RU2294475C1 - Method of working conical threaded pipe joint - Google Patents

Method of working conical threaded pipe joint Download PDF

Info

Publication number
RU2294475C1
RU2294475C1 RU2005128418/06A RU2005128418A RU2294475C1 RU 2294475 C1 RU2294475 C1 RU 2294475C1 RU 2005128418/06 A RU2005128418/06 A RU 2005128418/06A RU 2005128418 A RU2005128418 A RU 2005128418A RU 2294475 C1 RU2294475 C1 RU 2294475C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
threaded
paste
zinc
pipe
pipes
Prior art date
Application number
RU2005128418/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирина Викторовна Фришберг (RU)
Ирина Викторовна Фришберг
Юрий Федорович Лизин (RU)
Юрий Федорович Лизин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Высокодисперсные металлические порошки"
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 Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Высокодисперсные металлические порошки" filed Critical Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Высокодисперсные металлические порошки"
Priority to RU2005128418/06A priority Critical patent/RU2294475C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2294475C1 publication Critical patent/RU2294475C1/en

Links

Landscapes

  • Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: method comprises applying paste made of a soft metal on the threaded surfaces of a pipe and/or a coupling to be joined. The paste is made of a zinc-containing composition, and threaded surface is preliminary heated by 45-200°C throughout the area.
EFFECT: enhanced reliability.
4 cl, 4 tbl, 6 ex

Description

Изобретение относится к соединению конструктивных элементов и может быть использовано при изготовлении труб с коническими резьбовыми соединениями для перекачки коррозионных и эрозионных сред преимущественно в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, при изготовлении бурильных, обсадных и насосно-компрессорных труб.The invention relates to the connection of structural elements and can be used in the manufacture of pipes with conical threaded connections for pumping corrosive and erosive media, mainly in the oil and oil refining industries, in the manufacture of drill, casing and tubing.

Известен способ герметизации резьбового соединения труб, заключающийся в нанесении герметика на резьбу с последующим свинчиванием соединяемых труб, при этом перед свинчиванием намагничивают резьбовые концы труб, а в качестве герметика используют магнитоактивный материал в виде порошка или пасты, который концентрируется в вершинах резьб, после свинчивания концы труб размагничивают [Авторское свидетельство SU №1622702, МПК 5 F 16 L 15/00, 1991 г.].A known method of sealing a threaded pipe connection, which consists in applying a sealant to the thread, followed by screwing the pipes to be connected, the screwed ends of the pipes are magnetized before screwing, and magnetic material in the form of a powder or paste is concentrated as a sealant, which ends at the ends of the threads, after screwing the ends pipes are demagnetized [Copyright certificate SU No. 1622702, IPC 5 F 16 L 15/00, 1991].

Известный способ является трудоемким, а магнитоактивный материал в качестве герметика, как правило, не обладает требуемой пластичностью и твердостью и не обеспечивает возможность многократного свинчивания-развинчивания с сохранением первоначальных показателей герметичности резьбового соединения.The known method is time-consuming, and the magnetically active material as a sealant, as a rule, does not have the required ductility and hardness and does not provide the possibility of multiple screwing-unscrewing while maintaining the initial tightness of the threaded connection.

Известен также способ повышения износостойкости резьбовых соединений, работающих в условиях агрессивной среды, например при бурении нефтегазовых скважин, заключающийся в смачивании поверхности резьбового соединения при вращении в жидкой технологической среде на основе воды и глицерина с включением солей меди, после указанной обработки поверхность резьбового соединения дополнительно сушат, покрывают лаком и слоем смазочной композиции из 1-99%-ного медьсодержащего порошка или пудры в пластичной смазке [патент RU №2214478, МПК 7 С 23 С 26/00, 2003 г.].There is also a method of increasing the wear resistance of threaded joints operating in an aggressive environment, for example, when drilling oil and gas wells, which consists in wetting the surface of the threaded joint during rotation in a liquid technological medium based on water and glycerol with the inclusion of copper salts, after this treatment the surface of the threaded joint is additionally dried , varnish and a layer of a lubricating composition of 1-99% copper-containing powder or powder in a grease [patent RU No. 2214478, IPC 7 C 23 C 26/00, 2003, ].

Известный способ трудо- и энергоемок, требует наличия большой площади производственного помещения для его реализации.A known method of labor and energy consumption, requires a large area of the industrial premises for its implementation.

Известен также способ получения железоцинкового покрытия на резьбовых участках труб нефтяного сортамента, заключающийся в цинковании поверхности резьбового соединения труб методом диффузионного цинкования, которое проводят в контейнере, заполненном смесью цинкового порошка и кварцевого песка [патент RU №2244094, МПК Е 21 В 17/02, С 23 С 10/28, 2005 г.].There is also a method of producing a zinc-iron coating on the threaded sections of oil-grade pipes, which consists in galvanizing the surface of the pipe threaded joint by diffusion galvanizing, which is carried out in a container filled with a mixture of zinc powder and quartz sand [patent RU No. 2244094, IPC E 21 V 17/02, C 23 C 10/28, 2005].

Метод диффузионного цинкования может быть использован только для обработки малогабаритных изделий. Получить цинковое покрытие с использованием известного способа возможно только на резьбовых соединения муфт, тогда как обработать резьбовую поверхность трубы большого диаметра невозможно. При соединении обработанной и необработанной поверхностей друг с другом, невозможно обеспечить одновременно и коррозионную стойкость и герметичность резьбового соединения в целом.The diffusion galvanizing method can be used only for processing small-sized products. To obtain a zinc coating using the known method is possible only on threaded joints of the couplings, while it is impossible to process the threaded surface of a pipe of large diameter. When connecting treated and untreated surfaces with each other, it is impossible to provide both corrosion resistance and tightness of the threaded joint as a whole.

Известен также способ герметизации резьбовых соединений путем нанесения перед свинчиванием вязкотекучей смазки на одну сопрягаемую поверхность, а на вторую поверхность наносят покрытие на основе жидкого стекла, содержащее алюминиевую пудру в количестве 20 вес.% [Авторское свидетельство СССР №1239436, МПК F 16 J 15/00, 1986 г.].There is also a method of sealing threaded joints by applying a viscous fluid lubricant to one mating surface before screwing up, and liquid glass-based coating containing aluminum powder in an amount of 20 wt.% Is applied to the second surface [USSR Author's Certificate No. 1239436, IPC F 16 J 15 / 00, 1986].

К недостаткам известного способа можно отнести то, что при его реализации одна сопрягаемая поверхность обрабатывается составом на основе жидкого стекла, содержащая, а вторая - на жировой основе. При свинчивании соединяемых элементов винты нарезки одной резьбовой поверхности внедряются в винты второй поверхности, разрушая образовавшийся хрупкий слой стекла, образовавшиеся осколки препятствуют выдавливанию вязкотекучей смазки. Повторное свинчивание-развинчивание резьбового соединения требует очистки резьбовой поверхности и повторной его обработки, т.е. для обеспечения надежности при повторном свинчивании требуется дополнительная обработка резьбового соединения.The disadvantages of this method include the fact that when it is implemented, one mating surface is treated with a composition based on liquid glass, containing, and the second, on a fat basis. When screwing together the elements to be connected, the threading screws of one threaded surface are embedded in the screws of the second surface, destroying the formed brittle layer of glass, the resulting fragments prevent the extrusion of viscous lubricant. Repeated screwing-unscrewing of a threaded connection requires cleaning of the threaded surface and its repeated processing, i.e. To ensure reliability during repeated make-up, additional processing of the threaded joint is required.

Наиболее близким к предлагаемому является способ герметизации конических соединений резьбовых соединений труб, заключающийся в том, что обработку ведут нанесением уплотнительного покрытия из мягкого металла, например цинка, свинца или олова, на резьбовую поверхность соединяемых частей перед их свинчиванием, свинчивание осуществляют посредством электрометаллизатора, при этом покрытие наносится во впадины резьбы сопрягаемых поверхностей в виде отдельных локальных образований, локальное распределение обеспечивают использованием кондукторов, равномерно распределяемых по длине впадин, свинчивание осуществляют с использованием смазки для обсадных труб [Авторское свидетельство СССР №901460, МПК Е 21 В 17/08, F 16 L 15/00, 1982 г.].Closest to the proposed is a method of sealing conical connections of threaded pipe joints, which consists in the fact that the treatment is carried out by applying a sealing coating of soft metal, for example zinc, lead or tin, to the threaded surface of the connected parts before screwing, screwing is carried out by means of an electrometallizer, while the coating is applied to the thread hollows of the mating surfaces in the form of separate local formations, local distribution is ensured by using duktorov uniformly distributed along the length of troughs, screwing is performed using a lubricant casing [Copyright certificate USSR №901460, IPC E 21 B 17/08, F 16 L 15/00, 1982 g.].

Использование известного способа позволяет произвести обработку резьбового соединения, обеспечивая герметичность за счет равномерного нанесения пластичного металла. Однако способ нанесения металла требует специального оборудования и значительных энерго- и трудозатрат.Using the known method allows the processing of a threaded connection, ensuring tightness due to the uniform application of ductile metal. However, the method of applying metal requires special equipment and significant energy and labor costs.

Задачей изобретения является создание способа, обеспечивающего одновременно герметизацию и коррозионную стойкость конических резьбовых соединений труб с улучшенными показателями износостойкости при минимальных энерго- и трудозатратах.The objective of the invention is to provide a method that provides both sealing and corrosion resistance of conical threaded pipe joints with improved wear resistance with minimal energy and labor.

Поставленная задача достигается тем, что предлагаемый способ обработки конических резьбовых соединений труб включает механическое нанесение на предварительно нарезанную резьбовую поверхность сочленяемых поверхностей трубы и/или муфты пасты на основе мягкого металла, при этом в качестве пасты используют высоконаполненную цинксодержащую композицию, которую наносят на предварительно нагретую до температуры 45-200°С резьбовую поверхность по всей ее площади и осуществляют накатку посредством проведения, по меньшей мере, одного цикла свинчивания-развинчивания трубы с муфтой.This object is achieved in that the proposed method for processing conical threaded pipe joints involves the mechanical application on a pre-threaded threaded surface of the articulated surfaces of the pipe and / or the sleeve of the paste based on soft metal, while a highly filled zinc-containing composition is applied as a paste, which is applied to the preheated temperature 45-200 ° C threaded surface over its entire area and carry out knurling by conducting at least one cycle Chivanov-loosening pipe coupling.

Механическое нанесение пасты осуществляют кистью, валиком или краскопультом. Паста представляет собой высоконаполненную композицию с содержанием цинка не менее 90 мас.% в среде полимерного связующего. В качестве полимерного связующего может быть использовано этилсиликатное связующее или любое известное связующее, обеспечивающее высоконаполненной цинксодержащей композиции требуемую текучесть. Этилсиликатное связующее выпускается в промышленном масштабе по ТУ 6-10-1468-79 или ТУ 2311-019-12288779-99 и характеризуется следующим составом, мас.%: этилсиликат 11,5-12,7; поливинилбутираль 5,5-7,7, ортофосфорная кислота (73%) 0,15-0,45; спирт этиловый 72,1-76,5; вода - остальное. В качестве цинка может быть использован высокодисперсный порошок металлического цинка марки ПЦВД или порошок цинка марок ПЦР-1 (порошок цинковый, полученный распылением расплава цинка инертным газом) по ТУ 0165-15-98 или ПЦ - 6 по ГОСТ 12601. Порошки цинка указанных марок обладают высоким коэффициентом полидисперсности. Форма частиц разнообразна: есть шарообразные частицы, есть частицы чешуйчатой формы, есть частицы вытянутой, продолговатой формы.The mechanical application of the paste is carried out with a brush, roller or spray gun. The paste is a highly filled composition with a zinc content of at least 90 wt.% In the environment of the polymer binder. An ethyl silicate binder or any known binder that provides a highly filled zinc-containing composition with the desired fluidity can be used as a polymeric binder. The ethyl silicate binder is produced on an industrial scale according to TU 6-10-1468-79 or TU 2311-019-12288779-99 and is characterized by the following composition, wt.%: Ethyl silicate 11.5-12.7; polyvinyl butyral 5.5-7.7, phosphoric acid (73%) 0.15-0.45; ethyl alcohol 72.1-76.5; water is the rest. Fine zinc metal powder of PCVD grade or zinc powder of PCR-1 grade (zinc powder obtained by spraying zinc melt with inert gas) according to TU 0165-15-98 or PC-6 in accordance with GOST 12601 can be used as zinc. Zinc powders of these grades have high coefficient of polydispersity. The shape of the particles is diverse: there are spherical particles, there are particles of a scaly shape, there are particles of elongated, oblong shape.

Композиция высоконаполненной композиции порошка цинка в среде этилсиликатного связующего выпускается в промышленном масштабе и известна под товарными названиями "ЦВЭС" и "ЦВЭС МО" для использования в качестве антикоррозионных покрытий для металлических поверхностей.The composition of a highly filled zinc powder composition in an ethyl silicate binder is commercially available and is known under the trade names "CEEC" and "CEEC MO" for use as anti-corrosion coatings for metal surfaces.

Цинкнаполненную пасту наносят по всей площади нагретой поверхности резьбы в один слой. Температурный режим для новых труб может быть обеспечен непосредственно в процессе нарезки резьбы. Для труб и муфт, резьбовая поверхность которых была сформирована задолго до обработки, температурный режим может быть обеспечен путем подогрева обрабатываемых резьбовых участков любыми известными способами. Накатку нанесенной пасты ведут путем проведения, по меньшей мере, одного цикла свинчивания-развинчивания, например на муфтоотвертывающем станке.Zinc-filled paste is applied over the entire area of the heated surface of the thread in one layer. The temperature regime for new pipes can be provided directly during the threading process. For pipes and couplings, the threaded surface of which was formed long before processing, the temperature regime can be ensured by heating the machined threaded sections by any known methods. The applied paste is knurled by at least one make-unscrew cycle, for example, on a clutch loosening machine.

Мягкие металлы, такие как цинк, медь, свинец, олово и их сплавы, давно известны в качестве материалов, используемых для целей обработки резьбовых соединений. В качестве герметизирующего средства для резьбовых соединений известны также композиции с использованием мягких металлов на силикатной, графитовой и полимерной основе. В известных нам источниках информации мы не обнаружили данных о высоконаполненных цинксодержащих композициях, которые могли бы быть нанесены механически на обрабатываемую поверхность и обеспечили при этом существенное улучшение герметизирующих свойств, сохраняли бы эти свойства в течение длительного времени в условиях многочисленных циклов свинчивания-развиничивания резьбовой пары при работе в агрессивной среде. Известно, что к трубам нефтяного сортамента предъявляются повышенные требования, связанные с тем, что на резьбовые соединения воздействует не только сама нефтесодержащая среда, но и давление, под которым она транспортируется, а также абразивное воздействие твердых взвешенных частиц, находящихся в качестве примесей. Известно также, что обработка разъемных резьбовых соединений пластичными смазками не обеспечивает, как правило, требуемую герметизацию соединения и равномерность нанесения по виткам резьбы. Это связано, в основном, с текучестью таких составов, что, в свою очередь, приводит к выдавливанию нанесенной пасты при свинчивании-завинчивании резьбовой пары и "сдергиванию" пасты с обрабатываемой поверхности без ее растягивания по поверхности. Особенно эти явления проявляются при обработке конических резьбовых соединений. Использование высоконаполненного цинксодержащего состава с полимерным связующим обеспечивает равномерное покрытие обрабатываемой поверхности за счет высокой адгезии и оптимальной текучести, температурный режим обеспечивает фиксацию нанесенного слоя пасты на резьбе без ее сползания с образованием наплывов, а проведение, по меньшей мере, одного цикла свинчивания-развинчивания обеспечивает затирку нанесенного слоя на резьбе в соответствии с рельефом сопрягаемой поверхности. Обработанная таким образом поверхность обеспечивает высокую износостойкость резьбового соединения труб нефтяного сортамента, их коррозионную стойкость и герметичность в течение длительного времени. Все вышеназванные показатели в совокупности обеспечивают высокую надежность резьбового соединения и ремонтопригодность в месте эксплуатации.Soft metals such as zinc, copper, lead, tin and their alloys have long been known as materials used for the processing of threaded joints. Compositions using soft metals on a silicate, graphite and polymer base are also known as a sealing agent for threaded connections. In the sources of information known to us, we did not find data on highly filled zinc-containing compositions that could be applied mechanically on the machined surface and would provide a significant improvement in sealing properties, would preserve these properties for a long time under the conditions of numerous cycles of screwing-and-kneading of a threaded pair at work in an aggressive environment. It is known that oil pipes are subject to increased requirements due to the fact that threaded joints are affected not only by the oil-containing medium itself, but also by the pressure under which it is transported, as well as the abrasive effect of solid suspended particles that are present as impurities. It is also known that the processing of detachable threaded joints with greases does not, as a rule, provide the required sealing of the joint and uniformity of application over the threads. This is mainly due to the fluidity of such compositions, which, in turn, leads to extrusion of the applied paste when screwing and screwing the threaded pair and "pulling off" the paste from the treated surface without stretching it over the surface. Especially these phenomena are manifested in the processing of conical threaded joints. The use of a highly filled zinc-containing composition with a polymer binder provides uniform coating of the treated surface due to high adhesion and optimal fluidity, the temperature regime ensures the fixation of the applied paste layer on the thread without slipping with the formation of sagging, and at least one make-unscrew cycle provides grouting applied layer on the thread in accordance with the relief of the mating surface. The surface treated in this way provides high wear resistance of the threaded joint of oil assortment pipes, their corrosion resistance and tightness for a long time. All of the above indicators together provide high reliability of the threaded connection and maintainability at the place of operation.

Заявляемый способ реализуют следующим образом.The inventive method is implemented as follows.

В цинковый порошок марок ПЦР-1 или ПЦ-6 или ПЦВД вводят этилсиликатное связующее в количестве до 10 мас.%. Этилсиликатное связующее используют следующего состава, мас.%:An ethyl silicate binder in an amount of up to 10 wt.% Is introduced into the zinc powder of the PCR-1 or PC-6 or PCVD grades. Ethyl silicate binder is used in the following composition, wt.%:

этилсиликатethyl silicate 11,5-12,711.5-12.7 поливинилбутиральpolyvinyl butyral 5,5-7,75.5-7.7 ортофосфорная кислота (73%)phosphoric acid (73%) 0,15-0,450.15-0.45 спирт этиловыйethanol 72,1-76,572.1-76.5 водаwater остальноеrest

Этилсиликатное связующее выпускается в промышленном масштабе, например, по ТУ 6-10-1468-79. Получаемую композицию тщательно перемешивают до образования однородной пасты, известной под торговым названием ЦВЭС или ЦВЭС МО.Ethyl silicate binder is available on an industrial scale, for example, according to TU 6-10-1468-79. The resulting composition is thoroughly mixed until a homogeneous paste is known under the trade name CEEC or CEEC MO.

Полученную пасту наносят на обрабатываемую резьбовую поверхность шпателем, кисточкой, валиком или пневматическим распылением в один слой. Толщина слоя составляет 30-40 мкм. Обработку ведут непосредственно после нарезки резьбы на трубах НКТ-73 и/или муфтах категории "К" до момента их остывания или нагревают обрабатываемую поверхность холодных труб или муфт до температуры 45-200°С. Нанесенный слой сушат в естественных условиях в течение 1,5-3 мин. Накатку нанесенного слоя осуществляют путем свинчивания-развинчивания на муфтоотвертывающем станке. Динамику износа резьбовой части труб и муфт определяли после каждых 5-ти циклов свинчиваний-развинчиваний. Общее количество свинчиваний-развинчиваний в одной серии опытов составляло 30 раз. Наличие и износ резьбовой части определяли путем завинчивания калибров в муфту и на резьбовую часть труб НКТ-73. Об износе судили по натягу, определяемому по ГОСТ 633-80 (изменение размера глубины завинчивания калибров на трубу НКТ-73 и в муфту).The resulting paste is applied to the machined threaded surface with a spatula, brush, roller or pneumatic spray in one layer. The layer thickness is 30-40 microns. Processing is carried out immediately after threading on pipes NKT-73 and / or couplings of category "K" until they cool or the surface of the cold pipes or couplings is heated to a temperature of 45-200 ° C. The applied layer is dried under natural conditions for 1.5-3 minutes. Knurling of the applied layer is carried out by screwing-unscrewing on a clutch loosening machine. The dynamics of wear of the threaded part of pipes and couplings was determined after every 5 cycles of screwing-unscrewing. The total number of screwing-unscrewing in one series of experiments was 30 times. The presence and wear of the threaded part was determined by screwing gauges into the sleeve and onto the threaded part of the NKT-73 pipes. Wear was judged by the interference determined by GOST 633-80 (change in the size of the depth of screwing gauges on the pipe NKT-73 and in the sleeve).

Изобретение иллюстрируется примерами конкретного выполнения.The invention is illustrated by examples of specific performance.

Пример 1 (по изобретению)Example 1 (according to the invention)

Ниппельные части труб НКТ-73 непосредственно после нарезки на нее резьбы обработаны цинксодержащим составом, содержащим 91 мас.% порошка цинка марки ПЦВД и этилсиликатное связующее по ТУ 6-10-1468-79 - остальное. Пасту получают смешением компонентов до образования однородной пасты. Полученная паста известна в промышленности как антикоррозионный состав под торговым названием ЦВЭС МО. Температура резьбовой поверхности к началу обработки составляла 200°С. Пасту нанесли посредством кисти в один слой. Сушку пасты осуществляли в течение 1,5 мин. Накатку герметизирующего слоя провели путем однократного свинчивания и развинчивания муфты категории "К" посредством муфтоотвертывающего станка модели 9959-263 №23 производства УралНИТИ с усилием 1500 Н·м. Для проведения исследований на износ проводили серию свинчиваний-развинчиваний - 30 раз. С целью определения динамики износа, замеры показателей износа проводили после каждых 5-ти свинчиваний-развинчиваний. Наличие и размер износа определяли путем завинчивания калибров в муфту и на резьбовую часть труб НКТ. Результаты испытаний на износ приведены в табл.1.The nipple parts of the pipes NKT-73 immediately after threading it are treated with a zinc-containing composition containing 91 wt.% Powder of the PCVD brand and ethyl silicate binder according to TU 6-10-1468-79 - the rest. The paste is obtained by mixing the components until a homogeneous paste is formed. The resulting paste is known in industry as an anti-corrosion compound under the trade name CEEC MO. The temperature of the threaded surface at the beginning of processing was 200 ° C. The paste was applied by brush in one layer. The paste was dried for 1.5 minutes. The sealing layer was knurled by screwing and unscrewing the “K” category coupling once by means of the UralNITI model 9959-263 coupling device No. 23 with a force of 1500 N · m. To conduct wear studies, a series of screwing-unscrewing was performed - 30 times. In order to determine the dynamics of wear, measurements of wear indicators were carried out after every 5 make-unscrews. The presence and size of wear was determined by screwing gauges into the sleeve and onto the threaded portion of the tubing. The results of wear tests are given in table 1.

Таблица 1.Table 1. Наименование объектаObject name Динамика изменения натяга резьбы, ммThe dynamics of the thread interference, mm Усил.закр/
Усил.откр кг
Strength Closed /
Ampl.open kg
Изменение
натяга, %
Change
preload,%
ИсхRef Исх. с покрыт.Ref. with covered. св.St. 5 св.5 St. 10 св.10 St. 15 св.15 St. 20 св.20 St. 25 св.25 St. 30 св.30 St. ТрубаTrumpet - 3,0- 3.0 0,00,0 - 3,1- 3.1 - 2,4- 2.4 - 2,4- 2.4 - 2,4- 2.4 - 2,0- 2.0 - 3,1- 3.1 - 3,2- 3.2 195/276195/276 0,20.2 МуфтаCoupling 4,74.7 -- 4,64.6 4,64.6 4,24.2 4,24.2 4,24.2 4,64.6 4,34.3 195/276195/276 0,30.3

Скважинные испытания по определению работоспособности и герметичности резьбовых соединений проведены в условиях ПРЦ ГНО НГДУ "Бавлынефть". Длина колонны НКТ 1250 м, тело трубы типоразмера 73×5,5. В верхней части колонны устанавливались 11 испытуемых труб с муфтами, резьбовые части которых обработаны заявляемым способом. Опрессовка 11 верхних НКТ проводилась технической водой с плотностью 1,0 г/см3 при давлении 15,0-17,0 МПа (150-170 атм) через каждые 4 спускоподъемные операции (СПО). Крутящий момент при свинчивании труб составлял 1400 Н·м. Резьбовые соединения 10 верхних труб после 12 СПО показали 100%-ную герметичность. Изменение герметичности испытуемых труб проявилось после 30 СПО, герметичность соединения ухудшилась на 3%.Downhole tests to determine the performance and tightness of threaded joints were carried out in the conditions of the Bavlyneft oil and gas production department of the oil and gas industry. The length of the tubing string is 1250 m, the body of the pipe size 73 × 5.5. In the upper part of the column were installed 11 test pipes with couplings, the threaded parts of which were processed by the claimed method. Pressure testing of the 11 upper tubing was carried out with industrial water with a density of 1.0 g / cm 3 at a pressure of 15.0-17.0 MPa (150-170 atm) after every 4 hoisting operations (STR). The torque when making up the pipes was 1400 N · m. The threaded connections of the 10 upper pipes after 12 STR showed 100% tightness. The change in the tightness of the tested pipes was manifested after 30 STR, the tightness of the connection deteriorated by 3%.

Пример 2 (по изобретению)Example 2 (according to the invention)

Обработку резьбового соединения и испытания проводили по примеру 1. Пасту наносили на резьбу трубы при температуре обрабатываемой поверхности 45°С, в качестве порошка цинка использован порошок марки ПЦР-1, время сушки - 3 мин. Испытания на износ резьбовых соединений и их герметичность в процессе эксплуатации проводились по примеру 1. Полученные результаты аналогичны результатам, полученным по примеру 1.The processing of the threaded joint and testing was carried out as in Example 1. The paste was applied to the pipe thread at a surface temperature of 45 ° C, PCR-1 powder was used as zinc powder, and the drying time was 3 minutes. Tests for wear of threaded joints and their tightness during operation were carried out according to example 1. The results obtained are similar to the results obtained in example 1.

Пример 3 (по изобретению)Example 3 (according to the invention)

Обработку резьбового соединения и испытания проводили по примеру 2. Пасту наносили на резьбу трубы и резьбу муфты. Испытания на износ резьбовых соединений и их герметичность в процессе эксплуатации проводились по примеру 1. Полученные результаты аналогичны результатам, полученным по примеру 1.The processing of the threaded joint and the tests were carried out as in Example 2. The paste was applied to the pipe thread and the coupling thread. Tests for wear of threaded joints and their tightness during operation were carried out according to example 1. The results obtained are similar to the results obtained in example 1.

Пример 4 (по изобретению)Example 4 (according to the invention)

Обработку резьбового соединения и испытания проводили по примеру 2. Пасту наносили на резьбу муфты при температуре обрабатываемой поверхности 45°С, в качестве порошка цинка использован порошок марки ПЦВД, время сушки - 3 мин. Испытания на износ резьбовых соединений и их герметичность в процессе эксплуатации проводились по примеру 1. Полученные результаты аналогичны результатам, полученным по примеру 1.The processing of the threaded joint and the tests were carried out as in Example 2. The paste was applied to the thread of the coupling at a surface temperature of 45 ° C, PCVD grade powder was used as zinc powder, and the drying time was 3 minutes. Tests for wear of threaded joints and their tightness during operation were carried out according to example 1. The results obtained are similar to the results obtained in example 1.

Применение высоконаполненной цинксодержащей пасты для заявляемой обработки резьбовых поверхностей труб и/или муфт по примерам 1-4 привело к повышению нагрева пары труба-муфта в процессе свинчивания и развинчивания. Это свидетельствует об увеличении площади контакта трущихся поверхностей и, следовательно, об увеличении герметичности резьбы. Кроме того, визуально определено некоторое изменение профиля впадин и гребней резьбы, которые имеют некоторую закругленность, что обусловлено заполнением неплотностей резьбы в процессе его пластической деформации. Изменение натяга резьбовой части муфты составило 0,3%, трубы - 0,2%.The use of a highly filled zinc-containing paste for the inventive treatment of the threaded surfaces of pipes and / or couplings according to examples 1-4 led to an increase in the heating of the pipe-coupling pair during screwing and unscrewing. This indicates an increase in the contact area of rubbing surfaces and, therefore, an increase in the tightness of the thread. In addition, a certain change in the profile of the hollows and ridges of the thread is visually determined, which have a certain roundness, which is due to the filling of leaks in the thread during its plastic deformation. The change in the tightness of the threaded part of the coupling amounted to 0.3%, pipes - 0.2%.

Эффективность обработки конических резьбовых соединений оценивалась также путем повышения крутящего момента против рекомендуемого по РД на 36%. В обычных условиях превышение усилия приводит либо к срыву резьбы, либо к ее деформации на участке 13-15 витка (самые нагруженные витки в конусной резьбе) или к дополнительному износу резьбы. Исследование резьбы, обработанной заявляемым способом, в условиях повышенного крутящего момента не привело к вышеназванным негативным последствиям.The machining efficiency of tapered threaded joints was also evaluated by increasing the torque against the recommended RD by 36%. Under normal conditions, an excess of force leads either to a breakdown of the thread or to its deformation in the section 13-15 of the turn (the most loaded turns in the conical thread) or to additional wear of the thread. The study of the thread processed by the claimed method, in conditions of high torque did not lead to the above negative consequences.

Результаты испытаний герметичности резьбовых соединений по примерам 1-4 приведены в таблице 2.The results of the tightness test of threaded connections according to examples 1-4 are shown in table 2.

Figure 00000001
Figure 00000001

Обработка конической резьбовой поверхности при температуре ниже 45°С не приводит к заявляемому результату, т.к. проявляется "скользящий" эффект и паста сдергивается с резьбовой поверхности при свинчивании-развинчивании без ее растягивания.Processing a conical threaded surface at a temperature below 45 ° C does not lead to the claimed result, because a "sliding" effect is manifested and the paste is pulled off the threaded surface when screwing-unscrewing without stretching it.

Обработка при температуре выше 200°С опасна, т.к. может привести к воспламенению.Processing at temperatures above 200 ° C is dangerous because may cause fire.

Пример 5 (контрольный)Example 5 (control)

Обработку резьбовых соединений и испытания проводили по примеру 2. В качестве пасты использовали стандартную графитовую смазку Р-402 по ТУ 301-04-020-92, которую наносили на холодную поверхность резьбы. Результаты испытаний на износ приведены в таблице 3.Processing of threaded joints and testing was carried out according to example 2. As paste, standard graphite grease R-402 according to TU 301-04-020-92 was used, which was applied to the cold surface of the thread. The results of the wear tests are shown in table 3.

Таблица 3.Table 3. Наименование
Объекта
Name
The facility
Динамика изменения натяга резьбы, ммThe dynamics of the thread interference, mm Изменение натяга, %Change in interference,%
Исх.Ref. 5 св.5 St. 10 св.10 St. 15 св.15 St. 20 св.20 St. 25 св.25 St. ТрубаTrumpet - 0,5- 0.5 - 1,7- 1.7 - 1,7- 1.7 - 2,4- 2.4 - 2,2- 2.2 - 2,6- 2.6 3,53,5 МуфтаCoupling 3,33.3 4,74.7 3,93.9 3,83.8 3,63.6 4,54,5 2,02.0

Применение стандартной технологии закручивания муфт с использованием графитовой смазки при крутящем моменте 1500 Н·м после 25 свинчиваний-развинчиваний приводит к изменению натяга у труб НКТ-73 до 2,1 мм и муфт до 1,2 мм, т.е. изменение резьбовой части у труб и муфт составляет соответственно 3,5% и 2,0%. Натурные скважинные испытания работоспособности и герметичности соединений с использованием стандартной графитовой смазки показывают необходимость диагностики и ремонта труб НКТ-73 после 6-8 СПО.The use of standard technology for tightening couplings using graphite lubricant at a torque of 1500 N · m after 25 screw-unscrewing leads to a change in the tightness of pipes NKT-73 to 2.1 mm and couplings to 1.2 mm, i.e. the change in the threaded part of pipes and couplings is 3.5% and 2.0%, respectively. On-site well tests of the performance and tightness of joints using standard graphite lubricant show the need for diagnostics and repair of pipes NKT-73 after 6-8 SPO.

Пример 6 (контрольный)Example 6 (control)

Обработку резьбовых соединений и испытания проводили по примеру 2. В качестве пасты использовали смазку "Вымпел" с содержанием цинкового порошка 30%, которую наносили на холодную поверхность резьбы. Результаты испытаний на износ приведены в таблице 4.The processing of threaded joints and testing was carried out according to example 2. As a paste, Vympel grease with a zinc powder content of 30% was used, which was applied to the cold surface of the thread. The results of the wear tests are shown in table 4.

Таблица 4.Table 4. Наименование
объекта
Name
facility
Динамика изменения натяга резьбы, ммThe dynamics of the thread interference, mm Изменение натяга, %Change in interference,%
Исх.Ref. 5 св.5 St. 10 св.10 St. 15 св.15 St. 20 св.20 St. 25 св.25 St. 30 св.30 St. ТрубаTrumpet -2,4-2.4 -2,2-2.2 -2,2-2.2 -2,2-2.2 -4,0-4.0 -4,1-4.1 5,05,0 4,34.3 МуфтаCoupling 6,16.1 4,84.8 4,44.4 4,34.3 4,24.2 4,04.0 4,14.1 3.33.3

Как видно из приведенных данных, использование заявляемого способа позволяет обеспечить износостойкость конических резьбовых соединений, т.к. после 30 свинчиваний-развинчиваний изменение натяга составило 0,2-0,3%, а увеличение усилия свинчивания на 36% (против обычно применяемого крутящего момента) не приводит к срыву или деформации резьбы или другим нежелательным последствиям. Сопоставительный анализ износостойкости резьбового соединения, обработанного заявляемым способом с износостойкостью резьбового соединения, обработанного стандартной смазкой, позволяет сделать вывод о повышении износостойкости резьбового соединения, обработанного заявляемым способом в 10-15 раз.As can be seen from the above data, the use of the proposed method allows to provide wear resistance of conical threaded joints, because after 30 screw-ups and unscrews, the change in tightness was 0.2-0.3%, and an increase in the make-up force by 36% (against the commonly applied torque) does not lead to thread breakage or deformation or other undesirable consequences. A comparative analysis of the wear resistance of a threaded joint treated by the inventive method with the wear resistance of a threaded joint treated with a standard lubricant allows us to conclude that the wear resistance of a threaded joint treated by the claimed method is 10-15 times higher.

Использование заявляемого способа позволяет увеличить в 2-2,5 раза срок работоспособности труб в скважине за счет высокой герметичности резьбового соединения. Надежность заявляемой обработки обеспечивает также необходимую гидравлическую плотность пары труба-муфта. Кроме того, резьбовое соединение, обработанное заявляемым способом, обладает устойчивостью к воздействию агрессивных сред, не подвергается коррозии и не вымывается под действием нефтепродуктов. Антикоррозионные свойства соединению обеспечиваются известными свойствами высоконаполненных цинксодержащих композиций за счет известных протекторных механизмов защиты.Using the proposed method allows to increase by 2-2.5 times the working life of pipes in the well due to the high tightness of the threaded connection. The reliability of the claimed processing also provides the necessary hydraulic density of the pipe-coupling pair. In addition, the threaded connection processed by the claimed method is resistant to aggressive environments, is not subject to corrosion and is not washed out under the influence of petroleum products. The anticorrosive properties of the compound are provided by the well-known properties of highly filled zinc-containing compositions due to the known protective mechanisms of protection.

Таким образом, конические резьбовые соединения нефтяного сортамента, обработанные заявляемым способом, обеспечивают надежность соединения труб при работе в условиях агрессивных сред за счет одновременного повышения герметичности, износостойкости и способствуют сохранению этих показателей при повышенных усилиях и давлениях.Thus, the conical threaded connections of the oil range processed by the claimed method, ensure the reliability of the pipe connection when working in aggressive environments due to the simultaneous increase in tightness, wear resistance and contribute to the preservation of these indicators at high forces and pressures.

Claims (4)

1. Способ обработки конических резьбовых соединений труб, включающий механическое нанесение пасты на основе мягкого металла на предварительно нарезанную резьбовую поверхность сочленяемых поверхностей трубы и/или муфты, отличающийся тем, что в качестве пасты используют высоконаполненную цинксодержащую композицию, пасту наносят на предварительно нагретую до температуры 45-200°С резьбовую поверхность по всей ее площади с последующей накаткой пасты на сочленяемые поверхности посредством проведения по меньшей мере одного цикла свинчивания-развинчивания трубы с муфтой.1. The method of processing conical threaded pipe joints, including the mechanical application of a paste based on soft metal on a pre-cut threaded surface of the articulated surfaces of the pipe and / or sleeve, characterized in that the paste is used highly filled zinc-containing composition, the paste is applied to preheated to a temperature of 45 -200 ° C threaded surface over its entire area with subsequent rolling of the paste on the articulated surfaces through at least one make-up cycle I-unscrewing the pipe with the coupling. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве высоконаполненной цинксодержащей композиции используют композицию с содержанием цинка не менее 90 мас.% в среде полимерного связующего.2. The method according to claim 1, characterized in that as a highly filled zinc-containing composition, a composition is used with a zinc content of at least 90 wt.% In a polymer binder medium. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве полимерного связующего используют этилсиликатное связующее.3. The method according to claim 2, characterized in that an ethyl silicate binder is used as the polymer binder. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что механическое нанесение пасты осуществляют кистью, или валиком, или шпателем, или краскопультом.4. The method according to claim 1, characterized in that the mechanical application of the paste is carried out by brush, or roller, or spatula, or spray gun.
RU2005128418/06A 2005-09-12 2005-09-12 Method of working conical threaded pipe joint RU2294475C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005128418/06A RU2294475C1 (en) 2005-09-12 2005-09-12 Method of working conical threaded pipe joint

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005128418/06A RU2294475C1 (en) 2005-09-12 2005-09-12 Method of working conical threaded pipe joint

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2294475C1 true RU2294475C1 (en) 2007-02-27

Family

ID=37990731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005128418/06A RU2294475C1 (en) 2005-09-12 2005-09-12 Method of working conical threaded pipe joint

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2294475C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4353182B2 (en) Surface conditioning treatment before chemical conversion treatment of steel
CN1325750C (en) Screw joint for steel pipe
EP2216576B1 (en) Pipe screw joint
EA007406B1 (en) Threaded pipe with surface treatment
EA026646B1 (en) Tubular threaded joint having improved high-torque makeup properties
AU2013272669B2 (en) Threaded joint for steel pipe
WO2015141159A1 (en) Solid lubricant coating composition, threaded joint for pipes comprising solid lubricant coating formed using said composition, and production method for said threaded joint for pipes
JP4267458B2 (en) Tubular member with galling resistant coating
US9290714B2 (en) Galling-resistant threaded tubular component and process for coating said component
EA020833B1 (en) Galling-resistant threaded tubular component, and process for coating said component
BR112016030203B1 (en) THREADED JOINT FOR OIL WELL PIPE AND COMPOSITION FOR LIGHT-CURABLE FILM COVER
EP1880134B1 (en) Treating method and design method for tubular connections
RU2294475C1 (en) Method of working conical threaded pipe joint
RU2395666C1 (en) Tubing string and method for manufacturing thereof
RU86222U1 (en) PUMP COMPRESSOR PIPE
RU2667919C1 (en) Method of threaded connections sealing increase of circular and pump-compressor (lift) columns
OA18009A (en) Solid lubricant coating composition, threaded joint for pipes comprising solid lubricant coating formed using said composition, and production method for said threaded joint for pipes.
MXPA06006245A (en) Surface adjustment treatment prior to chemical treatment of steel product

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180913

PD4A Correction of name of patent owner
NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20191002

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200913