[發明專利]鋼管用螺紋接頭

有效

• 申請號: 200880004755.1
• 申請日: 2008-02-28
• 公開（公告）號: CN101627246A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 木本雅也;后藤邦夫;高橋克;福井國博;永作重夫;今井竜一;大西滋夫;池上弘明
• 申請（專利權）人: 住友金屬工業株式會社;法國瓦盧萊克曼內斯曼石油天然氣公司
• 主分類號: F16L15/04
• 分類號: F16L15/04;C10M101/02;C10M103/02;C10M159/06;C10M159/24;C23C26/00;C25D3/58;C25D5/12;C25D7/00;C25D7/04;C10N10/04;C10N30/06;C10N40/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發明涉及一種改善了耐磨損性及耐腐蝕性的鋼管用螺紋 接頭。本發明的鋼管用螺紋接頭特別適合油井管的連結。

背景技術

為了在油田、天然氣田中進行采掘而被打入的油井管 (OCTG)在較長的情況下其全長達到幾千米。典型的該較長 的油井管通過借助較短的筒狀的管接頭(coupling)連結幾十 米單位長的鋼管而依次將其接上而構成。鋼管及管接頭的材質 根據使用環境為碳素鋼、不銹鋼或者高合金鋼。

這些鋼管的連結通過在外周面具有外螺紋部的銷與在內周 面具有內螺紋部的套(box)螺紋配合來進行。典型地說，銷 形成在鋼管的兩端，套形成在較短的管接頭的內部。由這樣的 銷與套構成的連結部是鋼管用螺紋接頭。

在要求高氣密性的鋼管用螺紋接頭中，在銷的外螺紋的頂 端與套的內螺紋的基部分別形成有無螺紋金屬接觸部。將鋼管 的一端插入到管接頭，緊固銷的外螺紋和套的內螺紋而銷與套 的無螺紋金屬接觸部相互間以規定的干涉量抵接時，通過形成 金屬密封(metal-to-metal?seal)來提高接頭的氣密性。

為了對油井管進行定期檢查等而將其提起，進行松動螺紋 接頭的螺紋而將各個鋼管自管接頭分開的油井管拆下 (breakout)，在檢查等結束后，再次緊固螺紋部而進行油井 管組裝(make-up)，再次使用。在油井管組裝和拆下時，銷與 套的螺紋部的滑接面以及無螺紋金屬接觸部會反復受到較強的 摩擦。因而，螺紋接頭若對于磨擦而不具有充分耐久性，則在 反復進行組裝和拆下時，在螺紋部、特別是無螺紋金屬接觸部 產生密封不良(耐泄漏性不良)、磨損(galling)(不可修復的 重度劃痕)。

因此，要起到油井管用螺紋接頭的作用，要求：a)不言 而喻要經得起由連接的管的自重而產生的軸線方向上的拉伸 力，b)要經得住內外的流體壓力，并且，c)即使套管(大徑 尺寸)反復使用4次以上、管道(小徑尺寸)反復使用10次以 上，也不會產生密封不良、磨損，維持良好的耐泄漏性及耐磨 損性。特別是，近年來存在油井的深度越來越深的傾向，而且， 在極地等嚴酷的環境下的使用頻率有所增加，鋼管用螺紋接頭 所要求的質量越來越嚴格。

以往，像下述專利文獻1等中提出的那樣地進行這樣的操 作，即，對銷、套的螺紋部等的接觸表面實施鍍銅或磷酸鹽處 理等表面處理，并為了進一步提高耐磨損性，每當組裝時，都 對銷或套的接頭界面涂敷被稱作涂料的、加入有Pb等重金屬的 復合潤滑脂。

但是，在防止世界環境污染成為緊急課題的今天，加入有 Pb的涂料的使用正受到限制。也開發并使用了一種不含有Pb、 Zn、Cu等重金屬的涂料(稱作綠色涂料)。但是，由于綠色涂 料的性能不是很高，因此，根據接頭的材質無法防止產生磨損。

作為提高鋼管用螺紋接頭的耐泄漏性和耐磨損性的另一種 方法，提出了如下方法等：

1)將氟樹脂的粉末分散混合于鍍層的方法，

2)通過濺射形成潤滑性保護被膜的方法，

3)替代復合潤滑脂而采用固體潤滑被膜的方法，

但均無法獲得充分的耐泄漏性及耐磨損性能。

在下記專利文獻2中提出了一種在構成接頭的管接頭的內 螺紋部和無螺紋金屬接觸部(金屬密封部)形成有Cu-Sn合金 鍍層的、Cr含有量為9質量％以上的高Cr鋼制油井管用螺紋接 頭。但是，本發明人基于對該螺紋接頭進行研究的結果，判明 存在易于在銷與套的界面產生腐蝕這樣的問題。該腐蝕是所謂 的間隙腐蝕，特別是在緊固時作為潤滑劑而涂敷綠色涂料、或 者在鍍層上形成固體潤滑被膜、其他潤滑被膜的情況下，腐蝕 顯著。在螺紋接頭處產生該腐蝕時，由于產生的銹降低接頭的 耐泄漏性、耐磨損性。

專利文獻1：日本特公平1-12995號公報

專利文獻2：日本特開2003-74763號公報

發明內容

本發明的目的在于提供一種這樣的鋼管用螺紋接頭，即， 即使在涂敷綠色涂料的情況下、甚至是無涂料的情況下，也顯 示充分的耐泄漏性和耐磨損性，并且耐腐蝕性也很優異，即使 在鍍層上存在綠色涂料、潤滑被膜，也可防止產生間隙腐蝕。