CN1407073A - 高扭矩钻具螺纹脂 - Google Patents
高扭矩钻具螺纹脂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1407073A CN1407073A CN 01108736 CN01108736A CN1407073A CN 1407073 A CN1407073 A CN 1407073A CN 01108736 CN01108736 CN 01108736 CN 01108736 A CN01108736 A CN 01108736A CN 1407073 A CN1407073 A CN 1407073A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- accounts
- thread
- acid
- powder
- torsional moment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Lubricants (AREA)
Abstract
螺纹脂是石油天然气钻探中的主要消耗材料,性能直接影响钻探成本。高摩擦系数螺纹脂对提高钻具性能、降低生产成本,有重大意义。目前国内外无此产品。本发明高摩擦系数螺纹脂特征是:由重量38-48%的00#复合锂基脂及52-62%的固体粉料组成,前者由占自身重量7.55%的12-羟基硬脂酸1.55%癸二酸、0.91%硼酸、2.55%氢氧化锂、添加78.44%基础油经皂化、辅加9%的添加剂经调合、均质等工艺制得,后者由占组合物重量18-28%的α-Al2O3粉、4-6.5%γ-Al2O3粉、10-15%高岭土粉、5-10%钙粉、2-3%氧化铬绿粉,5-10%的鳞片石墨粉,2-5%湿法白云母粉、2-5%的氟化稀土粉组成;产品无毒无害不易燃不易燥、涂刷性好、在-40℃~180℃内不干涸,适于陆地、海洋石油天然气的各种钻井作业中使用。
Description
技术领域:
本发明涉及一种钻具螺纹脂,特别是在石油、天然气钻探中,所用钻具使用的螺纹脂。
背景技术:
钻具螺纹脂是在石油、天然气钻探中,钻具必须使用的一种消耗性材料,其性能的好坏关系着钻具的使用寿命、维修费用、钻具的消耗费用,直接影响到钻探成本。传统钻具螺纹脂的技术性能虽然已由国家石油天然气行业标准SY/T5198-1996规定,但是其关键性的一个技术指标—摩擦系数,长期以来一直无法测定。尽管在该标准中推荐使用美国石油学会推荐的《旋转台肩接头螺纹脂试验推荐作法》-1992年第一版,但由于该方法所存在的问题及其失效等原因,国内至今没有任何单位采用过。因此,严格说钻具螺纹脂摩擦系数的测定方法,在本研究工作完成前一直是个空白。国内生产钻具螺纹脂的厂家,从来没有规范测定过这一技术指标,以至成为导致国内钻具维修费高、钻具寿命短、钻具消耗量大的一个重要因素。在美国石油学会推荐的APIRP7G《钻柱设计和操作限定的推荐作法》中,给出了钻柱旋转台肩连接(常规接头)的扭矩计算公式: 式中:Ty-屈服要求的转矩或扭矩
Ym-材料的最小屈服强度
P-螺矩
f-配合面(螺纹和台肩)摩擦系数
θ-螺纹半角
Rt-螺纹当量半径
Rs-台角面当量半径公式中f就是钻具螺纹脂摩擦系数,钻具传递的扭矩Ty几乎与f成正比,这足以表明摩擦系数是何等重要。在生产实践中,由于无法测定出螺纹脂的摩擦系数值,必然造成钻具的大量消耗,特别是随着大位移钻井技术的发展,做不出高摩擦系数的螺纹脂就必然要大幅度地提高钻具材料的强度,也必然导致大幅度地增加钻具成本。于是,研制具有高摩擦系数的钻具螺纹脂,对于提高钻具性能、降低生产成本具有重大的现实意义。而高扭矩高摩擦系数钻具螺纹脂的发明,须以获得能科学、准确地测定出螺纹脂摩擦系数的实用方法为前提。发明人经过多年的实验研究,提出了GB3142-82标准方法,圆满地解决了这个重大的技术难题,为本发明奠定了坚实的技术基础。依此法对国内外现有常规钻具螺纹脂的品种实测结果表明:①所有产品其摩擦系数均在0.06-0.09之间,目前没有高摩擦系数的产品;②国外钻具螺纹脂产品摩擦系数稳定、重复性好;③国内钻具螺纹脂产品摩擦系数不稳定,重复性差,在极压状态下稳定性极差。按钻探技术实践的要求,高性能钻具螺纹脂的性能特征应是:相对摩擦系数高即数值不小于1,在极压状态下动摩擦系数、临界摩擦系数和静摩擦系数趋于一致。具有这种性能的钻具螺纹脂最有利于钻具的使用,其上、卸扣性能好,不易发生粘扣、螺纹表面不易划伤,台角面不易磨损,密封性能好,母扣不易胀大,公扣不易钻扣。国外只有个别名牌产品其性能可以达到大部分要求,而国内产品达不到。
发明内容:
本发明目的在于:解决目前钻具螺纹脂产品摩擦系数低,钻具消耗量大的实际问题,为用户提供一种高扭矩钻具使用的具有高摩擦系数,在极压状态下其动摩擦系数,临界摩擦系数和静摩擦系数趋于一致的高性能螺纹脂产品。
本发明的高扭矩钻具螺纹脂,具有上述高性能螺纹脂的全部优点。作为一种组合物,其特征在于:它由占重量百分比为38-48%的00#复合锂基脂及52-62%的固体粉末辅料组成,其中00#复合锂基脂,则由占自身重量7.55%的12-羟基硬脂酸、1.55%的癸二酸、0.91%的硼酸、2.55%的氢氧化锂、添加78.44%的基础油N-100(或减3B)经皂化、并辅加9%的添加剂经调合、均质、脱气工艺而制得,添加剂可采用5%的油溶性石油磺酸钡、0.5%的苯并三氮唑、1.5%的二丁基二硫代氨基甲酸锑、0.5%烯基丁二酸、1%二壬基萘磺酸钡及0.5苯***十八胺盐;其固体粉辅料则由占螺纹脂组合物重量18-28%的α-Al2O3,4-6.5%的γ-Al2O3,10-15%的高岭土,5-10%的超细钙粉,2-3%的氧化铬绿,5-10%的鳞片石墨,2-5%的湿法白云母粉,2-5%的氟化稀土粉组成。
本发明的制备工艺,由制备作为载体的00#复合锂基脂及将制成的该基脂与上面所述的固体粉辅料按比例混合搅拌均匀,然后在胶体磨中将其磨匀而成。
本发明的优点在于:用上述配比制备出的高扭矩钻具螺纹脂,其相对摩擦系数可达1.50,根据用户需要可在1.03-1.50间调整,并在极压状态下其动摩擦系数、临界摩擦系数和静摩擦系数趋于一致,其阻漏压力达53MPa,在-40℃-180℃温度范围内不干涸,涂刷性良好,且不含重金属,无毒无害、不易燃不易爆,具有高性能螺纹脂的全部性能特征,适于在陆地、海洋的石油天然气浅井、深井、超深井、大位移井等各种钻井作业中使用。
具体实施方式:
实施例1:极压状态下摩擦系数为0.12的高扭矩钻具螺纹脂:本螺纹脂组合物中,00#复合锂基脂含量占48%,固体粉料含量占52%;其中在00#复合锂基脂的成份中有:
12-羟基硬脂酸 3.62%
癸二酸 0.74%
硼酸 0.44%
氢氧化锂 1.23%
N-100(或减3B) 37.65%
添加剂成份中:
油溶性石油磺酸钡 2.40%
苯并三氮唑 0.24%
二丁基二硫代氨基甲酸锑 0.72%
烯基丁二酸 0.24%
二壬基萘磺酸钡 0.48%
苯***十八胺盐 0.24%在固体粉料成份中有:
α-Al2O3 28%
超细高岭土 12%
氧化铬绿 3.4%
鳞片石墨粉 3%
湿法白云母粉 1%
氟化稀土粉 4.6%制备方法:
先将所用比例的12-羟基硬脂酸、癸二酸、硼酸、氢氧化锂及三分之二用量的基础油N-100(或减3B)混合在一起进行皂化,皂化完成后,再添加所述组份及比例的添加剂和三分之一用量的基础油进行调和,调和完成后通过剪切器均质,经脱气出料即成所需用的00#复合锂基脂,然后再将其与所述组份及比例的固体粉料在锥形搅拌斧中混料搅拌,最后在胶体磨中磨匀,出料包装即成产品。经测定其主要技术参数如下:
相对摩擦系数1.5(用GB3142-82标准方法测定)
工作锥入度(25℃,150g) 275-305
滴点 (℃) ≥200
分油量 (65℃、24小时)% <5
涂刷 (℃) ≮-40实施例2:极压状态下摩擦系数为0.1的高扭矩螺纹脂组合物中:00#复合锂基脂含量占45%,固体粉料占55%。其中00#复合锂基脂成份中:
12-羟基硬脂酸 3.40%
癸二酸 0.70%
硼酸 0.41%
氢氧化锂 1.15%
基础油N-100(或减3B) 35.29%
添加剂成份中:
油溶性石油磺酸钡T701 2.26%
苯并三氮唑 0.22%
二丁基二硫代氨基甲酸锑 0.67%
烯基丁二酸 0.22%
二壬基萘磺酸钡 0.46%
苯***十八胺盐 0.22%
固体粉料成份:
α-Al2O3 18.68%
γ-Al2O3 6.22%
超细煅烧高岭土 19.74%
氧化铬绿 3.36%
鳞片石墨粉 3%
湿性白云母粉 1%
氟化稀土粉 3%
制备方法同实施例1。由GB3142-82标准法测定其相对摩擦系数为1.25
Claims (2)
1、一种高扭矩钻具螺纹脂组合物,其特征在于:由占重量38-48%的00#复合锂基脂及52-62%的固体粉辅料组成,其中00#复合锂基脂,由占自身重量7.55%的12-羟基硬脂酸,1.55%的癸二酸,0.91%的硼酸,2.55%的氢氧化锂,添加78.44%的基础油N-100或减3B经皂化、并辅加9%的添加剂经调合、均质、脱气而制得,其固体粉辅料由占该螺纹脂组合物重量18-28%的α-Al2O3,4-6.5%的γ-Al2O3,10-15%的高岭土,5-10%的超细钙粉,2-3%的氧化铬绿,5-10%的鳞片石墨,2-5%的湿法白云母粉,2-5%的氟化稀土粉组成。
2、按照权利要求1所述的高扭矩钻具螺纹脂组合物,其特征在于:00#复合锂基脂制备中,皂化后辅加9%的添加剂,可以是占该复合锂基脂重量5%的油溶性石油磺酸钡,0.5%的苯并三氮唑、1.5%的二丁基二硫化氨基甲酸锑,0.5%白烯基丁二酸、1%的二壬基萘磺酸钡及0.5%的苯***十八胺盐。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/572,449 US6238209B1 (en) | 2000-05-17 | 2000-05-17 | Hearth rolls for heating furnace and soaking furnace of vertical heat treating furnace and vertical heat treating furnace including hearth rolls |
CN 01108736 CN1407073A (zh) | 2001-08-15 | 2001-08-15 | 高扭矩钻具螺纹脂 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 01108736 CN1407073A (zh) | 2001-08-15 | 2001-08-15 | 高扭矩钻具螺纹脂 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1407073A true CN1407073A (zh) | 2003-04-02 |
Family
ID=4657529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 01108736 Pending CN1407073A (zh) | 2000-05-17 | 2001-08-15 | 高扭矩钻具螺纹脂 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1407073A (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101880582A (zh) * | 2010-06-29 | 2010-11-10 | 濮阳市航天化工有限公司 | 高温润滑脂及其制备方法 |
CN101191096B (zh) * | 2006-11-22 | 2011-01-19 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种螺纹脂 |
CN102408940A (zh) * | 2011-10-21 | 2012-04-11 | 中国石油天然气集团公司 | 一种防粘扣钻具螺纹脂及其制备方法 |
CN102417852A (zh) * | 2011-10-21 | 2012-04-18 | 中国石油天然气集团公司 | 一种无金属环保螺纹脂及其制备方法 |
CN104419497A (zh) * | 2013-09-06 | 2015-03-18 | 湖南安能石化有限公司 | 一种钻具螺纹脂及其制备方法 |
CN104830498A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-08-12 | 新乡市恒星化工有限责任公司 | 一种钻井丝扣专用润滑脂及其制备方法 |
CN110437924A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-12 | 新乡市恒星科技有限责任公司 | 一种无水皂化制备复合锂基润滑脂的方法 |
CN110651148A (zh) * | 2017-05-22 | 2020-01-03 | 日本制铁株式会社 | 管用螺纹接头及管用螺纹接头的制造方法 |
-
2001
- 2001-08-15 CN CN 01108736 patent/CN1407073A/zh active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101191096B (zh) * | 2006-11-22 | 2011-01-19 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种螺纹脂 |
CN101880582A (zh) * | 2010-06-29 | 2010-11-10 | 濮阳市航天化工有限公司 | 高温润滑脂及其制备方法 |
CN102408940A (zh) * | 2011-10-21 | 2012-04-11 | 中国石油天然气集团公司 | 一种防粘扣钻具螺纹脂及其制备方法 |
CN102417852A (zh) * | 2011-10-21 | 2012-04-18 | 中国石油天然气集团公司 | 一种无金属环保螺纹脂及其制备方法 |
CN102417852B (zh) * | 2011-10-21 | 2013-05-01 | 中国石油天然气集团公司 | 一种无金属环保螺纹脂及其制备方法 |
CN102408940B (zh) * | 2011-10-21 | 2013-07-31 | 中国石油天然气集团公司 | 一种防粘扣钻具螺纹脂及其制备方法 |
CN104419497A (zh) * | 2013-09-06 | 2015-03-18 | 湖南安能石化有限公司 | 一种钻具螺纹脂及其制备方法 |
CN104419497B (zh) * | 2013-09-06 | 2016-09-07 | 湖南安能石化有限公司 | 一种钻具螺纹脂及其制备方法 |
CN104830498A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-08-12 | 新乡市恒星化工有限责任公司 | 一种钻井丝扣专用润滑脂及其制备方法 |
CN110651148A (zh) * | 2017-05-22 | 2020-01-03 | 日本制铁株式会社 | 管用螺纹接头及管用螺纹接头的制造方法 |
CN110651148B (zh) * | 2017-05-22 | 2022-04-01 | 日本制铁株式会社 | 管用螺纹接头及管用螺纹接头的制造方法 |
US11435014B2 (en) | 2017-05-22 | 2022-09-06 | Nippon Steel Corporation | Threaded connection for pipes or tubes and method for producing the threaded connection for pipes or tubes |
CN110437924A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-11-12 | 新乡市恒星科技有限责任公司 | 一种无水皂化制备复合锂基润滑脂的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5749418A (en) | Cementitious compositions and methods for use in subterranean wells | |
Alvi et al. | Effect of nanoparticles on properties of geopolymers designed for well cementing applications | |
USRE32742E (en) | Method of producing light weight cement for use of cementation of oil and gas wells | |
Roh et al. | Rheological behaviour of coal-water mixtures. 1. Effects of coal type, loading and particle size | |
CN1407073A (zh) | 高扭矩钻具螺纹脂 | |
CN101723625B (zh) | 一种耐磨地面材料 | |
US3071481A (en) | Cement composition | |
CN105347716B (zh) | 一种分散型无氯油井水泥低温早强剂及包含它的水泥浆 | |
EP0101855A1 (en) | Low density proppant for oil and gas wells | |
CN109504354A (zh) | 一种润滑剂、钻井液及其应用 | |
WO1999002464A1 (en) | Cement composition containing synthetic hectorite clay | |
GB2404378A (en) | Storable cementitious slurries containing boric acid and method of using the same | |
JP2002003832A (ja) | 親有機性粘土添加剤、および該親有機性粘土添加剤を含有する温度依存性の少ない流動学的性質を有する油井掘削泥水 | |
Bol | The effect of various polymers and salts on borehole and cutting stability in water-base shale drilling fluids | |
CN102796500A (zh) | 一种固井用低水化热早强水泥 | |
CN1150293C (zh) | 钻井液用改性累托石及其生产方法 | |
Ahdaya et al. | New formulation of fly ash class C based geopolymer for oil well cementing | |
CN114773892A (zh) | 一种环保型多彩涂料及其制备方法 | |
CN107265943A (zh) | 一种注浆材料及其制备方法 | |
US2868294A (en) | Well cementing | |
CN102083936A (zh) | 含有定尺寸粘土材料的井筒流体及其使用方法 | |
CN116083055B (zh) | 一种蓄热储能相变充填体及其制备方法及应用 | |
CN1184296C (zh) | 抗粘扣石油油套管螺纹密封脂 | |
CN1322093C (zh) | 钻井液用阳离子乳化沥青防塌剂及其生产方法 | |
CN1528870A (zh) | 一种纳米抗磨剂及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |