[發(fā)明專利]抗卡滯螺紋管式組件以及涂布所述組件的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080058437.0
• 申請日: 2010-12-10
• 公開（公告）號: CN102713394A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: E·皮內(nèi)爾;E·加德;M·佩蒂特;M·古伊德
• 申請（專利權(quán)）人: 瓦盧萊克曼內(nèi)斯曼油氣法國公司;住友金屬工業(yè)株式會社
• 主分類號: F16L15/04
• 分類號: F16L15/04;C09D175/08;E21B17/042
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 楊勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于烴井的鉆井和作業(yè)的抗卡滯管式組件，更確切地說涉及這樣的組件的螺紋末端，所述末端為陽螺紋或陰螺紋類型的并能夠連接到另一組件的相應(yīng)末端以形成連接件。本發(fā)明還涉及通過上扣將兩個管式組件接合而得到的螺紋連接件。本發(fā)明還涉及用于涂布該抗卡滯管式組件的方法。

背景技術(shù)

“用于烴井的鉆井和作業(yè)”的組件指的是為基本上管形式的任何元件，該元件將與相同類型的另一元件連接，或者最終構(gòu)成用于鉆烴井的柱或立管，所述立管用于維護，例如為修井立管，或者用于作業(yè)，例如為生產(chǎn)立管，或者用于作業(yè)井中使用的套管柱或油管柱。本發(fā)明還適用于鉆柱中使用的組件，例如鉆桿、加重鉆桿、鉆鋌和稱為鉆桿接頭的加重桿和桿連接件的部分。

每個管式組件包含具有陽螺紋區(qū)的一個末端和/或具有陰螺紋區(qū)的一個末端，它們各自將通過與另一組件的相應(yīng)末端上扣而連接，組裝形成連接件。

螺紋管式組件在限定的應(yīng)力下連接以滿足使用條件所施加的過盈配合和密封的要求。根據(jù)用于連接件的合金的類型，應(yīng)力可以在強度和種類方面變化。碳鋼合金就其腐蝕行為而言通常略為薄弱，但是另一方面表現(xiàn)出更有利的摩擦性能。相反，不銹鋼合金表現(xiàn)出更挑剔的摩擦行為，但是具有很好的耐腐蝕性。在井中，螺紋管式組件可能必須經(jīng)歷多個上扣-卸扣循環(huán)。上扣操作通常在高的軸向負荷下進行，例如將通過螺紋連接進行連接的幾米長的管的重量，它可能由于待連接的螺紋元件的軸線略微錯位而局部化；這引起在螺紋區(qū)并在金屬/金屬密封面發(fā)生卡滯的風(fēng)險。

已實現(xiàn)了用于保護螺紋區(qū)的多種方案。

以往，為了保護螺紋區(qū)以免在上扣-卸扣操作過程中卡滯，將它們涂抹（strip）防止腐蝕的油脂并用特殊的上扣油脂涂布，例如根據(jù)美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)API?Bul?5A2或5A3的油脂。然而，除了需要現(xiàn)場進行附加的涂布操作的缺點以外，這些添加了重金屬和/或有毒金屬例如鉛的油脂的使用具有導(dǎo)致井和環(huán)境的污染的缺點，因為過量的油脂在上扣過程中從螺紋射出。

為了改善潤滑劑的保留以及涂層在碳鋼上的粘合，已開發(fā)了磷酸鹽化類型的處理，例如磷酸鋅化、磷酸錳化或混合磷酸鹽化。這些處理在于對鋼的化學(xué)侵蝕，導(dǎo)致形成高粘合性結(jié)晶層，該層提供強化的抗腐蝕保護。

然而，這種類型的表面處理存在不適用于鉻鋼的缺點。它還存在工業(yè)規(guī)模方面的缺點，這在于難以控制技術(shù)參數(shù)（可能的同質(zhì)性問題）并且必須以昂貴的方式處理流出物。

草酸鹽化類型的表面處理基于用草酸進行表面侵蝕并用于鋼，它具有比以上針對磷酸鹽化所提及的更顯著的環(huán)境問題的缺點。

為了改善潤滑劑的保留以及涂層在碳鋼上的粘合，還使用了通過機械作用例如噴丸、噴砂和任何其它沖擊工藝而使用表面改性的方案。然而，觀察到的性能差。

其它工藝，例如鍍鋅和其它衍生物工藝，使用金屬擴散。這種工藝在工業(yè)上是笨重的并且是昂貴的，并導(dǎo)致流出物處理問題，因為在表面上存在鋅。

更加滿足環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的進一步進展在于設(shè)計稱為“干”潤滑產(chǎn)品的產(chǎn)品，它解決與使用API型油脂有關(guān)的大部分問題。因而，干熱固性滑動清漆類型的潤滑劑提供了生態(tài)方面可行的高性能方案。對于包含固體潤滑劑顆粒的環(huán)氧基樹脂尤其如此。

還開發(fā)了粘塑類型的體系以獲得更好的結(jié)果。

然而，干熱固性或粘塑性滑動清漆不總是提供足夠的抗卡滯性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出屬于干滑動清漆類型潤滑劑的類別的方案，該潤滑劑是抗卡滯的。

更確切地說，本發(fā)明涉及用于烴井的鉆井或作業(yè)的抗卡滯（galling-resistant）螺紋管式組件。所述管式組件在其末端之一上具有螺紋區(qū)，根據(jù)該螺紋末端的類型是陽螺紋或是陰螺紋，所述螺紋區(qū)產(chǎn)生于其外周面或內(nèi)周面上；該末端的至少一部分用包含氟尿烷（fluorourethane）基體的干膜涂布。

下面定義附加性的或替代性的任選特征。

該氟尿烷基體通過將氟乙烯乙烯基醚交聯(lián)而獲得。

固體潤滑劑的顆粒分散于該基體中。

固體潤滑劑的顆粒包含來自第1、2、3和4類的至少兩種的潤滑劑的顆粒。

將抗腐蝕劑納入到基體中。

將合成蠟和/或油納入到基體中。

將添加劑納入到基體中以增強力學(xué)性能。

將整個螺紋區(qū)用干膜涂布。

將提供于管式組件上的金屬/金屬密封面用干膜涂布。

本發(fā)明還涉及螺紋管式連接件，該連接件包含陽螺紋管式組件和陰螺紋管式組件，其中之一上扣到另一個中。所述螺紋管式組件的至少之一如上所述。