[發明專利]一種復合納米防粘扣工業涂料及其工業生產方法和應用

有效

• 申請號: 201210518195.X
• 申請日: 2012-12-01
• 公開（公告）號: CN102977714A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 孟昭;楊云
• 申請（專利權）人: 孟昭
• 主分類號: C09D133/00
• 分類號: C09D133/00;C09D127/18;C09D183/04;C09D183/07;C09D7/12
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于油管螺紋表面的表面改性技術領域，尤其是涉及一種復合納米防粘扣工業涂料及其工業生產方法和應用。

背景技術

油管是石油管材中僅次于套管的第二大類產品，各油田每年用量普遍在幾十萬米到數百萬米之間，根據油管文獻調查，我國各油田油管使用總量大約為23萬噸～25萬噸，占全國油井管總需求量的1/4左右。油管在使用過程中,粘扣問題比較突出，特別是近幾年來，隨著石油專用管國產化進程的加快，油管的粘扣失效事故時有發生，大大縮短了油管的使用壽命，增加了油井的修井作業量，給油田的生產造成影響，同時也給油田帶來巨大的經濟損失。粘扣（具體指油管螺紋粘扣）是指油管螺紋在連接機緊過程中，相嚙合的兩齒面發生金屬表面直接粘在一起的現象；兩齒面相對滑動時，粘住的地方就會被撕裂。于是，在螺紋齒面上沿著相對滑動的方向形成裂痕，這種現象稱為“粘扣”。據不完全統計，油管粘扣失效的油田有:勝利、大慶、遼河、吉林、華北、中原、長慶、克拉瑪依、塔里木、青海、江漢、四川等油田；涉及粘扣失效的油管廠家有：寶鋼、Siderca、住友金屬、奧鋼聯、西班牙TR、誠德、西姆萊斯、山東墨龍以及勝利、華北、中原等油田的油管加工廠等；油管所用原材料的鋼級有J-55、N-80、C-90、P-110等。綜上，可以說各類油管均發生過粘扣，而且粘扣失效總集中在油管的現場上扣端,即便是產品質量完全符合API標準,也不能保證在使用中不發生粘扣現象。

粘扣是一種發生在相互接觸金屬表面間的冷焊。如果金屬之間發生進一步的相對滑動或旋轉,將會引起冷焊部位的撕裂。一般將粘扣分為以下四個等級進行評判，即①輕度粘扣：是指粘扣面積不超過接頭螺紋表面積的2%，可用砂紙對粘扣進行修磨，修磨后螺紋接頭的使用性能沒有影響；②中度粘扣：是指粘扣面積不超過接頭螺紋表面積的10%，可用銼刀和砂紙修磨，修磨后對螺紋幾何形狀和使用性能均沒有損害；③嚴重粘扣：是指粘扣面積超過接頭螺紋表面積的10%，需要大范圍的修整，并除去大量金屬，修磨后不能保證螺紋接頭的使用性能；④極其嚴重粘扣：螺紋表面相對滑動造成嚙合處齒形被剪切以致于發生螺紋撕裂，無法修復，而且螺紋接頭使用性能大大降低。

現如今，一般采用對接箍螺紋進行表面處理的方法來改善螺紋的抗粘扣性能，如鍍銅、鍍鋅、磷化等方法，但實際應用效果表明鍍銅處理具有最佳的抗粘扣效果。但從經濟和環境保護兩方面考慮，在需要大量使用的油井管方面，鍍銅處理還不可能普遍應用。因而，如何利用更簡單的方法來解決油管粘扣問題，成為石油采掘及運輸業的一個重大產業技術問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種加工過程簡單、造價低、對外界環境污染小且使用效果好、抗粘扣性能優良的復合納米防粘扣工業涂料。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種復合納米防粘扣工業涂料，其特征在于：由固態微粉、有機溶劑和能溶解于所述有機溶劑內的金屬粘接劑均勻混合而成；所述固態微粉和有機溶劑均勻混合后形成有機混合液；所述有機混合液中，所述固態微粉的含量為15wt%～45wt%；所述金屬粘接劑與所述有機混合液均勻混合后形成液體涂料；所述液體涂料中，所述金屬粘接劑的含量為10wt%～30wt%；所述固態微粉為納米銅微粉或由納米銅微粉和納米聚四氟乙烯微粉組成的混合粉，所述納米銅微粉為粒徑D₅₀50nm～500nm的銅微粉，所述納米聚四氟乙烯微粉為粒徑D₅₀10nm～200nm的聚四氟乙烯微粉，所述混合粉中納米銅微粉和納米聚四氟乙烯微粉的重量比為（9～1）︰（1～9）。

上述一種復合納米防粘扣工業涂料，其特征是：所述納米銅微粉的優選粒徑為D₅₀50nm～200nm，所述納米聚四氟乙烯微粉的優選粒徑為D₅₀10nm～200nm。

上述一種復合納米防粘扣工業涂料，其特征是：所述納米銅微粉和所述納米聚四氟乙烯微粉的質量純度均在98%以上。

上述一種復合納米防粘扣工業涂料，其特征是：所述有機溶劑為醇類有機溶劑、酯類有機溶劑、醚類有機溶劑或酮類有機溶劑；所述金屬粘接劑為橡膠粘接劑或丙烯酸酯粘接劑。

上述一種復合納米防粘扣工業涂料，其特征是：所述醇類有機溶劑為甲醇、乙醇、乙二醇或丙二醇，所述酯類有機溶劑為乙酸乙酯，所述醚類有機溶劑為乙醚，所述酮類有機溶劑為丙酮；所述橡膠粘接劑為硅膠，所述丙烯酸酯粘接劑為聚丙烯酸樹脂。。