RU1772143C - Смазка дл герметизации резьбовых соединений - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : смазка содержит полиакриламид или карбоксиметилцел- люлозу 20-30% и мыльную пластичную смазку 70-80%. 3 табл.

Description

Изобретение относитс  к нефт ной промышленности к эксплуатационным смазкам , в частности к смазкам дл  герметизации резьбового соединени  обсадных труб.

Известен герметмк дл  уплотнени  резьбовых соединений труб, состо щий из эпоксидной смолы и смеси органических и неорганических наполнителей,

Известна также смазка дл  герметизации резьбовых соединений, содержаща  алюминевую пудру, жидкое стекло и графитовый порошок. Смазка щеткой наноситс  на резьбовую поверхность и сушитс  в естественных услови х 16-24 ч.

Наиболее близким к изобретению по сущности и достигаемому рэзлуьтату  зл - етс  мыльна пластична  смазка, например солидол жировой или смазка графитна  - YCcA.

Недостатком известных составов дл  герметизации резьбовых соединений  вл ютс  низкие герметизирующие свойства.

Цель изобретени  - повышение герметичности соединений оОсадных труб

Дл  достижени  указанной цели используют углеводородную смазку из мыльной пластичной смазки, например солидола жирового или смазки графитной - YCcA к подобных в смеси с гранулированным поли- акриламидом (ПАА) или арбоксмметилцел- люлозой (КМЦ, серогель) при следующем соотношении компонентов, шс.%:

полмакриламид или карбоксиметилцел- люлоза 0-30

мыльна  пластична  смазка 70-80

Полизкриламид представл ет собой продукт полимеризации акриламида. Гранулированный ПАА представл ет собой частицы неоднородной крупности диаметром 3-7 мм от беловато-зеленого до слабо-коричне- аого цвета с молекул рной массой (3-5) 10$ с содержанием основного вещества не менее 43%, получают известковым или аммиачным способами до ТУ 6-16-15-7-78.

Структурна  фоомула ПАА:

снгсн- п

OCNHj

Предел термостойкости ПАА равен 180°С. Плотность ПАА находитс  э пределах 1,08- 1,12 г/см3.

(Л

С

М

&

4 Ы

Карбоксиметилцеллюлозэ (КМЦ, серо- гель) представл ет собой натриевую соль целлюлозогликолевой кислоты, получаемую при взаимодействии щелочной целлюлозы с монохлорацетатом натри  или монохлорук- сусной кислотой, хорошо растворима в воде . Обща  структурна  формула КМЦ

СбН702/ОН/з-х OCH2COONa x

Предел термостойкости КМЦ равен +160°С.

КМЦ - мелкозернистое, порошкообразное или волокнистое вещество белого или кремового цвета плотностью 1,59-1,70 г/см3, имеющее влажность не более 10- 15%,

Смазка, солидол жировой. Технические услови  ГОСТ 1033-79. Смазка солидол Ж работоспособна от минус 20 до плюс 65°С. В зависимости от условий применени  существуют две марки смазки:

-солидол Ж -дл  заправки в разбираемые узлы трени , работающие при температурах от минус 50 до плюс 65°С и дл  заправки узлов трени  при помощи ручных солидолонагнетателей при температуре до минус 20°С;

- пресс-солидол Ж -дл  заправки узлов трени  при помощи ручных солиодолонаг- нетателей при температуре ниже минус 20°С.

Состав смазки:

Солидол жировой изготовл ют из выщелоченного индустриального масла марки 20В или индустриального масла общего назначени  ГОСТ 20799-75 марки I/I20A, или смеси выщелоченных масел марок 20В и 40В, или смеси индустриальных масел по ГОСТ 20755-75 марок И-20А и И-40А с кинематической в зкостью при 50°С 18-33 сСТ, загущением гидратированными кальциевыми маслами жирных кислот, вход щих в состав естественных жиров хлопкового масла, соломаса и других).

По физико-химическим показател м смазка должна соответствовать требовани м и нормам, указанным в табл, 1.

Смазка графитна  (YCcA), Технические услови  ГОСТ 3333-80.

Графитна  смазка (смазка YCcA) предназначена дл  смазывани  грубых т жело- нагруженных механизмов (открытых шестеренчатых передач), резьбовых соединений ходовых винтов, домкратов, рессор и др.), температурный интервал применени  от минус 20а до плюс 60°С. Состав смазки: массова  дол , %. Кальциевое мыло, приготовленное из синтетических жирных кислот (фракци  Сао и выше с добавлением фракции (), выделенных из продуктов окислени  парафина и петролатума 110-130 мг на 1 г, кислотное число окисленного петролатума не менее 55 мг. КОН на 1 г), 12

- Графит марки ГС-4 по ГОСТ 8295-73

Ю±1

- Масло цилиндровое 11 или масло Львовского НПЗ из анастасьевской нефти до 100%

По физико-химическим показател м смазка должна соответствовать требовани м и нормам , указанным в табл, 2.

Предлагаема  смазка готовитс ,следующим образом. В емкость 50-100 дм3 набираетс  дерев нной лопатой 30 кг мыльна  пластична  смазка, например солидол жировой или смазка графитна  - YCcA, затем при непрерывном перемешивании в течение 15-20 мин засыпаетс  вручную гранулированный полиаркиламид или КМЦ (серогель) в количестве 20-30 мае. % от массы мыльной пластичной смазки.

В зимнее врем  приготовление смазки необходимо вести в теплом помещении при

температуре не ниже 20°С дл  облегчени  перемешивани . Допускаетс  разогрев смазки до 77°С (температура каплепадени  дл  смазки графитной) и до 75°С (температура каплепадени  солидола жирового).

Смазка может готовитьс  как непосредственно перед спуском колонны, так и заранее в пределах срока хранени  каждого из компонентов (5 лет по ГОСТ 3333-60).

Смазка наноситс  щеткой на резьбовую

поверхность муфт перед непосредственным свинчиванием обсадных труб. Предлагаема  и известна  смазка опробована дл  гер- метизации резьбовых соединений обсадных труб размером 146 х 7 мм группы

прочности Д,

Принцип действи  предложенной герметизирующей смазки заключаетс  в следующем . В случае перетока продавочной жидкости по резьбовой части обсадной колонны в процессе цементировани  скважины вода или глинистый раствор, представл ющие продавочную жидкость, вход т в контакт со смазкой, в результате чего гранулированный ПАА или КМЦ (серогель ), вход щие в состав смазки, за счет гелеобразовани  увеличиваютс  в размерах (обьеме) и закупоривают (герметизируют) зазор в резьбовой части соединени  обсадных труб. Вместо ПАА в качестве наполни

тел  в мыльной пластичной смазке может быть использован КМЦ или его аналог - серогель.

Недопустимо применение предложенной смазки дл  герметизации резьбовых соединений бурильных труб, так как при свинчивании из-за выделени  тепла от трени  полимерное вещество оплавл етс , что затрудн ет последующий отворот этих труб.

Оценку качества смазки производили по герметичности - путем гидравлических испытаний на давление 12 МПа. Результаты гидравлических испытаний приведены в табл. 3.

Пример Скважина № 6091 место- рождени  Узень пробурена до 1396 м. В скважину спущена эксплуатационна  колонна диаметром 146 мм марки Д на глубину 1390 м. Кольцо Стоп установлено на глубине 1380 м. В процессе спуска колонны смазывали муфтовую четь соединени  смазкой солидол Ж, в который добавл ли 20 мас.% гранулированного полиакриламида (ПАА). В процессе опрессовки колонна герметична . Доход геофизических приборов (АКЦ-4) составил 1372 м. Скважину перфорировали без предварительной очистки забо .

П р и м е р 2. Скважина № 5824 месторождени  Узень пробурена до 1382 м. В скважину спущена эксплуатационна  колонна 168 мм х 1380 м марки Д7. Кольцо Стоп установлено на глубине 1370 м. В процессе спуска колонны смазывали муфтовую часть соединительной резьбы смазкой солидол Ж, в который добавили 30 мас.% гранулированного ПАА. В процессе опрессовки колонны на 9,0 МПа колонна герметична . Доход АКЦ-4 составил 1365 м. Скважина перфорирована без предвари- тельной очистки забо ,

П р и м е р 3. Скважина № 5826 месторождени  Узень пробурена до глубины 1385 м. В скважину спущена эксплуатационна  колонна 168ммх 1380м.-Д7. Кольцо Стоп установлено на глубине 1370 м. В процессе спуска колонны смазывали муфтовую часть соединительной резьбы графитной смазкой (YCcA), в которую добавл ли 20 мас.% гранулированного ПАА. В процессе опрессов- ки колонна герметична. Доход АКЦ-4 составил 1370 м. Скважина перфорирована без предварительной очистки забо .

Примечание. АКЦ-4 - геофизический прибор акустического каротажа цементного камн .

П р и м е р 4. Скважина № 5827 месторождени  Узень пробурена до глубины 1374 м. В скважину спущена эксплуатационна  колонна 168 мм х 1370 м Д7. Кольцо Стоп установлено на глубине 1360 м. В процессе спуска колонны смазывали муфтовую часть соединительной резьбы графитной смазкой (YCcA), в которую добавл ли 30 мас,% гранулированного ПАА. В процессе опрессовки колонна герметична. Доход АКЦ-4 составил 1358 м. Скважина перфорирована без предварительной очистки забо .

П р и м е р 5. Контрольна  скважина №. 5850 месторождени  Узень пробурена до 1385 м. В скважину спущена эксплуатационна  колонна 168 мм х 1380 м Д7. Кольцо Стоп установлено на глубине 1370 м. В процессе спуска колонны смазывали муфтовую часть соединительной резьбы солидолом Ж. Доход АКЦ-4 составил 1370 м. В процессе опрессовки на 9,0 МПа колонна оказалась негерметичной. На ликвидацию негерметичности затрачено 4 суток.

Примерб. Контрольна  скважина № 5415 месторождени  Узень пробурена до глубины 1288 м. В скважину спущена эксплуатационна  колонна 168ммх 1285м. Д7. Кольцо Стоп установлено на глубине 1275 м. В процессе спуска колонны смазывали муфтовую часть соединительной резьбы графитной смазкой (YCcA) Доход АКЦ-4 составил 1346 м, в результате чего пришлось разбуривать цемент внутри обсадной колонны в интервале 1346-1275 м (31 м). В процессе опрессовки на 9,0 МПа колонна оказалась негерметичной. Потери времени на ликвидацию брака в работе составили 7 суток, при STOM дополнительные затраты составили 10,4 тыс. руб.

Как видно из табл, 3 и из примеров конкретного выполнени  1-6, все опробованные смазки с содержанием гранулированного ПАА или КМЦ(серогель) в пределах 20-30% обеспечивают 100%-ную герметичность резьбовых соединений и отсутствие герметичности при использовании известной смазки. При этом противозадирные и антификционные свойства предлагаемой и известной смазок одинаковы, так как одинакова их углеводородна  основа. Это свидетельствует о лучших герметизирующих свойствах предложенной смазки.

Предложенный состав смазки может быть использован дл  герметизации уплотнений фланцевых соединений трубопроводов , превенторов, сальниковых уплотнений буровых насосов.

Claims (2)

1. Формула изобретени  Смазка дл  герметизации резьбовых соединений , содержаща  мыльную пластичную смазку, отличающийс  тем, что, с целью повышени  герметичности соединений , смазка дополнительно содержит по- лиакриламид или карбоксиметилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   полиакриламид или карбокси- метилцеллюлоза20-30

   мыльна  пластична  смазка 70-80.

   Таблица 1

   Показатель

   Норма дл  марки Пресс-солидолI Солидол X.

   BHCWHW вид

   Однородна  мазь без комков, от свет- no-желтого до темно-коричневого цве5

   00(1000}

   1,0)

   живает

   200

   75

   250(2500)

   рмируетс . Определение об зао

   1Э6 (2,0)

   0,2

   Отсутствует

   0,2

   Отсутствует

   з.о

   Показатель

   I

   Однородна  мазь от темно- коричневого до черного цвете

   77

   250

   Оыдериивает

   100 (1,0)

   100 (1000)

   Метод испытани 

   вет- цве

   Смазку нанос т олателем на предметное стекло слоем толщиной 1-2 мм и рассматривает в проход щем свете невооруженным глазом Смазка должна быть однородной без комков.

   По ГОСТ 6793-7 1

   250(2500)

   пределение об за1Э6 (2,0)

   0,2

   утствует

   0,2

   сутствует

   з.о

   По ГОСТ 716J-6J По ГОСТ 53 |6-78

   По ГОСТ 7ИЗ-73 По ГОСТ 9080-77

   По ГОСТ 6707-76 По ГОСТ 6 79-73 По ГОСТ 1036-76

   По ГОСТ 6 79-73 По ГОСТ «77-65

   По ГОСТ 52J1-SO

   Таблица I Нетод испытани 

   Норка

   т темно- ерного

   По п.4,
2. 2. ГОСТ 3333-80

   По ГОСТ 6793-71

   По ГОСТ 5346-78 (метод В)

   По ГОСТ ЭОВО-77

   По ГОСТ 71 2-7 | По ГОСТ 2 77-65 По ГОСТ (квтод В)

   100 (1000)

   По ГОСТ 7163-63 (8)

   - Смазка не испытывалась, т.к. не перемешивалась из-за повышенной в зкости

   при температурах 20-30°С, - Прототипы (контрольные смазки).

   Таблица 3