CN117255909A - 带螺纹接头的油井管、使用带螺纹接头的油井管的油井管连结体的制造方法及带螺纹接头的油井管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供带螺纹接头的油井管,对于该带螺纹接头的油井管而言,能够在不使用复合润滑脂的前提下获得优异的耐烧结性,能够抑制公扣接触表面处的锈的产生,并且,能够抑制抵肩扭矩。本公开的带螺纹接头的油井管包括管主体(10),该管主体(10)包含第1端部(10A)和第2端部(10B)。管主体(10)包含:公扣(40),其形成于第1端部(10A);以及母扣(50),其形成于第2端部(10B)。在公扣(40)的公扣接触表面(400)涂布有轻油(80)。在母扣(50)的母扣接触表面(500)上形成有固体润滑覆膜(60)。
Description
技术领域
本公开涉及带螺纹接头的油井管、使用带螺纹接头的油井管的油井管连结体的制造方法及带螺纹接头的油井管的制造方法。
背景技术
为了开采油田、天然气田(以下,将油田和天然气田统称为“油井”),使用带螺纹接头的油井管。具体而言,在油井挖掘地中,根据油井的深度来连结多个带螺纹接头的油井管而形成油井管连结体。油井管连结体通过将带螺纹接头的油井管彼此螺纹紧固而形成。对于油井管连结体,为了检查等而拉起,拧松螺纹,在检查之后,再次螺纹紧固而再度使用。
带螺纹接头的油井管包括公扣和母扣。公扣在带螺纹接头的油井管的端部的外周面具有包含外螺纹部的公扣接触表面。母扣在带螺纹接头的油井管的端部的内周面具有包含内螺纹部的母扣接触表面。
公扣接触表面和母扣接触表面在带螺纹接头的油井管的螺纹紧固和螺纹拧松时反复承受较强的摩擦。若这些部位不具有针对摩擦的充分的耐久性,则在反复进行螺纹紧固和螺纹拧松时产生粘结(无法修复的烧结)。因此,对于带螺纹接头的油井管,要求针对摩擦的充分的耐久性即优异的耐烧结性。
以往,为了提高耐烧结性,使用被称为涂料的加入重金属粉末的复合润滑脂。通过在公扣接触表面和/或母扣接触表面涂布复合润滑脂,能够改善带螺纹接头的油井管的耐烧结性。然而,存在复合润滑脂所含有的Pb、Zn以及Cu等的重金属粉末对环境造成影响的可能性。
另外,在螺纹紧固(螺纹连结)时涂布于公扣接触表面和/或母扣接触表面的复合润滑脂的较多部分在螺纹紧固(螺纹连结)完成时从公扣和母扣的顶端部排出。复合润滑脂的一部分从公扣的顶端部向油井管的内表面排出。当排出至油井管的内表面的复合润滑脂在油井管的内表面堆积时,存在导致紧固的油井管(油井管连结体)的堵塞的情况。根据上述理由,期望开发如下带螺纹接头的油井管:即使不使用复合润滑脂,耐烧结性也优异。
在国际公开第2009/072486号(专利文献1)所提出的管螺纹接头中,在母扣接触表面形成有固体润滑覆膜,在公扣接触表面形成有由紫外线固化树脂形成的固体防锈覆膜(固体防腐蚀覆膜)。在该文献中,利用固体润滑覆膜,即使反复进行螺纹紧固和螺纹拧松,也能够抑制烧结的产生。而且,由于固体防锈覆膜是硬质的,因此即使在将具有固体防锈覆膜的公扣与具有固体润滑覆膜的母扣紧固的情况下,固体防锈覆膜也不对耐烧结性造成影响。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2009/072486号
发明内容
发明要解决的问题
另外,在螺纹紧固(螺纹连结)时,若螺纹彼此的干涉开始,则螺纹紧固时的扭矩急剧上升。将在螺纹彼此干涉时施加的扭矩称为“抵肩扭矩(日文:ショルダリングトルク)”。若螺纹紧固时的抵肩扭矩较低,则能够抑制对螺纹紧固作业时的旋转施加的力,能够顺畅地进行螺纹紧固。
另外,带螺纹接头的油井管当在制造厂中制造之后不是直接输送至油井挖掘地,而是向作为中转地点的现场场地输送,在现场场地中暂时保管。根据油井挖掘地中的带螺纹接头的油井管的需求来将在现场场地中保管的带螺纹接头的油井管从现场场地向油井挖掘地输送。直到从现场场地向油井挖掘地输送为止,带螺纹接头的油井管在半年~2年左右的较长期间中在现场场地中保管。另外,输送至油井挖掘地的带螺纹接头的油井管也不是在输送后立即被使用,而是直到被使用为止,在1周~1个月左右的较短期间中在油井挖掘地中保管。在油井挖掘地中,在大多情况下,带螺纹接头的油井管在室外保管。在保管中,若公扣接触表面产生锈,则可能对紧固时的紧密贴合性造成影响。因此,优选的是,至少在油井挖掘地中的保管期间中,能够抑制在带螺纹接头的油井管的公扣接触表面产生锈的情况。
在专利文献1中,在带螺纹接头的油井管的公扣接触表面形成有由紫外线固化树脂形成的固体防锈覆膜,利用该固体防锈覆膜,能够抑制公扣接触表面的锈的产生。另外,如上述那样,带螺纹接头的油井管在从制造厂出货之后经由现场场地而向油井挖掘地输送。存在如下情况:在从制造厂向现场场地输送时、在现场场地内的输送时以及从现场场地向油井挖掘地输送时,带螺纹接头的油井管的公扣与其他油井管等接触,固体防锈覆膜局部破损。在固体防锈覆膜在现场场地或油井挖掘地中破损的情况下,难以修复破损的固体防锈覆膜。在修复固体防锈覆膜的情况下,需要准备形成紫外线固化树脂的组合物,而且,需要用于使组合物固化的紫外线照射装置。因此,为了修复破损的固体防锈覆膜,需要将紫外线照射装置配置于现场场地和/或油井挖掘地。而且,为了修复固体防锈覆膜,需要在将破损的固体防锈覆膜全部去除之后再次形成固体防锈覆膜。在该情况下,修复作业的负担也较大。因此,优选的是,在固体防锈覆膜由于某种原因而局部破损或剥离的情况下,能够容易地修复。以下,在本说明书中,将能够容易地进行修复的情况称为“修复性优异”。
本公开的目的在于,提供带螺纹接头的油井管,对于该带螺纹接头的油井管而言,能够在不使用复合润滑脂的前提下获得优异的耐烧结性,能够抑制公扣接触表面处的锈的产生,能够将螺纹紧固时的抵肩扭矩抑制得较低,修复性优异。
本公开的另一目的在于,提供油井管连结体的制造方法,对于该油井管连结体的制造方法而言,即使在现场场地和油井挖掘地中在室外保管,也能够抑制在公扣接触表面产生锈的情况,能够抑制由于使用带螺纹接头的油井管而对环境造成的影响,并且,能够获得优异的耐烧结性,能够将螺纹紧固时的抵肩扭矩抑制得较低,修复性优异。
用于解决问题的方案
本公开的带螺纹接头的油井管是能够与其他带螺纹接头的油井管紧固的带螺纹接头的油井管,其中,
该带螺纹接头的油井管包括管主体,该管主体包含第1端部和第2端部,
所述管主体包含:
公扣,其形成于所述第1端部,在紧固时,向所述其他带螺纹接头的油井管的母扣***而与所述其他带螺纹接头的油井管的母扣紧固;以及
母扣,其形成于所述第2端部,在所述紧固时,供所述其他带螺纹接头的油井管的公扣***而与所述其他带螺纹接头的油井管的公扣紧固,
所述公扣包含公扣接触表面,该公扣接触表面至少包含形成于所述管主体的所述第1端部的外周面的外螺纹部,在所述紧固时,该公扣接触表面与所述其他带螺纹接头的油井管的所述母扣接触,
在所述公扣接触表面涂布有轻油,
所述母扣包含:
母扣接触表面,其至少包含形成于所述管主体的所述第2端部的内周面的内螺纹部,在所述紧固时,该母扣接触表面与所述其他带螺纹接头的油井管的所述公扣的所述公扣接触表面接触;以及
固体润滑覆膜,其形成于所述母扣接触表面上。
本公开的带螺纹接头的油井管是带螺纹接头的油井管,其中,
该带螺纹接头的油井管包括管主体,该管主体包含第1端部和第2端部,
所述管主体包括:
公扣,其形成于所述第1端部;以及
母扣,其形成于所述第2端部,
所述公扣包含公扣接触表面,该公扣接触表面至少包含形成于所述管主体的所述第1端部的外周面的外螺纹部,
在所述公扣接触表面涂布有防锈润滑脂,
所述母扣包含:
母扣接触表面,其至少包含形成于所述管主体的所述第2端部的内周面的内螺纹部;以及
固体润滑覆膜,其形成于所述母扣接触表面上。
本公开的油井管连结体的制造方法是由多个带螺纹接头的油井管紧固而成的油井管连结体的制造方法,其中,
该油井管连结体的制造方法包括油井管准备工序,在该油井管准备工序中,准备带螺纹接头的油井管,
所述带螺纹接头的油井管包括管主体,该管主体包含第1端部和第2端部,
所述管主体包含:
公扣,其形成于所述第1端部;以及
母扣,其形成于所述第2端部,
所述公扣包含公扣接触表面,该公扣接触表面至少包含形成于所述管主体的所述第1端部的外周面的外螺纹部,
在所述公扣接触表面上涂布有防锈润滑脂,
所述母扣包含:
母扣接触表面,其至少包含形成于所述管主体的所述第2端部的内周面的内螺纹部;以及
固体润滑覆膜,其形成于所述母扣接触表面上,
所述油井管连结体的制造方法还包括如下工序:
将所述带螺纹接头的油井管向作为暂时保管所述带螺纹接头的油井管的场所的现场场地输送;
将输送至所述现场场地的所述带螺纹接头的油井管在所述现场场地中暂时保管;
在将在所述现场场地中暂时保管的所述带螺纹接头的油井管向形成所述油井管连结体的油井挖掘地输送之前,去除涂布于所述带螺纹接头的油井管的所述公扣接触表面的所述防锈润滑脂,在去除了所述防锈润滑脂的所述公扣接触表面涂布轻油;
将在所述公扣接触表面涂布有所述轻油的带螺纹接头的油井管向所述油井挖掘地输送;以及
在所述油井挖掘地中,将在所述公扣接触表面涂布有所述轻油的带螺纹接头的油井管与其他带螺纹接头的油井管紧固而形成油井管连结体。
本公开的带螺纹接头的油井管的制造方法是带螺纹接头的油井管的制造方法,其中,
该带螺纹接头的油井管的制造方法包括将输送的带螺纹接头的油井管在现场场地中暂时保管的工序,
所述带螺纹接头的油井管包括管主体,该管主体包含第1端部和第2端部,
所述管主体包含:
公扣,其形成于所述第1端部;以及
母扣,其形成于所述第2端部,
所述公扣包含公扣接触表面,该公扣接触表面至少包含形成于所述管主体的所述第1端部的外周面的外螺纹部,
在所述公扣接触表面涂布有防锈润滑脂,
所述母扣包含:
母扣接触表面,其至少包含形成于所述管主体的所述第2端部的内周面的内螺纹部;以及
固体润滑覆膜,其形成于所述母扣接触表面上,
所述带螺纹接头的油井管的制造方法还包括如下工序:
在将在所述现场场地中暂时保管的所述带螺纹接头的油井管向形成油井管连结体的油井挖掘地输送之前,去除涂布于所述带螺纹接头的油井管的所述公扣接触表面的所述防锈润滑脂,在去除了所述防锈润滑脂的所述公扣接触表面涂布轻油。
发明的效果
对于本公开的带螺纹接头的油井管而言,能够在不使用复合润滑脂的前提下获得优异的耐烧结性,能够抑制公扣接触表面处的锈的产生,能够将螺纹紧固时的抵肩扭矩抑制得较低,修复性优异。
对于本公开的油井管连结体的制造方法而言,即使在现场场地和油井挖掘地中在室外保管,也能够抑制在公扣接触表面产生锈的情况,能够抑制由于使用带螺纹接头的油井管而对环境造成的影响,并且,能够获得优异的耐烧结性,能够将螺纹紧固时的抵肩扭矩抑制得较低,修复性优异。
附图说明
图1是表示紧固带螺纹接头的油井管时的带螺纹接头的油井管的转数和扭矩的关系的图(扭矩图)。
图2是使用实施例的在母扣接触表面上形成有固体润滑覆膜且在公扣接触表面上涂布有轻油的带螺纹接头的油井管(试验编号1、2)和在母扣接触表面上形成有固体润滑覆膜且在公扣接触表面上形成有固体防锈覆膜的以往的带螺纹接头的油井管(试验编号3)的扭矩测定试验结果。
图3是表示本实施方式的带螺纹接头的油井管1的一例的结构图。
图4是表示图3所示的带螺纹接头的油井管的管接头的沿着长度方向的截面(纵截面)的局部剖视图。
图5是图4所示的带螺纹接头的油井管中的公扣附近部分的与带螺纹接头的油井管的长度方向平行的剖视图。
图6是图4所示的带螺纹接头的油井管中的母扣附近部分的与带螺纹接头的油井管的长度方向平行的剖视图。
图7是表示公扣包含外螺纹部而不包含公扣密封面和公扣台肩面且母扣包含内螺纹部而不包含母扣密封面和母扣台肩面的带螺纹接头的油井管的一例的图。
图8是本实施方式的整体型的带螺纹接头的油井管的局部剖视图。
图9是图4所示的带螺纹接头的油井管中的母扣附近部分的与带螺纹接头的油井管的长度方向平行的剖视图。
图10是表示本实施方式的带螺纹接头的油井管的母扣的结构的一例的图。
图11是图4所示的带螺纹接头的油井管中的公扣附近部分的与带螺纹接头的油井管的长度方向平行的剖视图。
图12是表示本实施方式的带螺纹接头的油井管的公扣的结构的一例的图。
图13是示意性地表示本实施方式的油井管连结体的制造方法的各工序的实施场所的图。
图14是表示带螺纹接头的油井管的一例的结构图。
图15是表示与图14不同的带螺纹接头的油井管的一例的结构图。
图16是图14和图15中的公扣接触表面附近部分的纵剖视图。
图17是与图16不同的图14和图15中的公扣接触表面附近部分的纵剖视图。
图18是将公扣用保护件安装于公扣的状态的结构图。
图19是将公扣用保护件安装于公扣的状态下的外螺纹部和公扣用保护件的内螺纹部的附近部分的纵剖视图。
图20是利用实施例的扭矩测定试验结果制成的扭矩图。
具体实施方式
以下,参照附图,详细地说明本实施方式。对图中相同或相当的部分标注相同的附图标记且不重复其说明。
本发明人针对如下带螺纹接头的油井管进行了各种研究:能够在不使用复合润滑脂的前提下获得优异的耐烧结性,能够抑制公扣接触表面处的锈的产生,并且,能够抑制抵肩扭矩。其结果,获得以下的见解。
[关于抵肩扭矩]
在将带螺纹接头的油井管彼此紧固的情况下,预先确定结束紧固的最佳的扭矩。图1是表示紧固带螺纹接头的油井管时的带螺纹接头的油井管的转数和扭矩的关系的图(扭矩图)。参照图1,若将带螺纹接头的油井管螺纹紧固,则最初扭矩与转数成比例地缓慢上升。若进一步进行螺纹紧固,则台肩面彼此接触。将此时的扭矩称为抵肩扭矩Ts。若在达到抵肩扭矩Ts之后进一步螺纹紧固,则扭矩与转数成比例地急剧上升。紧固螺纹接头时的推荐扭矩(紧固扭矩To)设定在比抵肩扭矩Ts高的预定的范围。在扭矩达到紧固扭矩To的时刻,紧固完成。在紧固扭矩To中,公扣密封面和母扣密封面以适当的面压相互干涉。在该情况下,通过紧固多个带螺纹接头的油井管而形成的油井管连结体的气密性较高。
此外,带螺纹接头的油井管也存在根据公扣和母扣的结构而不包含台肩面的情况。在这样的情况下也是,若将带螺纹接头的油井管螺纹紧固,则当螺纹与螺纹紧固的旋转相应地啮合时,扭矩急剧上升。例如,存在螺纹部为楔型螺纹的情况的带螺纹接头的油井管不包含台肩面的情况。在将这样的带楔型螺纹接头的油井管螺纹紧固的情况下,在螺纹部的牙侧面彼此接触的时刻,扭矩急剧上升。即,不具有台肩面且螺纹部为楔型螺纹的带螺纹接头的油井管的扭矩图也如图1那样。螺纹部为楔型螺纹的带螺纹接头的油井管的螺纹紧固时的急剧上升时的扭矩不是抵肩扭矩,而是被称为锁定牙侧扭矩(日文:ロックトフランクトルク)。然而,在本说明书中,将螺纹部为楔型螺纹的带螺纹接头的油井管的螺纹紧固时的锁定牙侧扭矩也称为“抵肩扭矩”。
此外,在特别想要避免紧固后的螺纹接头的松动的情况下,将紧固扭矩To设定得较高。然而,若紧固扭矩To过高,则存在如下情况:公扣和/或母扣的局部屈服而引起塑性变形。将此时的扭矩称为屈服扭矩Ty。此外,在屈服扭矩Ty较高的情况下,能够将紧固扭矩To设定得较高。
本发明人首先对将抵肩扭矩抑制得较低的带螺纹接头的油井管进行了研究。其结果,获得以下的见解。
不是在公扣接触表面上形成以往的固体防锈覆膜,而是在公扣接触表面上涂布轻油。涂布于公扣接触表面之前的轻油是液体。轻油例如是商品名“WD-40”。轻油例如含有以质量%计为50~70%的溶剂油(mineral spirit)和以质量%计为25%以下的石油类油。
在母扣接触表面上形成固体润滑覆膜,并且,在公扣接触表面上涂布轻油来代替固体防锈覆膜。在该情况下,能够将带螺纹接头的油井管的螺纹紧固时的抵肩扭矩Ts抑制得较低。
图2是使用后述的实施例的在母扣接触表面上形成有固体润滑覆膜且在公扣接触表面上涂布有轻油的带螺纹接头的油井管(试验编号1、2)和在母扣接触表面上形成有固体润滑覆膜且在公扣接触表面上形成有固体防锈覆膜的以往的带螺纹接头的油井管(试验编号3)的扭矩测定试验的结果。在图2中,将试验编号3的抵肩扭矩设为100,示出各试验编号的抵肩扭矩Ts和屈服扭矩Ty。在图2中的各试验编号的柱状图中,阴影部分的上端表示抵肩扭矩Ts,空白部分的上端表示屈服扭矩Ty。
参照图2,对于在母扣接触表面上形成有固体润滑覆膜且在公扣接触表面上涂布有轻油的带螺纹接头的油井管(试验编号1、2)而言,与在母扣接触表面上形成有固体润滑覆膜且在公扣接触表面上形成有固体防锈覆膜的以往的带螺纹接头的油井管(试验编号3)相比,抵肩扭矩Ts被抑制得较低。此外,试验编号1和试验编号2的屈服扭矩Ty与试验编号3的屈服扭矩Ty相比没有那么大的变化。
而且,对于上述的包含涂布有轻油的公扣接触表面的带螺纹接头的油井管而言,即使在室外放置1个月左右,也能够抑制公扣接触表面产生锈的情况。因此,当在公扣接触表面涂布有轻油的带螺纹接头的油井管的情况下,在从现场场地输送至油井挖掘地之后,在油井挖掘地中在直到被使用为止暂时保管的期间(1周~1个月左右),显示优异的耐腐蚀性。
然而,作为中转地点的现场场地中的保管期间成为半年~2年左右这样的较长期间。因此,当在现场场地中长期保管带螺纹接头的油井管的情况下,需要进一步的锈的抑制对策。
于是,在本实施方式的油井管连结体的制造方法中,在现场场地中,保管在公扣接触表面上涂布有防锈润滑脂的带螺纹接头的油井管。防锈润滑脂是润滑脂状。即,防锈润滑脂是半固体状或糊状,与液体的轻油不同。防锈润滑脂例如是商品名“RUST VETO AS EU”、商品名“KENDEX”等润滑脂状的粘度较高的防锈用组合物,也被称为储存涂料(日文:ストレージドープ)。
防锈润滑脂即使当在室外的保管期间成为2年的情况下,也能够抑制在公扣接触表面产生锈的情况。并且,在从现场场地向油井挖掘地输送带螺纹接头的油井管时,在现场场地中,去除涂布于带螺纹接头的油井管的公扣接触表面的防锈润滑脂,在去除了防锈润滑脂的公扣接触表面涂布轻油。然后,将在公扣接触表面涂布有轻油的带螺纹接头的油井管向油井挖掘地输送。在该情况下,如上述那样,涂布有轻油的公扣接触表面在1个月左右显示优异的耐腐蚀性。而且,在使用时(螺纹紧固时),与形成有固体防锈覆膜的带螺纹接头的油井管相比,能够将抵肩扭矩抑制得较低。作为液体的轻油的粘度比防锈润滑脂的粘度低。因此,即使在由于螺纹紧固而将轻油从公扣接触表面向油井管的内表面排出的情况下,也不易堆积于内表面,不易在螺纹紧固后的油井管(油井管连结体)内产生堵塞。
而且,与固体防锈覆膜不同,轻油是液体,能够容易地涂布于公扣接触表面。因此,假设,在油井挖掘地中的输送时,即使在由于与其他带螺纹接头的油井管的接触等而使涂布于公扣接触表面的轻油的一部分剥离的情况下,若涂布轻油,则也能够容易地修复。即,对于涂布有轻油的公扣接触表面而言,与形成有固体防锈覆膜的公扣接触表面相比,修复性优异。
基于以上的见解而完成的带螺纹接头的油井管、带螺纹接头的油井管的制造方法以及油井管连结体的制造方法包括以下结构。
[1]一种带螺纹接头的油井管,其是能够与其他带螺纹接头的油井管紧固的带螺纹接头的油井管,其中,
该带螺纹接头的油井管包括管主体,该管主体包含第1端部和第2端部,
所述管主体包含:
公扣,其形成于所述第1端部,在紧固时,向所述其他带螺纹接头的油井管的母扣***而与所述其他带螺纹接头的油井管的母扣紧固;以及
母扣,其形成于所述第2端部,在所述紧固时,供所述其他带螺纹接头的油井管的公扣***而与所述其他带螺纹接头的油井管的公扣紧固,
所述公扣包含公扣接触表面,该公扣接触表面至少包含形成于所述管主体的所述第1端部的外周面的外螺纹部,在所述紧固时,该公扣接触表面与所述其他带螺纹接头的油井管的所述母扣接触,
在所述公扣接触表面涂布有轻油,
所述母扣包含:
母扣接触表面,其至少包含形成于所述管主体的所述第2端部的内周面的内螺纹部,在所述紧固时,该母扣接触表面与所述其他带螺纹接头的油井管的所述公扣的所述公扣接触表面接触;以及
固体润滑覆膜,其形成于所述母扣接触表面上。
[2]根据[1]所记载的带螺纹接头的油井管,其中,
所述公扣接触表面还包含:
公扣密封面,其形成于所述第1端部的所述外周面中的比所述外螺纹部靠顶端侧的位置;以及
公扣台肩面,其设于所述第1端部的顶端,
所述母扣接触表面还包含:
母扣密封面,其形成于所述第1端部的所述内周面中的比所述内螺纹部靠顶端侧的位置;以及
母扣台肩面,其设于所述第2端部的顶端。
[3]根据[1]或[2]所记载的带螺纹接头的油井管,其中,
所述公扣还包含形成于所述公扣接触表面上的化学转化处理覆膜,
所述轻油涂布于所述化学转化处理覆膜上。
[4]根据[3]所记载的带螺纹接头的油井管,其中,
在所述带螺纹接头的油井管的化学组成中,Cr含量以质量%计为2.0%以下。
[5]根据[1]~[4]的任一项所记载的带螺纹接头的油井管,其中,
所述母扣还包含形成于所述母扣接触表面上的镀覆膜,
所述固体润滑覆膜形成于所述镀覆膜上。
[6]一种带螺纹接头的油井管,其中,
该带螺纹接头的油井管包括管主体,该管主体包含第1端部和第2端部,
所述管主体包括:
公扣,其形成于所述第1端部;以及
母扣,其形成于所述第2端部,
所述公扣包含公扣接触表面,该公扣接触表面至少包含形成于所述管主体的所述第1端部的外周面的外螺纹部,
在所述公扣接触表面涂布有防锈润滑脂,
所述母扣包含:
母扣接触表面,其至少包含形成于所述管主体的所述第2端部的内周面的内螺纹部;以及
固体润滑覆膜,其形成于所述母扣接触表面上。
[7]根据[6]所记载的带螺纹接头的油井管,其中,
所述公扣接触表面还包含:
公扣密封面,其形成于所述第1端部的所述外周面中的比所述外螺纹部靠顶端侧的位置;以及
公扣台肩面,其设于所述第1端部的顶端,
所述母扣接触表面还包含:
母扣密封面,其形成于所述第1端部的所述内周面中的比所述内螺纹部靠顶端侧的位置;以及
母扣台肩面,其设于所述第2端部的顶端。
[8]根据[6]或[7]所记载的带螺纹接头的油井管,其中,
所述公扣还包含形成于所述公扣接触表面上的化学转化处理覆膜,
所述防锈润滑脂涂布于所述化学转化处理覆膜上。
[9]根据[8]所记载的带螺纹接头的油井管,其中,
在所述带螺纹接头的油井管的化学组成中,Cr含量以质量%计为2.0%以下。
[10]根据[6]~[9]中任一项所记载的带螺纹接头的油井管,其中,
所述母扣还包含形成于所述母扣接触表面上的镀覆膜,
所述固体润滑覆膜形成于所述镀覆膜上。
[11]根据[6]~[10]中任一项所记载的带螺纹接头的油井管,其中,
该带螺纹接头的油井管还包括覆盖所述公扣并紧固的保护件,
所述保护件包含:
筒部,其在内周面形成有内螺纹;以及
盖部,其配置于所述筒部的一端,
所述公扣的所述外螺纹的螺纹牙与所述保护件的所述筒部的所述内螺纹的螺纹底之间的距离D1比所述公扣的所述外螺纹的螺纹底与所述保护件的所述筒部的所述内螺纹的螺纹牙之间的距离D2长,
所述公扣的所述外螺纹的螺纹牙与所述保护件的所述筒部的所述内螺纹的螺纹底之间的所述防锈润滑脂的厚度T1比所述公扣的所述外螺纹的螺纹底与所述保护件的所述筒部的所述内螺纹的螺纹牙之间的所述防锈润滑脂的厚度T2厚。
[12]一种油井管连结体的制造方法,其是由多个带螺纹接头的油井管紧固而成的油井管连结体的制造方法,其中,
该油井管连结体的制造方法包括油井管准备工序,在该油井管准备工序中,准备带螺纹接头的油井管,
所述带螺纹接头的油井管包括管主体,该管主体包含第1端部和第2端部,
所述管主体包含:
公扣,其形成于所述第1端部;以及
母扣,其形成于所述第2端部,
所述公扣包含公扣接触表面,该公扣接触表面至少包含形成于所述管主体的所述第1端部的外周面的外螺纹部,
在所述公扣接触表面上涂布有防锈润滑脂,
所述母扣包含:
母扣接触表面,其至少包含形成于所述管主体的所述第2端部的内周面的内螺纹部;以及
固体润滑覆膜,其形成于所述母扣接触表面上,
所述油井管连结体的制造方法还包括如下工序:
将所述带螺纹接头的油井管向作为暂时保管所述带螺纹接头的油井管的场所的现场场地输送;
将输送至所述现场场地的所述带螺纹接头的油井管在所述现场场地中暂时保管;
在将在所述现场场地中暂时保管的所述带螺纹接头的油井管向形成所述油井管连结体的油井挖掘地输送之前,去除涂布于所述带螺纹接头的油井管的所述公扣接触表面的所述防锈润滑脂,在去除了所述防锈润滑脂的所述公扣接触表面涂布轻油;
将在所述公扣接触表面涂布有所述轻油的带螺纹接头的油井管向所述油井挖掘地输送;以及
在所述油井挖掘地中,将在所述公扣接触表面涂布有所述轻油的带螺纹接头的油井管与其他带螺纹接头的油井管紧固而形成油井管连结体。
[13]一种带螺纹接头的油井管的制造方法,其中,
该带螺纹接头的油井管的制造方法包括将输送的带螺纹接头的油井管在现场场地中暂时保管的工序,
所述带螺纹接头的油井管包括管主体,该管主体包含第1端部和第2端部,
所述管主体包含:
公扣,其形成于所述第1端部;以及
母扣,其形成于所述第2端部,
所述公扣包含公扣接触表面,该公扣接触表面至少包含形成于所述管主体的所述第1端部的外周面的外螺纹部,
在所述公扣接触表面涂布有防锈润滑脂,
所述母扣包含:
母扣接触表面,其至少包含形成于所述管主体的所述第2端部的内周面的内螺纹部;以及
固体润滑覆膜,其形成于所述母扣接触表面上,
所述带螺纹接头的油井管的制造方法还包括如下工序:
在将在所述现场场地中暂时保管的所述带螺纹接头的油井管向形成油井管连结体的油井挖掘地输送之前,去除涂布于所述带螺纹接头的油井管的所述公扣接触表面的所述防锈润滑脂,在去除了所述防锈润滑脂的所述公扣接触表面涂布轻油。
以下,详述本实施方式的带螺纹接头的油井管、使用带螺纹接头的油井管的油井管连结体的制造方法及带螺纹接头的油井管的制造方法。
[带螺纹接头的油井管1的结构]
[带螺纹接头的油井管1是T&C型的情况]
图3是表示本实施方式的带螺纹接头的油井管1的一例的结构图。图3是所谓的T&C型(Threaded and Coupled)的带螺纹接头的油井管的结构图。参照图3,带螺纹接头的油井管1包括管主体10。
管主体10沿着长度方向延伸,与长度方向垂直的截面是圆形状。管主体10包含第1端部10A和第2端部10B。第1端部10A是第2端部10B的相反侧的端部。在图3所示的T&C型的带螺纹接头的油井管1中,管主体10包括公扣管体11和管接头12。管接头12安装于公扣管体11的一端。更具体而言,管接头12通过螺纹来紧固于公扣管体11的一端。
图4是表示图3所示的带螺纹接头的油井管1的管接头12的沿着长度方向的截面(纵截面)的局部剖视图。参照图3和图4,管主体10包含公扣40和母扣50。公扣40形成于管主体10的第1端部10A。公扣40在紧固时向其他带螺纹接头的油井管(未图示)的母扣50***,与其他带螺纹接头的油井管的母扣50通过螺纹来紧固。
母扣50形成于管主体10的第2端部10B。在紧固时,向母扣50***其他带螺纹接头的油井管100的公扣40,与其他带螺纹接头的油井管100的公扣40通过螺纹来紧固。
[关于公扣40的结构]
图5是图4所示的带螺纹接头的油井管1中的公扣40附近部分的与带螺纹接头的油井管1的长度方向平行的剖视图。图5中的虚线部分表示与其他带螺纹接头的油井管1紧固的情况的其他带螺纹接头的油井管的母扣50的结构。参照图5,公扣40在管主体10的第1端部10A的外周面包括公扣接触表面400。公扣接触表面400在与其他带螺纹接头的油井管的紧固时与其他带螺纹接头的油井管的母扣50接触。
公扣接触表面400至少包含形成于第1端部10A的外周面的外螺纹部41。也可以是,公扣接触表面400还包含公扣密封面42和公扣台肩面43。在图5中,公扣密封面42配置于第1端部10A的外周面中的比外螺纹部41靠第1端部10A的顶端侧的位置。即,公扣密封面42配置于外螺纹部41与公扣台肩面43之间。公扣密封面42设为锥状。具体而言,在公扣密封面42处,在第1端部10A的长度方向上,随着从外螺纹部41朝向公扣台肩面43而外径逐渐变小。
在与其他带螺纹接头的油井管的紧固时,公扣密封面42与其他带螺纹接头的油井管的母扣50的母扣密封面52(后述)接触。更具体而言,在紧固时,公扣40向其他带螺纹接头的油井管的母扣50***,从而公扣密封面42与母扣密封面52接触。然后,公扣40向其他带螺纹接头的油井管的母扣50进一步拧入,从而公扣密封面42与母扣密封面52紧密贴合。由此,在紧固时,公扣密封面42与母扣密封面52紧密贴合而形成基于金属-金属接触的密封。因此,在相互紧固的带螺纹接头的油井管1中,能够提高气密性。
在图5中,公扣台肩面43配置于第1端部10A的顶端面。即,在图5所示的公扣40中,从管主体10的中央朝向第1端部10A依次配置有外螺纹部41、公扣密封面42、公扣台肩面43。在与其他带螺纹接头的油井管的紧固时,公扣台肩面43与其他带螺纹接头的油井管的母扣50的母扣台肩面53(后述)相对且接触。更具体而言,在紧固时,公扣40向其他带螺纹接头的油井管的母扣50***,从而公扣台肩面43与母扣台肩面53接触。由此,能够以较高的紧固扭矩进行紧固。另外,能够使公扣40和母扣50的紧固状态下的位置关系稳定。
此外,公扣40的公扣接触表面400至少包含外螺纹部41。即,也可以是,公扣接触表面400包含外螺纹部41,不包含公扣密封面42和公扣台肩面43。也可以是,公扣接触表面400包含外螺纹部41和公扣台肩面43,不包含公扣密封面42。也可以是,公扣接触表面400包含外螺纹部41和公扣密封面42,不包含公扣台肩面43。
[关于母扣50的结构]
图6是图4所示的带螺纹接头的油井管1中的母扣50附近部分的与带螺纹接头的油井管1的长度方向平行的剖视图。图6中的虚线部分表示与其他带螺纹接头的油井管紧固的情况的其他带螺纹接头的油井管的公扣40的结构。参照图6,母扣50在管主体10的第2端部10B的内周面包括母扣接触表面500。母扣接触表面500在与其他带螺纹接头的油井管的紧固时供其他带螺纹接头的油井管的公扣40拧入,与公扣40的公扣接触表面400接触。
母扣接触表面500至少包含形成于第2端部10B的内周面的内螺纹部51。在紧固时,内螺纹部51与其他带螺纹接头的油井管的公扣40的外螺纹部41啮合。
也可以是,母扣接触表面500还包含母扣密封面52和母扣台肩面53。在图6中,母扣密封面52配置于第2端部10B的内周面中的比内螺纹部51靠管主体10的中央侧的位置。即,母扣密封面52配置于内螺纹部51与母扣台肩面53之间。母扣密封面52设为锥状。具体而言,在母扣密封面52处,在第2端部10B的长度方向上,随着从内螺纹部51朝向母扣台肩面53而内径逐渐变小。
在与其他带螺纹接头的油井管的紧固时,母扣密封面52与其他带螺纹接头的油井管的公扣40的公扣密封面42接触。更具体而言,在紧固时,通过向母扣50拧入其他带螺纹接头的油井管的公扣40,从而母扣密封面52与公扣密封面42接触,通过进一步拧入,从而母扣密封面52与公扣密封面42紧密贴合。由此,在紧固时,母扣密封面52与公扣密封面42紧密贴合而形成基于金属-金属接触的密封。因此,在相互紧固的带螺纹接头的油井管1中,能够提高气密性。
母扣台肩面53配置于比母扣密封面52靠管主体10的中央侧的位置。即,在母扣50中,从管主体10的中央朝向第2端部10B依次配置有母扣台肩面53、母扣密封面52、内螺纹部51。母扣台肩面53的法线朝向管主体10的长度方向。在与其他带螺纹接头的油井管的紧固时,母扣台肩面53与其他带螺纹接头的油井管的公扣40的公扣台肩面43相对且接触。更具体而言,在紧固时,向母扣50***其他带螺纹接头的油井管的公扣40,从而母扣台肩面53与公扣台肩面43接触。由此,能够以较高的紧固扭矩进行紧固。另外,能够使公扣40和母扣50的紧固状态下的位置关系稳定。
母扣接触表面500至少包含内螺纹部51。在紧固时,母扣50的母扣接触表面500的内螺纹部51与公扣40的公扣接触表面400的外螺纹部41对应且与外螺纹部41接触。母扣密封面52与公扣密封面42对应且与公扣密封面42接触。母扣台肩面53与公扣台肩面43对应且与公扣台肩面43接触。
在公扣接触表面400包含外螺纹部41且不包含公扣密封面42和公扣台肩面43的情况下,母扣接触表面500包含内螺纹部51且不包含母扣密封面52和母扣台肩面53。在公扣接触表面400包含外螺纹部41和公扣台肩面43且不包含公扣密封面42的情况下,母扣接触表面500包含内螺纹部51和母扣台肩面53且不包含母扣密封面52。在公扣接触表面400包含外螺纹部41和公扣密封面42且不包含公扣台肩面43的情况下,母扣接触表面500包含内螺纹部51和母扣密封面52且不包含母扣台肩面53。
公扣接触表面400也可以包含多个外螺纹部41,也可以包含多个公扣密封面42,也可以包含多个公扣台肩面43。例如,也可以是,在公扣40的公扣接触表面400处,从第1端部10A的顶端朝向管主体10的中央依次配置有公扣台肩面43、公扣密封面42、外螺纹部41、公扣密封面42、公扣台肩面43、公扣密封面42、外螺纹部41。在该情况下,在母扣50的母扣接触表面500处,从第2端部10B的顶端朝向管主体10的中央依次配置有内螺纹部51、母扣密封面52、母扣台肩面53、母扣密封面52、内螺纹部51、母扣密封面52、母扣台肩面53。
在图5和图6中,图示公扣40包含外螺纹部41、公扣密封面42以及公扣台肩面43且母扣50包含内螺纹部51、母扣密封面52以及母扣台肩面53的所谓的高级接头。然而,也可以是,如上述那样,公扣40包含外螺纹部41,不包含公扣密封面42和公扣台肩面43。在该情况下,母扣50包含内螺纹部51,不包含母扣密封面52和母扣台肩面53。图7是表示公扣40包含外螺纹部41且不包含公扣密封面42和公扣台肩面43且母扣50包含内螺纹部51且不包含母扣密封面52和母扣台肩面53的带螺纹接头的油井管1的一例的图。
[带螺纹接头的油井管1是整体型的情况]
图3和图4所示的带螺纹接头的油井管1是管主体10包含公扣管体11和管接头12的所谓的T&C型的带螺纹接头的油井管1。然而,也可以是,本实施方式的带螺纹接头的油井管1不是T&C型,而是整体型。
图8是本实施方式的整体型的带螺纹接头的油井管1的局部剖视图。参照图8,整体型的带螺纹接头的油井管1包括管主体10。管主体10包含第1端部10A和第2端部10B。第1端部10A配置于与第2端部10B相反的那一侧。如上述那样,在T&C型的带螺纹接头的油井管1中,管主体10包括公扣管体11和管接头12。即,在T&C型的带螺纹接头的油井管1中,管主体10通过将两个分开的构件(公扣管体11和管接头12)紧固而构成。与此相对,在整体型的带螺纹接头的油井管1中,管主体10一体地形成。
公扣40形成于管主体10的第1端部10A。在紧固时,公扣40向其他整体型的带螺纹接头的油井管1的母扣50***并拧入,与其他整体型的带螺纹接头的油井管1的母扣50紧固。母扣50形成于管主体10的第2端部10B。在紧固时,向母扣50***并拧入其他整体型的带螺纹接头的油井管1的公扣40,与其他整体型的带螺纹接头的油井管1的公扣40紧固。
整体型的带螺纹接头的油井管1的公扣40的结构与图5所示的T&C型的带螺纹接头的油井管1的公扣40的结构相同。同样,整体型的带螺纹接头的油井管1的母扣50的结构与图6所示的T&C型的带螺纹接头的油井管1的母扣50的结构相同。此外,在图8中,在公扣40中,从第1端部10A的顶端朝向管主体10的中央依次配置有公扣台肩面、公扣密封面、外螺纹部、公扣密封面、公扣台肩面、公扣密封面、外螺纹部。因此,在母扣50中,从第2端部10B的顶端朝向管主体10的中央依次配置有内螺纹部、母扣密封面、母扣台肩面、母扣密封面、内螺纹部、母扣密封面、母扣台肩面。然而,与图5同样,整体型的带螺纹接头的油井管的公扣40的公扣接触表面400至少包含外螺纹部41即可。另外,与图6同样,整体型的带螺纹接头的油井管的母扣50的母扣接触表面500至少包含内螺纹部51即可。
本实施方式的带螺纹接头的油井管1也可以是T&C型,也可以是整体型。
[外螺纹部41和内螺纹部51是楔型螺纹的带螺纹接头的油井管]
也可以是,如图7所示,本实施方式的带螺纹接头的油井管不包含台肩面(公扣台肩面43、母扣台肩面53)。在该情况下,外螺纹部41和内螺纹部51也可以是楔型螺纹(燕尾形状(日文:ダブルテイル形状)的锥形螺纹)。在外螺纹部41和内螺纹部51是楔型螺纹的情况下,外螺纹部41的螺纹牙宽度沿着螺纹的螺旋线向右旋螺纹的前进方向顶端渐细地变窄。并且,与外螺纹部41相对的内螺纹部51的螺纹槽宽度也沿着螺纹的螺旋线向右旋螺纹的前进方向顶端渐细地变窄。在外螺纹部41和内螺纹部51是楔型螺纹的情况下,载荷牙侧面和***牙侧面这两者是负角,载荷牙侧面彼此和***牙侧面彼此相互接触。由此,螺纹部整体牢固地嵌合,能够维持较高的紧固扭矩。另外,在紧固状态下,螺纹部41、51的螺纹牙顶面和螺纹槽底面相互接触,因此能够确保密封性能。如上述那样,在外螺纹部41和内螺纹部51是楔型螺纹的情况下,也可以是,带螺纹接头的油井管不包含台肩面(公扣台肩面43、母扣台肩面53)。
[关于母扣50的母扣接触表面500上的结构]
参照图9,母扣50在母扣接触表面500上包括固体润滑覆膜60。
[固体润滑覆膜60]
固体润滑覆膜60在紧固时提高带螺纹接头的油井管1的母扣50的相对于公扣40的润滑性。固体润滑覆膜60在常温(20℃±15℃)下是固体的覆膜。固体润滑覆膜60包含结合剂和润滑添加剂。也可以是,固体润滑覆膜60除了含有结合剂和润滑添加剂以外,根据需要而含有溶剂和其他成分。以下,详述固体润滑覆膜60的各成分(结合剂和润滑添加剂)。
[结合剂]
结合剂使润滑添加剂在固体润滑覆膜60中结合。在本实施方式中,结合剂含有从由有机类树脂、无机类树脂以及它们的混合物构成的组选择的1种或2种以上。在使用有机类树脂作为结合剂的情况下,有机类树脂是热固性树脂和热塑性树脂中的1种以上。热固性树脂例如是从由环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚碳化二亚胺树脂、聚醚砜树脂、聚醚醚酮树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、尿素树脂以及丙烯酸树脂构成的组选择的1种或2种以上。热塑性树脂例如是从由聚酰胺酰亚胺树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂以及乙烯醋酸乙烯酯树脂构成的组选择的1种或2种以上。
在使用无机类树脂作为结合剂的情况下,无机类树脂例如是聚金属氧烷。聚金属氧烷是金属-氧键的重复为主链骨架的高分子化合物。优选的是,无机类树脂是从由聚钛氧烷(Ti-O)和聚硅氧烷(Si-O)构成的组选择的1种以上。这些无机类树脂能够通过使金属醇盐水解和缩合而获得。金属醇盐的烷氧基例如是甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、异丁氧基、丁氧基以及叔丁氧基等低级烷氧基。
若结合剂的熔融温度过高,则难以利用热熔法来涂布组合物。另一方面,若结合剂的熔融温度过低,则在高温环境下固体润滑覆膜60软化。在该情况下,固体润滑覆膜60的相对于母扣接触表面500的紧密贴合性降低。因此,优选的是,结合剂含有从由熔融温度(或软化温度)为80~320℃的乙烯醋酸乙烯酯树脂和聚烯烃树脂构成的组选择的至少1种。更优选的是,结合剂含有从由熔融温度(或软化温度)为90~200℃的乙烯醋酸乙烯酯树脂和聚烯烃树脂构成的组选择的至少1种。
对于乙烯醋酸乙烯酯树脂而言,为了抑制由温度上升引起的急剧的软化,优选为熔融温度不同的2种以上的乙烯醋酸乙烯酯树脂的混合物。同样,聚烯烃树脂也优选为熔融温度不同的2种以上的聚烯烃树脂的混合物。
优选的是,固体润滑覆膜60中的结合剂的含量为50~80质量%。若结合剂的含量为50质量%以上,则固体润滑覆膜60的紧密贴合性进一步提高。若结合剂的含量为80质量%以下,则固体润滑覆膜60的润滑性被更良好地维持。
固体润滑覆膜60中的结合剂的含量的下限更优选为55质量%,进一步优选为60质量%,进一步优选为65质量%。固体润滑覆膜60中的结合剂的含量的上限更优选为78质量%,进一步优选为75质量%。
[润滑添加剂]
润滑添加剂是具有润滑性的添加剂的总称。润滑添加剂降低固体润滑覆膜60的表面的摩擦系数。润滑添加剂大致分为以下的4种。润滑添加剂含有从由以下的(1)~(4)构成的组选择的至少1种。
(1)通过具有容易滑动的特定的结晶构造例如六方晶层状结晶构造而显示润滑性的润滑添加剂(例如,从由石墨、氧化锌以及氮化硼构成的组选择的1种以上);
(2)通过除了具有结晶构造以外,具有反应性元素而显示润滑性的润滑添加剂(例如,从由二硫化钼、二硫化钨、氟化石墨、硫化锡以及硫化铋构成的组选择的1种以上);
(3)通过化学反应性而显示润滑性的润滑添加剂(例如,硫代硫酸盐化合物);
(4)通过在摩擦应力下的塑性或粘塑性行为而显示润滑性的润滑添加剂(例如,聚酰胺、聚四氟乙烯(PTFE))
上述(1)~(4)中的任一种润滑添加剂均能够使用。也可以将上述(1)~(4)中的多个组合来使用。即,也可以是,固体润滑覆膜含有从由石墨、氧化锌、氮化硼、二硫化钼、二硫化钨、氟化石墨、硫化锡、硫化铋、硫代硫酸盐化合物以及聚酰胺构成的组选择的1种以上。
优选的是,固体润滑覆膜60中的润滑添加剂的含量为10~25质量%。若润滑添加剂的含量为10质量%以上,则能够将抵肩扭矩抑制得更低。另一方面,若润滑添加剂的含量为25质量%以下,则固体润滑覆膜60的强度进一步提高。因此,能够抑制固体润滑覆膜60的损耗。
固体润滑覆膜60中的润滑添加剂的含量的下限更优选为12质量%,进一步优选为15质量%。固体润滑覆膜60中的润滑添加剂的含量的上限更优选为23质量%,进一步优选为20质量%。
在需要使润滑添加剂和结合剂溶解或分散的情况下,使用溶剂。溶剂若能够使固体润滑覆膜60所含有的成分分散或溶解,则没有特别限定。溶剂例如是水、醇以及有机溶剂。溶剂也可以包含微量的表面活性剂。溶剂的比例没有特别限定。溶剂的比例根据涂布方法而调整为组合物成为适当的粘性即可。溶剂的比例例如在将溶剂以外的全部成分的合计设为100质量%的情况下是40~60质量%。有机溶剂例如是甲苯和异丙醇中的1种以上。溶剂在形成固体润滑覆膜60时大部分挥发。然而,在固体润滑覆膜60中例如也可以残存1质量%以下的溶剂。
[固体润滑覆膜60中的其他成分]
也可以是,固体润滑覆膜60除了含有上述成分以外,含有从由防锈添加剂、增塑剂、表面活性剂、着色剂、抗氧化剂以及用于调整滑动性的无机粉末构成的组选择的1种以上。无机粉末例如是二氧化钛和氧化铋中的1种以上。其他成分的含量例如合计为5质量%以下。也可以是,固体润滑覆膜60还含有2质量%以下的极少量的极压剂、液状油剂等。固体润滑覆膜60中的其他成分的含量例如合计为10质量%以下。
固体润滑覆膜60的厚度优选为10~40μm。若固体润滑覆膜60的厚度为10μm以上,则能够更稳定地获得较高的润滑性。另一方面,若固体润滑覆膜60的厚度为40μm以下,则固体润滑覆膜60的紧密贴合性更稳定。若固体润滑覆膜60的厚度为40μm以下,则滑动面的螺纹公差(间隙)进一步变宽,因此滑动时的面压变低。因此,能够抑制紧固扭矩变得过高的情况。因此,固体润滑覆膜60的优选的厚度为10~40μm。固体润滑覆膜60的厚度的进一步优选的下限为15μm,进一步优选为20μm。固体润滑覆膜60的厚度的进一步优选的上限为35μm,进一步优选为30μm。
固体润滑覆膜60的厚度通过以下的方法来测定。准备包括固体润滑覆膜60的母扣50。将母扣50相对于油井管的轴向(长度方向)垂直地切断。对截面中的包含固体润滑覆膜60的区域进行显微镜观察。显微镜观察的倍率设为500倍。在任意的10个视野中,求出固体润滑覆膜60的厚度。在各视野中,在任意的3处测定固体润滑覆膜60的厚度,将其平均值定义为该视野下的固体润滑覆膜60的厚度。将10个视野的固体润滑覆膜60的厚度的平均值定义为带螺纹接头的油井管的母扣50处的固体润滑覆膜60的厚度。
[关于形成于母扣接触表面500上的镀覆膜70]
对于本实施方式的带螺纹接头的油井管1的母扣50而言,也可以是,在母扣接触表面500上包含镀覆膜70。在该情况下,固体润滑覆膜60形成于镀覆膜70上。
图10是表示本实施方式的带螺纹接头的油井管1的母扣50的结构的一例的图。参照图10,带螺纹接头的油井管1的母扣50在母扣接触表面500上包含镀覆膜70和固体润滑覆膜60。镀覆膜70形成于母扣接触表面500上。固体润滑覆膜60形成于镀覆膜70上。
镀覆膜70的种类没有特别限定。镀覆膜70例如也可以是Zn镀覆膜、Ni镀覆膜、Cu镀覆膜、Zn-Ni合金镀覆膜、Zn-Co合金镀覆膜、Ni-W合金镀覆膜以及Cu-Sn-Zn合金镀覆膜。镀覆膜70也可以通过层叠多个镀覆膜而形成。例如,可以是,通过在母扣接触表面500上形成Ni镀覆膜,进而层叠Zn-Ni镀覆膜而形成。
在镀覆膜70是Zn-Ni合金镀覆膜的情况下,Zn-Ni合金镀覆膜的化学组成例如包含10~20质量%的Ni和作为其余部分的Zn和杂质。在镀覆膜70是Cu-Sn-Zn合金镀覆膜的情况下,Cu-Sn-Zn合金镀覆膜的化学组成例如包含40~70质量%的Cu、20~50质量%的Sn、2~20质量%的Zn以及作为其余部分的杂质。在镀覆膜70是Cu镀覆膜的情况下,Cu镀覆膜的化学组成例如包含Cu和杂质。
在形成镀覆膜70的情况下,也可以是,在镀覆膜70的表面上形成化学转化处理覆膜。在该情况下,在化学转化处理覆膜上形成固体润滑覆膜60。关于化学转化处理覆膜的详细内容将后述。
[关于公扣40的公扣接触表面400上的结构]
参照图11,公扣40在公扣接触表面400上包含轻油80。
[轻油80]
轻油80涂布于公扣接触表面400上。轻油80是液体的组合物。轻油80的化学组成例如含有以质量%计为50~70%的溶剂油和以质量%计为25%以下的石油类油。
[溶剂油]
溶剂油是相当于JIS K 2201(1991)所规定的工业汽油4号的溶剂。溶剂油含量的优选的下限为52%,进一步优选为54%,进一步优选为56%,进一步优选为58%。溶剂油含量的优选的上限为68%,进一步优选为66%,进一步优选为64%,进一步优选为62%。
[石油类油]
石油类油是精制原油而获得的油。石油类油例如包含从由烷烃类油、环烷烃类油和芳香烃类油构成的组选择的1种以上。石油类油含量的优选的下限为2%,进一步优选为4%,进一步优选为6%,进一步优选为8%。石油类油含量的优选的上限为22%,进一步优选为20%,进一步优选为18%,进一步优选为16%。
[防锈添加剂]
也可以是,轻油80除了包含溶剂油和石油类油以外,包含防锈添加剂。防锈添加剂是具有耐腐蚀性的添加剂的总称。防锈添加剂例如包含从由三聚磷酸铝、亚磷酸铝以及钙离子交换二氧化硅构成的组选择的1种以上。优选的是,防锈添加剂包括从由钙离子交换二氧化硅和亚磷酸铝构成的组选择的1种以上。作为防锈添加剂,也能够使用其他市售的反应防水剂等。
优选的是,轻油80中的防锈添加剂的含量以质量%计为10%以下。轻油80中的防锈添加剂的优选的上限为9%,进一步优选为8%。轻油80中的防锈添加剂的优选的下限为1%,进一步优选为2%,进一步优选为3%。此外,也可以是,轻油80不含有上述的防锈添加剂。即,也可以是,轻油80的化学组成含有溶剂油和石油类油,其余部分是杂质。
此外,轻油80实质上不含有重金属粉末。即,在轻油80中,重金属粉末是杂质。重金属粉末例如是Pb、Cu、Zn等的粉末(颗粒)。因此,即使在含有重金属粉末的复合润滑脂的使用被禁止的海洋的油井中,也能够使用本实施方式的带螺纹接头的油井管。
[轻油80的优选的粘度]
轻油80的使用粘度杯#1的22℃下的优选的粘度为27.5±1秒。不过,轻油80的粘度不限定于此。
[轻油80的公知例]
轻油80例如是商品名“WD-40”。
轻油80是液体,粘度比储存涂料等防锈润滑脂的粘度低。因此,在将轻油80涂布于公扣接触表面400上时,不需要特别的装置。因此,对于轻油而言,与固体防锈覆膜相比,修复性优异。而且,轻油80较薄地涂布于公扣接触表面400上。因此,如上述那样,几乎不发生由防锈润滑脂产生那样的螺纹紧固的油井管(油井管连结体)中的内表面的堵塞。
[关于形成于公扣接触表面400上的化学转化处理覆膜90]
也可以是,对于本实施方式的带螺纹接头的油井管1的公扣40而言,还在公扣接触表面400上包含化学转化处理覆膜90。在该情况下,轻油80涂布于化学转化处理覆膜90上。
图12是表示本实施方式的带螺纹接头的油井管1的公扣40的结构的一例的图。参照图12,带螺纹接头的油井管1的公扣40在公扣接触表面400上形成有化学转化处理覆膜90。并且,在化学转化处理覆膜90上涂布有轻油80。
化学转化处理覆膜90例如包含从由磷酸盐化学转化处理覆膜、草酸盐化学转化处理覆膜以及硼酸盐化学转化处理覆膜构成的组选择的1种以上。优选的是,化学转化处理覆膜90是磷酸盐化学转化处理覆膜。
化学转化处理覆膜90是多孔质。因此,若在化学转化处理覆膜90上形成轻油80,则轻油80的在公扣接触表面400上的紧密贴合性(保持力)提高。化学转化处理覆膜90的厚度没有特别限定。化学转化处理覆膜90的优选的厚度是5~40μm。若化学转化处理覆膜90的厚度是5μm以上,则耐腐蚀性进一步提高。若化学转化处理覆膜的厚度是40μm以下,则轻油80的保持性进一步稳定地提高。
此外,也可以是,公扣40在公扣接触表面400上直接涂布有轻油80,不包含化学转化处理覆膜90。特别是,在带螺纹接头的油井管1是合金成分较少的碳钢的情况下,更具体而言,在带螺纹接头的油井管1的母材的化学组成中,在Cr含量以质量%计为2.0%以下的情况下,优选的是,公扣40在公扣接触表面400上形成有化学转化处理覆膜90,在化学转化处理覆膜90上涂布有轻油80。例如,在带螺纹接头的油井管1的母材的化学组成中,在Cr含量为2.0%以下的情况下,带螺纹接头的油井管1的母材自身的耐腐蚀性没有那么高。在带螺纹接头的油井管1的母材的化学组成中,在Cr含量为2.0%以下的情况下,若公扣40在公扣接触表面400上形成有化学转化处理覆膜90,进而在化学转化处理覆膜90上涂布有轻油80,则能够提高公扣接触表面400的耐腐蚀性。在该情况下,当在油井挖掘地中暂时保管的期间中(1周~1个月),能够更稳定地抑制在公扣40的公扣接触表面400产生锈的情况。
在带螺纹接头的油井管1的母材的化学组成中,在Cr含量为2.0%以下的情况下,优选的是,带螺纹接头的油井管1的公扣接触表面400进而被进行喷射处理,在喷射处理后的公扣接触表面400上形成有化学转化处理覆膜90,在化学转化处理覆膜90上形成有轻油80。在此,喷射处理是使用喷射装置而使喷射材料(研磨剂)与母扣接触表面500碰撞的处理。喷射处理例如是喷砂处理。在该情况下,化学转化处理覆膜90的相对于公扣接触表面400的紧密贴合力进一步提高。因此,轻油80的相对于公扣接触表面400的紧密贴合力进一步提高。
[关于涂布于喷射处理后的公扣接触表面400上的轻油80]
也可以是,在带螺纹接头的油井管1的母材例如是以所谓的13Cr钢为代表的不锈钢的情况下,带螺纹接头的油井管1的公扣接触表面400被进行喷射处理,在喷射处理后的公扣接触表面400上形成有轻油80。在该情况下,由于形成于喷射处理后的公扣接触表面400的微观下的凹凸,轻油80的相对于公扣接触表面400的紧密贴合力提高。
[带螺纹接头的油井管1的母材]
此外,带螺纹接头的油井管1的母材不限于前述的碳钢,没有特别限定。母材例如也可以是碳钢,也可以是以所谓的13Cr钢为代表的不锈钢,也可以是不锈钢以外的合金钢。合金钢中的Ni合金、含有Cr、Ni以及Mo等合金元素的双相不锈钢的耐腐蚀性较高。因此,若将Ni合金和双相不锈钢使用于母材,则在含有硫化氢、二氧化碳等的腐蚀环境中,能够获得优异的耐腐蚀性。
[关于本实施方式的带螺纹接头的油井管1的作用]
在本实施方式的带螺纹接头的油井管1中,轻油80不含有重金属粉末。而且,轻油80不需要使用与在形成固体防锈覆膜的情况下需要的热熔装置等相当的专用的装置等。轻油80能够通过喷雾、刷毛等而容易地涂布于公扣接触表面400。因此,在即将向油井挖掘地输送带螺纹接头的油井管1之前,在现场场地中,能够去除涂布于公扣接触表面400上的防锈润滑脂,之后,能够在公扣接触表面400上容易地涂布轻油80。而且,在从现场场地输送之后,当在油井挖掘地中暂时保管的期间(1周~1个月)中,能够提高公扣40的公扣接触表面400的耐腐蚀性,在直到带螺纹接头的油井管1实际上在油井挖掘地中被使用为止的期间中,能够抑制在公扣接触表面400上产生锈的情况。而且,假设,在油井挖掘地中的输送时,在由于与其他带螺纹接头的油井管的接触等而使涂布于公扣接触表面400的轻油80的一部分剥离的情况下,若涂布轻油80,则也能够容易地修复。即,对于涂布有轻油80的公扣接触表面400而言,与形成有固体防锈覆膜的公扣接触表面400相比,修复性优异。
而且,对于涂布有轻油80的本实施方式的带螺纹接头的油井管1而言,在与其他带螺纹接头的油井管1的紧固时,能够将抵肩扭矩Ts抑制得较低。如图2所示,对于涂布有轻油80的带螺纹接头的油井管(试验编号1、2)而言,与形成有固体防锈覆膜的带螺纹接头的油井管(试验编号3)相比,抵肩扭矩Ts较低。此外,如图2所示,涂布有轻油80的带螺纹接头的油井管(试验编号1、2)的屈服扭矩Ty和形成有固体防锈覆膜的以往的带螺纹接头的油井管(试验编号3)的屈服扭矩Ty为相同程度。因此,即使在本实施方式的带螺纹接头的油井管1中,也能够以较高的紧固扭矩To进行紧固。
[使用本实施方式的带螺纹接头的油井管1的油井管连结体的制造方法]
在本说明书中,将由多个带螺纹接头的油井管1紧固而成的构造物称为“油井管连结体”。油井管连结体也可以是套管,也可以是油管,也可以是钻管。油井管连结体在油井挖掘地中被制造(紧固)。以下,说明油井管连结体的制造方法。
在此,在本说明书中,“油井挖掘地”是实施油井的挖掘的现场。油井挖掘地也可以是陆地上,也可以是海上,在油井挖掘地配置有挖掘装置。在挖掘装置配置有井架(derrick),在井架处将带螺纹接头的油井管相连而制造油井管连结体。在油井挖掘地是海上的情况下,也可以配置海上生产/储油出货设施(Floating Production Storage andOffloading:FPSO)来代替挖掘装置。
图13是示意性地表示本实施方式的油井管连结体的制造方法的各工序的实施场所的图。参照图13,本实施方式的油井管连结体的制造方法包括如下工序:准备带螺纹接头的油井管(带螺纹接头的油井管准备工序:S1);将带螺纹接头的油井管1向现场场地A2输送(现场场地输送工序:S2);在现场场地A2中暂时保管带螺纹接头的油井管1(现场场地暂时保管工序:S3);在从现场场地A2向油井挖掘地A3输送带螺纹接头的油井管1之前,去除防锈润滑脂并涂布轻油80(轻油涂布工序:S4);将涂布有轻油80的带螺纹接头的油井管1从现场场地A2向油井挖掘地A3输送(油井挖掘地输送工序:S5);在油井挖掘地A3中,暂时保管带螺纹接头的油井管(油井挖掘地暂时保管工序:S6);以及使用在油井挖掘地A3暂时保管的带螺纹接头的油井管,将带螺纹接头的油井管与其他带螺纹接头的油井管1紧固而形成油井管连结体(油井管连结体制造工序:S7)。
实施各制造工序S1~S7的场所不同。具体而言,带螺纹接头的油井管准备工序S1在制造带螺纹接头的油井管的工厂A1(以下,称为制造厂A1)中实施。现场场地暂时保管工序S3和轻油涂布工序S4在现场场地A2中实施。油井挖掘地暂时保管工序S6和油井管连结体制造工序S7在油井挖掘地A3中实施。
制造厂A1、现场场地A2、油井挖掘地A3各自的场所不同。通常,制造厂A1位于距实施油井的挖掘作业的油井挖掘地A3较远的位置。于是,将在制造厂A1中制造的带螺纹接头的油井管通过陆路或海路而输送至油井挖掘地A3。然而,如下情况较多:在油井挖掘地A3中没有保管用于油井的挖掘作业的全部带螺纹接头的油井管的场所。例如,在油井挖掘地A3是海上的挖掘装置或FPSO的情况下,能够暂时保管于挖掘装置、FPSO的带螺纹接头的油井管的数量有限。
于是,在通常的油井挖掘作业中,在距油井挖掘地A3较近的场所准备能够暂时保管多个带螺纹接头的油井管的现场场地A2。因此,在油井挖掘作业中,首先,将在制造厂A1中制造的带螺纹接头的油井管经由陆路或海路而向现场场地A2输送(现场场地输送工序S2)。然后,将带螺纹接头的油井管在现场场地A2中暂时保管。然后,在即将使用带螺纹接头的油井管之前的阶段中,将带螺纹接头的油井管从现场场地A2向油井挖掘地A3输送(油井挖掘地输送工序S5)。总之,将现场场地A2利用为带螺纹接头的油井管的暂时保管场所。
如以上那样,在油井挖掘作业中,通常在制造厂A1与油井挖掘地A3之间设置现场场地A2来作为中转地点。现场场地A2当然设于比制造厂A1靠近油井挖掘地A3的位置。通常,从制造厂A1输送来的带螺纹接头的油井管在现场场地A2中长期暂时保管。具体而言,从制造厂A1输送来的带螺纹接头的油井管在现场场地A2中暂时保管半年~2年左右的较长期间。然后,在即将在油井挖掘地A3中使用之前,将带螺纹接头的油井管从现场场地A2向油井挖掘地A3输送。在油井挖掘地A3中,带螺纹接头的油井管在直到使用于油井管连结体为止的期间,即,在直到与其他带螺纹接头的油井管紧固而成为油井管连结体为止的期间,在油井挖掘地A3中进一步暂时保管1周~1个月左右的较短期间。
如上述那样,最近,为了抑制油井挖掘地的污染,期望在油井管连结体的制造中避免重金属粉末的使用。于是,以往,活用固体润滑覆膜和固体防锈覆膜来代替含有重金属粉末的复合润滑脂的使用。
然而,在将在公扣接触表面形成有固体防锈覆膜且在母扣接触表面形成有固体润滑覆膜的带螺纹接头的油井管从制造厂A1向现场场地A2输送的情况和从现场场地A2向油井挖掘地A3输送的情况下,存在如下情况:在输送中带螺纹接头的油井管的公扣彼此碰撞,或者带螺纹接头的油井管的公扣与设施等碰撞。在公扣中,在管主体端部的外周面形成有公扣接触表面。因此,存在如下情况:由于输送时的碰撞,形成于公扣接触表面上的固体防锈覆膜损伤,或者固体防锈覆膜的局部破损。另外,也存在如下情况:由于碰撞,公扣接触表面上的外螺纹部、公扣密封面、公扣台肩面损伤,或者破损。
通常,在现场场地A2中,设想在输送中公扣接触表面受到损伤的情况而配置有公扣接触表面制作装置。例如,在公扣接触表面由于碰撞而损伤的情况下,切断带螺纹接头的油井管的公扣。然后,使用公扣接触表面制作装置,对切断的油井管的端部实施螺纹切削加工,重新形成公扣接触表面。
如上述那样,在公扣接触表面损伤的情况下,能够使用配置于现场场地A2的公扣接触表面制作装置来再次生成公扣接触表面。然而,在现场场地A2中,难以再次生成固体防锈覆膜。其原因在于,通常,在现场场地A2中,不配置形成固体防锈覆膜的装置(以下,称为固体防锈覆膜制作装置)。若将固体防锈覆膜制作装置配置于现场场地A2,则能够进行固体防锈覆膜的再次生成(再次的形成)。然而,在将固体防锈覆膜制作装置配置于现场场地A2的情况下,当然在固体防锈覆膜制作装置的配置上花费成本。
于是,在本实施方式的油井管连结体的制造方法中,在母扣接触表面上形成固体润滑覆膜,但避免公扣接触表面处的固体防锈覆膜的使用。如上述那样,现场场地A2中的带螺纹接头的油井管的保管期间(半年~2年)比油井挖掘地A3中的带螺纹接头的油井管的保管期间(1周~1个月)长得多。对于上述的液体的轻油80而言,即使在室外保管1个月左右的期间,也能够抑制在公扣接触表面400产生锈的情况。然而,在超过1个月的期间的情况下,在轻油80的情况下存在无法获得充分的耐腐蚀性的情况。因此,若在制造厂A1中制造在公扣接触表面400上涂布有轻油80的带螺纹接头的油井管1并向现场场地A2输送,则在现场场地A2中的保管中,发生在带螺纹接头的油井管1的公扣接触表面400产生锈的情况。
另一方面,也考虑在公扣接触表面400上形成防锈润滑脂而不是形成轻油80的方法。防锈润滑脂是半固体状或糊状的防锈用组合物。防锈润滑脂例如是商品名“RUST VETOAS EU”、商品名“KENDEX”等。防锈润滑脂也被称为储存涂料。对于防锈润滑脂而言,与轻油80相比,发挥更长期间的耐腐蚀性。具体而言,防锈润滑脂即使当在室外的保管期间成为2年的情况下,也能够抑制在公扣接触表面400产生锈的情况。而且,即使在由于碰撞等而再次生成公扣的情况下,也能够将防锈润滑脂容易地涂布于公扣接触表面上。
然而,不优选的是,将在公扣接触表面上涂布有防锈润滑脂的带螺纹接头的油井管在油井挖掘地A3中直接用于油井管连结体。其原因在于,与上述的复合润滑脂的问题之一同样,防锈润滑脂可能导致螺纹紧固的油井管(油井管连结体)的内部处的堵塞。具体而言,在螺纹紧固(螺纹连结)时涂布于公扣接触表面和/或母扣接触表面的防锈润滑脂的较多部分在紧固完成时从公扣和母扣的顶端部向外部排出。防锈润滑脂的一部分从公扣的顶端部向油井管的内部排出。防锈润滑脂的粘度较高。因此,排出至油井管的内部(内表面)的防锈润滑脂堆积于内表面。存在堆积的防锈润滑脂导致油井管的堵塞的情况。
于是,在本实施方式的油井管连结体的制造方法中,在现场场地A2中,进行将公扣接触表面400上的防锈润滑脂替换成轻油80而涂布的作业。具体而言,对于在制造厂A1中制造的带螺纹接头的油井管,在公扣接触表面上涂布防锈润滑脂(S1)。然后,将在公扣接触表面涂布有防锈润滑脂的带螺纹接头的油井管向现场场地A2输送(S2)。在现场场地A2中,暂时保管带螺纹接头的油井管(S3)。在该情况下,现场场地A2中的在室外的保管期间成为半年~2年。然而,在带螺纹接头的油井管中,在公扣接触表面上涂布有防锈润滑脂。因此,在现场场地A2中的在室外的保管中,能够抑制在带螺纹接头的油井管的公扣接触表面产生锈的情况。而且,若应用防锈润滑脂,则即使在防锈润滑脂的一部分由于某种原因而剥离的情况下,也能够通过在该部分再次涂布防锈润滑脂来容易地修复(修复性优异)。
然后,在从现场场地A2向油井挖掘地A3输送带螺纹接头的油井管之前,在现场场地A2中,将涂布于公扣接触表面400上的防锈润滑脂替换成轻油80而涂布,制造带螺纹接头的油井管1(S4)。具体而言,在现场场地A2中,去除带螺纹接头的油井管的公扣接触表面上的防锈润滑脂。防锈润滑脂是半固体状或糊状,因此能够容易地去除。然后,在去除了防锈润滑脂的公扣接触表面400上涂布轻油80。轻油80是液体,与防锈润滑脂相比,粘度较低。因此,轻油80能够容易地涂布于公扣接触表面400上。即,轻油80也修复性优异。
将通过以上的工序而在现场场地A2中制造的带螺纹接头的油井管1向油井挖掘地A3输送(S5)。然后,在油井挖掘地A3中暂时保管带螺纹接头的油井管1(S6)。油井挖掘地A3中的带螺纹接头的油井管1的保管期间比现场场地A2中的带螺纹接头的油井管(在公扣接触表面400涂布有防锈润滑脂的带螺纹接头的油井管)的保管期间短,是1周~1个月左右。因此,即使在轻油80的情况下也显示充分的耐腐蚀性。其结果,在油井挖掘地A3中的保管期间中,能够抑制在带螺纹接头的油井管1的公扣接触表面400产生锈的情况。
使用在油井挖掘地A3中暂时保管的带螺纹接头的油井管1,制造油井管连结体(S7)。具体而言,向其他带螺纹接头的油井管1的母扣50***并拧入带螺纹接头的油井管1的公扣40。此时,对于公扣接触表面400上的轻油80而言,与固体防锈覆膜相比,如上述那样,降低抵肩扭矩Ts。而且,通过去除防锈润滑脂并涂布轻油80,从而当在油井挖掘地A3中螺纹紧固带螺纹接头的油井管1时,在螺纹紧固的油井管内,几乎不发生由轻油80引起的堵塞。
如以上那样,在本实施方式的油井管连结体的制造方法中,在制造油井管连结体时,能够降低抵肩扭矩Ts。另外,也能够实现以较高的紧固扭矩To进行的紧固。而且,防锈润滑脂和轻油80的修复性也优异。而且,在油井挖掘地A3中,使用涂布有轻油80的带螺纹接头的油井管1而不是涂布有防锈润滑脂的带螺纹接头的油井管1,因此在螺纹紧固后的油井管(油井管连结体)的内部,几乎不发生由轻油80引起的堵塞。在本实施方式的油井管连结体的制造方法中,还使用在母扣50包含固体润滑覆膜60的带螺纹接头的油井管1,因此耐烧结性也优异。以下,详述本实施方式的油井管连结体的制造方法中的各制造工序S1~S7。
[带螺纹接头的油井管准备工序:S1]
在带螺纹接头的油井管准备工序S1中,准备涂布有防锈润滑脂的带螺纹接头的油井管200。带螺纹接头的油井管200例如在制造厂A1中制造。
[带螺纹接头的油井管200的结构]
图14是表示带螺纹接头的油井管200的一例的结构图。图15是表示与图14不同的带螺纹接头的油井管200的一例的结构图。图14是T&C型的带螺纹接头的油井管。图15是整体型的带螺纹接头的油井管。参照图14和图15,与带螺纹接头的油井管1相比,带螺纹接头的油井管200包含涂布有防锈润滑脂的公扣40A来代替涂布有轻油80的公扣40。带螺纹接头的油井管200的其他结构与带螺纹接头的油井管1的结构相同。
图16是图14和图15中的公扣40A的公扣接触表面400附近部分的纵剖视图。在此,纵剖视图表示与带螺纹接头的油井管200的长度方向平行的截面。参照图16,带螺纹接头的油井管200的公扣40A在公扣接触表面400上涂布有防锈润滑脂80A而不是涂布有轻油80。
[防锈润滑脂80A]
防锈润滑脂80A是半固体状或糊状的防锈用组合物,与作为比较低粘度的液体的轻油80不同。防锈润滑脂80A例如是商品名“RUST VETO AS EU”、商品名“KENDEX”等。防锈润滑脂80A也被称为储存涂料。对于防锈润滑脂80A而言,与轻油80相比,发挥更长期间的耐腐蚀性。具体而言,防锈润滑脂80A即使当在室外的保管期间成为2年的情况下,也能够抑制在公扣接触表面400产生锈的情况。
防锈润滑脂80A例如含有以质量%计为50~80%的精制矿物油、2.5~10.0%的金属皂、1.0~2.5%的石油磺酸和/或其盐。金属皂例如是12-羟基硬脂酸锂。石油磺酸盐例如是从由石油磺酸钠、石油磺酸钙、石油磺酸钡等构成的组选择的1种以上。
图17是与图16不同的图14和图15中的公扣40A的公扣接触表面400附近部分的纵剖视图。参照图17,也可以是,带螺纹接头的油井管200的公扣40A还在公扣接触表面400上包含化学转化处理覆膜90。在该情况下,在带螺纹接头的油井管1的公扣40A中,化学转化处理覆膜90形成于公扣接触表面400上。防锈润滑脂80A涂布于化学转化处理覆膜90上。
具有以上的结构的带螺纹接头的油井管200在制造厂A1中例如通过以下的方法来制造。以下,说明带螺纹接头的油井管200的制造方法的一例。然而,带螺纹接头的油井管200的制造方法不限定于该制造方法。若能够准备具有上述的结构的带螺纹接头的油井管200,则带螺纹接头的油井管200的制造方法没有特别限定。
带螺纹接头的油井管200的制造方法包含管坯准备工序、固体润滑覆膜形成工序以及防锈润滑脂涂布工序。
[管坯准备工序]
首先,准备未形成固体润滑覆膜60且未涂布防锈润滑脂80A的带螺纹接头的管坯。带螺纹接头的管坯包括管主体10。管主体10包含第1端部10A和第2端部10B。在第1端部10A形成有公扣40A。在第2端部10B形成有母扣50。带螺纹接头的管坯的公扣包含公扣接触表面400。带螺纹接头的管坯的母扣包含母扣接触表面500。
带螺纹接头的管坯例如通过以下的方法来制造。使用钢水而制造原材料。具体而言,使用钢水并通过连续铸造法来制造铸片(钢板(slab)、钢锭(bloom)或钢坯(billet))。也可以是,使用钢水并通过铸锭法来制造铸锭(ingot)。也可以是,根据需要而对钢板、钢锭或铸锭进行开坯轧制,制造钢片(钢坯)。通过以上的工序来制造原材料(钢板、钢锭或钢坯)。对准备的原材料进行热加工而制造管坯。热加工方法也可以是基于曼内斯曼法的穿孔轧制,也可以是热挤压法。对热加工后的管坯实施公知的淬火和公知的回火,调整管坯的强度。通过以上的工序来制造管坯。此外,在带螺纹接头的油井管200是T&C型的情况下,还准备管接头12用的管坯。管接头12用的管坯的制造方法与上述的管坯的制造方法相同。
在带螺纹接头的油井管200是T&C型的情况下,对公扣管体11用的管坯的两端部的外表面实施螺纹切削加工,形成公扣接触表面400。而且,对管接头12用的管坯的两端部的内表面实施螺纹切削加工,形成母扣接触表面500。将公扣管体11用的管坯的一端的公扣向管接头12用的管坯的一端的母扣***并拧入。通过以上的工序来制造包含公扣管体11和管接头12的带螺纹接头的管坯。
在带螺纹接头的油井管200是整体型的情况下,对与管主体10相当的管坯的第1端部10A的外表面实施螺纹切削加工,形成公扣接触表面400。而且,对与管主体10相当的管坯的第2端部10B的外表面实施螺纹切削加工,形成母扣接触表面500。
通过以上的工序来准备包含公扣和母扣的带螺纹接头的管坯。
[固体润滑覆膜形成工序]
在固体润滑覆膜形成工序中,在通过管坯准备工序而准备的带螺纹接头的管坯的母扣的母扣接触表面500上形成固体润滑覆膜60。固体润滑覆膜形成工序包括涂布工序和固化工序。固化工序在涂布工序之后实施。
[涂布工序]
在涂布工序中,在母扣接触表面500上涂布用于形成固体润滑覆膜60的组合物。组合物含有树脂和固体润滑粉末。除了组合物的溶剂以外的组合物的组成与上述的固体润滑覆膜60的树脂的组成相同。
组合物也可以是无溶剂型,也可以是溶剂型。无溶剂型的组合物例如能够通过对树脂进行加热而使其成为熔融状态并添加固体润滑粉末而混炼来制造。也可以将使全部的成分成为粉末状并混合而成的粉末混合物作为组合物。
溶剂型的组合物例如能够通过在溶剂中使树脂和固体润滑粉末溶解或分散并混合来制造。溶剂例如是水、醇以及有机溶剂。溶剂也可以包含微量的表面活性剂。溶剂的比例没有特别限定。溶剂的比例根据涂布方法而调整为组合物成为适当的粘性即可。溶剂的比例例如在将溶剂以外的全部成分的合计设为100质量%的情况下是40~60质量%。
将上述的组合物通过公知的方法来涂布于母扣接触表面500上。在组合物是无溶剂型的情况下,例如,能够使用热熔法来涂布组合物。在热熔法中,对组合物进行加热而使树脂熔融,设为低粘度的流动状态。通过将流动状态的组合物从具有温度保持功能的喷枪喷雾来进行。涂布方法也可以是刷毛涂抹和浸渍等来代替喷雾涂布。优选的是,组合物的加热温度设为比树脂的熔点高10~50℃的温度。
在组合物是溶剂型的情况下,通过喷雾来涂布成为溶液状态的组合物。在该情况下,将组合物的粘度调整为能够在常温和常压的环境下喷雾涂布。涂布方法也可以是刷毛涂抹和浸渍等来代替喷雾涂布。
[固化工序]
在固化工序中,使涂布的组合物固化,形成固体润滑覆膜60。在组合物是无溶剂型的情况下,通过对在母扣接触表面500上涂布的组合物进行冷却,从而熔融状态的组合物固化而形成固体润滑覆膜60。冷却方法能够通过公知的方法来实施。冷却方法例如是大气放置冷却和空气冷却。在组合物是溶剂型的情况下,通过使在母扣接触表面500上涂布的组合物干燥,从而组合物固化而形成固体润滑覆膜60。干燥方法能够通过公知的方法来实施。干燥方法例如是自然干燥、低温送风干燥以及真空干燥。也可以通过热固化处理来使组合物固化。
在固体润滑覆膜形成工序中,通过实施上述的涂布工序和固化工序,从而在母扣接触表面500上形成固体润滑覆膜60。
[镀覆膜形成工序]
在带螺纹接头的油井管200的母扣50在母扣接触表面500与固体润滑覆膜60之间包含镀覆膜70的情况下,也可以是,在准备工序后且是固体润滑覆膜形成工序之前实施镀覆膜形成工序。即,镀覆膜形成工序是任意的工序。在带螺纹接头的油井管200不包含镀覆膜70的情况下,不实施镀覆膜形成工序。
在实施镀覆膜形成工序的情况下,在镀覆膜形成工序中,在母扣接触表面500上形成镀覆膜70。
镀覆膜70的形成能够通过公知的方法来实施。镀覆膜70的形成也可以使用电解镀覆,也可以使用非电解镀覆。例如,在通过电解镀覆法来形成由Zn-Ni合金形成的镀覆膜70的情况下,镀浴含有锌离子和镍离子。优选的是,镀浴的组成含有锌离子:1~100g/L和镍离子:1~50g/L。电解镀覆法的条件例如是镀浴pH:1~10、镀浴温度:60℃、电流密度:1~100A/dm2以及处理时间:0.1~30分。例如,在通过电解镀覆法来形成由Cu-Sn-Zn合金形成的镀覆膜70的情况下,镀浴含有铜离子:1~50g/L、锡离子:1~50g/L以及锌离子:1~50g/L。电解镀覆的条件也可以与上述形成由Zn-Ni合金形成的镀覆膜70的条件相同。在镀覆膜70是Cu镀覆膜的情况下,能够通过公知的方法来制造。
[基底处理工序]
此外,在带螺纹接头的油井管200的制造工序中,也可以在准备工序后且是镀覆膜形成工序前包括基底处理工序。即,在实施镀覆膜形成工序的情况下,也可以是,在镀覆膜形成工序前实施基底处理工序。基底处理工序例如是酸洗处理或喷射处理等。能够通过基底处理工序来调整带螺纹接头的管坯的母扣接触表面500的表面粗糙度。在该情况下,镀覆膜70的相对于母扣接触表面500的紧密贴合性提高。以下,说明酸洗处理、喷射处理。
[酸洗处理]
酸洗处理是如下处理:在硫酸、盐酸、硝酸或氢氟酸等强酸液中浸渍母扣接触表面500,使母扣接触表面500粗糙。由此,能够增大母扣接触表面500的表面粗糙度。
[喷射处理]
喷射处理例如是使用喷射装置而使喷射材料(研磨剂)与母扣接触表面500碰撞的处理。喷射处理例如是喷砂处理。喷射处理是将喷射材料(研磨剂)和压缩空气混合并向母扣接触表面500喷射的处理。喷射材料例如是球状的喷丸材料和角状的砂粒材料。能够通过喷砂处理来增大母扣接触表面500的表面粗糙度。喷砂处理能够通过公知的方法来实施。例如,利用压缩机压缩空气,将压缩空气和喷射材料混合。喷射材料的材质例如是不锈钢、铝、陶瓷以及氧化铝等。喷砂处理的喷射速度等条件能够适当设定。
[防锈润滑脂涂布工序]
在防锈润滑脂涂布工序中,在通过管坯准备工序而准备的带螺纹接头的管坯的公扣接触表面400上涂布防锈润滑脂80A。
对于防锈润滑脂涂布工序而言,若能够将防锈润滑脂80A涂布于公扣接触表面400上,则没有特别限定。例如,也可以通过喷雾来涂布防锈润滑脂80A,也可以通过刷毛涂抹来涂布防锈润滑脂80A,也可以通过其他公知的方法来将防锈润滑脂80A涂布于公扣接触表面400上。
[化学转化处理覆膜形成工序]
在带螺纹接头的油井管200的公扣40A在公扣接触表面400与防锈润滑脂80A之间包含化学转化处理覆膜90的情况下,也可以是,在准备工序后且是防锈润滑脂涂布工序前实施化学转化处理覆膜形成工序。即,化学转化处理覆膜形成工序是任意的工序。在带螺纹接头的油井管200不包含化学转化处理覆膜90的情况下,不实施化学转化处理覆膜形成工序。
在实施化学转化处理覆膜形成工序的情况下,在化学转化处理覆膜形成工序中,实施公知的化学转化处理,在公扣接触表面400上形成化学转化处理覆膜90。化学转化处理能够通过公知的方法来实施。作为处理液,能够使用一般的市售的化学转化处理液。为了促进化学转化处理覆膜的形成,也可以在化学转化处理前进行表面调整。表面调整是浸渍于含有胶体钛等的表面调整用水性液的处理。优选的是,在化学转化处理后,在水洗或热水洗之后,进行干燥。
能够通过以上的制造工序来制造带螺纹接头的油井管200。此外,也可以通过上述的方法以外的其他方法来准备带螺纹接头的油井管200。
[保护件安装工序]
优选的是,实施在带螺纹接头的油井管200的公扣40A和/或母扣50安装保护件的保护件安装工序。保护件也可以安装,也可以不安装。在安装的情况下,安装于公扣40A的保护件(以下,称为公扣用保护件)是覆盖公扣40A的公扣接触表面400的罩。安装于母扣50的保护件(以下,称为母扣用保护件)是覆盖母扣50的母扣接触表面500的盖。
母扣用保护件是圆筒状,在外周面形成有能够向母扣50的内螺纹部51拧入的外螺纹部。母扣用保护件例如由公知的树脂形成。
图18是将公扣用保护件安装于公扣40A的状态的结构图。参照图18,公扣用保护件600覆盖公扣40A并紧固。公扣用保护件600包括筒部601和盖部602。筒部601在内周面形成有内螺纹部。内螺纹部与公扣接触表面400相对。筒部601的内螺纹部与公扣接触表面400的外螺纹部41对应。当向公扣用保护件600***公扣40A时,筒部601的内螺纹部与公扣接触表面400的外螺纹部啮合。由此,公扣用保护件600紧固于公扣40A。此时,筒部601覆盖公扣接触表面400。
图19是将公扣用保护件600安装于公扣40A的状态下的外螺纹部41和公扣用保护件600的内螺纹部610的附近部分的纵剖视图。参照图19,在安装有公扣用保护件600的状态下,将公扣40A的外螺纹部41的螺纹底41B与公扣用保护件600的筒部601的内螺纹部610的螺纹牙610T之间的距离定义为D1。并且,将公扣用保护件600的筒部601的内螺纹部610的螺纹底610B与公扣40A的外螺纹部41的螺纹牙41T之间的距离定义为D2。在该情况下,距离D1比距离D2长。
涂布于公扣接触表面400上的防锈润滑脂80A在将公扣用保护件600安装于公扣40A的状态下填充于公扣用保护件600的内螺纹部610与公扣40A的外螺纹部41之间的间隙。因此,公扣40A的外螺纹部41的螺纹底41B与公扣用保护件600的筒部601的内螺纹部610的螺纹牙610T之间的防锈润滑脂80A的厚度T1比公扣40A的外螺纹部41的螺纹牙41T与公扣用保护件600的筒部601的内螺纹部的螺纹底610B之间的防锈润滑脂80A的厚度T2厚。
当在油井挖掘地A3中将带螺纹接头的油井管1的公扣40向其他带螺纹接头的油井管1的母扣50拧入并紧固时,带螺纹接头的油井管1的公扣40的外螺纹部41的螺纹底41B与其他带螺纹接头的油井管1的母扣50的内螺纹部51的螺纹牙接触。另一方面,在紧固时,在带螺纹接头的油井管1的公扣40的外螺纹部41的螺纹牙41T与其他带螺纹接头的油井管1的母扣50的内螺纹部51的螺纹底之间形成有一些间隙。于是,在带螺纹接头的油井管200中,在安装有公扣用保护件的状态下,螺纹底41B区域中的防锈润滑脂80A形成得较厚。在该情况下,能够进一步抑制在当紧固时与母扣的内螺纹接触的公扣40A的外螺纹部41的螺纹底41B区域产生锈的情况。
[现场场地输送工序:S2]
将在带螺纹接头的油井管准备工序S1中准备的带螺纹接头的油井管200通过陆路或海路而向现场场地A2输送。输送方法利用公知的方法即可。在陆路的情况下,利用卡车等大型车辆而输送多个带螺纹接头的油井管200。在海路的情况下,在船舶搭载多个带螺纹接头的油井管200而输送。
[现场场地暂时保管工序:S3]
在现场场地暂时保管工序S3中,将输送至现场场地A2的多个带螺纹接头的油井管200在现场场地A2中暂时保管。现场场地A2中的带螺纹接头的油井管200的保管期间比油井挖掘地A3中的带螺纹接头的油井管1的保管期间长。现场场地A2中的带螺纹接头的油井管200的保管期间例如是半年~2年左右。
在现场场地输送工序S2中,输送多个带螺纹接头的油井管200。因此,存在如下情况:在输送中带螺纹接头的油井管200的公扣40A彼此碰撞,或者带螺纹接头的油井管200的公扣40A与带螺纹接头的油井管200以外的构造物等碰撞。存在由于输送时的碰撞而形成于公扣接触表面400上的防锈润滑脂80A的一部分被去除的情况。然而,如上述那样,防锈润滑脂80A能够通过涂布于公扣接触表面400上来容易地修复。因此,假设,当在输送时防锈润滑脂80A的一部分被去除的情况下,也能够在现场场地A2中将防锈润滑脂80A涂布于公扣接触表面400上而容易地修复,能够获得优异的修复性。因此,也不需要像形成固体防锈覆膜的情况那样在现场场地A2设置专用的设备。
另外,也存在如下情况:在输送时,由于碰撞而导致公扣接触表面400上的外螺纹部41、公扣密封面42、公扣台肩面43损伤或破损。在该情况下,在现场场地A2中,切断带螺纹接头的油井管200的损伤的公扣40A。然后,使用配置于现场场地A2的公扣接触表面制作装置,对切掉切断的带螺纹接头的油井管200的公扣40A的端部实施螺纹切削加工,重新形成公扣接触表面400。而且,在重新形成的公扣接触表面400上涂布防锈润滑脂80A。由此,能够容易地再次生成防锈润滑脂80A,能够获得优异的修复性。
在现场场地A2中,将带螺纹接头的油井管200在室外保管半年~2年左右的较长期间。然而,如上述那样,防锈润滑脂80A显示优异的耐腐蚀性。因此,在现场场地A2中的保管中,能够抑制公在扣接触表面400上产生锈的情况。此外,在带螺纹接头的油井管200的母扣接触表面500上形成有固体润滑覆膜60。固体润滑覆膜60也起到防锈作用。因此,在现场场地A2中的保管中,能够抑制在母扣接触表面500上也产生锈的情况。
[轻油涂布工序:S4]
在油井挖掘地A3中,在带螺纹接头的油井管1的保管根数变少时,从现场场地A2向油井挖掘地A3供给新的带螺纹接头的油井管1。在从现场场地A2向油井挖掘地A3输送带螺纹接头的油井管1之前,在现场场地A2中,去除带螺纹接头的油井管200的防锈润滑脂80A并涂布轻油80,设为带螺纹接头的油井管1。
具体而言,首先,在现场场地A2中,去除带螺纹接头的油井管200的公扣接触表面400上的防锈润滑脂80A。防锈润滑脂80A是半固体状或糊状,因此能够容易地去除。例如,能够通过高压水来去除防锈润滑脂80A。在去除了防锈润滑脂80A的公扣接触表面400上涂布轻油80。轻油80是液体,因此能够容易地涂布于公扣接触表面400上。也可以通过喷雾来涂布轻油80,也可以通过刷毛涂抹来涂布轻油80,也可以通过其他公知的方法来涂布于公扣接触表面400上。
通过以上的工序,在现场场地A2中,能够将防锈润滑脂80A容易地替换为轻油80。由此,在螺纹紧固后的油井管(油井管连结体)的内部,能够抑制由防锈剂引起的堵塞的发生。而且,如后述那样,涂布有轻油80的带螺纹接头的油井管1能够降低抵肩扭矩Ts。
[油井挖掘地输送工序:S5]
在油井挖掘地输送工序S5中,将在现场场地A2中制造的带螺纹接头的油井管1从现场场地A2向油井挖掘地A3输送。输送方法利用公知的方法即可。在陆路的情况下,利用卡车等大型车辆而输送多个带螺纹接头的油井管1。在海路的情况下,在船舶搭载多个带螺纹接头的油井管1而输送。
[油井挖掘地暂时保管工序:S6]
在油井挖掘地暂时保管工序S6中,暂时保管从现场场地A2输送来的带螺纹接头的油井管1。油井挖掘地A3中的带螺纹接头的油井管1的保管期间明显比现场场地A2中的带螺纹接头的油井管200的保管期间短。油井挖掘地A3中的带螺纹接头的油井管1的保管期间例如是1周~1个月。
如上述那样,油井挖掘地A3中的带螺纹接头的油井管1的保管期间是较短期间。因此,能够通过涂布于公扣接触表面400上的轻油80而获得充分的耐腐蚀性。
此外,在油井挖掘地输送工序S5中,在从现场场地A2向油井挖掘地A3的输送中,也存在如下情况:由于碰撞而导致公扣接触表面400上的外螺纹部41、公扣密封面42、公扣台肩面43损伤或破损。在该情况下,使损伤的带螺纹接头的油井管1从油井挖掘地A3向现场场地A2返回。然后,在现场场地A2中,切断带螺纹接头的油井管1的损伤的公扣40A,实施螺纹切削加工,重新形成公扣接触表面400。而且,在重新形成的公扣接触表面400上涂布轻油80。由此,能够容易地再次生成涂布有轻油80的带螺纹接头的油井管1。
[油井管连结体制造工序:S7]
使用在油井挖掘地A3中暂时保管的带螺纹接头的油井管1而制造油井管连结体(S7)。具体而言,向其他带螺纹接头的油井管1的母扣50***并拧入带螺纹接头的油井管1的公扣40。此时,公扣接触表面400上的轻油80降低抵肩扭矩Ts。
通过以上的制造工序,在油井挖掘地A3中,能够制造紧固多个带螺纹接头的油井管1而形成的油井管连结体。在本制造方法中,在公扣接触表面400上不形成固体防锈覆膜,取而代之,在即将使用之前在公扣接触表面400上涂布防锈润滑脂80A。由此,即使在公扣40A损伤的情况下,也能够重新制作公扣40A,并且也能够容易地涂布(修复)防锈润滑脂80A,能够获得优异的修复性。而且,防锈润滑脂80A发挥较长期间的防锈功能。因此,在现场场地A2中的保管中,能够抑制在带螺纹接头的油井管200的公扣接触表面产生锈的情况。然后,在从现场场地A2向油井挖掘地A3输送之前,去除防锈润滑脂80A,在公扣接触表面400上涂布轻油80。由此,在螺纹紧固后的油井管(油井管连结体)的内部,能够抑制由防锈剂引起的堵塞的发生。而且,通过使用在公扣接触表面400上涂布有轻油80的带螺纹接头的油井管1来制造油井管连结体,从而在将带螺纹接头的油井管1向其他带螺纹接头的油井管1拧入并紧固时,能够将抵肩扭矩Ts抑制得较低。此外,紧固扭矩To能够维持得较高。而且,通过形成于母扣50的固体润滑覆膜而显示优异的耐烧结性。
实施例
以下,说明实施例。不过,本实施方式的带螺纹接头的油井管并非限制于实施例。实施例中的%只要没有特别指定,就表示质量%。
[试验编号1~3的带螺纹接头的油井管的制作]
准备试验编号1~3的带螺纹接头的油井管。作为带螺纹接头的油井管,使用日本制铁株式会社制的T&C型的油井管用螺纹接头VAM21(注册商标)KW(外径250.83mm(9.875英寸)、壁厚:15.88mm(0.625英寸))。油井管的钢种是碳钢,相当于API 5CT标准的P110,C含量是0.2%,Cr含量是1.0%。
[关于试验编号1、2的公扣接触表面]
对试验编号1、2的公扣接触表面形成磷酸锌化学转化处理覆膜。具体而言,对公扣接触表面,首先,进行机械磨削精加工。之后,使用市售的磷酸锌处理液,通过公知的方法来实施化学转化处理,形成磷酸锌化学转化处理覆膜。
模拟油井管连结体的制造方法,首先,在试验编号1、2的磷酸锌化学转化处理覆膜上涂布防锈润滑脂。具体而言,在试验编号1、2的磷酸锌化学转化处理覆膜上涂布商品名“RUST VETO AS EU”。在涂布防锈润滑脂之后经过两个小时之后,利用高压水而去除防锈润滑脂。此时,试验编号1、2的公扣接触表面上的磷酸锌化学转化处理覆膜残存。
在去除防锈润滑脂之后,在磷酸锌化学转化处理覆膜上涂布轻油。具体而言,在试验编号1、2的磷酸锌化学转化处理覆膜上涂布商品名“WD-40”。从距公扣接触表面500mm的位置喷雾喷射WD-40。在喷雾喷射中,使公扣绕中心轴线旋转,在公扣接触表面整体涂布WD-40。通过以上的结构而制造试验编号1、2的带螺纹接头的油井管。
[关于试验编号3的公扣接触表面]
对试验编号3的公扣接触表面形成与试验编号1、2相同的磷酸锌化学转化处理覆膜。磷酸锌化学转化处理覆膜的制造条件与试验编号1、2相同。
在磷酸锌化学转化处理覆膜上形成固体防锈覆膜。固体防锈覆膜形成用组合物以丙烯酸树脂类紫外线固化型树脂为主要成分。将紫外线以公知的条件向涂布的固体防锈覆膜形成用组合物照射,形成厚度约20μm的固体防锈覆膜。获得的固体防锈覆膜是透明的。
[关于试验编号1~3的母扣接触表面]
在试验编号1~3的母扣接触表面,通过公知的电镀处理而形成厚度约8μm的Cu-Sn-Zn合金镀层。Cu-Sn-Zn合金镀层的化学组成是Cu:约63%、Sn:约30%以及Zn:约7%。
在Cu-Sn-Zn合金镀层上,将以质量%计含有结合剂(以树脂和石蜡的混合物(质量比为约4:3)为主要成分):约70%、润滑剂(土状石墨、PTFE等):约20%、防锈添加剂:约7%以及增塑剂:约1%的组合物加热至130℃并进行喷雾涂布并冷却,形成厚度50μm的固体润滑覆膜。
通过以上的制造工序而制造多个试验编号1~3的带螺纹接头的油井管。
[扭矩测定试验]
使用各试验编号的带螺纹接头的油井管,测定螺纹紧固时(螺纹紧固过程)的扭矩,制作图20所示的扭矩图。具体而言,以紧固速度10rpm使紧固扭矩值逐渐上升,在材料屈服时结束试验。图20中的Ts表示抵肩扭矩。图20中的MTV表示线段L和扭矩图相交的扭矩值。线段L是斜率与抵肩后的扭矩图中的线性区域的斜率相同且与该线性区域相比转数多0.2%的直线。在本实施例中,屈服扭矩Ty(抵肩后的扭矩图中的线性区域和非线性区域的分界)不清楚,因此使用线段L来规定MTV,用MTV代替屈服扭矩Ty而作为指标。将与试验编号1~3的扭矩值相关的图表示于图2。在图2中,将试验编号3的抵肩扭矩设为100,示出各试验编号的抵肩扭矩和抵肩扭矩阻力ΔT。在图2中的各试验编号的柱状图中,阴影部分的上端表示抵肩扭矩Ts值,空白部分的上端表示MTV值。
[耐烧结性评价试验]
耐烧结性评价通过反复紧固试验来进行。使用试验编号1和试验编号3的公扣和母扣,在室温(20℃)下反复进行螺纹紧固和螺纹拧松,评价耐烧结性。紧固扭矩设为24350ft.lbs。每当进行一次螺纹紧固和螺纹拧松时,通过目视来观察公扣接触表面和母扣接触表面。通过目视观察来确认螺纹部和金属密封部烧结的发生状况。在金属密封部发生烧结时结束试验。在螺纹部的烧结轻微,通过锉刀等的维修而能够恢复的情况下,修补烧结缺陷并继续进行试验。最大反复紧固次数设为5次。当在最大反复紧固次数后在螺纹部不发生无法恢复的烧结和在金属密封部不发生烧结的情况下,设为合格(在表1中标记为E(excellent))。
[室外暴露试验]
在试验编号1~3的带螺纹接头的油井管的公扣安装相同形状的保护件,在室外放置6周。在放置6周后,通过目视来确认各试验编号的公扣接触表面的锈的产生的有无。在未能确认到锈的情况下,设为合格(在表1中标记为E(excellent))。
[评价结果]
将试验结果示于图2和表1。
[表1]
表1
参照图2,在试验编号1和试验编号2的带螺纹接头的油井管中,与以往的试验编号3的带螺纹接头的油井管相比,抵肩扭矩Ts降低。而且,试验编号1、2的MTV与试验编号3的MTV为相同程度。
另外,参照表1,试验编号1~3的带螺纹接头的油井管的耐烧结性均优异。而且,试验编号1~3的带螺纹接头的油井管均在室外暴露试验中也未确认到锈的产生,均耐腐蚀性优异。
以上,说明了本发明的实施方式。然而,上述的实施方式只不过是用于实施本发明的例示。因此,本发明不限定于上述的实施方式,能够在不脱离其主旨的范围内对上述的实施方式适当变更来实施。
附图标记说明
1、带螺纹接头的油井管;10、管主体;10A、第1端部;10B、第2端部;11、公扣管体;12、管接头;40、40A、公扣;41、外螺纹部;42、公扣密封面;43、公扣台肩面;50、母扣;51、内螺纹部;52、母扣密封面;53、母扣台肩面;60、固体润滑覆膜;80、轻油;200、带螺纹接头的油井管;400、公扣接触表面;500、母扣接触表面。
Claims (13)
1.一种带螺纹接头的油井管,其是能够与其他带螺纹接头的油井管紧固的带螺纹接头的油井管,其中,
该带螺纹接头的油井管包括管主体,该管主体包含第1端部和第2端部,
所述管主体包含:
公扣,其形成于所述第1端部,在紧固时,向所述其他带螺纹接头的油井管的母扣***而与所述其他带螺纹接头的油井管的母扣紧固;以及
母扣,其形成于所述第2端部,在所述紧固时,供所述其他带螺纹接头的油井管的公扣***而与所述其他带螺纹接头的油井管的公扣紧固,
所述公扣包含公扣接触表面,该公扣接触表面至少包含形成于所述管主体的所述第1端部的外周面的外螺纹部,在所述紧固时,该公扣接触表面与所述其他带螺纹接头的油井管的所述母扣接触,
在所述公扣接触表面涂布有轻油,
所述母扣包含:
母扣接触表面,其至少包含形成于所述管主体的所述第2端部的内周面的内螺纹部,在所述紧固时,该母扣接触表面与所述其他带螺纹接头的油井管的所述公扣的所述公扣接触表面接触;以及
固体润滑覆膜,其形成于所述母扣接触表面上。
2.根据权利要求1所述的带螺纹接头的油井管,其中,
所述公扣接触表面还包含:
公扣密封面,其形成于所述第1端部的所述外周面中的比所述外螺纹部靠顶端侧的位置;以及
公扣台肩面,其设于所述第1端部的顶端,
所述母扣接触表面还包含:
母扣密封面,其形成于所述第1端部的所述内周面中的比所述内螺纹部靠顶端侧的位置;以及
母扣台肩面,其设于所述第2端部的顶端。
3.根据权利要求1或2所述的带螺纹接头的油井管,其中,
所述公扣还包含形成于所述公扣接触表面上的化学转化处理覆膜,
所述轻油涂布于所述化学转化处理覆膜上。
4.根据权利要求3所述的带螺纹接头的油井管,其中,
在所述带螺纹接头的油井管的化学组成中,Cr含量以质量%计为2.0%以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的带螺纹接头的油井管,其中,
所述母扣还包含形成于所述母扣接触表面上的镀覆膜,
所述固体润滑覆膜形成于所述镀覆膜上。
6.一种带螺纹接头的油井管,其中,
该带螺纹接头的油井管包括管主体,该管主体包含第1端部和第2端部,
所述管主体包括:
公扣,其形成于所述第1端部;以及
母扣,其形成于所述第2端部,
所述公扣包含公扣接触表面,该公扣接触表面至少包含形成于所述管主体的所述第1端部的外周面的外螺纹部,
在所述公扣接触表面涂布有防锈润滑脂,
所述母扣包含:
母扣接触表面,其至少包含形成于所述管主体的所述第2端部的内周面的内螺纹部;以及
固体润滑覆膜,其形成于所述母扣接触表面上。
7.根据权利要求6所述的带螺纹接头的油井管,其中,
所述公扣接触表面还包含:
公扣密封面,其形成于所述第1端部的所述外周面中的比所述外螺纹部靠顶端侧的位置;以及
公扣台肩面,其设于所述第1端部的顶端,
所述母扣接触表面还包含:
母扣密封面,其形成于所述第1端部的所述内周面中的比所述内螺纹部靠顶端侧的位置;以及
母扣台肩面,其设于所述第2端部的顶端。
8.根据权利要求6或7所述的带螺纹接头的油井管,其中,
所述公扣还包含形成于所述公扣接触表面上的化学转化处理覆膜,
所述防锈润滑脂涂布于所述化学转化处理覆膜上。
9.根据权利要求8所述的带螺纹接头的油井管,其中,
在所述带螺纹接头的油井管的化学组成中,Cr含量以质量%计为2.0%以下。
10.根据权利要求6~9中任一项所述的带螺纹接头的油井管,其中,
所述母扣还包含形成于所述母扣接触表面上的镀覆膜,
所述固体润滑覆膜形成于所述镀覆膜上。
11.根据权利要求6~10中任一项所述的带螺纹接头的油井管,其中,
该带螺纹接头的油井管还包括覆盖所述公扣并紧固的保护件,
所述保护件包含:
筒部,其在内周面形成有内螺纹;以及
盖部,其配置于所述筒部的一端,
所述公扣的所述外螺纹的螺纹牙与所述保护件的所述筒部的所述内螺纹的螺纹底之间的距离D1比所述公扣的所述外螺纹的螺纹底与所述保护件的所述筒部的所述内螺纹的螺纹牙之间的距离D2长,
所述公扣的所述外螺纹的螺纹牙与所述保护件的所述筒部的所述内螺纹的螺纹底之间的所述防锈润滑脂的厚度T1比所述公扣的所述外螺纹的螺纹底与所述保护件的所述筒部的所述内螺纹的螺纹牙之间的所述防锈润滑脂的厚度T2厚。
12.一种油井管连结体的制造方法,其是由多个带螺纹接头的油井管紧固而成的油井管连结体的制造方法,其中,
该油井管连结体的制造方法包括油井管准备工序,在该油井管准备工序中,准备带螺纹接头的油井管,
所述带螺纹接头的油井管包括管主体,该管主体包含第1端部和第2端部,
所述管主体包含:
公扣,其形成于所述第1端部;以及
母扣,其形成于所述第2端部,
所述公扣包含公扣接触表面,该公扣接触表面至少包含形成于所述管主体的所述第1端部的外周面的外螺纹部,
在所述公扣接触表面上涂布有防锈润滑脂,
所述母扣包含:
母扣接触表面,其至少包含形成于所述管主体的所述第2端部的内周面的内螺纹部;以及
固体润滑覆膜,其形成于所述母扣接触表面上,
所述油井管连结体的制造方法还包括如下工序:
将所述带螺纹接头的油井管向作为暂时保管所述带螺纹接头的油井管的场所的现场场地输送;
将输送至所述现场场地的所述带螺纹接头的油井管在所述现场场地中暂时保管;
在将在所述现场场地中暂时保管的所述带螺纹接头的油井管向形成所述油井管连结体的油井挖掘地输送之前,去除涂布于所述带螺纹接头的油井管的所述公扣接触表面的所述防锈润滑脂,在去除了所述防锈润滑脂的所述公扣接触表面涂布轻油;
将在所述公扣接触表面涂布有所述轻油的带螺纹接头的油井管向所述油井挖掘地输送;以及
在所述油井挖掘地中,将在所述公扣接触表面涂布有所述轻油的带螺纹接头的油井管与其他带螺纹接头的油井管紧固而形成油井管连结体。
13.一种带螺纹接头的油井管的制造方法,其中,
该带螺纹接头的油井管的制造方法包括将输送的带螺纹接头的油井管在现场场地中暂时保管的工序,
所述带螺纹接头的油井管包括管主体,该管主体包含第1端部和第2端部,
所述管主体包含:
公扣,其形成于所述第1端部;以及
母扣,其形成于所述第2端部,
所述公扣包含公扣接触表面,该公扣接触表面至少包含形成于所述管主体的所述第1端部的外周面的外螺纹部,
在所述公扣接触表面涂布有防锈润滑脂,
所述母扣包含:
母扣接触表面,其至少包含形成于所述管主体的所述第2端部的内周面的内螺纹部;以及
固体润滑覆膜,其形成于所述母扣接触表面上,
所述带螺纹接头的油井管的制造方法还包括如下工序:
在将在所述现场场地中暂时保管的所述带螺纹接头的油井管向形成油井管连结体的油井挖掘地输送之前,去除涂布于所述带螺纹接头的油井管的所述公扣接触表面的所述防锈润滑脂,在去除了所述防锈润滑脂的所述公扣接触表面涂布轻油。
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