EA022960B1 - Резьбовой конец трубчатого компонента для бурения или эксплуатации углеводородных скважин и получающееся соединение - Google Patents
Резьбовой конец трубчатого компонента для бурения или эксплуатации углеводородных скважин и получающееся соединение Download PDFInfo
- Publication number
- EA022960B1 EA022960B1 EA201270782A EA201270782A EA022960B1 EA 022960 B1 EA022960 B1 EA 022960B1 EA 201270782 A EA201270782 A EA 201270782A EA 201270782 A EA201270782 A EA 201270782A EA 022960 B1 EA022960 B1 EA 022960B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- threaded end
- tubular component
- threaded
- component according
- ion
- Prior art date
Links
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 8
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 8
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims abstract description 58
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 40
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 62
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 61
- -1 yttrium ions Chemical class 0.000 claims description 29
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 27
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 21
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 21
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 18
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 17
- 239000001993 wax Substances 0.000 claims description 17
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 16
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 15
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 12
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 11
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 10
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 10
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims description 8
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 claims description 8
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 claims description 8
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 claims description 7
- 238000001723 curing Methods 0.000 claims description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 5
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 claims description 5
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A dialuminum;hexamagnesium;carbonate;hexadecahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A 0.000 claims description 4
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 claims description 4
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 4
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 3
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 3
- 235000012216 bentonite Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000539 dimer Substances 0.000 claims description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 3
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 3
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 claims description 3
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000003848 UV Light-Curing Methods 0.000 claims description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 61
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 34
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 29
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 29
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 29
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 26
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 23
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 20
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 16
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 11
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 10
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 7
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 230000009979 protective mechanism Effects 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OQKMWWYSEKQVTB-UHFFFAOYSA-N [Zn].[Sr].[Ca] Chemical compound [Zn].[Sr].[Ca] OQKMWWYSEKQVTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 5
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 5
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 3
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 3
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- LHJQIRIGXXHNLA-UHFFFAOYSA-N calcium peroxide Chemical compound [Ca+2].[O-][O-] LHJQIRIGXXHNLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019402 calcium peroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 2
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 2
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H zinc phosphate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 229910000165 zinc phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 206010000060 Abdominal distension Diseases 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical group [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021486 amorphous silicon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 208000024330 bloating Diseases 0.000 description 1
- WILGHRCLXYDRTM-UHFFFAOYSA-H calcium strontium zinc diphosphate Chemical class [Ca+2].[Zn+2].[Sr+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O WILGHRCLXYDRTM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000010349 cathodic reaction Methods 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 1
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 1
- 230000010220 ion permeability Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- ZTFZSHLWORMEHO-UHFFFAOYSA-A pentaaluminum;[oxido(phosphonatooxy)phosphoryl] phosphate Chemical class [Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O ZTFZSHLWORMEHO-UHFFFAOYSA-A 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- OHOBJYLZBONBBA-UHFFFAOYSA-N strontium zinc Chemical compound [Zn+2].[Sr+2] OHOBJYLZBONBBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011885 synergistic combination Substances 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- NDKWCCLKSWNDBG-UHFFFAOYSA-N zinc;dioxido(dioxo)chromium Chemical class [Zn+2].[O-][Cr]([O-])(=O)=O NDKWCCLKSWNDBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/042—Threaded
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/08—Anti-corrosive paints
- C09D5/082—Anti-corrosive paints characterised by the anti-corrosive pigment
- C09D5/084—Inorganic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
- F16L15/001—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
- F16L15/04—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with additional sealings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L58/00—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
- F16L58/18—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation specially adapted for pipe fittings
- F16L58/182—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation specially adapted for pipe fittings for screw-threaded joints
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
- Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
- Y10T428/139—Open-ended, self-supporting conduit, cylinder, or tube-type article
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
В изобретении представлен резьбовой конец (1; 2) трубчатого компонента для бурения или эксплуатации углеводородных скважин, при этом указанный конец содержит резьбовую область (3; 4), созданную на его внешней или внутренней периферической поверхности в зависимости от того, является ли резьбовой конец охватываемого или охватывающего типа, по меньшей мере часть конца (1; 2) покрыта сухой пленкой, содержащей органическую матрицу, в которой ионообменные пигменты рассеиваются в пропорциях в диапазоне от 3 до 30 вес.%; и соединение, получающееся из соединения двух соответствующих концов путем свинчивания.
Description
Настоящее изобретение относится к устойчивому к истиранию трубчатому компоненту, используемому для бурения и эксплуатации углеводородных скважин, и, более конкретно, к резьбовому концу такого компонента, при этом указанный конец является концом охватываемого или охватывающего типа и способен соединяться с соответствующим концом другого компонента, чтобы образовывать соединение. Изобретение также относится к резьбовому соединению, получающемуся из сочленения двух трубчатых компонентов путем свинчивания. Изобретение также относится к способу для покрытия такого устойчивого к истиранию трубчатого компонента.
Компонент, который используется для бурения и эксплуатации углеводородных скважин, обозначает любой элемент, который является в значительной мере трубчатым по форме, предназначенный для соединения с другим элементом того же типа или, в другом случае, в конечном итоге составлять или колонну для бурения углеводородной скважины или подъемный механизм, предназначенный для технического обслуживания, такой как подъемный механизм для ремонта, или для разработки, такой как производственный подъемный механизм, или для обсадной колонны или насосно-компрессорной трубы, используемых в работающих скважинах. Изобретение также применимо для компонентов, используемых в бурильных колоннах, таких как бурильные трубы, утяжеленные буровые трубы, воротники бура и части трубных соединений и утяжеленные трубы, известные как бурильные замки.
Каждый трубчатый компонент содержит один конец, снабженный охватываемой резьбовой областью, и/или один конец, снабженный охватывающей резьбовой областью, при этом каждый предназначен соединяться путем свинчивания с соответствующим концом другого компонента, при этом сборный узел определяет резьбовое трубчатое соединение.
Резьбовые трубчатые компоненты соединяются под определенными нагрузками, чтобы удовлетворять требованиям к посадке с натягом и уплотнению, предъявляемым рабочими условиями. Резьбовое трубчатое соединение, получающееся при этом, подвергается оптимальной посадке с натягом в конце свинчивания, которая является мерой для оптимальной механической прочности резьбового соединения, например, в отношении растягивающих усилий, но также в отношении случайного развинчивания при эксплуатации и для оптимальных характеристик уплотнения. Проектировщик резьбового соединения, таким образом, обязан определить, для данного типа соединения значение для оптимального крутящего момента свинчивания, которое должно для всех сборных узлов этого типа соединения быть ниже, чем крутящий момент пластификации СР (чтобы избегать пластификации упоров и возникающих в результате недостатков), и быть выше, чем упорный крутящий момент САВ. Завершение свинчивания до крутящего момента ниже САВ не может гарантировать корректного относительного позиционирования охватываемого и охватывающего элементов и, таким образом, не может гарантировать надлежащей посадки с натягом для их уплотнительных поверхностей. Таким образом, оптимальный крутящий момент свинчивания должен быть существенно выше, чем упорный крутящий момент, САВ. Как следствие, чем больше разница между крутящим моментом пластификации СР и упорным крутящим моментом САВ, тем больше пределы для определения оптимального крутящего момента свинчивания и тем сильнее резьбовое соединение будет в отношении нагрузок при эксплуатации. Для того чтобы соответствовать такому виду технических условий, необходимо применять покрытия, которые могут получать разницу между крутящим моментом пластификации и упорным крутящим моментом, которая больше или равна получаемой с помощью обычных стандартных смазок в соответствии с рекомендациями КР 5А3 АР1 Американского института нефтяной промышленности.
Кроме того, покрытия должны обеспечивать соединение с хорошей устойчивостью к истиранию и позволять совершать определенное число циклов свинчивания и развинчивания без изменения поверхностей, которые приводятся в контакт с взаимным влиянием. Это означает, что прочность на сдвиг при высоком давлении должна быть эквивалентна или выше, чем у смазки, соответствующей КР 5А3 стандарта АР1 (Американского института нефтяной промышленности) для контактного давления выше 500 МПа и предпочтительно выше 800 МПа.
Трубчатые резьбовые компоненты соединяются, затем используются в суровых относительно коррозии условиях. И снова желательным является использование покрытий, которые как можно лучше могут противостоять возникновению коррозии. Коррозия ухудшает геометрию резьбы и уплотнительных областей. Коррозия может иметь много причин, часто связанных с транспортировкой и/или хранением трубчатых компонентов в местах, которые являются жаркими, влажными, приморскими и т.п.
Более конкретно, изобретение предназначено соответствовать всем или некоторым техническим условиям, упомянутым выше.
Изобретение относится к резьбовому концу трубчатого компонента для бурения или эксплуатации углеводородных скважин, содержащему резьбовую область, созданную на его внешней или внутренней периферической поверхности в зависимости от того, является ли резьбовой конец охватываемого или охватывающего типа. По меньшей мере часть конца покрывается сухой пленкой, содержащей органическую матрицу, в которой ионообменные пигменты рассеяны в пропорциях в диапазоне от 3 до 30 вес.%.
Необязательные характеристики, которые являются дополняющими или замещающими, определяются ниже.
Пигменты могут содержать катионообменные пигменты, выбранные из класса, определенного ио- 1 022960 нообменными аморфными диоксидами кремния с ионами кальция, цинка, кобальта, стронция, лития, магния или иттрия, ионообменными цеолитами с ионами кальция, молибдена или натрия и ионообменными бентонитами с ионами кальция или церия.
Пигменты могут содержать анионообменные пигменты, такие как ионообменный гидротальцит с ионами ванадата.
Органическая матрица может иметь прочность на сдвиг под контактными давлениями по меньшей мере 500 МПа, равную или большую, чем получаемая для смазки в соответствии с КР 5А3 стандарта ΑΡΙ. В то же время органическая матрица может иметь значение крутящего момента на сопротивление упора, которое больше или равно получаемому для смазки в соответствии с КР 5А3 стандарта ΑΡΙ.
Органическая матрица может быть термопластичной матрицей.
Органическая матрица может выбираться из класса, определенного полиамидами, полиэтиленовыми восками, сополиамидами на основе кислотного димера, эстерифицированными колофанами, терпеновыми смолами, стирол-терпеновыми смолами, полиэфирэфиркетонами, полифторалкилами и полиэфирсульфонами.
Органическая матрица может содержать полиэтиленовый воск. Органическая матрица может содержать сополиамидную смолу. Органическая матрица может быть термореактивной матрицей. Органическая матрица может содержать полиуретан.
Полиуретановая матрица может быть получена путем отверждения фторуретанового полимера в водной дисперсии или в растворяющей основе с использованием отвердителя полиизоцианатного типа.
Полиуретановая матрица может быть получена путем отверждения твердого полиэфирполиола с использованием отвердителя полиизоцианатного типа.
Полиуретановая матрица может быть получена путем УФ-отверждения, затем - влажной полимеризацией гибридного сополимера акрил-уретанового сополимера.
Конечная часть до ее покрытия сухой пленкой может быть предварительно обработана на этапе подготовки поверхности, выбранной из группы, состоящей из обработки песком, конверсионной обработки и электролитического осаждения.
Органическая матрица также может содержать частицы твердых смазок. Органическая матрица также может содержать замедлители коррозии.
Резьбовая область может быть, по меньшей мере, частично покрыта сухой пленкой.
Резьбовой конец может содержать уплотнительную поверхность металл/металл, при этом указанная уплотнительная поверхность покрывается сухой пленкой.
Изобретение также относится к резьбовому трубчатому соединению, содержащему охватываемый резьбовой конец и охватывающий резьбовой конец, свинчиваемые друг с другом, при этом по меньшей мере один из резьбовых концов покрывается сухой пленкой в соответствии с изобретением.
Конец, покрытый сухой пленкой, может быть охватывающим резьбовым концом.
Признаки и преимущества изобретения будут описаны более подробно в последующем описании, предоставляемом со ссылкой на сопутствующие графические материалы.
Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение соединения, получающегося из соединения двух трубчатых компонентов путем свинчивания;
фиг. 2 представляет собой схематическое изображение кривой свинчивания для двух резьбовых трубчатых компонентов;
фиг. 3 представляет собой схематическое изображение химических механизмов, используемых на поверхности трубчатого компонента с покрытием в соответствии с изобретением;
фиг. 4 представляет собой схематическое изображение экспериментальной установки.
Резьбовое соединение, показанное на фиг. 1, содержит первый трубчатый компонент с осью 10 вращения, снабженный охватываемым концом 1, и второй трубчатый компонент с осью 10 вращения, снабженный охватывающим концом 2. Два конца 1 и 2, каждый, заканчиваются на терминальной поверхности, которая ориентирована радиально относительно оси 10 резьбового соединения, и соответственно снабжаются резьбовыми областями 3 и 4, которые взаимодействуют друг с другом для взаимного соединения двух компонентов путем свинчивания. Резьбовые области 3 и 4 могут быть трапецеидального, самоблокирующегося и т.п. резьбового типа. Кроме того, уплотнительные поверхности 5, 6 металл/металл, предназначенные входить в контакт с взаимным влиянием друг с другом после соединения двух резьбовых компонентов путем свинчивания, предоставляются соответственно на охватываемом и охватывающем концах рядом с резьбовыми областями 3, 4. Наконец, охватываемый конец 1 заканчивается на терминальной поверхности 7, которая упирается в соответствующую поверхность 8, предоставляемую на охватывающем конце 2, когда два конца свинчиваются друг с другом. Заявитель также разработал другой вариант осуществления, в котором упор, образуемый в данном случае двумя контактными поверхностями 7 и 8, заменяется самоблокирующимся взаимодействием с взаимным влиянием резьбовых областей 3, 4 - см. И8-4 822081, И8 КЕ 30467 и И8 КЕ 34467.
Как можно увидеть на фиг. 1 и 3, по меньшей мере одно из резьбовых трубчатых соединений покрыто по меньшей мере на части одного из его концов, называемой подложкой 11, сухой пленкой 12, содержащей органическую матрицу, в состав которой входят ионообменные пигменты. Сухая пленка 12
- 2 022960 может, по меньшей мере, частично покрывать резьбовую область 3, 4. Сухая пленка 12 может, по меньшей мере, частично покрывать уплотнительную поверхность 5, 6 металл/металл. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, сухая пленка 12 образована на центральной области резьбовой области 4.
Использование ионообменных пигментов в качестве замедлителей коррозии в краскообразных покрытиях является недавним и активно способствует постепенному замещению традиционных замедлителей коррозии, таких как хроматы цинка, которые, как известно, являются крайне токсичными. Защитный механизм ионообменных пигментов был предпочтительно изучен в органических покрытиях с водной и/или растворяющей основой.
Механизм действия ионообменных пигментов может быть описан как электрохимический процесс, основанный на двух отдельных этапах, приводящих к поглощению агрессивных ионов, присутствующих в покрытии 12;
образованию нерастворимого защитного слоя на поверхности, приводящего к пассивированию стыка 13 между подложкой 11 и покрытием 12.
Заявитель уделил особое внимание катионообменному диоксиду кремния и, более конкретно, ионообменному диоксиду кремния с ионами кальция, который показал очень хорошие результаты. Защитный механизм подробно показывается на фиг. 3 в случае стальной подложки 11 и для влажной окружающей среды, содержащей воду, кислород и гидроксильные ионы. Атомы металлического железа в основном окисляются на атомы двухвалентного железа, Ре2+, электрохимическим механизмом 1а, и на втором этапе могут окисляться на ионы трехвалентного железа, Ре2+, в участке анодной коррозии в области А.
Из-за проницаемости органических покрытий 12 кислород и вода могут находиться на стыке 13 между покрытием 12 и подложкой 11, где кислород восстанавливается в гидроксильные ионы, ОН-, электрохимическим механизмом 1Ь посредством катодной реакции в области С.
Диоксид кремния может растворяться на силикатные ионы электрохимическим механизмом 2а как функция щелочности покрытия 12. Эта растворимая часть ионообменного пигмента может реагировать с ионами трехвалентного железа электрохимическим механизмом 3а на стыке 13 между покрытием 12 и подложкой 11, образуя защитный слой силиката 4а трехвалентного железа.
В то же время в этой реакции ионы кальция, имеющиеся на поверхности пигмента диоксида кальция, освобождаются после адсорбции агрессивных ионов Н+ на поверхности диоксида кальция электрохимическим механизмом 2Ь, которая после реакции электрохимическим механизмом 3Ь реагирует с ионами силиката, чтобы образовывать пленку силиката кальция в щелочных областях на поверхности металла 4Ь.
Частицы силиката кальция могут откладываться с частицами силиката трехвалентного железа, чтобы усиливать нерастворимый защитный слой путем образования слоя смешанных оксидов на металлической поверхности.
Этот предложенный механизм также действителен для атомов металла, отличного от железа, такого как цинк, путем образования защитного слоя ΖηδίΟ3 на жертвенном участке анодной коррозии. Цинк привлекается, когда проводится подготовка поверхности фосфатирующего типа или электролитическое осаждение, с целью усиления антикоррозионной стойкости.
Вследствие своей структуры катионообменный диоксид кремния обладает другими преимуществами:
сильноосновная природа поверхности пигмента означает, что кислотные соединения в покрытии нейтрализуются (слабощелочное покрытие является неблагоприятным для защитного механизма);
неплотная и крайне специфическая площадь поверхности по сравнению с обычными неорганическими пигментами замедления коррозии предлагает большую эффективность для меньших количеств;
их универсальность означает, что широкий ряд связующих веществ, таких как термопластичные смолы или термореактивные смолы, могут использоваться в водной, растворяющей или термоплавкой основе.
Катионообменные пигменты, которые могут использоваться, являются пигментами синтетического аморфного ионообменного диоксида кремния с ионами кальция, цинка, кобальта, стронция, лития, магния или иттрия, ионообменными циолитами с ионами кальция, молибдена или натрия или ионообменными бентонитами с ионами кальция или церия.
Что касается анионообменных пигментов, реакция анионного обмена более конкретно происходит с агрессивными содержащими электролит ионами хлорида, как, например, анионообменный гидротальцит с ионами ванадата.
Выбор органической матрицы предпочтительно ориентирован на органические матрицы, имеющие прочность на сдвиг при контактном давлении по меньшей мере 500 МПа, которая больше или равна получаемой для смазки, соответствующей КР 5А3 стандарта ΑΡΙ и имеющей значение крутящего момента на упор, которое больше или равно получаемому для смазки, соответствующей КР 5А3 стандарта ΑΡΙ. Прочность на сдвиг при контактном давлении по меньшей мере в 500 МПа связана со значением для крутящего момента на упор. Большая прочность на сдвиг при высоком давлении получается из значения для крутящего момента на упор, при этом последнее определяется относительно образцового крутящего момента для смазки ΑΡΙ с использованием тестов на устройстве бриджмановского типа. Тесты описыва- 3 022960 ются подробно ниже в настоящей заявке.
Был изучен первый класс органических матриц, а именно термопластичные материалы и, более конкретно, полиамиды, полиэтиленовые воски, сополиамиды на основе кислотного димера, эстерифицированные колофаны, терпеновые смолы, стирол-терпеновые смолы, полиэфирэфиркетоны, полифторалкилы и полиэфирсульфоны.
Был изучен второй класс органических матриц, а именно термореактивные материалы и, более конкретно, полиуретаны. Было представлено несколько способов для получения полиуретанов:
отверждение фторуретанового полимера в водной дисперсии или в растворяющей основе с использованием отвердителя полиизоцианатного типа;
отверждение твердого полиэфирполиола с помощью отвердителя полиизоцианатного типа; отверждение гибридного акрил-уретанового сополимера в водной дисперсии или в растворяющей основе УФ-полимеризацией, затем - влажной полимеризацией.
Заявитель сначала выполнил коррозионные тесты на ионообменном диоксиде кремния с ионами кальция и, более конкретно, на синтетическом ионообменном аморфном диоксиде кремния с ионами кальция, поставляемом на рынок поставщиком СКАСЕ ΌΑνΙδΟΝ под торговой маркой δΗΙΕΕΌΕΧ АС5.
Заявитель определил защиту от коррозии, обеспечиваемую ионообменным диоксидом кремния с ионами кальция в различных термопластичных матрицах, при этом указанные матрицы также могут содержать дополняющие добавки, такие как сухие смазки или замедлители коррозии.
Аналогично, в некоторых случаях тестовые образцы сначала подвергались этапу для подготовки поверхности, выбранной из группы, состоящей из обработки песком, конверсионной обработки, такой как фосфатирование, или электролитического осаждения, такого как Си-δη-Ζη, до того, как они получили покрытие из сухой пленки.
Коррозионные тесты состояли из испытания в солевом тумане, выполняемого в климатической камере при следующих условиях: 35°С с 50 г/л солевым раствором с плотностью в диапазоне от 1,029 до 1,036 при 25°С, с рН в диапазоне от 6,5 до 7,2 и восстанавливаемым со средней скоростью 1,5 мл/ч.
Образцы, которые были не повреждены, без коррозии, тогда должны были соответствовать классу КеО стандарта ΙδΟ 9227 после воздействия. Способ предоставляет средства для проверки того, что сохраняется сравнительное качество металлического материала с антикоррозионным покрытием или без него.
Тесты на водостойкость состояли в том, что образцы подвергались испытанию на ускоренную коррозию в соответствии со стандартом ΌΙΝ 50017, выполняемому в климатической камере. Этот тест, включающий один цикл в день, состоял в осаждении водных паров путем конденсации при следующих условиях: 35°С, относительная влажность 80% в течение 8 ч, затем образцу давалась возможность высохнуть. После 7 циклов проводится проверка, чтобы посмотреть, подверглась ли коррозии подложка, защищенная покрытием.
Превосходная стойкость должна соответствовать классификации в стандарте ΙδΟ 4628: отсутствие коррозии, отсутствие вздутий, отсутствие трещин, отсутствие шелушения пластины углеродистой стали, обработанной цинковым фосфатированием (осаждение фосфата - 8-20 г/м2) или обработанной электролитическим осаждением тройного сплава Си-δη-Ζη с промежуточным слоем Νΐ.
Полученные результаты были сравнены с теми, которые были получены с помощью обычных органических или неорганических замедлителей коррозии, а именно производных перещелоченного сульфоната кальция и гидратированных ортофосфосиликатов цинка-кальция-стронция.
Во-первых, заявитель определил антикоррозионную защиту поверхности углеродистой стали, обработанной электролитическим покрытием Си-δη-Ζη, затем покрытой однокомпонентной матрицей вязкопластичного типа, такой как полиэтиленовый воск (гомополимер), содержащий различные традиционные неорганические пигменты замедления коррозии (образцы А, В, Ό) и δΗΙΕΕΌΕΧ (образец С). Ниже табл. 1 показывает, что использование ионообменного диоксида кремния с ионами кальция может увеличивать антикоррозионную стойкость по меньшей мере на 50% по сравнению с известными пигментными или восковыми замедлителями коррозии.
- 4 022960
Таблица 1
| Название продукта | Химическая природа | Образец А(%) | Образец В(%) | Образец С(%) | Образец □(%) |
| 1лсо\\ах РЕ520 | Полиэтиленовый воск | 85 | 70 | 85 | 85 |
| Мази1 С А \У1935 | Перещелоченный сульфонат кальция и продукт окисления | 15 | |||
| Агсо1 785 | Перещелоченный сульфонат кальция и продукт обжига | 30 | |||
| 8Ые10ех АС 5 | Ионообменный аморфный диоксид кремния с ионами кальция | 15 | |||
| Ηβ1οχ8ΖΡ391 | Ортофосфосиликат стронция-цинка- кальция | 15 | |||
| Испытание в солевом тумане (150 9227) | Появление коррозии после воздействия (часы): | 18 | 72 | 216 | 144 |
Из этих первых результатов заявитель затем попытался определить предельную концентрацию, которая могла бы обеспечить удовлетворительную антикоррозионную защиту.
Таблица 2
| Название продукта | Химическая природа | Образец А(%) | Образец В(%) | Образец ϋ(%) |
| Шотеах РЕ520 | Полиэтиленовый воск | 95 | 90 | 85 |
| ЗЫеМех АС 5 | Ионообменный аморфный диоксид кремния с ионами кальция | 5 | 10 | 15 |
| Испытание в солевом тумане (Ι5Ο 9227) | Появление коррозии после воздействия (часы): | 72 | 204 | 216 |
Табл. 2 показывает, что антикоррозионная защита становится эффективной, начиная с предельной концентрации в 10 вес.% ионообменного диоксида кремния с ионами кальция. Для более высоких концентраций антикоррозионная защита немного увеличивается, но большое количество пигментов может вызвать неоднородности в пленке, приводя к нежелательной пористости.
На основании оптимальной концентрации в 10 вес.% ионообменного диоксида кремния с ионами
- 5 022960 кальция заявитель сравнил антикоррозионную защиту нескольких термопластичных матриц с различными адгезионными свойствами для поверхности углеродистой стали, которая прошла этап предварительной обработки поверхности. В этом случае это было электролитическое покрытие Си-δη-Ζη.
Результаты показаны в табл. 3.
Таблица 3
| Название продукта | Химическая природа | Образец А (%) | Образец В (%) | Образец С (%) | Образец ϋ(%) |
| Фсо\\ах РЕ520 | Полиэтиленовый воск | 90 | |||
| Клсомах РР371 | Этиленоксид- винилацетатный сополимерный воск | 90 | |||
| Ткегтек 105 | Чистая сополиамидная смола (Т§ = +23 °С) | 90 | |||
| Ткегтек 200 | Чистая сополиамидная смола (Тд = -26°С) | 90 | |||
| 81пс1<1сх АС5 | Ионообменный аморфный диоксид кремния с ионами кальция | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Испытание в солевом тумане (Ι8Ο 9227) | Появление коррозии после воздействия (часы): | 204 | 144 | 408 | 792 |
По сравнению с результатами, полученными (табл. 4) с помощью других неорганических пигментов, как, например, 10% ортофосфосиликатов стронция-цинка-кальция и 10% фосфата цинка, ионообменный диоксид кремния с ионами кальция обеспечивает относительную универсальность в плане антикоррозионной защиты, какие бы термопластичные матрицы ни использовались, и особенно с помощью чистой сополиамидной смолы. Другими словами, защитный механизм ионообменного диоксида кремния означает, что традиционные механизмы катодного и/или анодного типа применяться больше не могут.
- 6 022960
Таблица 4
| Название продукта | Химическая природа | Образец А(%) | Образец В(%) | Образец С(%) | Образец О(%) |
| Ысохуах РЕ520 | Полиэтиленовый воск | 90 | - | 90 | |
| 1лсо\\ах РР371 | Этиленоксид- винилацетатный сополимерный воск | 90 | 90 | ||
| На1ох 8ΖΡ391 | Ортофосфосиликат стронция-цинка- кальция | 10 | 10 | ||
| ΡΖ\ν2 | Ци гидратированный фосфат цинка | 10 | 10 | ||
| Испытание в солевом тумане (180 9227) | Появление коррозии после воздействия (часы): | 186 | 54 | 114 | 72 |
Как можно видеть в табл. 5, заявитель проверил важность размера частицы для характеристик антикоррозионной защиты. Желательно использовать ионообменные диоксиды кремния с ионами кальция с малым средним размером частицы для покрытий подслойного типа, не превышающим 20 мкм. Заявитель также проверил, что малый размер частицы означает, что толщина покрытия может быть меньше.
- 7 022960
Таблица 5
| Название продукта | Химическая природа | Образец А* (%) | Образец В* (%) | Образец С* (%) | Образец 1)** (%) |
| Ι.ίοοχνίΐχ РЕ520 | Полиэтиленовый воск | 90 | 90 | ||
| ТЬегтеИ 105 | Чистая сополиамидная смола(Т§ = +23 °С) | 90 | 90 | ||
| 81пек1ех АС5 | Ионообменный аморфный диоксид кремния с ионами кальция (средний размер частицы 5 мкм) | 10 | 10 | ||
| 81пск1сх АСЗ | Ионообменный аморфный ДИОКСИД кремния с ионами кальция (средний размер частицы 3 мкм) | 10 | 10 | ||
| Испытание в солевом тумане (180 9227) | Появление коррозии после воздействия (часы): | 204 | 96 | 408 | 816 |
* Средняя толщина покрытия = 35-40 мкм; ** средняя толщина = ~25 мкм.
Заявитель затем нашел, что уменьшение толщины сухого покрытия, пропорциональное уменьшению размера частицы ионообменного диоксида кремния с ионами кальция, дает очень интересные показатели испытания в солевом тумане, с антикоррозионной защитой, умноженной на два. Этот результат открывает перспективы для смазочного покрытия на более тонкой термопластичной матрице, которое меньше взаимодействует во время упорной фазы, таким образом создавая контролируемые значения упорного крутящего момента.
Относительно трибологических результатов, касающихся пленок, заявитель определил поведение покрытий, включающих ионообменные пигменты, во время операции свинчивания, специфической для соединений премиум. Более конкретно, был смоделирован и определен крутящий момент на сопротивление упора С8В, также ΤοδΚ (крутящий момент на сопротивление упора). Этот крутящий момент возникает во время операций свинчивания, специфических для соединений премиум, используемых в нефтедобывающей промышленности, и представлен на фиг. 2. Кривая на фиг. 2 выражает крутящий момент свинчивания (или натяга) как функцию числа производимых оборотов вращения.
Как можно видеть, профиль для крутящего момента свинчивания соединений премиум разбивается на четыре части. В первой части Р1 внешние витки резьбы охватываемого резьбового элемента (или штифта) первого компонента резьбового трубчатого соединения еще пока не имеют радиального натяга с внутренними витками резьбы соответствующего охватывающего резьбового элемента (или муфты) второго компонента того же резьбового трубчатого соединения.
Во второй части Р2 геометрическое взаимодействие витков резьбы охватываемого и охватывающего резьбовых элементов производит радиальный натяг, который возрастает по мере продолжения свинчивания (образование малого, но возрастающего крутящего момента свинчивания).
В третьей части Р3 уплотнительная поверхность на внешней периферии конечной части охватываемого резьбового элемента взаимодействует радиально с соответствующей уплотнительной поверхностью охватывающего резьбового элемента, чтобы создавать уплотнение металл/металл.
В четвертой части Р4 поверхность переднего конца охватываемого резьбового элемента находится в
- 8 022960 осевом упоре с кольцеобразной поверхностью упора свинчивания охватывающего резьбового элемента. Эта четвертая часть Р4 соответствует конечной фазе свинчивания. Крутящий момент свинчивания САВ, который соответствует концу третьей части Р3 и началу четвертой части Р4, называется упорным крутящим моментом. Крутящий момент свинчивания СР, который соответствует концу четвертой части Р4, называется крутящим моментом пластификации.
За пределами этого крутящего момента пластификации СР предполагается, что охватываемый упор свинчивания (конечная часть охватываемого резьбового элемента) и/или охватывающий упор свинчивания (область, расположенная за кольцеобразной упорной поверхностью охватывающего резьбового элемента) подвергается пластической деформации, что также может ухудшить характеристики в отношении плотности контакта между уплотнительными поверхностями посредством пластификации уплотнительных поверхностей. Разница между значениями для крутящего момента пластификации СР и упорного крутящего момента САВ называется крутящим моментом на сопротивление упора ѧ (ѧ = СР САВ).
Резьбовое трубчатое соединение подвергается оптимальной насадке с натягом в конце свинчивания, которая является мерой для оптимальной механической прочности резьбового соединения, например, в отношении растягивающих усилий, но также в отношении случайного развинчивания при эксплуатации и для оптимальных характеристик уплотнения. Проектировщик резьбового соединения, таким образом, обязан определить, для данного типа резьбового соединения значение для оптимального крутящего момента свинчивания, которое должно для всех соединений этого типа соединения быть ниже, чем крутящий момент пластификации СР (чтобы избегать пластификации упоров и получающихся в результате недостатков), и быть выше, чем упорный крутящий момент САВ.
Завершение свинчивания с крутящим моментом, который ниже САВ, не может гарантировать корректного относительного позиционирования охватываемого и охватывающего элементов и, таким образом, эффективного уплотнения между их уплотнительными поверхностями. Кроме того, существует риск развинчивания. Эффективное значение упорного крутящего момента САВ сильно колеблется от одного соединения к другому для одного и того же типа соединения, поскольку оно зависит от диаметральных и осевых допусков на механическую обработку охватываемых и охватывающих витков резьбы и уплотнительной поверхности (поверхностей); оптимизированный крутящий момент свинчивания должен быть существенно выше, чем упорный крутящий момент САВ. Как следствие, чем больше значение крутящего момента на сопротивление упора С§В, тем больше предел для определения оптимизированного крутящего момента свинчивания и тем более стойким будет резьбовое соединение к рабочим напряжениям.
Испытания трением проводились с использованием устройства бриджмановского типа. Этот тип устройства был описан, в частности, в статье Ό. КиЫтапп-^ίΙδάοτΓ с1 а1. Р1а8Йс Γ1ο\ν ЬсНуссп Впбдтап аиуЙ8 ипбет Ιιίβΐι ртеввигев I. Ма1ет. Кее., νοί. 6, по. 12, Оес. 1991.
Схематический и функциональный пример бриджмановского устройства показан на фиг. 4. Это устройство содержит диск Эр, который может приводиться во вращение с выбранными скоростями;
первую наковальню ЕС1 предпочтительно конического типа, наглухо прикрепленную к первой грани диска ΌΡ;
вторую наковальню ЕС2 предпочтительно конического типа, наглухо прикрепленную ко второй грани диска ϋΡ· противоположной его первой грани;
первый ЕР1 и второй ЕР2 элементы давления, такие как, например, поршни, которые могут оказывать выбранные осевые давления Р;
третью наковальню ЕС3 предпочтительно цилиндрического типа, которая наглухо прикреплена к одной грани первого элемента давления ЕР1;
четвертую наковальню ЕС4 предпочтительно цилиндрического типа, которая наглухо прикреплена к одной грани второго элемента давления ЕР2.
Чтобы испытать композицию смазки, две детали из материала, идентичного составляющему резьбовой элемент, покрываются указанной композицией, чтобы образовывать первый §1 и второй §2 образцы. Затем первый образец §1 располагается между свободными гранями первой ЕС1 и третьей ЕС3 наковален, а второй образец §2 - между свободными гранями второй ЕС2 и четвертой ЕС4 наковален. Затем диск Όρ вращается с выбранной скоростью, с одновременным приложением выбранного осевого давления Р (например, порядка 1 ГПа) с помощью каждого из первого ЕР1 и второго ЕР2 элементов давления, и измеряется крутящий момент свинчивания, которому подвергается каждый образец §1, §2.
В испытании Бриджмана выбираются осевое давление, частота вращения и угол вращения, чтобы имитировать давление Герца и относительную скорость опорных поверхностей в конце свинчивания.
Используя такое устройство, можно зафиксировать несколько различных пар параметров (крутящий момент свинчивания, частота вращения), чтобы прикладывать предопределенные крутящие моменты свинчивания к образцам §1 и §2 и, таким образом, проверять, точно ли эти образцы §1 и §2 следуют заданному профилю крутящего момента свинчивания, и, в частности, могут ли они достичь некоторого числа полных оборотов до истирания, которое, по меньшей мере, равно пороговой величине, выбранной относительно выбранных крутящих моментов свинчивания.
- 9 022960
В настоящем случае выбранное контактное давление составляло 1 ГПа, а частота вращения составляла 1 об/мин. Тестовые образцы были образованы из углеродистой стали, подвергнуты механической обработке, а затем покрыты различными составами сухих покрытий, перечисленными в таблице ниже наряду с определением крутящего момента на сопротивление упора (С8В или ΤοδΚ).
Заявитель, следовательно, определил трибореологическое поведение различных термопластичных матриц без пигмента ионообменного диоксида кремния, затем с пигментом ионообменного диоксида кремния, используя испытание по Бриджману. Табл. 6 резюмирует данные испытания ΤοδΚ в солевом тумане для репрезентативной части термопластичных матриц, которые были исследованы.
Таблица 6
| Название продукта | Химическая природа | Образец А(%) | Образец В(%) | Образец С(%) | Образец О(%) | Образец Е(%) |
| ОегГоНпе РЬ8 | Колофан, эстерифицированный пентаэритритолом | 60 | 60 | |||
| Зукатез ΖΤ 105Ь | Г ерпенфенольная смола | 60 | ||||
| ТЬс-ппеИ 105 | Чистая сополиамидная смола (Т§ = +23 °С) | 100 | ||||
| ТЬеппеП 200 | Чистая сополиамидная смола (Т§ = -26°С) | 90 | ||||
| Нус1го§епа1е<3 саЧог οίΐ | Г идрогенизированное касторовое масло | 25 | ||||
| Уез(о»ах ΑΥ5012 | Этиленвинилацетатный сополимерный | 25 | 25 |
- 10 022960
Таблица 7
| Образец А1 (%) | Образец В1 (%) | Образец С1 (%) | Образец В1 (%) | Образец ΕΙ (%) |
| 90 |
- 11 022960
| Состав В | 90 | ||||
| Состав С | 90 | ||||
| Состав ϋ | - | 90 | - | ||
| Состав Е | 90 | ||||
| 81ие1<1е\ АС5 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| ΤοδΚ: | 101% | 91% | 101% | 123% | 122% |
| Прирост: | +10% | +7% | +7,5% | +8% | +13% |
| Возникновение коррозии (часы): | 960 | 936 | 952(*) | 756 | 816 |
| Прирост: | х2,5 | к 2,5 | к 2,3 | х 4,2 | х 0,8 |
Заявитель нашел, что антикоррозионная защита была значительно усилена путем использования ионообменного диоксида кремния с ионами кальция как пигмента замедлителя коррозии, что означает, что можно достичь времени испытания в солевом тумане без возникновения ржавления до 750 ч или более. Пассивирование подготовки поверхности также очень хорошее; для всех изученных образцов менее 10% поверхности подверглось коррозии или не подверглось пассивированию после 1000 ч воздействия.
В то же время использование ионообменного диоксида кремния с ионами кальция в качестве замедлителя коррозии в различных термопластичных матрицах, демонстрировавших только крутящий момент на сопротивление упора в диапазоне от 80 до 110%, делает большой вклад в увеличение этого значения для различных матриц. Относительное увеличение находится в диапазоне от 7 до 13%.
В свете этих хороших показателей заявитель попытался проверить, сохранялась ли эффективность ионообменного диоксида кремния с ионами кальция в нескольких составах, включающих твердые смазки, известные, в частности, за их отрицательное влияние на крутящий момент на сопротивление упора и однородность покрытия. Композиции и показатели составов предоставлены в табл. 8.
- 12 022960
Таблица 8
| Название продукта | Химическая природа | Образец А* (%) | Образец В** (%) | Образец С* (%) | Образец 1)** (%) |
| ТЬегтек 105 | Чистая сополиамидная смола (Тд = +23 °С) | 75 | 75 | ||
| ТЬепиек 200 | Чистая сополиамидная смола (Тд = -26°С) | 67,5 | 67,5 | ||
| νν<ιχ80 N | Этиленбисстеара- | - | 7,5 | 7,5 | |
| мидаый воск | |||||
| КЬобогзП | Диметилполисилок- | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 47У1000 | сан (масло) | ||||
| СагЬоЯиог 3000 | Фторид углерода | 8 | 8 | 8 | 8 |
| Ттнех К84 | Синтетический графит | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 51ие1<1ех АС5 | Ионообменный аморфный диоксид кремния с ионами кальция | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Го8К по Бриджману | То5К: | 140% | 114% | ||
| Испытание в солевом тумане (Ι8Ο 9227) | Появление коррозии после воздействия (часы): | 636 | > 1200 | > 1200 | > 1200 |
* Образец углеродистой стали с электролитическим покрытием Οπ-8η-Ζη; ** образец углеродистой стали с цинковым фосфатированием.
Твердые смазки, как правило, включаются в такие матрицы в ущерб антикоррозионной защите, поскольку увеличивается жесткость покрытия. Заявитель наблюдал трещины и преждевременные отслоения в образце А.
Напротив, характеристики антикоррозийной защиты оказались превосходными, особенно с достаточно гибкими термопластичными матрицами, усиливающими сцепление механическим соединением даже при различной подготовке поверхности.
Значения крутящего момента на сопротивление упора оставались неизменными, демонстрируя важность выбора термопластичной матрицы для добавок (твердых смазок, изменяющих реологию добавок, замедлителей коррозии) и, прежде всего, рассмотрения идеи полностью непредсказуемого общего реологического поведения под очень высоким давлением.
Для того чтобы утвердить ионообменный диоксид кремния с ионами кальция окончательно, заявитель решил сравнить различные пигменты замедлителей коррозии с различными защитными механизмами для одной и той же термопластичной матрицы, а именно стеарат цинка, который уменьшает ионную проницаемость и увеличивает влажное сцепление; чешуйчатый алюминий, который увеличивает электрическое сопротивление поверхности и дейст- 13 022960 вует как расходуемый анод.
Таблица 9
Образец углеродистой стали с электролитическим покрытием Си-δη-Ζη
| Название продукта | Химическая природа | Опорн, показ- пь | Образец А (%) | Образец В (%) | Образец С (%) |
| ΌβιΙοΙ те РЬ5 | Колофан, эстерифицированный пентаэритритолом | 60 | 54 | 57 | 54 |
| Гидрогенизиро- ванное касторовое масло | Г идрогенизированное касторовое масло | 25 | 22,5 | 24 | 22,5 |
| \'ьсор1ех 6- 950 | Полиалкилметакрилат в минеральном масле | 15 | 13,5 | 14 | 13,5 |
| 1лдаз1аЪ Ζη70 | Дистеарат цинка | 10 | |||
| 81ара РА | Чешуйчатый алюминий (пигментная паста) | 5 | |||
| 8Ые1<1ех АС5 | Ионообменный аморфный диоксид кремния с ионами кальция | 10 | |||
| ΤοδΚ. по Бриджману | ΓοδΚ.: | 92% | 86% | 87% | 101% |
| Испытание в солевом тумане (180 9227) | Появление коррозии после воздействия (часы): | 276 | 504 | 504 | 960 |
Заявитель пришел к тому же выводу при тестировании других термопластичных матриц с другим замедлителем коррозии, а именно модифицированным кальцием трифосфатом алюминия. Очень хорошие результаты показаны в табл. 10 ниже.
- 14 022960
Таблица 10
Образец углеродистой стали с электролитическим покрытием Си-δη-Ζη
| Название продукта | Химическая природа | Опорн.по -казатель (%) | Образец А(%) |
| ТЬегтек 200 | Чистая сополиамидная смола (Т§ = -26°С) | 67,5 | 67,5 |
| \Уахзо N | Этиленбисстеарамид- ный воск | 7,5 | 7,5 |
| ΚΙιοιΙοΓκίΙ 47У1000 | Диметилполисилоксан (масло) | 5 | 5 |
| СагЬойиог 3000 | Фторид углерода | 8 | 8 |
| Тйпгех К84 | Синтетический графит | 2 | 2 |
| МпеЫех АС5 | Ионообменный аморфный ДИОКСИД кремния с ионами кальция | 10 | |
| К-А\ЪПе Са650 | Модифицированный трифосфат алюминия | 10 | |
| То8К. по Бриджману | То8К: | 101% | 100% |
| Испытание в солевом растворе (Ι8Ο 9227) | Появление коррозии после воздействия (часы): | 960 | 264 |
Наконец, характеристики ионообменного диоксида кремния, полученные в термопластичных матрицах, могли бы быть существенно улучшены, а именно путем усиления матрицы наномерными пигментами. Табл. 12 резюмирует полученные результаты.
- 15 022960
Таблица 11
Образец углеродистой стали с электролитическим покрытием Си-δη-Ζη
| Название продукта | Химическая природа | Опорный показатель (%) | Образец А (%) | Образец В(%) |
| ТЬегтеН 200 | Чистая сополиамидная смола (Т§ = -26°С) | 67,5 | 37,5 | 67,5 |
| ТЬегтеН 105 | Чистая сополиамидная смола(Т§ = +23 °С) | 37,5 | ||
| \Уах80 N | Этиленбисстеарамвд- ный воск | 7,5 | 7,5 | |
| КНобогзП | Диметилполисилок- | 5 | 5 | |
| 47У1000 | сан (масло) | |||
| СагЬойиог 3000 | Фторид углерода | 8 | 8 |
| Пшгех К84 | Синтетический графит | 2 | 2 | |
| 81пек)ехАС5 | Ионообменный аморфный диоксид кремния с ионами кальция | 10 | 10 | 10 |
| Ва1ка1ох СК125 | Наномерный оксид алюминия | 10. | ||
| ΤοδΚ по Бриджману | ΓοδΚ: | 101% | 126% | 119% |
| Испытание в солевом тумане (Ι8Ο 9227) | Появление коррозии после воздействия (часы): | 960 | > 1000 | 1776 |
Заявитель обратил внимание, что замена твердых смазок наномерным оксидом алюминия с гаммакристаллической структурой может существенно увеличивать антикоррозионную защиту до более чем 1500 ч воздействия в испытании в солевом тумане без появления пятен ржавчины, без изменения меха- 16 022960 нических характеристик в отношении трения и крутящего момента на сопротивление упора. Кроме того, следует отметить, что синергетическое сочетание ионообменного диоксида кремния и наномерного оксида алюминия также способствует усилительному пассивированию подготовки поверхности электролитического Си-δη-Ζη типа для времени воздействия в солевом тумане, превышающего 1500 ч.
Заявитель также сделал оценку антикоррозийной защиты, обеспечиваемой ионообменным диоксидом кремния с ионами кальция в различных термореактивных матрицах, при этом указанные матрицы, возможно, также содержат дополняющие добавки, такие как твердые смазки или замедлители коррозии.
Более конкретно, заявитель изучил антикоррозийную защиту углеродистой стали, сначала обработанной электролитическим покрытием Си-δη-Ζη, а затем покрытой фторуретановым покрытием. Фторуретановое покрытие было получено из водной дисперсии отверждаемого фторэтиленвинилэфира. Полученные результаты показаны в табл. 12.
Таблица 12
| Название продукта | Химическая природа | Опорный показатель (%) | Образец А(%) | Образец В(%) | Образец С(%) |
| ь ими ТОК ΡΏ916 | РЕУЕ | 87 | 81.5 | 84 | 82 |
| ΒΑΥΗΥϋυΚ 3100 | Алифатический полиизоцианат ΗϋΙ (отвердитель) | 13 | 12 | 12.5 | 12 |
| На1охС\\’491 | Фосфосиликат кальция | 6,5 | |||
| ЗЫеМех АС5 | Ионообменный аморфный диоксид кремния с ионами кальция | 3,5 | |||
| ΗΒΐοχδΖΡ391 | Ортофосфосиликат стронция-цинка- | 6 |
динили ионообменный диоксид кремния с ионами кальция с пигментами замедлителей коррозии фосфосиликатного типа с целью получения синергетических эффектов. Результаты показаны в табл. 13. Синергетические эффекты между ионообменным диоксидом кремния с ионами кальция и замедлителями коррозии, такими как На1ох® 750, означали, что была получена антикоррозийная защита в 1200 ч или более в соответствии со стандартом ΙδΟ 9227 без пятен ржавчины, образования вздутий или отделения и со значительным пассивированием подготовки поверхности. Весовой коэффициент между двумя замедлителями коррозии предпочтительно составлял 1.
- 17 022960
Таблица 13
| Название продукта | Химическая природа | Образец А(%) | Образец В (%) | Образец С(%) | Образец ϋ(%) |
| шмпъои Ρϋ916 | РЕУЕ | 84 | 81 | 81 | 81 |
| ΒΑΥΗΥϋυκ 3100 | Алифатический полиизоцианат ΗϋΙ (отвердитель) | 12,5 | 12 | 12 | 12 |
| На1ох 750 | Неорганический/орга нический | 3,5 |
| фосфосиликат | |||||
| На1охС\У491 | Фосфосиликат кальция | 4,5 | |||
| 8Ые1йех АС5 | Ионообменный аморфный диоксид кремния с ионами кальция | 3,5 | 3,5 | 2,5 | 3,5 |
| На1ох5гР391 | Ортофосфосиликат стронция-цинка- кальция | 3,5 | |||
| Испытание в солевом гумане (180 9227) | Появление коррозии после воздействия (часы): | 504 | 1176 | 816 (вздутие) | > 1200 |
В завершение, ионообменный диоксид кремния с ионами кальция может создавать замечательную антикоррозийную защиту, особенно в сравнении с известными замедлителями коррозии, являются ли они перещелоченными сульфонатами кальция или неорганическими пигментами типа ортофосфатов стронция-цинка-кальция, или даже типа чешуйчатого алюминия, и для различных применяющихся термопластичных матриц.
Кроме того, на реологическое поведение матрицы положительное влияние оказывает использование ионообменного диоксида кремния с ионами кальция.
Использование ионообменного диоксида кремния с ионами кальция может служить двум целям, а именно обеспечению антикоррозийной защиты свыше периода воздействия в агрессивной среде более 750 ч с использованием испытания в солевом тумане;
сохранению или улучшению значения крутящего момента на сопротивление упора термопластичной матрицы.
В то же время, путем включения в матрицу одной пигментной составляющей изобретение одновременно обеспечивает характеристики коррозионной стойкости и свойства, которые могут стабилизировать значение крутящего момента на сопротивление упора на высоком значении без изменения смазочных характеристик под низкими и высокими нагрузками Г ерца.
В контексте акцентированной защиты использование анионообменных пигментов или в комплексе с пигментами катионного обмена, такими как ионообменный диоксид кремния с ионами кальция, или вместо них должно было бы обеспечивать даже более общий ответ на антикоррозийную защиту во влажных условиях независимо от поверхности или подготовки поверхности. Фактически, поскольку их за- 18 022960 щитный механизм особенно приспособлен к влажной среде, содержащей ионы хлорида и из-за соответствующих электрохимических потенциалов пигментов и атомов металла на поверхности, ассоциация между анионообменными или катионообменными пигментами могла бы быть особо пригодной, тем более что множество нерастворимых защитных слоев могли бы быть образованы этим способом для атомов различных металлов на поверхности или для различных подготовок поверхности.
В качестве примера ассоциация между ионообменным диоксидом кремния с ионами кальция и ионообменным гидротальцитом с ионами ванадата должна была бы улучшить поглощение агрессивных ионов (Н+ и хлоридов) и должна была бы, в частности, усиливать пассивирование электролитического покрытия Си-δη-Ζη в стыке путем электронного взаимодействия или физического поглощения имеющихся разновидностей ионов.
В плане применения, сухие пленки, содержащие органическую матрицу, в которой рассеяны ионообменные пигменты, предпочтительно наносятся на резьбовые области трубчатых компонентов, используемых для бурения или разработки углеводородных скважин. Более конкретно, указанные сухие пленки могут наноситься на охватывающие резьбовые области, при этом указанные резьбовые области предоставляются для взаимодействия путем свинчивания с охватываемыми резьбовыми областями, которые сами покрыты сухой пленкой, которая может иметь иную природу.
Неограничительным образом сухие пленки, содержащие органическую матрицу, в которой рассеяны ионообменные пигменты, также могут накладываться на уплотнительные поверхности 5, 6, описанные на фиг. 1 и предназначенные для взаимодействия посадкой с натягом, и/или на поверхности 7, 8 упора.
Claims (18)
1. Резьбовой конец (1; 2) трубчатого компонента для бурения или эксплуатации углеводородных скважин, при этом указанный конец содержит резьбовую область (3; 4), выполненную на его внешней или внутренней периферической поверхности в зависимости от того, является ли резьбовой конец охватываемого или охватывающего типа, отличающийся тем, что по меньшей мере часть конца (1; 2) покрыта сухой пленкой, содержащей органическую матрицу, в которой ионообменные пигменты рассеяны в пропорциях в диапазоне от 3 до 30 вес.%, пигменты содержат пигменты катодного обмена, выбранные из класса, определенного ионообменными аморфными диоксидами кремния с ионами кальция, цинка, кобальта, стронция, лития, магния и/или иттрия, ионообменными цеолитами с ионами кальция, молибдена и/или натрия и ионообменными бентонитами с ионами кальция и/или церия, и пигменты содержат анионообменные пигменты, составленные ионообменным гидротальцитом с ионами ванадата.
2. Резьбовой конец трубчатого компонента по п.1, отличающийся тем, что органическая матрица имеет прочность на сдвиг под контактными давлениями по меньшей мере 500 МПа и значение крутящего момента на сопротивление упора, которое больше или равно получаемым для смазки, соответствующим КР 5А3 стандарта ΑΡΙ.
3. Резьбовой конец трубчатого компонента по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что органическая матрица является термопластичной матрицей.
4. Резьбовой конец трубчатого компонента по п.3, отличающийся тем, что органическая матрица выбрана из класса, определенного полиамидами, полиэтиленовыми восками, сополиамидами на основе кислотного димера, эстерифицированными колофанами, терпеновыми смолами, стирол-терпеновыми смолами, полиэфирэфиркетонами, полифторалкилами и полиэфирсульфонами.
5. Резьбовой конец трубчатого компонента по п.3, отличающийся тем, что органическая матрица содержит полиэтиленовый воск.
6. Резьбовой конец трубчатого компонента по п.3, отличающийся тем, что органическая матрица содержит сополиамидную смолу.
7. Резьбовой конец трубчатого компонента по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что органическая матрица является термореактивной матрицей.
8. Резьбовой конец трубчатого компонента по п.7, отличающийся тем, что органическая матрица содержит полиуретан.
9. Резьбовой конец трубчатого компонента по п.8, отличающийся тем, что полиуретановая матрица получена путем отверждения фторуретанового полимера в водной дисперсии или в растворяющей основе с использованием отвердителя полиизоцианатного типа.
10. Резьбовой конец трубчатого компонента по п.8, отличающийся тем, что полиуретановая матрица получена путем отверждения твердого полиэфирполиола с использованием отвердителя полиизоцианатного типа.
11. Резьбовой конец трубчатого компонента по п.8, отличающийся тем, что полиуретановая матрица получается путем УФ-отверждения, затем - влажной полимеризацией гибридного акрил-уретанового сополимера.
12. Резьбовой конец трубчатого компонента по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что конечная часть (1; 2) до ее покрытия сухой пленкой предварительно обработана на этапе подго- 19 022960 товки поверхности, выбранной из группы, состоящей из обработки песком, конверсионной обработки и электролитического осаждения.
13. Резьбовой конец трубчатого компонента по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что органическая матрица дополнительно содержит частицы твердых смазок.
14. Резьбовой конец трубчатого компонента по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что органическая матрица дополнительно содержит замедлители коррозии.
15. Резьбовой конец трубчатого компонента по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что резьбовая область (3; 4), по меньшей мере, частично покрыта сухой пленкой.
16. Резьбовой конец трубчатого компонента по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он содержит уплотнительную поверхность металл/металл, при этом указанная уплотнительная поверхность покрыта сухой пленкой.
17. Резьбовое трубчатое соединение, содержащее охватываемый резьбовой конец и охватывающий резьбовой конец трубчатого компонента, свинчиваемые друг с другом, отличающееся тем, что по меньшей мере один из резьбовых концов соответствует одному из предыдущих пунктов.
18. Резьбовое трубчатое соединение по п.17, отличающееся тем, что конец, покрытый сухой пленкой, является охватывающим резьбовым концом.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1002298A FR2960619B1 (fr) | 2010-06-01 | 2010-06-01 | Extremite filetee d'un composant tubulaire pour le forage ou l'exploitation des puits d'hydrocarbures, et joint resultant |
| PCT/EP2011/002569 WO2011151028A2 (en) | 2010-06-01 | 2011-05-24 | Threaded end of a tubular component for drilling or working hydrocarbon wells, and resulting connection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201270782A1 EA201270782A1 (ru) | 2013-03-29 |
| EA022960B1 true EA022960B1 (ru) | 2016-03-31 |
Family
ID=43466501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201270782A EA022960B1 (ru) | 2010-06-01 | 2011-05-24 | Резьбовой конец трубчатого компонента для бурения или эксплуатации углеводородных скважин и получающееся соединение |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10428593B2 (ru) |
| EP (1) | EP2580290B8 (ru) |
| JP (1) | JP5977230B2 (ru) |
| CN (1) | CN103119106B (ru) |
| AR (1) | AR085884A1 (ru) |
| AU (1) | AU2011260640B2 (ru) |
| BR (1) | BR112012030718A2 (ru) |
| CA (1) | CA2800840C (ru) |
| EA (1) | EA022960B1 (ru) |
| FR (1) | FR2960619B1 (ru) |
| MX (1) | MX340088B (ru) |
| MY (1) | MY161600A (ru) |
| PL (1) | PL2580290T3 (ru) |
| UA (1) | UA108755C2 (ru) |
| WO (1) | WO2011151028A2 (ru) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2966191B1 (fr) | 2010-10-15 | 2013-11-01 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Composant filete tubulaire et joint resultant |
| FR2970028B1 (fr) | 2010-12-29 | 2012-12-28 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Procede de revetement d'un composant tubulaire filete, composant filete et joint resultant |
| FR2981395B1 (fr) | 2011-10-14 | 2016-04-01 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Composant filete tubulaire et joint resultant |
| FR2985297B1 (fr) | 2011-12-29 | 2016-04-01 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Composant filete tubulaire et procede de revetement d'un tel composant filete tubulaire |
| FR3000168B1 (fr) * | 2012-12-21 | 2015-01-02 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Ensemble pour la realisation d'un joint filete tubulaire resistant au grippage |
| JP6794023B2 (ja) * | 2016-08-04 | 2020-12-02 | 株式会社青山製作所 | ねじ部品用防錆処理液、防錆処理されたねじ部品の製造方法及び防錆処理されたねじ部品 |
| JP6815498B2 (ja) * | 2017-05-22 | 2021-01-20 | 日本製鉄株式会社 | 管用ねじ継手及び管用ねじ継手の製造方法 |
| US10781962B2 (en) * | 2017-08-18 | 2020-09-22 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Corrosion protection element for downhole connections |
| US20190390066A1 (en) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | Covestro Llc | Waterborne compositions containing inorganic ion-exchangers to improve corrosion resistance |
| CN109852217A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-06-07 | 北京隆源纳欣科技有限公司 | 一种水性高耐候自洁防腐涂料 |
| CN110724401A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-01-24 | 浙江丰虹新材料股份有限公司 | 一种协效自修复耐腐蚀添加剂及其应用 |
| US11879094B2 (en) * | 2022-06-03 | 2024-01-23 | Halliburton Energy Services, Inc. | Enhancing friction reduction and protection of wellbore equipment during hydraulic fracturing |
| CN117686289A (zh) * | 2022-09-02 | 2024-03-12 | 山东众标企信检测科技有限公司 | 一种钼矿石及钼精矿成分分析标准物质及其制备方法 |
Family Cites Families (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3899624A (en) | 1973-04-26 | 1975-08-12 | Gen Dynamics Corp | Method for protecting surfaces against environmental damage and the resultant products |
| USRE30467E (en) | 1978-12-29 | 1980-12-30 | Brunswick Corporation | Bowling scorer utilizing semiconductor elements |
| USRE34467E (en) | 1983-04-29 | 1993-12-07 | The Hydril Company | Tubular connection |
| US4822081A (en) | 1987-03-23 | 1989-04-18 | Xl Systems | Driveable threaded tubular connection |
| GB8726157D0 (en) * | 1987-11-07 | 1987-12-09 | British Petroleum Co Plc | Corrosion-inhibiting composition |
| JPH11158436A (ja) | 1997-11-28 | 1999-06-15 | Nippon Paint Co Ltd | プレコートメタル用プライマー組成物、塗膜形成方法及び塗装物 |
| US6485549B1 (en) * | 1998-12-22 | 2002-11-26 | Usbi | Self priming high performance environmentally compatible protective coating |
| US6716396B1 (en) | 1999-05-14 | 2004-04-06 | Gen-Probe Incorporated | Penetrable cap |
| JP2001303279A (ja) * | 2000-02-17 | 2001-10-31 | Toyo Gurahoiru:Kk | 自己犠牲型金属防食剤および金属防食方法 |
| US20030124549A1 (en) | 2001-10-11 | 2003-07-03 | Xerox Corporation | Devices and methods for detecting genetic sequences |
| KR100525772B1 (ko) * | 2002-07-03 | 2005-11-03 | 삼화페인트공업주식회사 | 폴리아닐린을 이용한 철강용 방청도료 |
| GB0223471D0 (en) | 2002-10-10 | 2002-11-13 | Kalantar Ali | Heat insulation coatings used in the prevention of corrosion under insulation |
| US7481877B2 (en) | 2004-04-26 | 2009-01-27 | Hammond Group, Inc. | Synergistic corrosion inhibitor |
| BRPI0606776A2 (pt) | 2005-01-28 | 2010-02-09 | Basf Ag | preparação para aplicar um revestimento de proteção contra corrosão a uma superfìcie metálica, processo de controle de corrosão, e , superfìcie metálica revestida |
| CN100567791C (zh) | 2005-03-29 | 2009-12-09 | 住友金属工业株式会社 | 用于钢管的螺纹接头、其表面处理方法及连接钢管的方法 |
| US8231970B2 (en) * | 2005-08-26 | 2012-07-31 | Ppg Industries Ohio, Inc | Coating compositions exhibiting corrosion resistance properties and related coated substrates |
| WO2007042331A1 (de) * | 2005-10-14 | 2007-04-19 | Kevin Herbst | Wärmetauscherplatte |
| FR2892174B1 (fr) * | 2005-10-14 | 2007-12-28 | Vallourec Mannesmann Oil Gas F | Element filete tubulaire muni d'un revetement protecteur sec |
| US20070213429A1 (en) * | 2006-03-10 | 2007-09-13 | Chih-Min Cheng | Anisotropic conductive adhesive |
| MX2008013443A (es) | 2006-04-26 | 2009-03-10 | Basf Se | Metodo para la aplicacion de capas resistentes a la corrosion a las superficies metalicas. |
| US8322754B2 (en) | 2006-12-01 | 2012-12-04 | Tenaris Connections Limited | Nanocomposite coatings for threaded connections |
| FR2914926B1 (fr) * | 2007-04-11 | 2013-11-01 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Composition de lubrification a coefficient de frottement adaptable, pour un element filete d'un composant de joint filete tubulaire. |
| US20090110833A1 (en) * | 2007-10-31 | 2009-04-30 | Gala Industries, Inc. | Method for abrasion-resistant non-stick surface treatments for pelletization and drying process equipment components |
| WO2010018763A1 (ja) * | 2008-08-11 | 2010-02-18 | 関西ペイント株式会社 | 水性塗料組成物 |
| FR2937046B1 (fr) | 2008-10-15 | 2012-10-19 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Composition de lubrification a coefficient de frottement adaptable, pour un element filete d'un composant de joint filete tubulaire |
| FR2938063B1 (fr) | 2008-11-05 | 2014-09-19 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de preparation et/ou de traitement d'un echantillon biologique |
| CN101519782A (zh) | 2009-04-02 | 2009-09-02 | 北京化工大学 | 一种耐腐蚀性水滑石/聚电解质复合薄膜及其制备方法 |
| MX342206B (es) | 2009-06-02 | 2016-09-20 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp * | Composicion fotoendurecida apropiada para evitar la oxidacion de una junta roscada para tubos de acero. |
| FR2950667B1 (fr) | 2009-09-30 | 2011-12-16 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Composant filete tubulaire resistant au grippage et procede de revetement d'un tel composant |
| FR2954454B1 (fr) | 2009-12-23 | 2012-02-10 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Composant filete tubulaire resistant au grippage et procede de revetement d'un tel composant |
-
2010
- 2010-06-01 FR FR1002298A patent/FR2960619B1/fr active Active
-
2011
- 2011-05-24 MX MX2012014023A patent/MX340088B/es active IP Right Grant
- 2011-05-24 JP JP2013512785A patent/JP5977230B2/ja active Active
- 2011-05-24 EA EA201270782A patent/EA022960B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2011-05-24 CA CA2800840A patent/CA2800840C/en active Active
- 2011-05-24 BR BR112012030718A patent/BR112012030718A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2011-05-24 AU AU2011260640A patent/AU2011260640B2/en not_active Ceased
- 2011-05-24 US US13/700,744 patent/US10428593B2/en active Active
- 2011-05-24 UA UAA201213724A patent/UA108755C2/ru unknown
- 2011-05-24 MY MYPI2012005177A patent/MY161600A/en unknown
- 2011-05-24 WO PCT/EP2011/002569 patent/WO2011151028A2/en active Application Filing
- 2011-05-24 CN CN201180026840.XA patent/CN103119106B/zh active Active
- 2011-05-24 PL PL11721247T patent/PL2580290T3/pl unknown
- 2011-05-24 EP EP11721247.2A patent/EP2580290B8/en active Active
- 2011-05-31 AR ARP110101878A patent/AR085884A1/es active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103119106A (zh) | 2013-05-22 |
| CA2800840C (en) | 2019-12-03 |
| JP2013527408A (ja) | 2013-06-27 |
| WO2011151028A8 (en) | 2012-10-26 |
| FR2960619A1 (fr) | 2011-12-02 |
| WO2011151028A3 (en) | 2012-02-02 |
| JP5977230B2 (ja) | 2016-08-24 |
| PL2580290T3 (pl) | 2017-06-30 |
| CA2800840A1 (en) | 2011-12-08 |
| EA201270782A1 (ru) | 2013-03-29 |
| MX340088B (es) | 2016-06-23 |
| FR2960619B1 (fr) | 2013-02-15 |
| EP2580290A2 (en) | 2013-04-17 |
| AR085884A1 (es) | 2013-11-06 |
| BR112012030718A2 (pt) | 2016-11-01 |
| EP2580290B1 (en) | 2016-12-21 |
| MX2012014023A (es) | 2013-04-29 |
| EP2580290B8 (en) | 2017-07-26 |
| MY161600A (en) | 2017-04-28 |
| US20130075083A1 (en) | 2013-03-28 |
| AU2011260640B2 (en) | 2015-02-19 |
| CN103119106B (zh) | 2018-07-03 |
| US10428593B2 (en) | 2019-10-01 |
| WO2011151028A2 (en) | 2011-12-08 |
| UA108755C2 (uk) | 2015-06-10 |
| AU2011260640A1 (en) | 2012-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA022960B1 (ru) | Резьбовой конец трубчатого компонента для бурения или эксплуатации углеводородных скважин и получающееся соединение | |
| CN102439102B (zh) | 防腐蚀和低摩擦涂料 | |
| EP2635834B1 (en) | Tubular threaded joint having improved low temperature performance | |
| CA2815723C (en) | Process for coating a threaded tubular component, threaded tubular component and resulting connection | |
| AU2010335578B2 (en) | Galling-resistant threaded tubular component, and process for coating said component | |
| CN103946617A (zh) | 具有改善的高扭矩性能的管状螺纹接头 | |
| AU2015234169B2 (en) | Composition for solid lubricating coating, threaded connection for pipe or tube including the solid lubricating coating formed from the composition, and method of producing the threaded connection | |
| US9290714B2 (en) | Galling-resistant threaded tubular component and process for coating said component | |
| CN104334952A (zh) | 钢管用螺纹接头 | |
| JP6120877B2 (ja) | ねじ付き管状コンポーネントおよびそのねじ付き管状コンポーネントのコーティング方法 | |
| FR2942478A1 (fr) | Compose pigmentaire zincifere exempt d'ecotoxicite et primaire d'adherence anticorrosion incorporant ledit compose. | |
| OA16254A (en) | Threaded end of a tubular component for drilling or working hydrocarbon wells, and resulting connection. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM BY KG MD TJ |
|
| TC4A | Change in name of a patent proprietor in a eurasian patent | ||
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ KZ TM |