nevnte maskin av type Foster nr. 79 har:
(i) manuell operert utløsning (som kan gi variabelt dreiemomentutslag), (ii) ikke innlagt data eller styring for avlesning av "brake out", og (iii) avlesning av diagram som gir gode indikasjoner på
friksjonsegenskaper i oppstartingsfasen.
Alle gjenger viste meget gode tilstander etter utprøving.
13 CR hylser, innvendig gjengedel (koblinger) var kobber-pletterte. Ved bruk av foreliggende middel var det synlig ringformet kobberbelegg på tetningsflaten, utvendig gjengedel ("pin end"), hvilket ga klar indikasjon på "metall-til-metall-tetning" (viktig for testing).
Følgende dimensjoner ble benyttet i nedenstående tester 2, 3 og 4 : 13 3/8" gammel skjøtedel-avtrekk ("pup joint release") ca. 52.647 N-m (38.830 fblbs) - rengjort (gammel)
20" gammel skjøtedel-avtrekk ca. 104.195 N*m (76.850
fblbs) - rengjort (gammel)
26" gammel skjøtedel-avtrekk ca. 99.110 N*m (73.100
ftlbs) - rengjort - (ny)
Det ble benyttet Hydraulic power unit Weatherford maskin CAM-F-28 nr. 01.
Test 2
Test 2.1., tilfredsstillende forhold mellom "make up" og "brake out"; meget like.
Test 2.2., noe høyere dreiemoment, ingen avvik, meget like. Mengden av produkt B øket med ca. 50 io , fra 50 til 75 g. Dette er mulig årsak til høyere dreiemoment.
Ved begge tester ble det skrudd til trekant ved 9.300 psi/ft, som ble fortsatt frem til 14.778-15.456 N*m (10.900-11.400 ftlbs), for å avstemme make-up og break-out toleranse ved likhet fra trekantmerket. (Trekant er symbol for kontaktpunkt på røret, som ikke skal overskrides).
Test 3
3.1. viste ikke avvik i forholdet mellom "make up" og
"brake out".
3.2. Minustoleranse mellom "make up" og "brake out" på ca.
17 %. Meget lav "brake out", ikke tilfredsstillende. Test 4 Mengden gjengefett er ikke eksakt; i området 175-200 g for test 4.1.)» og ca. 200 g for 4.2.). Årsak til det store avviket for "make up"/"brake out" i test 4.2.) er ukjent. Dog ble trekant overskredet med ca. 3 mm (innenfor toleranse-grensen) for å oppnå likt "make up"-moment. Forøvrig er forskjellen i prosent for test 4.1.) +3 %, og for test 4.2.) -27 %.
Konklus. ion for tester 1- 4
Foreliggende middel viste smidigere konsistens enn produkter B og C. Det gir enkel, lett og jevn påføring. Dessuten var demonteringen av kuplinger svært lett, dvs. smøreeffekten var god, spesielt for produkt A. Den jevne påføring resulterte i mer kontrollert forbruk. Fargen var hvit og lett å kontrol-lere mot underlaget og mot urenheter. Rengjøring - fjerning av gjengefett var noe lettere med produkt A enn med produkter B og C. Produkt A synes sammenlignet med produkter B og C å ha egenskaper for bruk uavhengig av hvilken stålkvalitet, dimensjon og gjengetype som benyttes, siden ingen av prøvene ga negative utslag.
Testene viser at produkt A (foreliggende middel) i tillegg til gode lagringsegenskaper også har meget gode og sterke forutsetninger i driftssituasjon, dvs. gunstig kombinert middel for lagrings- og driftssituasjoner. En slik kombinert virkning tilfredsstilles ikke av de kjente produkter B og C.
Et typisk middel ifølge foreliggende oppfinnelse har følgende data:
For offshore-bruk av foreliggende middel så må midlet tilfredsstille spesielle krav som har blitt fastsatt av myndighetene for formål angående miljømessig sikkerhet. Foreliggende middel har derfor blitt underkastet følgende økotoksigologiske tester ved SINTEF (Norge) (ifølge PARCOM-bestemmelser):
(a) Phytoplankton-test (Skeletonema coctstum)
(b) Blåskjell-test (Mytilus edulis)
(c) Rur-test (Balanus improvisus).
Midlet har også blitt underkastet en
(d) Bioakkumuleringstest
ved Aquateam A/S, Norge, ifølge OECD-bestemmelser nr. 117 for testing av kjemikalier; samt en (e) Biodegraderingstest ved NIVA (Norsk institutt for
vannforskning).
Disse testene (a)-(e) har vist at midlet tilfredsstiller de fastsatte krav ifølge PARCOM-bestemmelsene.

Claims (6)

1. Middel for beskyttelse og smøring av rørforbindelser, særlig rørgjengepartier på rør for anvendelse i olje- og gass-brønner, karakterisert ved at det i blanding innbefatter: (a) en greasebasiskomponent som utgjøres av en blanding av petroleumsulfonater, kalsiumsulfonater samt paraffinisk mineralolje fortrinnsvis 80-95 vekt-# og særlig ca. 90 vekt-# petroleum- og kalsiumsulfonater, og 5-20 vekt-# og særlig ca. 10 vekt-# paraffinisk mineralolje, og (b) en tungmetallfri faststoffkomponent omfattende et pulverformig titanoksydholdig (Ti02-noldig) materiale med en hardhet i området 6-7 mohs.
2. Middel ifølge krav 1, karakterisert ved at komponent (a) utgjøres av en "Mercasol 630", det vil si 90-95 vekt-# kalsiumpetroleumsulfonat og 5-10 vekt-# mineralsk olje.
3. Middel ifølge krav 1, karakterisert ved at det Ti02~holdige materialet består av rutil.
4. Middel ifølge krav 1-3, karakterisert ved at det TiC^-holdige materialet har en partikkel-størrelse i området 0-40 pm, fortrinnsvis 0-20 pm.
5. Middel ifølge krav 1-4, karakterisert ved at det innbefatter: (i) 80-99,9 vekt-# greasebasis (ii) 0,1-20 vekt-% Ti02-holdig materiale
6. Middel ifølge krav 1-5, karakterisert ved at det innbefatter: (i) ca. 97 vekt-# greasebasis av typen "Mercasol 630" (ii) ca. 3 vekt-# TiC^-holdig materiale av typen rutil.
NO913627A 1991-09-13 1991-09-13 Middel for beskyttelse og sm!ring av r!rforbindelser, s{rlig r!rgjengepartier NO173285C (no)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO913627A NO173285C (no) 1991-09-13 1991-09-13 Middel for beskyttelse og sm!ring av r!rforbindelser, s{rlig r!rgjengepartier
PCT/NO1992/000146 WO1993006197A1 (en) 1991-09-13 1992-09-09 An agent for protection and lubrication of pipe connections, particularly pipe thread sections, and tubing on which such an agent is applied
JP5505978A JPH06510813A (ja) 1991-09-13 1992-09-09 パイプ結合部、特にパイプねじ部の保護用および潤滑用薬剤、およびこのような薬剤が塗布されている管材
AU25970/92A AU2597092A (en) 1991-09-13 1992-09-09 An agent for protection and lubrication of pipe connections, particularly pipe thread sections, and tubing on which such an agent is applied
GB9404383A GB2274654B (en) 1991-09-13 1992-09-09 An agent for protection and lubrication of pipe connections particularly pipe thread sections and tubing on which such an agent is applied

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO913627A NO173285C (no) 1991-09-13 1991-09-13 Middel for beskyttelse og sm!ring av r!rforbindelser, s{rlig r!rgjengepartier

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO913627D0 NO913627D0 (no) 1991-09-13
NO913627L NO913627L (no) 1993-03-15
NO173285B true NO173285B (no) 1993-08-16
NO173285C NO173285C (no) 1993-11-24

Family

ID=19894459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO913627A NO173285C (no) 1991-09-13 1991-09-13 Middel for beskyttelse og sm!ring av r!rforbindelser, s{rlig r!rgjengepartier

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPH06510813A (no)
AU (1) AU2597092A (no)
GB (1) GB2274654B (no)
NO (1) NO173285C (no)
WO (1) WO1993006197A1 (no)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2813375B1 (fr) 2000-08-31 2003-06-20 Vallourec Mannesmann Oil & Gas Element filete pour joint filete tubulaire resistant au grippage
JP2003003186A (ja) * 2001-06-20 2003-01-08 Dow Corning Asia Ltd ポリアルファオレフィングリース組成物
JP3870732B2 (ja) * 2001-07-25 2007-01-24 住友金属工業株式会社 耐焼付き性に優れた鋼管用ねじ継手
CZ306027B6 (cs) * 2015-04-29 2016-06-29 Technická univerzita v Liberci Způsob modifikace průmyslově dodávané chladicí a/nebo mazací procesní kapaliny užívané v průběhu třískového obrábění kovových materiálů
WO2017109880A1 (ja) * 2015-12-24 2017-06-29 日本バルカー工業株式会社 配管のシール材用ペースト

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4604227A (en) * 1984-11-16 1986-08-05 Stauffer Chemical Company Vapor phase and surface contact rust preventive composition

Also Published As

Publication number Publication date
NO173285C (no) 1993-11-24
JPH06510813A (ja) 1994-12-01
GB2274654B (en) 1995-08-23
GB9404383D0 (en) 1994-05-18
AU2597092A (en) 1993-04-27
WO1993006197A1 (en) 1993-04-01
NO913627L (no) 1993-03-15
GB2274654A (en) 1994-08-03
NO913627D0 (no) 1991-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5124887B2 (ja) 管ねじ継手
ES2343706T3 (es) Junta roscada para tuberias de acero y proceso de tratamiento superficial de las mismas.
EP2635834B1 (en) Tubular threaded joint having improved low temperature performance
US2543741A (en) Lubricating and sealing composition of flake copper, powdered lead, graphite, and petroleum vehicle
CN104334951A (zh) 具有改进的高扭矩组装特性的管状螺纹接头
JP5998278B2 (ja) 固体潤滑被膜用組成物、その組成物から形成された固体潤滑被膜を備えた管用ねじ継手、及び、その管用ねじ継手の製造方法
JP6025994B2 (ja) 潤滑被膜形成用組成物及び鋼管用ねじ継手
EA024642B1 (ru) Способ покрытия резьбового трубчатого компонента, резьбовой трубчатый компонент и результирующее соединение
NO173285B (no) Middel for beskyttelse og smoering av roerforbindelser, saerlig roergjengepartier
US4379062A (en) Thread sealing and lubricating composition
CN102408940B (zh) 一种防粘扣钻具螺纹脂及其制备方法
JP4123810B2 (ja) 耐焼付き性に優れた鋼管用ねじ継手とその表面処理方法
NL8500469A (nl) Smeermiddel voor schroefdraden, werkwijze voor de bereiding ervan en toepassing van een dergelijk smeermiddel.
AU2005201028B2 (en) Threaded joint for steel pipe and method for surface treatment of the threaded joint
CN103642555B (zh) 一种润滑耐磨涂覆剂及其制备工艺
NO841957L (no) Fremgangsmaate for beskyttelse av skruegjenger
WO1999018176A1 (en) Multi-purpose thread compound