[發(fā)明專利]鋼管用螺紋接頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200880004755.1
• 申請(qǐng)日: 2008-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN101627246A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 木本雅也;后藤邦夫;高橋克;福井國(guó)博;永作重夫;今井竜一;大西滋夫;池上弘明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 住友金屬工業(yè)株式會(huì)社;法國(guó)瓦盧萊克曼內(nèi)斯曼石油天然氣公司
• 主分類號(hào): F16L15/04
• 分類號(hào): 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(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 劉新宇;張會(huì)華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)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(fā)明的鋼管用螺紋接頭特別適合油井管的連結(jié)。

背景技術(shù)

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

這些鋼管的連結(jié)通過在外周面具有外螺紋部的銷與在內(nèi)周 面具有內(nèi)螺紋部的套(box)螺紋配合來進(jìn)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(nèi)部。由這樣的 銷與套構(gòu)成的連結(jié)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(nèi)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(nèi)螺紋而銷與套 的無螺紋金屬接觸部相互間以規(guī)定的干涉量抵接時(shí)，通過形成 金屬密封(metal-to-metal?seal)來提高接頭的氣密性。

為了對(duì)油井管進(jìn)行定期檢查等而將其提起，進(jìn)行松動(dòng)螺紋 接頭的螺紋而將各個(gè)鋼管自管接頭分開的油井管拆下 (breakout)，在檢查等結(jié)束后，再次緊固螺紋部而進(jìn)行油井 管組裝(make-up)，再次使用。在油井管組裝和拆下時(shí)，銷與 套的螺紋部的滑接面以及無螺紋金屬接觸部會(huì)反復(fù)受到較強(qiáng)的 摩擦。因而，螺紋接頭若對(duì)于磨擦而不具有充分耐久性，則在 反復(fù)進(jìn)行組裝和拆下時(shí)，在螺紋部、特別是無螺紋金屬接觸部 產(chǎn)生密封不良(耐泄漏性不良)、磨損(galling)(不可修復(fù)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(jīng)得起由連接的管的自重而產(chǎn)生的軸線方向上的拉伸 力，b)要經(jīng)得住內(nèi)外的流體壓力，并且，c)即使套管(大徑 尺寸)反復(fù)使用4次以上、管道(小徑尺寸)反復(fù)使用10次以 上，也不會(huì)產(chǎn)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(yán)酷的環(huán)境下的使用頻率有所增加，鋼管用螺紋接頭 所要求的質(zhì)量越來越嚴(yán)格。

以往，像下述專利文獻(xiàn)1等中提出的那樣地進(jìn)行這樣的操 作，即，對(duì)銷、套的螺紋部等的接觸表面實(shí)施鍍銅或磷酸鹽處 理等表面處理，并為了進(jìn)一步提高耐磨損性，每當(dāng)組裝時(shí)，都 對(duì)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(fù)合潤(rùn)滑脂。

但是，在防止世界環(huán)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(fā)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(jù)接頭的材質(zhì)無法防止產(chǎn)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(rùn)滑性保護(hù)被膜的方法，

3)替代復(fù)合潤(rùn)滑脂而采用固體潤(rùn)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(xiàn)2中提出了一種在構(gòu)成接頭的管接頭的內(nèi) 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(zhì)量％以上的高Cr鋼制油井管用螺紋接 頭。但是，本發(fā)明人基于對(duì)該螺紋接頭進(jìn)行研究的結(jié)果，判明 存在易于在銷與套的界面產(chǎn)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(shí)作為潤(rùn)滑劑而涂敷綠色涂料、或 者在鍍層上形成固體潤(rùn)滑被膜、其他潤(rùn)滑被膜的情況下，腐蝕 顯著。在螺紋接頭處產(chǎn)生該腐蝕時(shí)，由于產(chǎn)生的銹降低接頭的 耐泄漏性、耐磨損性。

專利文獻(xiàn)1：日本特公平1-12995號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2003-74763號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)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(yōu)異，即使 在鍍層上存在綠色涂料、潤(rùn)滑被膜，也可防止產(chǎn)生間隙腐蝕。