JPS58152085A - サワ−環境用スレツドコンパウンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油井、地熱井などにおいて使用されるドリル、
Ｉ？イブ、チューピングツξイゾ、ケージ／グツぞイブ
等のネジ部のシール剤として使用されるスレッドコンノ
ぐランドに関するものである。

（従来、スレッドコンパウンドとして１ｊａｐｔ規格５
ム２に準拠して鉛、亜鉛、銅などの金属粉、黒鉛粉およ
び金属セッケンから成る４のが使用されていた。そして
サワー環境（硫化水素や巌酸ガスを含む環境）ｆＣ対し
てはコンノそランド中の金属粉が硫化水素と反応するの
を防止するために有機硫黄化合物をコンパウンドに添加
する方法が行なわれていた。しかし、近年のエネルイー
資源の逼迫に伴なって、以前には行なわれていなかった
高腐食性、すなわち高濃度の硫化水素、炭酸ガスを含み
、ＰＨが低いガスまたは原油が採掘されるようになった
が、このような高腐食性のサワー環境に対して従来のス
レッドコ／ノぐランドは鋼材に対する防食性能が十分で
ないためネジ部の腐食による内部流体の漏出の危険性が
あるという問題があった。

本発明はスレッドコンパランｒの防食性能を改良すべく
研究を行なった結果得られたもので、高腐食性のサワー
環境において鋼材のネジ部の腐食を高Ｖに抑制するスレ
ツードコンノぐランドを提供するものである。

本発明者らは従来のスレッドコンパウンドを充填し北ネ
ジ部がサワー環境において激しく腐食する原因を考察し
水ところ、充填されたスレッドコンパウンド内に存在す
る微少な隙間を通ってサワーガスを含む水溶液（以後サ
ワー溶液と略す、）が侵入し、鋼材表面に達して激しい
腐食を引き起こすものど考えられたので、サワー環境に
おいて良好な防食性能を示す腐食抑制剤をスレッＰコン
ノぐランドに添加すればサワー溶液がスレッドコンノセ
クンＰ内を通過するときにこの腐食抑制剤がサワー溶液
内に溶出して、この溶液が鋼材表面と接触したどきに、
腐食抑制剤の作用で鋼材の腐食を抑制できると考え、本
発明者らがすでに見出しているサワー環境において特に
良好な防食性能を有する腐食抑制剤を従来のスレッドコ
ンノぐランドに添加してその防食性能を調べたところ、
ｆ−ワー環境゛において従来に無い優れた防食性能を持
つスレッドコンノぐランドを見出したものである。

すなわち本発明は、炭素原子数８以上の脂肪終電しくけ
脂環族炭化水素基を有する有機窒素化合物を含有するこ
とを特徴とするナワー環境用スレッドコアＡウンドに関
するものである。

さらに詳しくは、（１）炭素原子数８以上の脂肪終電し
くけ脂環族炭化水素基を有するイＺダゾツン化合物、（
２）炭素原子数８以上の脂肪族もしくは脂環族炭化水素
基を有するボリア２ド化合物、（３）炭素原子数８以上
の脂肪族もしくは脂１１１．旅炭化水素基を有する四級
ピリジウム塩化合物、もしくは（４）炭素原子数８以上
の脂肪族％Ｌ＜は脂環族炭化水素基を有する第四アンモ
ニウム塩化合物を少なくと％１種類以上含有することを
特徴どするスレッドコンパウンドに関するものである。

本発明におけるイ２／ゾリン化合物としては下記に示す
分子構造を有する４のが使用できる。

ただし、置換基Ｒ３〜Ｒｖのうち少なくともひとつけ炭
素原子数８以上好ましくけ９〜１７の脂肪族もしくは脂
環族炭化水素基である。そして、とれに該当しない置換
基Ｒは水素、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基、芳
香族炭化水素基、−Ｒ“−ＯＲ，−几“−ＯＨ、−Ｂ“
−８Ｈ，−Ｒ“−ｏｏＯＨ＊１ −　Ｃ−Ｒ”−０００Ｈ １ ０Ｂ　　−００ＯＮｍ　　　。

ここで、に′：水素、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水
素基もしくは芳香族炭化水素基、Ｒ’　：脂肪族、脂環
族もしくは芳香族２価炭化水素基、Ｘ：１以上の正の整
数である。なお、前記イミダゾリン鍔導体Ｏ分子構造で
Ｘとはｉ＊ｏ陰イオン（たとえば塩素イオン、臭素イオ
ｙなど）を表わす。

そして、ポリアミド化合物としては次に示す分子構造を
有するものが使用できる。

〒ｙｓｍ Ｒ，０ＯＮＩＩ（ＯＨ，ＯＨ，Ｎ）ｎｏＯＲ。

ただし、置換基”１　ｍ穐＊”１　、ＩＬｎｌ　、＋＋
　・−’　＃　ｌＬｎｍ（ｗｓ　（、ｍ　）のうち少な
くともひとつは炭素原子数８以上好ましくは９〜１７の
脂肪族もしくは脂環式炭化水素基である。そして、これ
ＫＩＩ＊Ｊしない置換基２０条件はイミダシリン化合物
の場合と同様である。

次に、四級ピ９ジニウム塩化合物としてｄ次に示す分子
構造を有するものが使用できる。

ただし、置換基鳥、〜Ｂ、のうちの少なくともひとつは
炭素原子数８以上好ましくは９〜１７の脂肪族もしくけ
脂環族炭化水素基である。セしてこれに該当しない置換
基ＢおよびＸ　の条件はイミダシリン化合物の場合と同
様である。

また、第四アンモニウム塩化合物としては次に示す分子
構造含有するものが使用できる。

ただし、置換基Ｒ３〜Ｒ４０うち少なくと４ひとつは炭
素原子数が８以上好ましくｔａｉｌ〜１１の脂肪族もし
くけ脂環族炭化水素基である。モしてこれに該当しない
置換基凰およびＸ″″の条件にイミダシリン化合物の場
合と同様である。

本発明者らは、ここに挙げた４種＊０化合物がいずれも
サワー溶液に添加した場合に鋼材に対し゛て特に優れた
腐食抑制効果を示すことをすでに見出してｈる（特願昭
５４−１６６９３３〜５４−１６６１１３７）が、これ
らの化合物は水に対する溶解度が大きいのでスレッドコ
ンパウンド内に存在する場合もコンパウンド内を浸透す
るサワー溶液に容易に溶出して鋼材の腐食を良く抑制す
ることができる。すなわちサワー溶液中に溶出したイミ
ダシリン化合物、ポリアミド化合物、四級ピッジニウム
塩化合物もしくは第四アンモニウム塩化合物に分子内Ｋ
１１１材に対して強固に吸着できる窒素原子と腐食を引
起こす化学物質（以下、腐食種ど略す）を鋼材から遮断
するのに十分な厚さの吸着層を形成できる長鎖炭化水素
基を有しているために、サワー溶液による鋼材の腐食を
十分に抑制できる。そして先に述べた各化合物系におけ
る炭化水素基中の炭素原子数の範囲は腐食種な鋼材から
遮断する九めに必要な長鎖炭化水素基の最低の長さから
規定され、この許容範囲を下回る炭素原子数しか持たな
い化合物は鋼材表面に薄い吸着層しか形成できないため
、腐食種を十分Ｋｍｌ断することができない。ガお、炭
化水素基が不易９に長い化合物は一般に高価であること
および水に対する溶解性が低いことなどのため実用的に
は好ましくない。

一方、これらの腐食抑制剤を添加すべ亀基材としてばム
ＰＩ規格５ム２に規定されているスレッドコンノウンド
もしくはその準拠品が使用できるが。

それ以外のものでもネジ部の焼付性能、シール性能、摩
擦特性およびコン／ぞランド自体の安定性に優れている
ものであれば使用できる。

本発明によるスレッドコ７ノぐランドはサワー環境に対
して特に優れた防食性能な有する腐食抑制剤を含有して
いるために、鋼管の一ネジ部に充填されてサワー環境で
使用さｔまた場合、スレッドコンノウンド内の微少な隙
間を通って侵入するサワー溶液に対してコン／ぐランド
内の腐食抑制剤が容品に溶出して鋼材Ｏ腐食が十分に抑
制されるという大きな特長があり、サワー環境の場合に
従来大きな問題点であったネジ部からの内部流体の漏出
の危険性を完全に解消できるという点で工業上きわめて
有意義なものである。

以下、実施ＰＩＫよって本発明によるスレッドコンパウ
ンドの効果を具体的に示す。

〔実施例１．〕 腐食抑制剤は次に示す化合物を用いた。

（腐食抑制剤Ｉ）　次に示す分子構造を有するイミダシ
リン化合物。

ただし、Ｂ：ヤシ油脂肪酸残基 （腐食抑制剤Ｉ）　次に示す分子構造を有するイミダシ
リン化合物。

（腐食抑制剤Ｍ）　次に示す分子構造を有するイ之ダシ
リン化合物。

ただし、Ｒ：大豆油脂肪酸残基 （Ｘ食抑制剤ｙ）　次に示す分子構造を有するボリア建
ド化合物。

ｏ。

Ｂ−０ＯＮＲＯＭ、０％−ＲＯＢ、　ＯＲ，Ｎ−ＯＲ，
ＯへＮＩ（００−塾ただし、Ｒ：重合アマニ油脂肪醗残
基 （腐食抑制剤Ｖ）　次に示す分子構造を有する四級ピ９
ジニウム塩化合物。

（腐食抑制剤■）　次に示す分子構造を有す、る第四ア
ンモニウム塩化合物。

ζわらの腐食抑制剤を第１表に示す組成の基材に５チ（
重量９Ｇ）添加してスレッドコンノぐランドを作成した
。なお、比較のために、腐食抑制剤を添加しない、第１
表に示す組成のままのスレッドコンパウンドも実験に供
した。

第１表　基調の組成 これらのスレッドコンノぐランドを冷間圧延銅版（ナイ
ｉ　：　ｔ　８　ｗ厚Ｘ７５５ｗ＠Ｘ１５０５ｗ長）に
均一に塗布しく塗布１２５０＃／ｉ）％裏面および端面
をピエアエｆ辱シ塗料でシールして試験片を作成した。

しかる後にこれらの試験片を第２表に示す組成のＮムロ
１溶液（ＰＨ約３）に６０℃で２週間浸漬し、スレッド
コンパウンドのサワー環境における防食性能を調べた。

なお、腐食量は次の弐によル算出した。

腐食量（■）”ＸｔＸ。

ｆｅ　タＬ　ｓ　ｘｅ　：　　スレッドコンノぞランｒ
を塗布する前に測定した冷間圧延鋼板の 厚み（９点の測定値の平均値）。

ｘ、：　　浸漬後スレッドコンノウンｒおよび錆を除去
してから測定した 冷間圧延鋼板の厚み（９点の測 定値の平均値）。

第２表　ＮＡＯＩ溶液の組成 （注）ＷＡＧ冨溶液溶液実に存在するもつとも厳しいサ
ワー環境を想定した試験液である。

この腐食試験の結果を第３表に示す。

第３表　腐食試験の結果 第３表から明らかなように従来のスレッドコンパウンド
を塗布した鋼材に厳しいサワー環境において短期間のう
ちに激しい腐食を生じるのに対し、本発明による腐食抑
制剤を添加したスレッドコンノクンｒｔ＊布した鋼材は
良好な耐すワー性を示す。

〔実施例１〕 腐食抑制剤は次に示す化合物を用いた。

（ｇ食抑制剤Ｉ）　次に示す分子構造を有するイセダシ
シン化合物。

ただし、Ｒ＝ヤシ油脂肪酸残基 （腐食抑制剤Ｉ）　次に示す分子構造を有するイ（腐食
抑制剤■）　次に示す分子構造を有する四級ピリジｇａ
ｐム塩化合物。

これらＯ腐食抑制剤を第１表に示す組成の基材に５−（
重量％）添加してスレッドコンパウンドを作成した。な
お、比較のために、腐食抑制剤を添加しない第１表に示
す組成のままのスレッドコンパウンｒ４実験に供した。

試験材として外径７３−のチェーピング用鋼管を使用し
、そのネジ部に上記スレッドコンノぞランドを塗布して
から１０００り争ａｌＯトルクでネジ部を締めつけて２
本の鋼管を接続した。′この鋼管に３・Ｋｆ／ａ、”の
引張地力を加えた状態で内部に第２＊に示す組成の肩ム
ＯＢ溶液を入わ、内圧３００勢−を加えて６０℃に６ケ
月　間保定してネジ部からのリークおよびネジ部の腐食
を調べた。この実験結果を第４表に示す。

第４表から明らかなように１本発明による腐食抑制剤を
添加したスレッドコンノぐランドｔ［ｌ、いサワー猿境
において優わたネジ部のシール性能および防食性能を有
している。

代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他２名

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　炭素原子数８以上の脂肪放電しくは脂環族炭
   化水素基を有する有機窒素化合物を含有することを特徴
   とするサワー環境用スレッドコンノぐランド。
2. （２）　　炭素原子数８以上の脂肪族もしくは脂環族炭
   化水素基含有する有機窒素化合物が、イミダシリン化合
   物、ポリアミド化合物、四級ピリジウム塩化合物本しく
   は第四アンモニウム塩化合物のいずれか一種あるいは二
   種以上である特許請求の範囲第１項記載のサワー環境用
   スレッドコンノぐランド。