NL8500469A - THREADED LUBRICANT, METHOD FOR PREPARING IT AND USE OF SUCH LUBRICANT. - Google Patents

Description

Smeermiddel voor schroefdraden, werkwijze voor de bereiding ervan en toepassing van een dergelijk smeermiddel.Thread lubricant, process for its preparation and use of such a lubricant.

De uitvinding heeft betrekking op een smeermiddel voor schroefdraden, op een werkwijze voor de bereiding ervan alsmede op de toepassing van dit smeermiddel.The invention relates to a thread lubricant, to a process for its preparation and to the use of this lubricant.

In het algemeen dient een geschikt smeermiddel voor 5 schroefdraden belangrijke eigenschappen te bezitten, zoals het smeren van mannelijke en vrouwelijke schroefdraden ter voorkoming van beschadiging wanneer zij aaneengeschroefd worden, het gescheiden houden van mannelijke en vrouwelijke schroefdraden onder omstandigheden van extreme druk, in het 10 bijzonder wanneer zij aan elkaar worden geschroefd, het voorkomen van of bestand zijn tegen aantasting van de schroefdraden onder diverse omstandigheden, waaronder maritiem transport, en het waarborgen van een volledige afdichting van schroefcomponenten ter voorkoming van lekken door van schroef-15 draad voorziene gebieden.In general, a suitable 5-thread lubricant should have important properties, such as lubricating male and female threads to prevent damage when screwed together, keeping male and female threads separate under extreme pressure conditions, especially when screwed together, preventing or resisting thread corruption under various conditions, including maritime transportation, and ensuring complete sealing of screw components to prevent leakage through screw-threaded areas.

In de petroleumindustrie heeft men gedurende vele jaran gebruik gemaakt van diverse smeermiddelen voor schroefdraden, welke aan de bovengenoemde vereisten voldeden. Deze bekende smeermiddelen voor schroefdraden bevatten metalen, 20 metaalpoeders en aardpoeders alsmede vetten.In the petroleum industry, various thread lubricants have been used for many years that meet the above requirements. These known screw thread lubricants contain metals, metal powders and earth powders as well as fats.

Bekend is, dat de petroleumindustrie een intensieve gebruiker is van aaneengeschroefde buisvormige produkten en componenten bij toepassingen zoals boorstaven, produktiesta-ven, "casing" en "line pipe". Dienovereenkomstig heeft the 25 American Petroleum Institute (API) een Bulletin, No. 5A2, april 1972, uitgegeven hetgeen betrekking heeft op smeermiddelen voor schroefdraden, "casing", "tubing" en "line pipe".It is known that the petroleum industry is an intensive user of bolted tubular products and components in applications such as drill rods, production tools, casing and line pipe. Accordingly, the 25 American Petroleum Institute (API) has a Bulletin, No. 5A2, April 1972, issued relating to thread lubricants, casing, tubing and line pipe.

Het smeermiddel, dat is aanbevolen door het API-Bulletin 5A2, bevat maar liefst 30,5 gew.% lood in de vorm 30 van fijn gedeeld poeder, dat als een extreem drukingrediënt fungeert.The lubricant, recommended by API Bulletin 5A2, contains a whopping 30.5% by weight of lead in the form of finely divided powder, which acts as an extreme pressure ingredient.

Het is nu zonder twijfel vastgesteld, dat lood en zijn verbindingen ernstige nadelen hebben, in het bijzonder direkte gevaren voor de gezondheid van de gebruiker van dit 35 smeermiddel. Bovendien zijn lood en loodverbindingen ongewenst ®^Rr§n\!rege^milieuverontreiniging van oppervlaktewateren en land- 8500469 - 2 - wateren.It has now been established without doubt that lead and its compounds have serious drawbacks, especially direct health hazards for the user of this lubricant. In addition, lead and lead compounds are undesirable environmental pollution of surface waters and inland waters 8500469-2.

Een ander nadeel van het door API beschreven smeermiddel is, dat het praktisch ongeschikt bleek als beschermend middel voor het voorkomen van corrosie van schroefdraden tij-5 dens opslag of maritiem transport. Dit is vooral van belang voor de fabrikanten van dure verbindingsstukken, die hun pro-dukten transporteren naar alle delen van de wereld, waarbij zij bovendien offshore dienen te worden opgeslagen. Aangenomen wordt, dat het corrosieprobleem met het API-smeermiddel 10 samenhangt met de aanwezigheid van metallisch koper in samenhang met meer electropositieve metalen. Het metallische koper 1 is aanwezig in een hoeveelheid van 3 gew.% als anti-beschadi-gingsmiddel. Bovendien bevat het in het API-produkt 5A2 vereiste type vetten normale zeepgelleringsmiddelen, die onder 15 water weg kunnen lekken, glycolen en oliën met een in verhouding laag molecuulgewicht, die bij buitenomstandigheden verdampen zelfs bij lage termperaturen, zodat een koppeling, voorzien van API-smeermiddel vaak binnen 5 maanden droog en vlokkig zal zijn en aanleiding zal geven tot blote metaalop-20 pervlakken op de schroefdraden.Another drawback of the lubricant described by API is that it has been found to be practically unsuitable as a protective agent for preventing corrosion of threads during storage or maritime transport. This is of particular importance for the manufacturers of expensive connectors, which transport their products to all parts of the world, while also storing them offshore. It is believed that the corrosion problem with the API lubricant 10 is related to the presence of metallic copper in conjunction with more electropositive metals. The metallic copper 1 is present in an amount of 3% by weight as an anti-damage agent. In addition, the type of fats required in the API product 5A2 contains normal soap gelling agents, which can leak out under water, glycols and oils of a relatively low molecular weight, which evaporate in outdoor conditions even at low temperatures, so that a coupling provided with API lubricant will often be dry and flaky within 5 months and will give rise to bare metal surfaces on the threads.

De uitvinding beoogt thans een verbeterd smeermiddel voor schroefdraden te verschaffen, dat de bovengenoemde nadelen van het bekende smeermiddel missen, doch onder behoud van de belangrijke eigenschappen, die bij dergelijke smeermidde-25 len vereist zijn.The present invention aims to provide an improved thread lubricant which does not have the above-mentioned drawbacks of the known lubricant, but retains the important properties required with such lubricants.

Dienovereenkomstig heeft de uitvinding betrekking op een smeermiddel voor schroefdraden, met het kenmerk, dat het smeermiddel gepoederd grafiet, gepoederd kalk, vet en toevoegsels bevat.Accordingly, the invention relates to a thread lubricant, characterized in that the lubricant contains powdered graphite, powdered lime, grease and additives.

30 De smeermiddelen volgens de uitvinding bevatte geen lood of loodverbindingen, terwijl zij de bovengenoemde gunstige eigenschappen bezitten.The lubricants according to the invention did not contain any lead or lead compounds, while they have the above-mentioned favorable properties.

Zoals eerder genoemd bevatten de nieuwe smeermiddelen volgens de uitvinding geen lood of loodverbindingen. Het 35 is thans verrassend, dat de onderhavige smeermiddelen zonder lood de gewenste eigenschappen bezitten. De nieuwe smeermidde- u^tv^n<^n9 kunnen met succes worden aangebracht op van schroefdraden voorziene gebieden van mannelijke en vrouwelijke componenten, die aan elkaar geschroefd dienen te ‘ <J — „ worden, met behulp van kwasten, sprays, spatels en dergelijke, waarbij de schroefdraden aan elkaar geschroefd kunnen worden zonder beschadiging onder belaste of onbelaste omstandigheden.As mentioned earlier, the new lubricants according to the invention do not contain any lead or lead compounds. It is now surprising that the present lead-free lubricants have the desired properties. The new lubricants can be successfully applied to threaded areas of male and female components to be screwed together using brushes, sprays, spatulas and the like, whereby the threads can be screwed together without damage under stressed or unloaded conditions.

De voornaamste voordelen van het onderhavige smeer-5 middel voor schroefdraden kunnen als volgt worden samengevat: langdurige bescherming tegen algemene en putjesvormige corrosie van schroefdraden; uitstekend smeervermogen voor het mogelijk maken van enkelvoudige en meervoudige opbouwen en afbraak van samenstellen voor proeven en opslag; meer dan vol-10 doende afdichteigenschappen; afwezigheid van lood in het smeermiddel, met gevolg van elimineren van gezondheids- en milieugevaren, die met dit metaal gepaard gaan (API-smeermid-del bevat 30,5 gew.% lood); gladde composities van waterbestendige vetten, die bij alle temperaturen gemakkelijk de 15 schroefdraden bevochtigen en daaraanhechten; en economische voordelen met betrekking tot de prijs vergeleken met de bekende smeermiddelen van de stand der techniek.The main advantages of the present thread lubricant can be summarized as follows: long-term protection against general and pitting corrosion of threads; excellent lubricity for enabling single and multiple superstructures and breakdown of assemblies for testing and storage; more than sufficient sealing properties; absence of lead in the lubricant, due to elimination of health and environmental hazards associated with this metal (API lubricant contains 30.5 wt% lead); smooth compositions of water-resistant greases, which easily moisten and adhere to the threads at all temperatures; and economical advantages in price over the prior art lubricants.

Bovendien is gebleken, dat bij toepassing van het onderhavige smeermiddel de 'aaneengeschroefde schroefdraadcom-20 ponenten lekvrij zijn onder de gangbare prestatieomstandighe-den. De onderhavige smeermiddelen zijn geschikt voor het op geschikte wijze opvullen van de ruimtes tussen de draden en het blijven zitten van de smeermiddelen tijdens onderhoud, waardoor weglekken na aan elkaar geschroefd te zijn voorkomen 25 wordt. De smeermiddelen volgens de uitvinding zijn grondig onderzocht onder normale werkomstandigheden, waarbij geen lekkage was te constateren. Tijdens hydraulische beproeving vertoont "opbouw" en "afbreken" meer dan voldoende smering door voorkeurssmeermiddelen voor schroefdraden teneinde stevig aan 30 elkaar geschroefde schroefdraden te verbreken zonder beschadiging.In addition, it has been found that when the present lubricant is used, the threaded components screwed together are leak-proof under the usual performance conditions. The present lubricants are suitable for appropriately filling the spaces between the threads and leaving the lubricants in place during maintenance, thereby preventing leakage after being screwed together. The lubricants of the invention have been thoroughly tested under normal operating conditions, with no leakage to be noted. During hydraulic testing, "build-up" and "break-down" exhibits more than sufficient lubrication by preferred thread lubricants to break tightly screwed threads without damage.

Gewoonlijk bevatten de smeermiddelen volgens de uitvinding 20-50 gew.% van gepoederde grafiet, 10.-25 gew.% van gepoederde talk en voor het overige tot 100 gew.% vet en toe-35 voegsels.Usually, the lubricants of the invention contain 20-50 wt% of powdered graphite, 10-25 wt% of powdered talc, and otherwise up to 100 wt% of grease and additives.

Voorkeurssmeermiddelen volgens de uitvinding bevatten 28-35 gew.% van het gepoederde grafiet, 14-17,5 gew.% van gepoederde talk en voor het overige tot 100 gew.% vet en toe- 8500469 - 4 -Preferred lubricants according to the invention contain 28-35% by weight of the powdered graphite, 14-17.5% by weight of powdered talc and otherwise up to 100% by weight of grease and 8500469-4.

Verrassend goede resultaten worden verkregen, wanneer in het smeermiddel de hoeveelheid talk ca 50 gew.% bedraagt van de hoeveelheid grafiet.Surprisingly good results are obtained when the amount of talc in the lubricant is about 50% by weight of the amount of graphite.

Bij voorkeur is het vet in het smeermiddel voor 5 schroefdraden volgens de uitvinding een koolwaterstof met hoog molecuulgewicht, terwijl het toevoegsel een corrosie-inhibitor. kan zijn.Preferably, the grease in the threaded lubricant of the invention is a high molecular weight hydrocarbon, while the additive is a corrosion inhibitor. could be.

Bovendien heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor de bereiding van het smeermiddel, waarbij het 10 gepoederde grafiet, het gepoederde talk en toevoegsel in een geschikte hoeveelheid grondig met elkaar worden vermengd, waarna het verkregen mengsel uniform wordt gedispergeerd in de geschikte hoeveelheid vet, terwijl voorts de uitvinding betrekking heeft op de toepassing van de onderhavige smeer-15 middelen voor schroefdraden van "casing", "line pipe" en andere buizen in de petroleumindustrie alsmede bij boorwerk-zaamheden.In addition, the invention relates to a process for the preparation of the lubricant, wherein the powdered graphite, the powdered talc and additive are thoroughly mixed together in an appropriate amount, after which the resulting mixture is uniformly dispersed in the appropriate amount of fat, while the invention furthermore relates to the use of the present lubricants for threads of casing, line pipe and other pipes in the petroleum industry as well as in drilling work.

Voorbeelden van toevoegsels, die in de smeermiddelen 'volgens de uitvinding kunnen worden opgenomen zijn: in water 20 onoplosbare zepen; diaminen, amiden, polyaminen; zinkoxide, magnesiumoxide, calciumcarbortaat; vaste metaaldeeltjes die niet uniform zijn en niet glad zijn; metaaldeeltjes met regelmatige deeltjes, die glad zijn, zoals metallisch zink; deeltjes, schilfers en lammelle, zoals mica en molybdeendisulfide, 25 diverse zwavelhoudende materialen; en organische fluorderiva-ten, zoals P.T.F.E. en teflon. "Examples of additives which can be included in the lubricants according to the invention are: water-insoluble soaps; diamines, amides, polyamines; zinc oxide, magnesium oxide, calcium carbortate; solid metal particles that are not uniform and are not smooth; metal particles with regular particles that are smooth, such as metallic zinc; particles, flakes and lamellae, such as mica and molybdenum disulfide, various sulfur-containing materials; and organic fluorine derivatives, such as P.T.F.E. and teflon. "

Het werkingsmechanisme van het onderhavige smeermiddel is niet bekend. Aangenomen wordt, dat de manier waarop elk van de componenten over elkaar rollen en onder druk aan elkaar 30 hechten belangrijk is en dat het mengsel van de twee hoofdcomponenten, dat wil zeggen gepoederd grafiet en gepoederde talk een synergistisch effekt vertoont. Hoe het ook zij, uit de proefresultaten blijkt dat er hogere belastingen kunnen worden bereikt bij lagere torsie dan met het'bekende API-smeermiddel. 35 Gebleken is bovendien, dat het onderhavige smeermiddel een beter smeervermogen heeft dan het API-smeermiddel. Deze kwes-B>föf)FéêllY^? bijzonder belang bij de petroleumindustrie, waar de bijzondere eigenschap, bekend als "slick", voor smeermiddelen vereist is, welke wordt gebruikt voor "casing" en "line pipe", - 5 - -- waarbij schroefdraden kunnen worden vastgemaakt zonder de toepassing van een overmatige torsie. De smeermiddelen volgens de uitvinding hebben belangrijke voordelen in de boorpraktijk.The mechanism of action of the present lubricant is not known. It is believed that the manner in which each of the components roll over and adhere to each other under pressure is important and that the mixture of the two main components, ie powdered graphite and powdered talc, exhibits a synergistic effect. Be that as it may, the test results show that higher loads can be achieved at lower torque than with the well-known API lubricant. Moreover, it has been found that the present lubricant has a better lubricity than the API lubricant. This kwes-B> föf) FéêllY ^? of special interest in the petroleum industry, where the special property, known as "slick", is required for lubricants used for "casing" and "line pipe", - 5 - - where threads can be attached without the use of a excessive torsion. The lubricants of the invention have important advantages in drilling practice.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan 5 de hand van het volgende illustratieve voorbeeld.The invention will now be further elucidated by means of the following illustrative example.

VOORBEELD __EXAMPLE __

Een smeermiddel voor schroefdraden volgens dé uitvinding 'wordt bereid door het innig met elkaar vermengen van 32 delen gepoederd grafiet en 16,0 delen gepoederde talk. Het , r 10 verkregen homogene droge mengsel wordt toegevoegd aan 52 delen van een mengsel van vet en andere componenten en vervolgens in een vorm gedispergeerd onder oplevering van het gewenste smeermiddel.A thread lubricant of the invention is prepared by intimately mixing together 32 parts of powdered graphite and 16.0 parts of powdered talc. The homogeneous dry mixture obtained is added to 52 parts of a mixture of fat and other components and then dispersed in a mold to yield the desired lubricant.

15 • - ·>15 • - ·>

BAD ORIGINALBAD ORIGINAL

o k η λ /. δ λo k η λ /. δ λ

Claims (8)

1. Smeermiddel voor schroefdraden./ met het kenmerk, dat het smeermiddel gepoederd grafiet, gepoederde talk, vet en toevoegsels bevat.1. Thread lubricant / characterized in that the lubricant contains powdered graphite, powdered talc, grease and additives. 2. Smeermiddel volgens conclusie 1, m e t het Skenmerk, dat het smeermiddel 20-50 gew.% van het gepoederde grafiet, 10-25 gew.% van het gepoederde,talk en voor het overige tot 100 gew.% vet en toevoegsels hevat.2. Lubricant according to claim 1, characterized in that the lubricant comprises 20-50% by weight of the powdered graphite, 10-25% by weight of the powdered talc, and otherwise up to 100% by weight of fat and additives. 3. Smeermiddel volgens conclusie 2, m e t het ken m e r k, dat het smeermiddel 28-35 gew.% gepoederde 10 graf iet,.. 14-17,5 gew. % gepoederde talk en voor het overige tot 100 gew.% vet en toevoegsels bevat.3. Lubricant according to claim 2, characterized in that the lubricant contains 28-35 wt.% Powdered graphite, 14-17.5 wt. % powdered talc and otherwise contains up to 100% by weight of fat and additives. 4. Smeermiddel volgens conclusies 1-3,met het kenmerk, dat in het smeermiddel de hoeveelheid talk ca 50 gew.% van de hoeveelheid grafiet bedraagt.Lubricant according to claims 1-3, characterized in that in the lubricant the amount of talc is about 50% by weight of the amount of graphite. 5. Smeermiddel volgens conclusies 1-4,met het kenmerk, dat het vet een koolwaterstof met hoog mole-cuulgewicht is.Lubricant according to claims 1-4, characterized in that the fat is a high molecular weight hydrocarbon. 6. Smeermiddel volgens conclusies 1-5, m e t het kenmerk, dat het toevoegsel een corrosie-inhibitor is.6. Lubricant according to claims 1-5, characterized in that the additive is a corrosion inhibitor. 7. Werkwijze voor de bereiding van het smeermiddel volgens conclusies 1-6,met het kenmerk, dat gepoederd grafiet, gepoederde talk en toevoegsels in de geschikte hoeveelheid grondig met elkaar worden vermengd, waarna het verkregen mengsel uniform wordt gedispergeerd in de ge-25 schikte hoeveelheid van het vet.7. Process for the preparation of the lubricant according to claims 1-6, characterized in that powdered graphite, powdered talc and additives are thoroughly mixed together in the appropriate amount, after which the resulting mixture is uniformly dispersed in the suitable amount of fat. 8. Toepassing van het smeermiddel volgens conclusies 1-6 voor schroefdraden van "casing'* , "line pipe" en andere buizen in de petroleumindustrie alsmede bij boorwerkzaamheden. BAD ORIGINAL 85004698. Use of the lubricant according to claims 1-6 for threads of casing *, line pipe and other pipes in the petroleum industry as well as in drilling operations BAD ORIGINAL 8500469