NO841957L

NO841957L - PROCEDURE FOR PROTECTING SCREW TENSIONS

Info

Publication number: NO841957L
Application number: NO841957A
Authority: NO
Inventors: Roderick Leonard Shulver
Original assignee: Boc Nowsco Ltd
Priority date: 1983-05-17
Filing date: 1984-05-16
Publication date: 1984-11-19
Also published as: FR2546244A1; IT1218846B; GR79938B; NL8401566A; IT8420954A0; GB8313646D0; ATA159384A

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for beskyttelse av skrue-gj enger. The invention relates to a method for protecting screw threads.

Ved skjøter i ledninger (rørledninger) er det vanlig å benytteFor joints in cables (pipelines) it is usually used

et tilsettingsmiddel eller tetningsmiddel på de sampassende skruegjenger for smøring av gjengene og minimalisering av faren for lekkasje. Slike midler vil vanligvis ikke by på noen vanskeligheter under bruk når det innvendige trykk i rørledning-en er lavt og omgivelsestemperaturen er moderat (dvs. romtempe-ratur) , men man kan støte på vesentlig større vanskeligheter når det forekommer høye trykk og temperaturer, slik tilfellet er eksempelvis ved produksjon og reinjisering av rørstrenger for olje- og gassbrønner. an additive or sealant on the mating screw threads to lubricate the threads and minimize the risk of leakage. Such means will usually not present any difficulties during use when the internal pressure in the pipeline is low and the ambient temperature is moderate (i.e. room temperature), but significantly greater difficulties can be encountered when high pressures and temperatures occur, such as this is the case, for example, in the production and re-injection of pipe strings for oil and gas wells.

Problemene i forbindelse med høye trykk i gass- og oljebrønner har resultert i utviklingen av smøremidler (eller tilsetningsstoffer) med en hydrokarbon-fettbasis og med tilsetning av forholdsvis store partikler (størrelsesordenen 100 mikron) av kopper, grafitt, sink, bly eller andre materialer eller bland-inger derav. Disse vil ha en tendens til å samle seg ved tann-røttene i de sampassende skruegjenger og i teorien vil disse partiklene hindre at det danner seg skruelinjeformede lekkasjebaner. Høye temperaturer vil imidlertid gi redusert viskositet for basisen, og under høye trykk vil det kunne dannes en lekkasjebane mellom de forholdsvis store partikler. Lekkasjebanen langs skruegjengen vil ikke ha noen alvorlige følger såfremt de spesielt anordnede tetningsflater er i fullt kontaktsamvirke, men det foreligger en fare for at tetningsflåtene i praksis ikke er helt ut virksomme dersom tilstrammingsmomentet ikke har bevirket fullstendig utflating av de grove partikler som ligger på skulderen eller et annet endeanslag for de to sampassende gjenger. Det foreligger også en fare for at tetningsflåtene kan ødelegges av de grove partiklene. The problems associated with high pressures in gas and oil wells have resulted in the development of lubricants (or additives) with a hydrocarbon-fat base and with the addition of relatively large particles (of the order of 100 microns) of copper, graphite, zinc, lead or other materials or mixtures thereof. These will tend to collect at the tooth roots in the matching screw threads and, in theory, these particles will prevent helical leakage paths from forming. High temperatures will, however, reduce the viscosity of the base, and under high pressures a leakage path can form between the relatively large particles. The leakage path along the screw thread will not have any serious consequences as long as the specially arranged sealing surfaces are in full contact cooperation, but there is a danger that the sealing surfaces are not fully effective in practice if the tightening torque has not caused complete flattening of the coarse particles lying on the shoulder or a different end stop for the two matching gangs. There is also a danger that the sealing rafts can be destroyed by the coarse particles.

Man har prøvet rørstrenger (rørledninger) før selve installa-sjonen, for derved å oppspore eventuelle lekkasjer, men de hit til anvendte stoffer har skjult lekkasjene, som således bare kommer frem når rørledningen er i bruk. De konvensjonelle og hittil foreslåtte stoffer som påstås å hindre lekkasje i skad-ede eller defekte koplinger, vil således i praksis bare skjule lekkasjene helt til rørledningen er ført ned i en brønn. På dette tidspunkt vil det være vanskelig og dyrt å utbedre lekkasjene . Pipe strings (pipelines) have been tested before the installation itself, in order to track down any leaks, but the substances used here have hidden the leaks, which thus only come to light when the pipeline is in use. The conventional and hitherto proposed substances which are claimed to prevent leakage in damaged or defective connections will thus in practice only hide the leaks until the pipeline is led down into a well. At this point, it will be difficult and expensive to remedy the leaks.

Det foreligger derfor et behov for å unngå bruk av stoffer med grove partikler og med en viskøs bærer som temporært kan hindre en lekkasje. Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor en fremgangsmåte for beskyttelse av sampassende skruegjenger i det minste under innvirkningen av et tiltrekningsmoment. Fremgangsmåten består i at det påføres et tørrfilm-smøremiddel på den ene skruegjengen, at det påføres et flytende smøremiddel på den andre skruegjengen, og at skruegjengene skrus sammen og trekkes til med den ønskede momentverdi, idet det flytende smøremiddel i hovedsaken ikke har noen oppløsende innvirkning på tørrfilm-smøremiddelet. Denne fremgangsmåten tjener både til å beskytte de sampassende gjenger og til å unngå skjulingen av lekkasjebaner mellom gjengene. There is therefore a need to avoid the use of substances with coarse particles and with a viscous carrier that can temporarily prevent a leak. According to the invention, a method is therefore proposed for the protection of matching screw threads at least under the influence of a tightening torque. The procedure consists of applying a dry-film lubricant to one screw thread, applying a liquid lubricant to the other screw thread, and screwing the screw threads together and tightening them to the desired torque value, as the liquid lubricant essentially has no dissolving effect on the dry film lubricant. This procedure serves both to protect the mating threads and to avoid the concealment of leakage paths between the threads.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det også en fremgangsmåte for beskyttelse av skruegjenger og tetningsflater på sampassende skruegjengede elementer, i det minste under et tiltrekkingsmoment, hvilken fremgangsmåte består i at det sprøytes et tørr-film-smøremiddel i en flyktig bærer på en hungjenge, bæreren tillates å fordampe, det påføres et flytende smøremiddel på hangjengen, og at deretter gjengene med en gang sampasses og trekkes til med den ønskede momentverdi. Det flytende smøremiddel har gode fukteegenskaper og lav viskositet, og fremgangsmåten vil gi beskyttelse for gjengene og tetningsflåtene mot skader og vil hindre skjuling av lekkasjebaner under utprøvinger. According to the invention, a method is also proposed for the protection of screw threads and sealing surfaces on matching screw-threaded elements, at least during a tightening torque, which method consists in spraying a dry-film lubricant in a volatile carrier on a female thread, the carrier is allowed to evaporate , a liquid lubricant is applied to the hanging thread, and that then the threads are immediately matched and tightened to the desired torque value. The liquid lubricant has good wetting properties and low viscosity, and the method will provide protection for the threads and sealing rafts against damage and will prevent leakage paths from being hidden during tests.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningene hvor: Fig. 1 viser et snitt gjennom en vanlig skruegjengeforbindelse av den type som eksempelvis benyttes i rørstrenger i olje-og gassbrønner, og The invention shall be described in more detail with reference to the drawings where: Fig. 1 shows a section through a common screw thread connection of the type used, for example, in pipe strings in oil and gas wells, and

fig. 2 viser et snitt gjennom en annen vanlig skruegjengeforbindelse, av den type som anvendes i et foringsrør. fig. 2 shows a section through another common screw thread connection, of the type used in a casing pipe.

På tegningene er klaringer i skjøtforbindelsen overdrevet, for derved å anskrueliggjøre oppfinnelsen. De sammenskjøtede elementer har gjenger av trapestypen. Den i fig. 1 viste gjengefor-bindelse brukes i stor utstrekning ved sammenkopling eller sammenskjøting av olje- og gassledninger, eksempelvis rørstrenger og foringer i olje-/gassbrønner. In the drawings, clearances in the joint connection are exaggerated, in order to screw up the invention. The joined elements have trapezoidal threads. The one in fig. The threaded connection shown in 1 is used to a large extent when connecting or joining oil and gas pipelines, for example pipe strings and liners in oil/gas wells.

Skruegjengene 10, 12 på de respektive elementer 14, 16 harThe screw threads 10, 12 on the respective elements 14, 16 have

skrå flanker 18 og 20 og flanker 22 og 24 som går i hovedsaken i rett vinkel på rørstrengens lengdeakse. Gjengetoppene 26, 28 vil i praksis ikke ligge tettende an mot gjengebunnene 30, 32, slanted flanks 18 and 20 and flanks 22 and 24 which run mainly at right angles to the longitudinal axis of the pipe string. The thread tops 26, 28 will not, in practice, lie tightly against the thread bottoms 30, 32,

og det dannes derfor skruelinjeformede spalter 34, 36. Flankene 18, 20 og 22, 24 derimot ligger tettende an mot hverandre, og her vil det vanligvis ikke dannes noen lekkasjebaner. and helical slits 34, 36 are therefore formed. The flanks 18, 20 and 22, 24, on the other hand, lie tightly against each other, and here usually no leakage paths will form.

Ved bruk av trapesgjenger og når man ønsker fullstendig tetning, inkorporeres vanligvis minst en metall-metall-tetningssone 40 som er dimensjonert slik at når gjengene er i fullt samvirke og tilstrammet vil tetningssonen ha kompresjonskontaktsamvirke slik at det her ikke kan oppstå noen lekkasjer. When using trapezoidal threads and when complete sealing is desired, at least one metal-metal sealing zone 40 is usually incorporated which is dimensioned so that when the threads are in full cooperation and tightened, the sealing zone will have compression contact cooperation so that no leaks can occur here.

Som vist på tegningen befinner tetningssonen seg mellom den ene enden av det ene element 16 og bunnenden i det andre element 14. De her utformede tetningsflater vil komprimeres mot hverandre når gjengene er fullt tiltrukket, og skulderflåtene 46, 48 vil da ha tett kontakt med hverandre, for å oppnå den ønskede komp-rimering mellom tetningsflåtene i sonen 40 er flatene anordnet slik i forhold til hverandre at det oppnås en kontakt i en vin-kelstilling litt før skulderne 46, 48 får innbyrdes anslag, slik at når skulderne ligger helt an mot hverandre vil tetnings- flatene være lettere deformert og stå under kompresjonsbelast-ning. På tegningen er flatene 42, 44, 46 og 48 vist med innbyrdes avstand, men under fullt dreiemoment vil de motliggende flater 46, 48 ha tettende kontaktsamvirke med hverandre, og kontakten vises da bare som en enkelt linje. Flatene 42, 44 har aldri kontakt, selv ikke når elementene 14, 16 er under fullt tiltrekningsmoment. As shown in the drawing, the sealing zone is located between one end of one element 16 and the bottom end of the other element 14. The sealing surfaces designed here will be compressed against each other when the threads are fully tightened, and the shoulder fins 46, 48 will then have close contact with each other , in order to achieve the desired compression between the sealing rafts in the zone 40, the surfaces are arranged in relation to each other in such a way that a contact is achieved in an angular position slightly before the shoulders 46, 48 come into contact with each other, so that when the shoulders lie completely against each other, the sealing surfaces will be more easily deformed and will be under compression load. In the drawing, the surfaces 42, 44, 46 and 48 are shown at a distance from each other, but during full torque the opposite surfaces 46, 48 will have sealing contact cooperation with each other, and the contact is then only shown as a single line. The surfaces 42, 44 never make contact, even when the elements 14, 16 are under full tightening torque.

Gjengene i fig. 2 er også av trapestypen, men i en noe annen ut-førelse, slik det går frem av fig. 2. De to sammenskrudde elementer er i fig.- 2 betegnet med henholdsvis 50 og 52. Gjengetoppene er betegnet med 54, 56, og gjengebunnene er betegnet med 58, 60. Ved denne ellers konvensjonelle gjengeutforming er i noen tilfeller den siste vindingen 62 på elementet 50 utformet med trekanttverrsnitt, mens tilsvarende vinding på elementet 52 bibeholder trapesformen. Det fremkommer derfor en i hovedsaken ringformet klaring 64, slik at det ikke oppstår noen kontakt mellom skruelinjene 66 og 68 når elementene 50, 52 er skrudd sammen og strammet. En endedel 70 på elementet 50 er utformet med en flate 72 som i hovedsaken er en ringflate, men har kon-veks form i tverrsnittet. Denne flaten 72 samvirker med en tilsvarende indre ringflate 74 som har konkavt tverrsnittsform, The threads in fig. 2 is also of the trapezoidal type, but in a slightly different design, as can be seen from fig. 2. The two screwed together elements are denoted in fig.-2 by 50 and 52 respectively. The thread tops are denoted by 54, 56, and the thread bottoms are denoted by 58, 60. In this otherwise conventional thread design, in some cases the last turn 62 is on the element 50 designed with a triangular cross-section, while the corresponding twist on the element 52 maintains the trapezoidal shape. An essentially annular clearance 64 is therefore produced, so that no contact occurs between the screw lines 66 and 68 when the elements 50, 52 are screwed together and tightened. An end part 70 of the element 50 is designed with a surface 72 which is essentially an annular surface, but has a convex shape in the cross-section. This surface 72 cooperates with a corresponding inner ring surface 74 which has a concave cross-sectional shape,

men en annen krumning, slik at kontakten mellom flatene 72 og 74 bare vil skje over en relativ liten del av flatearealet, slik det er antydet i fig. 2. Det skjer en deformering i ringkontakt-sonen 76, slik at man her i teorien får en perfekt tetning. Også her forefinnes det flater 78, 80, som svarer til de tidligere omtalte flater 46, 48 i fig. 1, hvilke flater har innbyrdes an-leggssamvirke når skrueforbindelsen er helt tilstrammet, men i fig. 2 er disse flater vist med innbyrdes avstand, slik at man kan skjelne de enkelte flater fra hverandre. but a different curvature, so that the contact between the surfaces 72 and 74 will only take place over a relatively small part of the surface area, as indicated in fig. 2. A deformation occurs in the ring contact zone 76, so that in theory you get a perfect seal. Here too there are surfaces 78, 80, which correspond to the previously mentioned surfaces 46, 48 in fig. 1, which surfaces have mutual plant cooperation when the screw connection is fully tightened, but in fig. 2, these surfaces are shown at a distance from each other, so that the individual surfaces can be distinguished from each other.

Det er vanlig praksis å belegge skruegjengene med et hydrokarbon-fett-basert smøremiddel og et sekundært tetningsmiddel (på engelsk vanligvis kalt "dope") som inneholder myke metallpart-ikler av ulike dimensjoner, opptil ca. 100 mikron. Ved fullt tiltrekningsmoment vil dette tilsetningsstoffet samle seg i de skruelinjeformede gap 34, 36 og 64. Tilsetningsstoffet fanges også opp i tetningssonene 40, 76 og kan her virke forstyrrende på tetningsvirkningen fordi tiltrekningsmomentet derved kan komme for tidlig til virkning i flatene i tetningssonene 40, 76 som følge av at skulderne 46, 48 (fig. 1) 78, 80 (fig. 2) ikke får skikkelig anlegg, rør- og koplingsfabrikanter angir spesielle tiltrekningsmoment-korreksjonsfaktorer i avhengighet av de spesielle tilsetningsstoffer som benyttes, og hvis man ignorerer disse faktorer foreligger det en vesentlig fare for at man ikke får en tetning som virker ved trykk i størrelsesområdet 420 kg/ cm<2>og mer. Dersom man ignorerer de nevnte faktorer, foreligger det også en fare for at det anvendes et for høyt tiltrekningsmoment, med beskadigelse av tetningsflåtene. It is common practice to coat the screw threads with a hydrocarbon-grease-based lubricant and a secondary sealant (in English usually called "dope") containing soft metal particles of various dimensions, up to approx. 100 microns. At full tightening torque, this additive will accumulate in the helical gaps 34, 36 and 64. The additive is also captured in the sealing zones 40, 76 and can here have a disruptive effect on the sealing effect because the tightening torque can thereby come into effect prematurely in the surfaces of the sealing zones 40, 76 as a result of the shoulders 46, 48 (Fig. 1) 78, 80 (Fig. 2) not being properly fitted, pipe and fitting manufacturers specify special tightening torque correction factors depending on the special additives used, and if these factors are ignored there is a significant risk that you will not get a seal that works at pressures in the size range of 420 kg/cm<2> and more. If the aforementioned factors are ignored, there is also a danger that too high a tightening torque is used, with damage to the sealing rafts.

En slik manglende effektiv tetning anses vanligvis ikke å være vesentlig, i hvert fall ikke under den første levetidsperioden i en brønn. Grunnen til dette er at tilsetningsstoffet i de skruelinjeformede spalter 34, 36, 64 vil hindre en lekkasje. Such a lack of effective sealing is usually not considered to be significant, at least not during the first period of life in a well. The reason for this is that the additive in the helical slots 34, 36, 64 will prevent a leak.

I noen tilfeller vil imidlertid de høye temperaturer i noen brønner bevirke en viskositetsreduksjon i hydrokarbon-bæreren og metallpartiklene vil da alene ikke kunne hindre en lekkasje. Grunnen til dette er at avstanden mellom partiklene lett mulig-gjør en oppbygging av en lekkasjebane, særlig under et høyt trykk. In some cases, however, the high temperatures in some wells will cause a viscosity reduction in the hydrocarbon carrier and the metal particles alone will then not be able to prevent a leak. The reason for this is that the distance between the particles easily enables a build-up of a leakage path, especially under high pressure.

Lekkasjer av denne type kan ikke alltid oppdages før installeringen, og grunnen til dette er nettopp tilstedeværelsen av et tilsetnigsstoff. Selv med en avansert prøve som beskrevet i norsk patentsøknad nr. 802392 kan man ikke alltid oppdage slike lekkasjer. Årsaken til at man ved slike utprøvinger ikke alltid vil oppdage en lekkasje ligger i selve tilsetningsstoffet. En av hensiktene med tilsetningsstoffet er å oppnå en permanent lekk-as j ehindring . Høye temperaturer skal utlignes av de myke metall-partikler, men deres relativt store dimensjoner gir altfor lett adgang til dannelse av lekkasjebaner i fravær av fett eller smurning. Leaks of this type cannot always be detected before installation, and the reason for this is precisely the presence of an additive. Even with an advanced test as described in Norwegian patent application no. 802392, such leaks cannot always be detected. The reason why such tests will not always detect a leak lies in the additive itself. One of the purposes of the additive is to achieve a permanent leak-proof barrier. High temperatures are to be balanced by the soft metal particles, but their relatively large dimensions give far too easy access to the formation of leakage paths in the absence of grease or lubrication.

Det er en kjent egenskap ved molybden-disulfid at det vil binde seg til en stålflate slik at det fremkommer et lag av MbS2med molekylærtykkelse. Molybden-disulfid i en oljeaktig bærer er velkjent som smøremiddel for bevegelige deler og tilsettes vanlig smøreolje. It is a known property of molybdenum disulphide that it will bind to a steel surface so that a layer of MbS2 with molecular thickness appears. Molybdenum disulphide in an oily carrier is well known as a lubricant for moving parts and is added to normal lubricating oil.

Et vesentlig trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen erAn essential feature of the method according to the invention is

at før de to med skruegjenger forsynte elementer (av stål eller stållegeringer), i utførelser som eksempelvis vist i fig. 1 eller fig. 2, påføres et tørrfilm-lag av molybden-disulfid eller et koloidalt element såsom grafitt eller polytetrafluoretylen på den ene skruegjenge, fortrinnsvis hungjengen (muffen). Molybden-disulfid eller et annet tørrfilm-smøremiddel er opptatt i en lavviskøs-bærer, såsom trikloretylen, trikloretan eller en fluorklorhydrokarbon. Sistnevnte er særlig anvendbar dersom den aktive bestanddel skal påføres i aerosolform, idet det da dannes et tynt lag på skruegjengen og særlig på metall-metall-kontakt-partiene i tetningssonen 40, 7 6 og på gjengeflankene 18 og 22; 55, 57. Det laget som påføres gjengetoppene og gjengebunnene 30, 36; 54, 56, 58, 60, vil være ineffektivt, fordi hensikten med laget på tetningflaten og på flankene er å hindre gnaging når gjengene strammes eller slakkes. Mengden av molybden-disulfid i den lavviskøse eller flyktige bærer vil vanligvis ligge på under 10 vekt-%, selv om det er mulig med andeler på fra H til 25 vekt-%. Etter at molybden-disulfidet er sprøytet på, tillates det å tørke en kort periode før gjengene skrus sammen. Det benyttes fordelaktig en ketonisk harpiks for å gi en rask binding av filmen til skruegjengene. that before the two elements provided with screw threads (of steel or steel alloys), in designs such as, for example, shown in fig. 1 or fig. 2, a dry film layer of molybdenum disulphide or a colloidal element such as graphite or polytetrafluoroethylene is applied to one screw thread, preferably the female thread (socket). Molybdenum disulfide or another dry film lubricant is contained in a low viscosity carrier such as trichlorethylene, trichloroethane or a fluorochlorohydrocarbon. The latter is particularly applicable if the active ingredient is to be applied in aerosol form, since a thin layer is then formed on the screw thread and particularly on the metal-metal contact parts in the sealing zone 40, 7 6 and on the thread flanks 18 and 22; 55, 57. The layer applied to the thread tops and thread bottoms 30, 36; 54, 56, 58, 60, will be ineffective, because the purpose of the layer on the sealing surface and on the flanks is to prevent chafing when the threads are tightened or loosened. The amount of molybdenum disulphide in the low-viscosity or volatile carrier will usually be below 10% by weight, although proportions of from H to 25% by weight are possible. After the molybdenum disulphide is sprayed on, it is allowed to dry for a short period before the threads are screwed together. A ketonic resin is advantageously used to provide a quick bond of the film to the screw threads.

Selv om det foretrekkes å benytte en forbindelse såsom molybden-disulfid, fordi denne forbindelsen har sterk affinitet til stål og stållegeringer, kan man også benytte koloidal-grafitt eller polytetrafluoretylen-baserte substanser. Noen av disse materialer vil kunne tåle temperaturer opptil minst 400°C. Molybden-disulfidet eller et annet tørrfilm-smøremiddel utgjør et beskyttelsesmiddel innenfor rammen av oppfinnelsen. Molybden-disulfid eller et annet tørt smøremiddel benyttes fortrinnsvis i form av en blanding av det tørre smøremiddel, en harpiks og en lavviskøs bærer. Man kan benytte en hvilken som helst harpiks som vil bevirke en klebing av en tørr film til en metallplate, men den harpiks som anbefales benyttet er ketonisk harpiks. Although it is preferred to use a compound such as molybdenum disulphide, because this compound has a strong affinity for steel and steel alloys, colloidal graphite or polytetrafluoroethylene-based substances can also be used. Some of these materials will be able to withstand temperatures up to at least 400°C. The molybdenum disulfide or another dry film lubricant constitutes a protective agent within the scope of the invention. Molybdenum disulphide or another dry lubricant is preferably used in the form of a mixture of the dry lubricant, a resin and a low-viscosity carrier. You can use any resin that will effect an adhesion of a dry film to a metal plate, but the resin that is recommended to be used is a ketone resin.

Bruk av et tørrfilm-smøremiddel alene vil være forbundet medUse of a dry film lubricant alone will be associated with

den ulempe at når tiltrekningsmomentet har bragt gjengene til en liten vinkelavstand fra anslagssamvirket mellom skulderne 46, 48; 78, 80 vil det anvendte moment stige brått som følge av fraværet av hydrodynamisk (trykk)-smøring som ved vanlige tilsetningsstoffer. Et hydrodynamisk trykk vil bygge seg opp over alt der hvor det foreligger kontakt. Vanligvis vil tiltrekkingsmomentet for den siste tiltrekkingen være høyere enn det som kreves for konvensjonelle API (American Petroleum Institute)-modifiserte tilsetningsstoffer. the disadvantage that when the tightening torque has brought the threads to a small angular distance from the abutment cooperation between the shoulders 46, 48; 78, 80, the applied torque will rise sharply as a result of the absence of hydrodynamic (pressure) lubrication as with normal additives. A hydrodynamic pressure will build up over everything where there is contact. Typically, the tightening torque for the final tightening will be higher than that required for conventional American Petroleum Institute (API) modified additives.

For å redusere tiltrekkingsmomentet, særlig når det nærmer seg maksimalverdien, belegges hangjengen (tappen) med et modifiser-ingsfluidum som ikke virker oppløsende på tørrfilm-smøremiddelet på hungjengen. Et egnet modifiseringsmiddel er et lavviskøst vandig materiale som inneholder en liten mengde av et fukte-middel/overflatespenningsreduserende middel (0,1 til 1%) pluss en korrosjonsinhibitor. Et typisk fuktemiddel/overflatespenningsreduserende middel er WS 50 som leveres av BOC-Nowsco Limited. Dette er et ikke-ionisk middel som inneholder etylenoksyd-grupper og metanol. Fuktemiddelet kan være glycerin. Det flytende modifiseringsmiddel kan betraktes som et andre beskyttelsesmiddel. Dersom hangjengen belegges med tørrfilm-smøremiddel så påføres det "fuktige" smøremiddel naturligvis på hungjengen. In order to reduce the tightening torque, especially when it approaches the maximum value, the male thread (pin) is coated with a modifying fluid which does not dissolve the dry film lubricant on the female thread. A suitable modifier is a low viscosity aqueous material containing a small amount of a wetting agent/surfactant (0.1 to 1%) plus a corrosion inhibitor. A typical wetting agent/surface tension reducing agent is WS 50 supplied by BOC-Nowsco Limited. This is a non-ionic agent containing ethylene oxide groups and methanol. The humectant may be glycerin. The liquid modifier can be considered a second protective agent. If the male thread is coated with a dry-film lubricant, the "moist" lubricant is naturally applied to the female thread.

En tyspisk sammensetning for det fuktige smøremiddel er 50% vann, 47,9% metanol, 2% korrosjonsinhibitor (eksempelvis "CRODIN" - varemerke) og 0,1% av et friksjonsreduksjonsmiddel (eksempelvis FC 760) som også bidrar til å redusere overflate-spenningen og således bedre fuktbarhetsevnen. A typical composition for the wet lubricant is 50% water, 47.9% methanol, 2% corrosion inhibitor (eg "CRODIN" trade mark) and 0.1% of a friction reducer (eg FC 760) which also helps to reduce surface- the tension and thus improve the wettability.

Som et alternativ til det vannbaserte fuktige flytende smøre-middel kan det anvendes silikoner, herunder fluorinerte silikoner. Et generelt krav for det "fuktige" smøremiddel er at det skal ha god fuktbarhetsegenskap, lav viskositet og skal kunne bibeholde disse egenskaper selv ved lave temperaturer, eksempelvis ned til minus 40°C. As an alternative to the water-based moist liquid lubricant, silicones can be used, including fluorinated silicones. A general requirement for the "moist" lubricant is that it must have good wettability properties, low viscosity and must be able to maintain these properties even at low temperatures, for example down to minus 40°C.

For å sikre at gjengebeskyttelsen virker over hele gjengen er det ønskelig at gjengen først rengjøres godt. En måte å gjøre dette på er å påføre en aerosol av luft og smøremiddel-. oppløsningsmiddel på den aktuelle gjenge og deretter umiddelbart sprøyte det tørre smøremiddel på muffegjengen og tillate det tørre smøremiddel å tørke fullstendig før det "fuktige" smøre-middel påføres tappgjengen. En fordamping av smøremiddel-oppløs-ningsmiddelet kan fremmes ved hjelp av en luftstrøm. To ensure that the thread protection works over the entire thread, it is desirable that the thread is first cleaned thoroughly. One way to do this is to apply an aerosol of air and lubricant. solvent on the thread in question and then immediately spray the dry lubricant onto the socket thread and allow the dry lubricant to dry completely before applying the "wet" lubricant to the stud thread. Evaporation of the lubricant-solvent can be promoted by means of an air stream.

Det er vanlig at slakkemomentet kan være ca. 40% høyere enn tiltrekkingsmomentet. De beskyttelsesmideler som benyttes ved ut-øvelse av oppfinnelsen vil ikke i vesentlig grad påvirke dette forhold, hva enten det tørre beskyttelsesmiddel forefinnes under slakkingen eller begge midler forefinnes. Dette høyere slakkemoment eller løsbrytingsmoment er ønskelig fordi det ellers foreligger en fare for at koplingen vil løsne utilsiktet. It is common for the slack torque to be approx. 40% higher than the tightening torque. The protective agents used in the practice of the invention will not significantly affect this relationship, regardless of whether the dry protective agent is present during the slaking or both agents are present. This higher slack torque or breaking torque is desirable because otherwise there is a risk that the coupling will loosen unintentionally.

Nedenfor er det angitt noen prøveresultater hvor det er foretatt en sammenligning mellom forskjellige parametre for beskyttelses-midler i samsvar med oppfinnelsen og et konvensjonelt API-modifisert tilsetningsmiddel. De tall som er gitt i forbindelse med momentfaktoren gjelder det avsluttende tilstrammingsmoment. Below are some test results where a comparison has been made between different parameters for protective agents in accordance with the invention and a conventional API-modified additive. The figures given in connection with the torque factor apply to the final tightening torque.

Den foran beskrevne fremgangsmåte vil sikre at lekkasjeprøver for rørstrenger før installeringen vil være representative for forholdene også etter installeringen, under hvilke forhold det vil kunne forekomme en viskositetssenking for hydrokarbon-fettet i konvensjonelle tetningsmidler. Den tynne film som tilveiebring-es av tørrfilm-middelet vil ikke forstyrre tetningsvirkningen mellom gjengeflankene eller i de spesielle tetningssoner ved endene av skruegjengene. Eventuelle lekkasjer ved de spesielle tetningsflater 42, 44; 76 vil ikke skjules fordi nemlig den skruelinjeformede bane mellom skruelinjeflåtene bare vil være blokkert av det lavviskøse vandige materiale eller det andre fuktige smøremiddel og en hver lekkasjestrøm gjennom den skruelinjeformede bane vil således danne en passasje gjennom mater-ialet. Midlene tjener til å eliminere (eller i hvert fall å redusere faren for) gnaging på gjengene, slik at løsbryting av gjengeforbindelsen ikke hindres. Den meget lille partikkel-dimensjon - i størrelsesordenen 1 mikron - eliminerer faren for at det dannes lekkasjebaner i tetningssonene. The procedure described above will ensure that leakage tests for pipe strings before installation will be representative of the conditions also after installation, under which conditions a reduction in viscosity of the hydrocarbon grease in conventional sealants could occur. The thin film provided by the dry film agent will not interfere with the sealing effect between the thread flanks or in the special sealing zones at the ends of the screw threads. Any leaks at the special sealing surfaces 42, 44; 76 will not be hidden because namely the helical path between the helical rafts will only be blocked by the low-viscosity aqueous material or the other moist lubricant and each leakage current through the helical path will thus form a passage through the material. The means serve to eliminate (or at least reduce the risk of) chafing on the threads, so that loosening of the threaded connection is not prevented. The very small particle size - in the order of 1 micron - eliminates the danger of leakage paths forming in the sealing zones.

Tilsettingen av et flytende modifiseringsmiddel til tørrfilm-smøremiddelet tjener til reproduksjon av de typiske verdier ved tiltrekking og løsbryting (momentverdier) som man kjenner fra de vanlige anvendte smøremidler/tetningsmidler. The addition of a liquid modifier to the dry film lubricant serves to reproduce the typical values for tightening and loosening (torque values) which are known from the commonly used lubricants/sealants.

Claims

1. Method for protecting matching screw threads and associated sealing surfaces at least under a tightening torque, characterized by applying a dry film lubricant to one screw thread, applying a liquid lubricant to the other screw thread, and screwing the screw threads together and tightened to the desired torque value, as the flowing lubricant has no significant dissolving effect on the dry film lubricant, whereby a protection is achieved for the matched threads and sealing surfaces and any leakage paths between the threads and the sealing rafts are not hidden.

2. Method according to claim 1, characterized in that an agent containing molybdenum disulphide is used as dry film lubricant.

3. Method according to claim 1, characterized in that colloidal graphite is used as dry film lubricant.

4. Method according to claim 1, characterized in that the dry film lubricant is selected from the group of polytetrafluoroethylenes.

5. Method according to one of claims 1-4, characterized in that the dry film lubricant is applied to the screw thread and the sealing surface in a low-viscosity carrier.

6. Method according to claim 5, characterized in that trichlorethylene, trichloroethane or a fluorochlorohydrocarbon is used as the carrier.

7. Method according to claim 5 or 6, characterized in that the low-viscosity carrier used is one which includes a ketonic resin.

8. Method according to claim 5, 6 or 7, characterized in that the proportion of dry film lubricant in the carrier is selected in the range h to 125%.

9. Method according to one of claims 1.8, characterized in that the liquid lubricant is aqueous and includes an amount of a wetting agent/surface tension reducing agent.

10. Method according to claim 9, characterized in that the wetting agent/surface tension reducing agent is a non-ionic compound which includes ethylene oxide groups and methanol.

11. Method according to one of claims 1-10, characterized in that each of the screw threads has an adjacent sealing area which during full tightening torque has mutual sealing contact, these areas being coated with the dry film lubricant and the liquid lubricant, respectively.

12. Method according to one of claims 1-11, characterized in that the dry film lubricant is applied to the female thread.