NO175113B - Sealed tube joint and method for forming it - Google Patents
Sealed tube joint and method for forming it Download PDFInfo
- Publication number
- NO175113B NO175113B NO873274A NO873274A NO175113B NO 175113 B NO175113 B NO 175113B NO 873274 A NO873274 A NO 873274A NO 873274 A NO873274 A NO 873274A NO 175113 B NO175113 B NO 175113B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- sealant
- bolt
- torque
- pipe joint
- pipe
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims description 123
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 37
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 36
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 36
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 36
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 23
- -1 acrylate ester Chemical class 0.000 claims description 20
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 18
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 16
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 9
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 3
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 claims description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 11
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 10
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 125000000864 peroxy group Chemical group O(O*)* 0.000 description 8
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 7
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 5
- 150000002432 hydroperoxides Chemical class 0.000 description 5
- 239000006072 paste Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 4
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013466 adhesive and sealant Substances 0.000 description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 3
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 1,4-benzoquinone Chemical compound O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCLJOFJIQIJXHS-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[2-(2-prop-2-enoyloxyethoxy)ethoxy]ethoxy]ethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCOCCOCCOCCOC(=O)C=C HCLJOFJIQIJXHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N cyclohexene Chemical compound C1CCC=CC1 HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol dimethacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCOC(=O)C(C)=C STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002818 (Hydroxyethyl)methacrylate Polymers 0.000 description 1
- BEWCNXNIQCLWHP-UHFFFAOYSA-N 2-(tert-butylamino)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCNC(C)(C)C BEWCNXNIQCLWHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JFZBUNLOTDDXNY-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-methylprop-2-enoyloxy)propoxy]propyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC(C)OCC(C)OC(=O)C(C)=C JFZBUNLOTDDXNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HWSSEYVMGDIFMH-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[2-(2-methylprop-2-enoyloxy)ethoxy]ethoxy]ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCOCCOCCOC(=O)C(C)=C HWSSEYVMGDIFMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RIYDSTPQZDWTBD-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[2-[2-(2-chloroprop-2-enoyloxy)ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethyl 2-chloroprop-2-enoate Chemical compound ClC(=C)C(=O)OCCOCCOCCOCCOC(=O)C(Cl)=C RIYDSTPQZDWTBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LTHJXDSHSVNJKG-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[2-[2-(2-methylprop-2-enoyloxy)ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCOCCOCCOCCOC(=O)C(C)=C LTHJXDSHSVNJKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SZTBMYHIYNGYIA-UHFFFAOYSA-N 2-chloroacrylic acid Chemical class OC(=O)C(Cl)=C SZTBMYHIYNGYIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AEPWOCLBLLCOGZ-UHFFFAOYSA-N 2-cyanoethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCC#N AEPWOCLBLLCOGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFUGQJXVXHBTEM-UHFFFAOYSA-N 2-hydroperoxy-2-(2-hydroperoxybutan-2-ylperoxy)butane Chemical compound CCC(C)(OO)OOC(C)(CC)OO WFUGQJXVXHBTEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BKOOMYPCSUNDGP-UHFFFAOYSA-N 2-methylbut-2-ene Chemical compound CC=C(C)C BKOOMYPCSUNDGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FRIBMENBGGCKPD-UHFFFAOYSA-N 3-(2,3-dimethoxyphenyl)prop-2-enal Chemical compound COC1=CC=CC(C=CC=O)=C1OC FRIBMENBGGCKPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XOJWAAUYNWGQAU-UHFFFAOYSA-N 4-(2-methylprop-2-enoyloxy)butyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCCCOC(=O)C(C)=C XOJWAAUYNWGQAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000004731 Acer pseudoplatanus Species 0.000 description 1
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N Hydroxyethyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCO WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- DAKWPKUUDNSNPN-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane triacrylate Chemical compound C=CC(=O)OCC(CC)(COC(=O)C=C)COC(=O)C=C DAKWPKUUDNSNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FCSHDIVRCWTZOX-DVTGEIKXSA-N clobetasol Chemical compound C1CC2=CC(=O)C=C[C@]2(C)[C@]2(F)[C@@H]1[C@@H]1C[C@H](C)[C@@](C(=O)CCl)(O)[C@@]1(C)C[C@@H]2O FCSHDIVRCWTZOX-DVTGEIKXSA-N 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- KBLWLMPSVYBVDK-UHFFFAOYSA-N cyclohexyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OC1CCCCC1 KBLWLMPSVYBVDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- GPLRAVKSCUXZTP-UHFFFAOYSA-N diglycerol Chemical compound OCC(O)COCC(O)CO GPLRAVKSCUXZTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N glycidyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1CO1 VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940116336 glycol dimethacrylate Drugs 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000001867 hydroperoxy group Chemical group [*]OO[H] 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- YDKNBNOOCSNPNS-UHFFFAOYSA-N methyl 1,3-benzoxazole-2-carboxylate Chemical compound C1=CC=C2OC(C(=O)OC)=NC2=C1 YDKNBNOOCSNPNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002976 peresters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 150000004053 quinones Chemical class 0.000 description 1
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 239000006188 syrup Substances 0.000 description 1
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 1
- CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N tert‐butyl hydroperoxide Chemical compound CC(C)(C)OO CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000606 toothpaste Substances 0.000 description 1
- 229940034610 toothpaste Drugs 0.000 description 1
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/10—Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
-
- 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
-
- 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
- E21B17/043—Threaded with locking means
-
- 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
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
- F16L15/06—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints characterised by the shape of the screw-thread
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2200/00—Chemical nature of materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
- C09K2200/06—Macromolecular organic compounds, e.g. prepolymers
- C09K2200/0615—Macromolecular organic compounds, e.g. prepolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C09K2200/0625—Polyacrylic esters or derivatives thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Tubes (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
Description
Oppfinnelsens område Field of the invention
Den foreliggende oppfinnelse angår tette rørskjøter mellom bolt- og kassedeler beregnet for rørformig gods som befinner seg nede i et hull og anvendes for petroleumsboreoperasjoner. Oppfinnelsen angår også en metode for dannelse av slike tettede rørskjøter. The present invention relates to tight pipe joints between bolt and box parts intended for tubular goods located down a hole and used for petroleum drilling operations. The invention also relates to a method for forming such sealed pipe joints.
I henhold til oppfinnelsen skal betegnelsen "petro-: leum" innbefatte, men ikke nødvendigvis være begrenset til, operasjoner som er tilknyttet utforskning, boring og ekstraksjon av olje, gass, vann og geotermiske materialer fra jorden såvel som According to the invention, the term "petro-:leum" shall include, but not necessarily be limited to, operations associated with the exploration, drilling and extraction of oil, gas, water and geothermal materials from the earth as well as
deponering av kjernefysisk og/eller giftig avfall. Dessuten er betegnelsen "rør" anvendt for alt rørformig gods som befinner seg nede i et hull, uaktet om dette gods utgjøres av rør, en boreledning, en hylse eller en produksjonsledning etc. disposal of nuclear and/or toxic waste. In addition, the term "pipe" is used for all tubular goods that are located down a hole, regardless of whether these goods consist of pipes, a drill pipe, a casing or a production line etc.
Betegnelsen "boring" skal likeledes innbefatte utforskning angående ekstraksjon av materialer fra jorden såvel som dannelsen av et dypt hull gjennom hvilket materialene blir ekstrahert. Det vil imidlertid forståes at et rør med de samme karakteristika som de som anvendes innen petroleumsope-rasjoner også kan anvendes i den motsatte forstand, dvs. for å bringe materialer inn i jorden. En slik metode forekommer ved returnering av petroleumsprodukter for underjordisk lagring eller overføring av kjernefysisk avfall til deponeringsområder under jorden. Betegnelsen "boring" skal således i henhold til oppfinnelsen også innbefatte forberedelse for slik lagring av petroleum med andre produkter eller deponering av kjernefysisk eller annet avfall under jordens overflate. Den foreliggende oppfinnelse angår forbindelsen mellom to rørlengder. Endene av de to rørlengder som skal forbindes med hverandre, blir vanligvis betegnet som en "bolt" og som en "kasse". I denne sammenheng kan en "bolt" være en eksternt eller internt gjenget ende av et rør, og en "kasse" kan likeledes være en eksternt eller internt gjenget ende av et rør og en ko<p>pling som er forbundet med denne med egnede gjenger for mottagelse av en bolt. Disse betegnelser skal imidlertid utlegges tilstrekkelig vidt til også å dekke forbindelsesmekanismer som ikke er gjenger. Dessuten skal betegnelsen "oppbygning" og variasjoner av denne bety montasje av to bolt- og kassedeler, og betegnelsen "oppbrytning" og variasjoner av denne skal bety demontering av bolt- og kassedelene. The term "drilling" shall likewise include exploration for the extraction of materials from the earth as well as the formation of a deep hole through which the materials are extracted. However, it will be understood that a pipe with the same characteristics as those used in petroleum operations can also be used in the opposite sense, i.e. to bring materials into the earth. Such a method occurs when returning petroleum products for underground storage or transferring nuclear waste to disposal areas underground. According to the invention, the term "drilling" shall therefore also include preparation for such storage of petroleum with other products or deposition of nuclear or other waste below the earth's surface. The present invention relates to the connection between two pipe lengths. The ends of the two lengths of pipe to be connected together are usually referred to as a "bolt" and as a "box". In this context, a "bolt" can be an externally or internally threaded end of a pipe, and a "case" can likewise be an externally or internally threaded end of a pipe and a coupling which is connected to this with suitable threads for receiving a bolt. However, these designations must be interpreted sufficiently broadly to also cover connection mechanisms that are not threads. Furthermore, the term "assembly" and variations thereof shall mean assembly of two bolt and case parts, and the term "disassembly" and variations thereof shall mean disassembly of the bolt and case parts.
Teknikkens stand State of the art
De problemer som er forbundet med petroleumsborings-operasjoner er mange og ekstreme. De betingelser som påtreffes innbefatter ekstreme temperaturforhold, ikke bare mellom polare regioner og ekvatoriale regioner, men også hva gjelder produktene som ekstraheres og den høye temperatur i dybdeformasjoner. Trykk kan være intense i dybder nede i jorden såvel som ekspo-nering forden ugjestmilde korroderbarhet forårsaket av slike giftige materialer som svoveldioxyd og hydrogensulfid. Spesielt er de spenninger sterkt å frykte som rørformig gods nede i et hull utsettes for dersom disse utgjøres av en rørstreng som kan ha en lengde på flere tusen fot. The problems associated with petroleum drilling operations are many and extreme. The conditions encountered include extreme temperature conditions, not only between polar regions and equatorial regions, but also in terms of the products being extracted and the high temperature in deep formations. Pressures can be intense at depths below the earth as well as exposure to the inhospitable corrodibility caused by such toxic materials as sulfur dioxide and hydrogen sulphide. In particular, the stresses that tubular goods down in a hole are exposed to are to be feared if these are made up of a string of pipes that can have a length of several thousand feet.
Korplinger eller rørformige forbindelser for rør-lengder er av den aller største betydning for boreoperasjoner og tjener to primære funksjoner. I det første tilfelle holder de vekten av røret, og denne kan være en million kilo eller større, og de tjener til å forsegle røret både mot inntreng-ninger utenfra-røret såvel som tap av produktene som ekstraheres. Den vanlige type av rørforbindelser som anvendes for boreoperasjoner, er gjengede skjøter, og de industristandarder som er blitt opprettet av American Petroleum Institute (API), er kjente som "API 8-round"- og som "API buttress"-gjenger. Couplings or tubular connections for lengths of pipe are of the utmost importance to drilling operations and serve two primary functions. In the first case, they hold the weight of the pipe, and this can be a million kilos or more, and they serve to seal the pipe both against intrusions from outside the pipe as well as loss of the products that are extracted. The common type of pipe joints used for drilling operations are threaded joints, and the industry standards established by the American Petroleum Institute (API) are known as "API 8-round" and as "API buttress" threads.
Rørskjøter med lekkasjer har representert et betydelig problem for petroleumsindustrien, og problemet fortsetter selv om nylige forsknings- og utviklingsanstrengelser av skjøt-produsenter og operatører har gitt betydelige forbedringer innen teknologien. Førsteklasses skjøtkonstruksjoner med forskjellige kombinasjoner av metall-til-metall-tetninger med presspasningsgjenger, ny generasjon av ikke-metalliske tetningsmaterialer, høylegerte stål og datamaskin/ numerisk styrt maskineringsteknologi er blitt utviklet og er meget effektiv. Typiske for slike førsteklasses skjøtkbn- Pipe joints with leaks have represented a significant problem for the petroleum industry, and the problem continues even though recent research and development efforts by joint manufacturers and operators have produced significant improvements in the technology. First-class joint constructions with various combinations of metal-to-metal seals with press-fit threads, new generation non-metallic sealing materials, high-alloy steels and computer/numerically controlled machining technology have been developed and are highly effective. Typical of such first-class joint stock-
struksjoner er slike som er beskrevet i US patenter nr. instructions are those described in US patents no.
4 244 607 og US Reissue patent 30647. De skjøt konstruksjoner som er beskrevet i disse patenter, er typiske for den teknologi som angår førsteklasses skjøter. 4,244,607 and US Reissue patent 30647. The spliced constructions described in these patents are typical of the technology of premium splices.
Enkelte av disse konstruksjoner innbefatter Teflon<®->o-ringer eller lignende som tetningshjelpemidler. I dette tilfelle må tilstrekkelig med materiale fjernes fra rørenden innen området for skjøten for å gi plass for o-ringen. Some of these constructions include Teflon<®->o-rings or similar as sealing aids. In this case, sufficient material must be removed from the pipe end within the area of the joint to make room for the o-ring.
En slik fjernelse vil nødvendigvis svekke skjøten og øke de spenninger som påføres på skjøten. Dessuten har o-ring-materialet ikke tilstrekkelig plastisitet til tilfredsstillende å tette mellomrommene i skjøten. Such removal will necessarily weaken the joint and increase the stresses applied to the joint. Moreover, the o-ring material does not have sufficient plasticity to satisfactorily seal the spaces in the joint.
Ikke desto.mindre fortsetter svikt å forekomme delvis på grunn av større ømfintlighet for en rekke av disse konstruksjoner overfor håndtering, kjøring og miljøfaktorer. Enkelt-svikt i produksjonsstrenger har kostet millioner av kroner, og de fortsetter å forekomme etter hvert som industrien fortsetter å skyve teknologifronten fremover. En av de mest utpregede årsaker til skjøtsvikter er lekkasje. Bortsett fra konstruk-sjonsmessige problemer blir en rekke nye skjøter lett beskadi-get på grunn av en rekke forskjellige vanlige rigg- og håndteringsmetoder. Nevertheless, failures continue to occur in part due to the increased sensitivity of a number of these structures to handling, driving and environmental factors. Single failures in production lines have cost millions of kroner, and they continue to occur as the industry continues to push the technological frontier forward. One of the most pronounced causes of joint failure is leakage. Apart from constructional problems, a number of new joints are easily damaged due to a number of different common rigging and handling methods.
I et ytterligere forsøk på å hindre at skjøter lekker er tetningsmaterialer blitt utviklet og er utstrakt anvendt av industrien. En lang rekke av slike tetningsmaterialer er til-gjengelige, som Shell høytrykksgjengeforbindelse produsert av Shell Oil Corporation, EXXON 706 gjengeforbindelse produsert av EXXON Corporation og "Liquid-0-Ring"-gjengeforbindelser produsert av Oil Center Research, Inc., Lafayette, Louisiana. In a further attempt to prevent joints from leaking, sealing materials have been developed and are widely used by industry. A wide variety of such sealing materials are available, such as Shell High Pressure Thread Compound manufactured by Shell Oil Corporation, EXXON 706 Thread Compound manufactured by EXXON Corporation and "Liquid-0-Ring" Thread Compounds manufactured by Oil Center Research, Inc., Lafayette, Louisiana.
Disse materialer tilfredsstiller API-standarder og betegnes som "API modified". Kompontentene for disse tetningsmaterialer innbefatter typisk et olje-basert smøremiddel og tetningskomponenter som kan innbefatte for eksempel pulverformig grafitt, blypulver, sinkstøv eller kobberflak. Det finnes ingen kjemisk reaksjon mellom tetningskomponentene og smøremidlet. Midlet er ganske enkelt en blanding, og det forekommer intet herdetrinn ved fremstillingen eller anvendelsen av dette. Disse tetningsmaterialer holder seg i flytende form og søker frem til even-tuelle hulrom som forekommer mellom de tilpassede gjenger i skjøten. These materials meet API standards and are designated as "API modified". The components for these sealing materials typically include an oil-based lubricant and sealing components which may include, for example, powdered graphite, lead powder, zinc dust or copper flakes. There is no chemical reaction between the sealing components and the lubricant. The agent is simply a mixture, and no curing step occurs during its manufacture or application. These sealing materials remain in liquid form and search for any cavities that occur between the adapted threads in the joint.
Selv om slike tetningsmaterialer har gitt et rimelig godt bruksresultat, er de sammensetningsmessig hovedsakelig et smøremiddel og bare sekundært et tetningsmiddel. Tetningskomponentene i blandingen søker seg ut hulrommene i den gjengede skjøt, men dersom et hull er tilstrekkelig stort, vil tetningsmaterialet ekstrudere ut, og tetningsmidlet vil ikke lenger Although such sealing materials have given a reasonably good result in use, in terms of composition they are mainly a lubricant and only secondarily a sealant. The sealant components in the mixture seek out the voids in the threaded joint, but if a hole is large enough, the sealant will extrude, and the sealant will no longer
være effektivt for dets beregnede formål. Det forekommer også ofte i de ugjestmilde omgivelser i hvilke boreoperasjoner finner sted at den flytende komponent i tetningsmaterialet brennes bort under den ekstreme varme som det utsettes for;og etter-later hulrom og de metalliske tetningskomponenter. Disse kom-ponenter har typisk partikkelstørrelser innen området fra 50 til 500 urn. Dette er ikke bare uønsket under normale bore-operas joner, men det blir enda mer av et problem under demontering av røret. Vanligvis kan det samme rør anvendes for en rekke nyinstallasjoner i den samme brønn eller i installasjoner for påfølgende brønner. Dette er selvfølgelig ønskelig på grunn av dén"meget høye pris for rørledningen. I det tilfelle hvor smøre-midlet brennes bort, vil imidlertid de partikler som etterlates ha en skarp kornformig konsistens, og ved demontering vil de av og til forårsake at riving forekommer på ledningens gjenger. Dette bevirker at ledningen vanskeligere lar seg demontere og begrenser sterkt den fornyede anvendbarhet av ledningen. be effective for its intended purpose. It also often occurs in the inhospitable environments in which drilling operations take place that the liquid component in the sealing material is burned away under the extreme heat to which it is exposed; leaving voids and the metallic sealing components. These components typically have particle sizes in the range from 50 to 500 µm. This is not only undesirable during normal drilling operations, but becomes even more of a problem during pipe disassembly. Generally, the same pipe can be used for a number of new installations in the same well or in installations for subsequent wells. This is of course desirable because of the "very high price" of the pipeline. In the case where the lubricant is burned away, however, the particles left behind will have a sharp granular consistency, and during disassembly they will occasionally cause tearing to occur on This makes the cable more difficult to disassemble and greatly limits the renewed applicability of the cable.
Oppsummering av oppfinnelsen Summary of the invention
Det var med kjennskap til teknikkens stand og de forekommende problemer at initiativet ble tatt for å utvikle den foreliggende oppfinnelse. Den foreliggende oppfinnelse angår således en rørskjøt mellom bolt- og.kassedeler beregnet for anvendelse ved petroleumsboreoperasjoner. I henhold til en fore-trukken utførelsesform anvendes et anaerobt tetningsmiddel i form av et énkomponentmateriale som påføres på én eller begge av delene. Delene blir deretter forbundet med hverandre, og midlet herder til fast form som binder delene til hverandre og fyller rommet mellom disse. Bestanddelene i midlet kan varieres selektivt for å regulere midlets smøreevne som også påvirker oppbygningsdreiemomentet. Dessuten kan konsentrasjonen av bestanddelene i tetningsmidlet varieres selektivt for å regulere oppbrytnings-dreiemomentet for skjøten som tetningsmidlet påføres på, og fortrinnsvis skal tetningsmidlet gjøre oppbrytningsdreiemomen-tet vesentlig høyere enn oppbygningsdreiemomentet. Utmerkede tetninger kan oppnås ved anvendelse av rør av lavere kvalitet, og bolt- og kassedelene kan bygges opp under anvendelse av et lavere vridningsmoment for montasjen uten å redusere skjøtens tetningsevne. Det foretrukne middel tjener også som rust- og korrosjonsinhibitorer for skjøten. It was with knowledge of the state of the art and the occurring problems that the initiative was taken to develop the present invention. The present invention thus relates to a pipe joint between bolt and box parts intended for use in petroleum drilling operations. According to a preferred embodiment, an anaerobic sealant is used in the form of a one-component material which is applied to one or both of the parts. The parts are then joined together, and the agent hardens into a solid form that binds the parts to each other and fills the space between them. The ingredients in the agent can be selectively varied to regulate the agent's lubricating ability, which also affects the build-up torque. Moreover, the concentration of the components in the sealant can be selectively varied to regulate the break-up torque for the joint to which the sealant is applied, and preferably the sealant should make the break-up torque significantly higher than the build-up torque. Excellent seals can be achieved using lower grade tubing, and the bolt and box parts can be built up using a lower assembly torque without reducing the sealing ability of the joint. The preferred agent also serves as rust and corrosion inhibitors for the joint.
Oppfinnelsen angår således en rørskjøt som innbefatter bolt- og boksdeler med motsatte overflater og beregnet for anvendelse for petroleumsboreoperasjoner,og rørskjøten er særpreget ved at et herdbart anaerobt tetningsmiddel fritt for flyktig løsningsmiddel er blitt påført i uherdet tilstand direkte på rørskjøten da denne ble montert, og deretter herdet for å hindre fluidlekkasje gjennom skjøten, idet det herdbare tetningsmiddel er et flytende materiale i uherdet tilstand og et fast materiale i herdet tilstand. The invention thus relates to a pipe joint which includes bolt and box parts with opposite surfaces and intended for use in petroleum drilling operations, and the pipe joint is characterized by the fact that a curable anaerobic sealant free of volatile solvent has been applied in an uncured state directly to the pipe joint when it was assembled, and then cured to prevent fluid leakage through the joint, the curable sealant being a liquid material in the uncured state and a solid material in the cured state.
Videre angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for å tette en rørskjøt som har en langsgående akse og innbefatter hosliggende bolt- og boksdeler med motsatte overflater og beregnet for anvendelse ved petroleumsboreoperasjoner, og fremgangsmåten er særpreget ved at et herdbar anaerobt tetningsmiddel som er fritt for flyktig løsningsmiddel, påføres på i det minste én av de motsatte overflater i uherdet tilstand for å hindre lekkasje etter at herding har funnet sted, at de to deler forbindes med hverandre mens tetningsmidlet holder seg i uherdet tilstand, slik at tetningsmidlet etter herding henger fast på de motsatte overflater til såvel bolt- som boksdelene og blokkerer flytebanen i lengderetningen som forekommer mellom de motsatte overflater, og at tetningsmidlet herdes til fast tilstand for derved å hindre fluidlekkasje gjennom skjøten. Furthermore, the invention relates to a method for sealing a pipe joint which has a longitudinal axis and includes adjacent bolt and box parts with opposite surfaces and intended for use in petroleum drilling operations, and the method is characterized by the application of a curable anaerobic sealant which is free of volatile solvent on at least one of the opposing surfaces in the uncured state to prevent leakage after curing has taken place, that the two parts are connected to each other while the sealant remains in the uncured state, so that the sealant, after curing, adheres to the opposite surfaces to both the bolt and box parts and blocks the flow path in the longitudinal direction that occurs between the opposite surfaces, and that the sealant hardens to a solid state to thereby prevent fluid leakage through the joint.
Den nedenstående diskusjon gjelder primært The discussion below applies primarily
det foretrukne tetningsmiddel. Det herdbare tetningsmiddel er i henhold til dets foretrukne utførelsesform en anaerob harpiks med høy viskositet som kan være kombinert med pulver av PTFE (polytetrafluorethylen) og/eller polyethylen med partikler med en diameter av ca. 10 |ira for smøring. Da tetningsmidlet har en konsistens mellom en tykk væske (f.eks. lønnesirup) og en myk pasta (f.eks. tannpasta), vil tetningsmidlet polymerisere mellom tett tilpassede metalloverflater slik at det fåes tetning og motstand mot løsning med en lav oppbrytningsstyrke. Tetningsmidlet holder seg flytende i ubegrenset tid mens det the preferred sealant. The curable sealant is, according to its preferred embodiment, an anaerobic resin with a high viscosity which can be combined with powder of PTFE (polytetrafluoroethylene) and/or polyethylene with particles with a diameter of approx. 10 |ira for lubrication. As the sealant has a consistency between a thick liquid (e.g. maple syrup) and a soft paste (e.g. toothpaste), the sealant will polymerize between tightly fitting metal surfaces so that a seal and resistance to solution with a low breaking strength is obtained. The sealant remains liquid for an unlimited time while it
er utsatt for luften. Når det tilføres til og anvendes for å bygge opp skjøter, forekommer imidlertid komplekse reaksjoner i tetningsmidlet, og disse bevirker at det polymeriserer i fravær av luft under dannelse av et hårdt materiale med høy molekylvekt og med klebende og tettende egenskaper. Disse reaksjoner blir ytterligere katalysert ved nærvær av jern, kobber, nikkel eller andre metaller. is exposed to the air. However, when it is added to and used to build up joints, complex reactions occur in the sealant, and these cause it to polymerize in the absence of air to form a hard material with a high molecular weight and with adhesive and sealing properties. These reactions are further catalyzed by the presence of iron, copper, nickel or other metals.
Tetningsmidlet er blitt spesifikt utviklet for anvendelse for tetning av rørskjøter for underjordisk boring etter petroleum. Selv om slike rørskjøter tradisjonelt har vært av den gjengede art, behøver anvendelsen av tetningsmidlet ikke å være begrenset til gjengede skjøter, men det kan like godt anvendes med lignende resultater for en rekke forskjellige andre typer av skjøter. Det kan anvendes på svakt oljede, kadmium- og sinkpletterte, sortoxyd- og fosfat- og oljebelagte deler og fremdeles gi tilfredsstillende resultater. For å The sealant has been specifically developed for use in sealing pipe joints for underground drilling for petroleum. Although such pipe joints have traditionally been of the threaded type, the use of the sealant need not be limited to threaded joints, but may just as well be used with similar results for a variety of other types of joints. It can be used on lightly oiled, cadmium and zinc plated, black oxide and phosphate and oil coated parts and still give satisfactory results. In order to
oppnå maksimale fordeler bør delene børstes rene, men de behøver ikke å bli renset med et oppløsningsmiddel for å fjerne et oljebelegg. Dette skyldes at petroleum-baserte oljer i natur-lig tilstand har et jerninnhold som er tilstrekkelig høyt til To achieve maximum benefits, the parts should be brushed clean, but they do not need to be cleaned with a solvent to remove an oil coating. This is because petroleum-based oils in their natural state have a sufficiently high iron content
å forårsake at harpiksen eller monomeren i det anaerobe tetningsmiddel vil polymerisere. causing the resin or monomer in the anaerobic sealant to polymerize.
Enkelte av fordelene ved tetningsmidlet innbefatter det faktum at det kan anvendes for de tilpassede overflater til bolt- og kassedeler enten ved anvendelse av maskiner eller for hånd. For gjengede skjøter vil tetningsmidlet tette mellom gjengene for å hindre spirallekkasjebaner. Tetningsmidlet vil i virkeligheten tette alle hulrom, innbefattende mikrospor, Some of the advantages of the sealant include the fact that it can be applied to the fitted surfaces of bolt and case parts either using machines or by hand. For threaded joints, the sealant will seal between the threads to prevent spiral leakage paths. The sealant will effectively seal all voids, including micro-grooves,
og andre områder, som de metall-til-metalltetningsområder som forekommer i førsteklasses forbindelser ("premium connections"). Tetningsmidlet inneholder intet bly (som er giftig for mennes-ker) , det er ikke-strengaktig (og derfor lett å påføre), og i tetningsmidlet anvendes ikke brennbare oppløsningsmidler (som vile ha vært spesielt risikable på en petroleumsborerigg). and other areas, such as the metal-to-metal sealing areas that occur in premium connections. The sealant contains no lead (which is toxic to humans), it is non-stringy (and therefore easy to apply), and the sealant does not use flammable solvents (which would have been particularly risky on a petroleum drilling rig).
Hovedfordeler ved oppfinnelsen, i tillegg til det tetningsmidlets utmerkede tetningsevne, beror på tetningsmidlets smøreevne som forbedrer muligheten for å bygge opp og bryte opp rørskjøter, på tetningsmidlets kjemiske stabilitet og på tetningsmidlets evne til å regulere sin kohesjons-og adhesjonsstyrke slik at det fåes en ønsket på forhånd bestemt verdi for oppbrytningstorsjonsmoment. Som et resultat av enkelte av disse fordeler vil tetningsmidlet forlenge leve-alderen for produksjonsstrenger og vil muliggjøre oppgradering av rimeligere rørledninger for anvendelse under høyere trykk. The main advantages of the invention, in addition to the sealant's excellent sealing ability, are based on the sealant's lubricating ability, which improves the ability to build up and break up pipe joints, on the sealant's chemical stability and on the sealant's ability to regulate its cohesion and adhesion strength so that a desired predetermined value for break-up torque. As a result of some of these advantages, the sealant will extend the life of production strings and will enable the upgrade of less expensive pipelines for higher pressure applications.
Et spesielt viktig særtrekk ved oppfinnelsen beror A particularly important feature of the invention is due to
på tetningsmidlets evne til å gi et forskjel- on the sealant's ability to make a difference
lig oppbrytningstorsjonsmoment for forskjellige deler av en rørskjøt. Det er nærmere bestemt vanlig praksis å anvende rørlengder på feltet som har en bolt ved den ene ende og en kasse ved den motsatte ende. I dette tilfelle blir skjøtens kassedel vanligvis montert i en fabrikk, og deretter blir røret skipet til borestedet. Som nevnt ovenfor kan bestanddelene i tetningsmidlet reguleres for derved å regulere oppbrytnings-tors jonsmomentet for skjøten. I :henho_id hertil equal breaking torque for different parts of a pipe joint. Specifically, it is common practice to use lengths of pipe in the field that have a bolt at one end and a box at the opposite end. In this case, the box part of the joint is usually assembled in a factory, and then the pipe is shipped to the drilling site. As mentioned above, the components of the sealant can be regulated to thereby regulate the break-tor ion moment for the joint. In :henho_id hereto
kan harpiksens eller monomerens can that of the resin or the monomer
konsentrasjon være konstant forskjellig når tetningsmidlet påføres på de gjensidig inngrepbare overflater av kassen enn når det påføres på bolten, slik at ved en påfølgende oppbrytning vil den samme ende av hver påfølgende rørlengde være en bolt og dens motsatte ende vil være en kasse. På denne måte blir det vesentlig lettere å håndtere røret. Tetningsmidler i henhold til teknikkens stand blir vanligvis ikke påført før oppbygning etter hvert som røret beveger seg nedad i brønnen. Med denne utførelsesform av oppfinnelsen vil imidlertid tetningsmidlet som har én konsentrasjon av harpiksen eller monomeren, fortrinnsvis bli påført på fabrikken på monteringstids-punktet for skjøtens kassedel. Tetningsmidlet med en forskjellig konsentrasjon av harpiksen eller monomeren vil deretter bli påført under oppbygningen på feltet. concentration be constantly different when the sealant is applied to the mutually engaging surfaces of the case than when it is applied to the bolt, so that in a subsequent break-up the same end of each successive length of pipe will be a bolt and its opposite end will be a case. In this way, it becomes significantly easier to handle the pipe. Sealants according to the state of the art are usually not applied before build-up as the pipe moves down the well. With this embodiment of the invention, however, the sealant which has one concentration of the resin or monomer will preferably be applied at the factory at the time of assembly for the box part of the joint. The sealant with a different concentration of the resin or monomer will then be applied during the construction of the field.
Andre og ytterligere særtrekk, formål, fordeler og gunstige virkninger av oppfinnelsen vil fremgå av den nedenstående beskrivelse. Other and further distinctive features, purposes, advantages and beneficial effects of the invention will be apparent from the following description.
Detaljert beskrivelse av de foretrukne utførelsesformer Detailed description of the preferred embodiments
Den grunnleggende sammensetning for tetningsmidlet The basic composition of the sealant
ifølge oppfinnelsen er i henhold til en alminnelig kjent oppskrift som er blitt anvendt for en rekke andre anvendelser. Eksempler på US patenter som har beskrevet anvendelse av monomersammen-setninger med anaerobe egenskaper er US patenter nr. 3 625 875 og nr. 3 969 552. according to the invention is according to a generally known recipe which has been used for a number of other applications. Examples of US patents that have described the use of monomer compositions with anaerobic properties are US patents no. 3,625,875 and no. 3,969,552.
Monomerene som det taes sikte på å anvende for tetningsmidlet er polymeriserbare akrylat- The monomers that are intended to be used for the sealant are polymerizable acrylate
estere. Som her anvendt skal "akrylatestere" innbefatte ot-substituerte akrylatestere, som methakrylat-, ethakrylat- esters. As used herein, "acrylate esters" shall include ot-substituted acrylate esters, such as methacrylate-, ethacrylate-
eller klorakrylatesterne. Monomerer av disse typer vil når de er blandet med en peroxyinitiator, som beskrevet nedenfor, danne ønskelige klebemidler og tetningsmidler av den anaerobe type. or the chloroacrylate esters. Monomers of these types, when mixed with a peroxy initiator, as described below, will form desirable adhesives and sealants of the anaerobic type.
Anaerobe klebemidler og tetningsmidler er slike som holder seg stabile i nærvær av luft (oxygen) men som vil polymerisere under dannelse av hårde, varige harpiker når de fjernes fra nærvær av luft. Denne type av klebemiddel og tetningsmiddel er spesielt egnet for binding av metaller og andre uporøse eller ikke-luftgjennomtrengelige materialer fordi de effektivt utelukker atmosfærisk oxygen fra kontakt med klebemidlet eller tetningsmidlet, og klebemidlet eller tetningsmidlet vil derfor polymerisere slik at overflatene bindes til hverandre. Av spsiell anvendbarhet som klebemiddel- eller tetningsmiddelmonomerer er polymeriserbare di- og andre polyakrylatestere fordi disse på grunn av deres evne til å danne tverrbundne polymerer har mer sterkt ønskelige klebe- eller tetningsegenskaper. Imidlertid kan monoakrylatestere anvendes, spesielt dersom monoakrylatdelen av esteren inneholder en hydroxyl- eller aminogruppe, eller en annen reaktiv substituent som tjener som et sted eller sentrum for potensiell tverrbin-ding. Eksempler på monomerer av denne type er hydroxyethyl-methakrylat, cyanoethylakrylat, t-butylaminoethylmethakrylat, glycidylmethakrylat, cyclohexylakrylat eller furfurylakrylat. Akrylatestermonomerene får anaerobe egenskaper ved å kombinere disse med en peroxypolymerisasjonsinitiator, som mer detaljert omtalt nedenfor. Anaerobic adhesives and sealants are those which remain stable in the presence of air (oxygen) but which will polymerize to form hard, permanent resins when removed from the presence of air. This type of adhesive and sealant is particularly suitable for bonding metals and other non-porous or non-air-permeable materials because they effectively exclude atmospheric oxygen from contact with the adhesive or sealant, and the adhesive or sealant will therefore polymerize so that the surfaces are bonded to each other. Of particular utility as adhesive or sealant monomers are polymerizable di- and other polyacrylate esters because these, due to their ability to form cross-linked polymers, have more highly desirable adhesive or sealant properties. However, monoacrylate esters can be used, especially if the monoacrylate portion of the ester contains a hydroxyl or amino group, or another reactive substituent that serves as a site or center for potential cross-linking. Examples of monomers of this type are hydroxyethyl methacrylate, cyanoethyl acrylate, t-butylaminoethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, cyclohexyl acrylate or furfuryl acrylate. The acrylate ester monomers are given anaerobic properties by combining these with a peroxy polymerization initiator, as discussed in more detail below.
En av de mest foretrukne grupper av polyakrylatestere som kan anvendes i de her beskrevne klebemidler eller tetningsmidler, er polyakrylatestere som har den følgende generelle formel: One of the most preferred groups of polyacrylate esters which can be used in the adhesives or sealants described here are polyacrylate esters which have the following general formula:
hvori R?~ betegner et radikal valgt fra gruppen bestående av hydrogen, lavere alkyl med 1-4 carbonatomer, hydroxyalkyl med 1-4 carbonatomer, og R 2 er et radikal valgt fra gruppen bestående av hydrogen, halogen og lavere alkyl med fra 1 til ca. 4 carbonatomer, R<3 >er et radikal valgt fra gruppen bestående av hydrogen, hydroxyl og wherein R?~ denotes a radical selected from the group consisting of hydrogen, lower alkyl of 1-4 carbon atoms, hydroxyalkyl of 1-4 carbon atoms, and R 2 is a radical selected from the group consisting of hydrogen, halogen and lower alkyl of from 1 to about. 4 carbon atoms, R<3 >is a radical selected from the group consisting of hydrogen, hydroxyl and
m er et helt tall lik minst 1, f.eks. fra 1 til 15 eller derover, og fortrinsnvis fra 1 til ca. 8 inklusive, n er et helt tall som er lik minst 1, f.eks. 1 til 20 eller derover, og p er 0 eller 1. m is an integer equal to at least 1, e.g. from 1 to 15 or more, and preferably from 1 to approx. 8 inclusive, n is an integer equal to at least 1, e.g. 1 to 20 or more, and p is 0 or 1.
De polymeriserbare polyakrylatestere anvendt i henhold til oppfinnelsen og svarende til den ovenstående generelle formel er eksemplifisert ved, men ikke begrenset til, de føl-gende materialer: di-, tri- eller tetraethylenglycoldimeth-akrylat, dipropylenglycoldimethakrylat, polyethylenglycoldi-methakrylat, di-(pentamethylenglycol)-dimethakrylat, tetra-ethylenglycoldiakrylat, tetraethylenglycoldi(klorakrylat), diglyceroldiakrylat, diglyceroltetramethakrylat, tetramethylendi-methakrylat, ethylendimethakrylat, neopentylglycoldiakrylat eller trimethylolpropantriakrylat. De ovenstående monomerer behøver ikke å foreligge i ren tilstand, men kan omfatte kom-mersielle kvaliteter hvori inhibitorer eller stabiliserings-midler, som flerverdige fenoler, kinoner etc, er innbefattet. Som her anvendt innbefatter betegnelsen "polymeriserbar poly-akrylatestermonomer" ikke bare de ovenstående monomerer i ren eller uren tilstand, men også slike andre materialer som inneholder slike monomerer i mengder som er tilstrekkelige til at materialene vil få polymerisasjonskarakteristikaene til polyakrylatestere. Det taes ved oppfinnelsen også sikte på å The polymerizable polyacrylate esters used according to the invention and corresponding to the above general formula are exemplified by, but not limited to, the following materials: di-, tri- or tetraethylene glycol dimeth acrylate, dipropylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, di-(pentamethylene glycol )-dimethacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol di(chloroacrylate), diglycerol diacrylate, diglycerol tetramethacrylate, tetramethylene dimethacrylate, ethylene dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate or trimethylolpropane triacrylate. The above monomers do not have to be present in a pure state, but can include commercial qualities in which inhibitors or stabilizers, such as polyvalent phenols, quinones, etc., are included. As used herein, the term "polymerizable polyacrylate ester monomer" includes not only the above monomers in their pure or impure state, but also such other materials as contain such monomers in amounts sufficient for the materials to acquire the polymerization characteristics of polyacrylate esters. The invention also aims to
oppnå modifiserte karakteristika for det herdede middel ved anvendelse av én eller flere monomerer som faller innenfor den ovenstående formel, sammen med andre umettede monomerer, som umettede hydrocarboner eller umettede estere. obtain modified characteristics of the cured agent by using one or more monomers falling within the above formula, together with other unsaturated monomers, such as unsaturated hydrocarbons or unsaturated esters.
De foretrukne peroxyinitiatorer for anvendelse sammen med de ovenfor beskrevne polymeriserbare akrylat- eller polyakrylatestere er hydroxypolymerisasjonsinitiatorene, og mest foretrukket de organiske hydroperoxyder som har formelen R 4 00H, hvori R 4 generelt er et hydrocarbonradikal som inneholder opptil ca. 18 carbonatomer, fortrinnsvis et alkyl-, aryl-eller aralkylradikal som inneholder fra 1 til 12 carbonatomer. Typiske eksempler på slike hydroperoxyder er cumen-hydroperoxyd, tert. butylhydroperoxyd, methylethylketonhydro-peroxyd eller hydroperoxyder dannet ved oxygenering av forskjellige hydrocarboner, som methylbuten, cetan eller cyclohexen. Andre organiske stoffer, som ketoner og estere, innbefattende polyakrylatesterne representert ved den ovenstående generelle formel, kan oxygeneres under dannelse av hydroperoxyinitiatorer. Imidlertid kan andre peroxyinitiatorer, som hydrogenperoxyd eller materialer som visse organiske peroxyder eller perestere som hydrolyserer eller spaltes under dannelse av hydroperoxyder, hyppig anvendes. I tillegg er i US patent nr. 3 658 624 peroxyder med en halveringstid på under 5 timer ved 100° C beskrevet som egnede i tilnærmet beslektede anaerobe systemer. The preferred peroxy initiators for use together with the polymerizable acrylate or polyacrylate esters described above are the hydroxy polymerization initiators, and most preferably the organic hydroperoxides having the formula R 4 00H, in which R 4 is generally a hydrocarbon radical containing up to approx. 18 carbon atoms, preferably an alkyl, aryl or aralkyl radical containing from 1 to 12 carbon atoms. Typical examples of such hydroperoxides are cumene hydroperoxide, tert. butyl hydroperoxide, methyl ethyl ketone hydroperoxide or hydroperoxides formed by oxygenation of various hydrocarbons, such as methylbutene, cetane or cyclohexene. Other organic substances, such as ketones and esters, including the polyacrylate esters represented by the above general formula, can be oxygenated to form hydroperoxy initiators. However, other peroxy initiators, such as hydrogen peroxide or materials such as certain organic peroxides or peresters which hydrolyze or decompose to form hydroperoxides, can often be used. In addition, in US patent no. 3,658,624, peroxides with a half-life of less than 5 hours at 100° C are described as suitable in approximately related anaerobic systems.
Peroxyinitiatorene som anvendes, utgjør vanligvis under 20 vekt% av kombinasjonen av monomer og initiator da initiatorene ved konsentrasjoner over den angitte begynner uheldig å påvirke styrken til klebe- og tetningsbindingene som dannes. Peroxyinitiatoren utgjør fortrinnsvis 0,1 - 10 vekt% The peroxy initiators that are used usually make up less than 20% by weight of the combination of monomer and initiator, as the initiators at concentrations above the specified begin to adversely affect the strength of the adhesive and sealing bonds that are formed. The peroxy initiator preferably comprises 0.1 - 10% by weight
av kombinasjonen. of the combination.
Andre materialer kan tilsettes til blandingen av polymeriserbar akrylestermonomer og peroxyinitiator, som kinon-eller flerverdige fenolstabilisatorer, tert. amin- eller imid-akseleratorer eller andre funksjonelle materialer, som fojrtyknings-midler eller farvemidler etc. Disse tilsatser anvendes for å oppnå kommersielt ønskede egenskaper, dvs. egnet viskositet og lagringsstabilitet over lengre tid (f.eks. minst én måned). Nærværet av disse tilsatser er spesielt viktig når peroxyinitiatorer anvendes som ikke er organiske hydroperoxyder. For en fullstendig omtale av de anaerobe systemer og de anaerobt herdnende midler kan henvisning gjøres til US patenter nr. 2 895 950, nr. 3 041 332, nr. 3 043 820, nr. 3 046 262, nr. 3 203 941, nr. 3 218 305 og nr. 3 300 547. Other materials can be added to the mixture of polymerizable acrylic ester monomer and peroxy initiator, such as quinone or polyvalent phenol stabilizers, tert. amine or imide accelerators or other functional materials, such as thickeners or colorants etc. These additives are used to achieve commercially desired properties, i.e. suitable viscosity and storage stability over a longer period of time (e.g. at least one month). The presence of these additives is particularly important when peroxy initiators are used which are not organic hydroperoxides. For a complete discussion of the anaerobic systems and the anaerobic curing agents, reference can be made to US patents No. 2,895,950, No. 3,041,332, No. 3,043,820, No. 3,046,262, No. 3,203,941, No. No. 3 218 305 and No. 3 300 547.
Imidlertid er de ovennevnte monomermaterialer blitt modifisert (f.eks. ved regulering av styrken eller smøreevnen etc.) for de formål som den foreliggende oppfinnelse angår, og nærmere bestemt som tetningsmdidel for rørskjøter, og mer spesielt mellom bolt- og kassedeler som er beregnet for anvendelse for petroleumsboreoperasjoner. Monomerer med anaerobe egenskaper har i virkeligheten vært fullstendig ukjente for den rolle som her er beskrevet, og de gir sterkt ønskelige resultater av en art som tidligere har vært ukjent. However, the above-mentioned monomer materials have been modified (e.g. by regulating the strength or lubricity, etc.) for the purposes to which the present invention relates, and more specifically as a sealing material for pipe joints, and more particularly between bolt and box parts intended for application for petroleum drilling operations. Monomers with anaerobic properties have in fact been completely unknown for the role described here, and they provide highly desirable results of a kind previously unknown.
Som nevnt ovenfor blir tetningsmidlet i flytende tilstand påført i forhold til hverandre avpassede metalliske overflater. Tetningsmidlet kan påføres på en hvilken som helst måte, som for eksempel ved påpensling, ved hjelp av en mekanisk applikator, ved hjelp av en båndapplikator eller med en svamp. Så lenge delene som er blitt belagt på denne måte holdes utsatt for luft, vil tetningsmidlet beholde sin flytende form. Når imidlertid delene blir skjøtt, slik at de innvendige innbyrdes inngripende overflater ikke lenger er utsatt for luft, vil tetningsmidlet herde til fast tilstand. Når dette finner sted, danner det en fysikalsk binding med den ytre overflate av et metall på hvilket det•er blitt påført. Nærværet av metallet som tetningsmidlet er blitt påført på, kan også ingangsette og derved påskynne herdeprosessen. Tetningsmidlet fyller mikro-fordypninger jevnt som er utformet i metallet, og dette fører til at lekkasjebaner for gasser og væsker blir fjernet. Tetningsmidlet gir en absolutt og positiv tetning som virker like godt med "API 8-round"-, "SPI buttress"- og "premium"-skjøter. Selv om industrien har hatt god erfaring med "premium"-skjøter, gir den foreligqende oppfinnelse en sund oppstøtningstetnina som er mer praktisk og pålitelig enn for eksempel o-ringer av Teflon<®->kvalitet som er blitt utstrakt anvendt. Tetningsmidlet gir effektivt en plastisk tetning over hele As mentioned above, the liquid sealant is applied in relation to matched metallic surfaces. The sealant can be applied in any way, such as by brushing, using a mechanical applicator, using a tape applicator or with a sponge. As long as the parts coated in this way are kept exposed to air, the sealant will retain its liquid form. However, when the parts are joined, so that the internal interlocking surfaces are no longer exposed to air, the sealant will harden to a solid state. When this takes place, it forms a physical bond with the outer surface of a metal to which it has been applied. The presence of the metal to which the sealant has been applied can also initiate and thereby speed up the curing process. The sealant evenly fills micro-indentations formed in the metal, and this leads to the removal of leakage paths for gases and liquids. The sealant provides an absolute and positive seal that works equally well with "API 8-round", "SPI buttress" and "premium" joints. Although the industry has had good experience with "premium" joints, the present invention provides a sound support technique that is more practical and reliable than, for example, Teflon<®> quality o-rings which have been widely used. The sealant effectively provides a plastic seal all over
området uten at det er nødvendig å maskinutforme kostbare for-dypninger (som svekker røret) i motsetning til hva som er nød-vendig for Teflon<®->tetningen. the area without the need to machine expensive depressions (which weaken the pipe) in contrast to what is necessary for the Teflon<®> seal.
Fysikalske egenskaper for det foretrukne tetningsmiddel innbefatter de følgende: Physical properties of the preferred sealant include the following:
Fotnote: Tiksotropiforhold betegner åvstandsfyllingsegenskapen til tetningsmidlet og dets evne til ikke å dryppe når det påføres. De ovenstående tall tilkjennegir denne evne hos tetningsmidlet, og nærmere bestemt jo mer tiksotropiforholdet ligger over 1,0, jo mindre vil tetningsmidlet dryppe. Footnote: Thixotropy ratio refers to the gap-filling property of the sealant and its ability not to drip when applied. The above numbers indicate this ability of the sealant, and more precisely the more the thixotropy ratio is above 1.0, the less the sealant will drip.
Andre ønskelige egenskaper for tetningsmidlet i dets uherdede tilstand innbefatter dets evne til lett å kunne utdeles, f.eks. fra en sammenklembar tube, dets stabilitet, dvs. dets lange mulige lagringstid i en emballasje før det anvendes, dets lave giftighet, dvs. dets mangel på bly eller andre tungmetaller blant dets bestanddeler, dets ubrennbarhet, dvs. at dets flammepunkt ligger over 100° C. Dets smøreevne er et mål på hvor stor spenning blir påført på en skjøt for et gitt vridningsmoment. Other desirable properties of the sealant in its uncured state include its ability to be easily dispensed, e.g. from a collapsible tube, its stability, i.e. its long possible storage time in a container before use, its low toxicity, i.e. its lack of lead or other heavy metals among its constituents, its non-flammability, i.e. its flash point above 100° C. Its lubricity is a measure of how much stress is applied to a joint for a given torque.
Smøreevne Lubricity
Spenning ved de følgende vridningsmomenter: Tension at the following torques:
Bruddfasthet: som ovenfor, men efter 4 timer ved ca. 63° C Fotnote: Usetet brudd betyr at mutteren er frittspinnende på bolten. Andre ønskelige egenskaper ved tetningsmidlet i dets herdede og herdende tilstand innbefatter: Dets smøreevne i herdet tilstand, dets motstandsdyktighet mot varme: det er blitt prøvet ved tempe-raturer opp til 166° C ved varmesykliseringsprøv-ninger, dets motstandsdyktighet mot angrep av kjemikalier (det er i det vesentlige kjemisk inert) og dets varmestyrke - da det er et varmtherdet plast-materiale, har tetningsmidlet en høy varmstyrke. Fracture strength: as above, but after 4 hours at approx. 63° C Footnote: Unseen breakage means that the nut is free-spinning on the bolt. Other desirable properties of the sealant in its cured and curing state include: Its lubricity in the cured state, its resistance to heat: it has been tested at temperatures up to 166°C in heat cycling tests, its resistance to attack by chemicals (the is essentially chemically inert) and its heat strength - as it is a thermoset plastic material, the sealant has a high heat strength.
Det ble tidligere angitt at tetningsmidlet kan inne-holde PTFE og/eller polyethylentilsetninger i form av et pulver for å oppnå smøreevne. Hver av disse tilsetninger kan anvendes i en mengde av 0 - 20 vekt%. PTFE øker smøreevnen langsomt, mens polyethylen øker smøreevnen hurtig pr. tilsatt enhets-mengde. It was previously indicated that the sealant can contain PTFE and/or polyethylene additives in the form of a powder to achieve lubrication. Each of these additives can be used in an amount of 0 - 20% by weight. PTFE increases the lubricity slowly, while polyethylene increases the lubricity quickly per added unit quantity.
I flytende form smører tetningsmidlet like godt som eller bedre enn eksisterende API-gjengemasser. Fordi tetningsmidlet ikke inneholder oppløsningsmidler, kan det dessuten ikke forekomme "utbrenning" eller volumtap under innvirkning av temperaturen eller med tiden, hvilket er tilfellet for kjente gjengemasser. På grunn av at det i det vesentlige ikke er tap av volum når tetningsmidlet herdes, hindrer dette lekkasjebaner fra å bli utviklet. I dets herdede faste tilstand blir tetningsmidlet, når rørene demonteres, pulverisert til pulverform med smørende egenskaper, og det fortsetter å være like effektivt som smøremiddel som det var tidligere i dets flytende eller uherdede tilstand. Dette skyldes at tetningsmidlets molekyler trenger inn i og holder seg i mikrograder som forekommer på gjenger og andre overflater i skjøten, og reduserer rivingsvirkningen forårsaket av disse. In liquid form, the sealant lubricates as well as or better than existing API thread compounds. Furthermore, because the sealant does not contain solvents, it cannot "burn out" or lose volume under the influence of temperature or with time, which is the case with known thread compounds. Because there is essentially no loss of volume when the sealant cures, this prevents leak paths from being developed. In its hardened solid state, when the pipes are disassembled, the sealant is pulverized into powder form with lubricating properties, and it continues to be as effective as a lubricant as it was previously in its liquid or uncured state. This is because the molecules of the sealant penetrate into and remain in the micro-degrees that occur on threads and other surfaces in the joint, and reduce the tearing effect caused by these.
De erholdte gjenger er i det vesentlige rene og kre-ver liten tilberedning for fornyet anvendelse. Tetningsmidlet ifølge oppfinnelsen tjener således som et smøremiddel både under oppbygnings- og oppbrytningsoperasjoner samtidig som de gir en effektiv tetning. The threads obtained are essentially clean and require little preparation for renewed use. The sealant according to the invention thus serves as a lubricant both during build-up and break-up operations, while providing an effective seal.
En annen stor fordel er at tetningsmidlet gjør det mulig å foreta tetning med lavere oppbygningsvridningsmomenter enn for tiden anvendt i forbindelse med ikke-herdende tetningsmidler da det herdende tetningsmiddel vil tilstoppe større avstander over hele skjøten. Another major advantage is that the sealant makes it possible to seal with lower build-up torques than currently used in connection with non-hardening sealants, as the hardening sealant will plug larger distances over the entire joint.
Med kjente tetningsmidler er høyt vridningsmoment nødvendig for å hindre lekkasje, selv med "premium"-forbindelser. Det vil forståes at ved lavere vridningsmoment forekommer mindre deformasjon av røret og dermed en forventet høyere levealder for gjengeforbindelsen. Dette vil gjøre det mulig å anvende "API' 8-round"-gjenging og "API-buttress"-gjenging i praktisk talt alle tilfeller, hvorved behovet for de kostbare "premium"-forbindelser oppheves. Dette er av viktighet dersom det taes i betraktning at et for tiden forekommende prisområde for "API 8-round"-forbindelser ligger mellom 10 dollar og 20 dollar pr. ko pling, mens prisområdet for "premium"-forbindelser ligger mellom 200 og 500 dollar pr. kopling. I enkelte spesielle tilfeller kan "premium"-forbindelsene koste enndog mere enn 500 dollar pr. kopling. With known sealants, high torque is required to prevent leakage, even with "premium" compounds. It will be understood that at a lower torque, less deformation of the pipe occurs and thus an expected longer lifespan for the threaded connection. This will make it possible to use "API' 8-round" threading and "API buttress" threading in practically all cases, thereby eliminating the need for the expensive "premium" connections. This is of importance if it is taken into account that a currently occurring price range for "API 8-round" compounds is between 10 dollars and 20 dollars per connection, while the price range for "premium" connections is between 200 and 500 dollars per coupling. In some special cases, the "premium" connections can cost even more than 500 dollars per coupling.
En annen fordel ved et lavere vridningsmomentbehov er at mindre spenning påføres på rørforbindelsene, og dette sikrer at røret vil holde seg mer motstandsdyktig mot korroderende påvirkning fra slike sterkt giftige stoffer som hydrogensulfid og svoveldioxyd som er vanlige i petroleumsbrønnmiljøer. Slike giftige stoffer vites å korrodere spenningssatte områder i skjøter hurtigere enn ikke spenningssatte eller mindre spenningssatte områder. Another advantage of a lower torque requirement is that less tension is applied to the pipe connections, and this ensures that the pipe will remain more resistant to the corrosive effects of such highly toxic substances as hydrogen sulphide and sulfur dioxide, which are common in petroleum well environments. Such toxic substances are known to corrode stressed areas in joints faster than non-stressed or less stressed areas.
En annen betydelig fordel ved oppfinnelsen beror på evnen til å regulere tetningsmidlets styrke ved å regulere det prosentuelle innhold av dets bestanddeler. Omsatt til den ter-minologi som anvendes innen oljeutvinningsindustrien, inne-bærer dette at oppbrytningsvridningsmomentet kan reguleres. Nærmere bestemt vil jo større det prosentuelle innhold av harpiks eller monomer er, jo høyere må oppbrytningsvridningsmomentet være når tetningsmidlet er påført på en rørskjøt, og vice versa. Styrken kan også økes ved å øke mengden av mineral-fyllstoff selv om dette ikke er i samme grad som ved å variere harpiksen. Typiske mineralfyllstoffer er titandioxyd som anvendes som et hvitemiddel, og glimmer som anvendes som et for-sterkende fyllstoff. Another significant advantage of the invention lies in the ability to regulate the strength of the sealant by regulating the percentage content of its constituents. Translated into the terminology used in the oil extraction industry, this means that the break-up torque can be regulated. More specifically, the greater the percentage of resin or monomer, the higher the breaking torque must be when the sealant is applied to a pipe joint, and vice versa. The strength can also be increased by increasing the amount of mineral filler, although this is not to the same extent as by varying the resin. Typical mineral fillers are titanium dioxide, which is used as a whitening agent, and mica, which is used as a reinforcing filler.
En ytterligere fordel ved oppfinnelsen er tetningsmidlets evne til å sikre et vesentlig høyere oppbrytningsvrid-ningsmoment enn oppbygningsvridningsmoment i slike skjøter hvor et lavt oppbygningsvridningsmoment er ønskelig. Det oppnås ved å regulere konsentrasjonen av bestanddelene i tetningsmidlet. A further advantage of the invention is the sealant's ability to ensure a significantly higher break-up torque than build-up torque in such joints where a low build-up torque is desirable. It is achieved by regulating the concentration of the constituents in the sealant.
I henhold til den foretrukne utførelsesform er bestanddelen According to the preferred embodiment, the component is
som reguleres, den polymeriserbare akrylatestermonomer. Dette vi sikre at en ende ikke vil brytes opp utilsiktet på grunn av lavt oppbygningsvridningsmoment. which is regulated, the polymerizable acrylate ester monomer. This ensures that one end will not break up unintentionally due to low build-up torque.
Den ovennevnte fordel ved regulering av oppbrytnings-vridningsmomentet ved å regulere konsentrasjonen av harpiksen eller monomeren i tetningsmidlet fører til en ytterligere fordel ved oppfinnelsen. Nærmere bestemt er det ønskelig ut fra et materialhåndteringsmessig standpunkt å kjenne til hvilken ende av et på nytt anvendbart rør som fjernes fra en brønn, vil være en bolt og hvilken ende som vil være en kasse, slik at røret kan stables jevnt i påvente av videre bruk. Dette formål kan oppnås ved å påføre et tetningsmiddel med en konsentrasjon av monomer- på kassen når denne monteres (mest sannsynlig r fabrikken), for deretter å påføre et tetningsmiddel med en annen konsentrasjon av monomer på bolten på borestedet. Konsentrasjonen av monomeren vil være kjent i hvert tilfelle, slik at vridningsmomentet for å bryte opp hver del av skjøten likeledes vil være kjent. Dersom konsentrasjonen av monomeren holdes jevn i hvert tilfelle, efter hvert som røret trekkes ut av brønnen for påfølgende anvendelse, vil den samme ende av. hver påfølgende rørlengde være en bolt og den motsatte ende vil være en kasse. Det var derfor hittil ingen måte for å The above-mentioned advantage of regulating the break-up torque by regulating the concentration of the resin or monomer in the sealant leads to a further advantage of the invention. More specifically, from a material handling point of view, it is desirable to know which end of a reusable pipe that is removed from a well will be a bolt and which end will be a box, so that the pipe can be stacked evenly in anticipation of further use. This purpose can be achieved by applying a sealant with a concentration of monomer to the case when it is assembled (most likely at the factory), then applying a sealant with a different concentration of monomer to the bolt at the drilling location. The concentration of the monomer will be known in each case, so that the torque to break up each part of the joint will also be known. If the concentration of the monomer is kept constant in each case, as the pipe is pulled out of the well for subsequent use, it will end up the same. each successive length of pipe will be a bolt and the opposite end will be a box. There was therefore until now no way to
vite hvorvidt én ende av røret ville være en kasse eller en bolt ved oppbrytning. Dette førte til vanskeligheter for på-følgende operasjoner, og dette vil bli opphevet ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse. know whether one end of the pipe would be a box or a bolt when broken. This led to difficulties for subsequent operations, and this will be eliminated by means of the present invention.
Foruten å regulere prosenten av harpiksen eller monomeren i tetningsmidlet for å regulere oppbrytningsvridningsmomentet kan det ved å foreta ytterligere reguleringer av sammensetningen . :sikres at den herskende styrke er mindre enn oppbrytningsstyrken. Den herskende styrke er definert som det vridningsmoment som anvendes for å skru løs en bolt fra en kasse efter at bolten er blitt rotert over en valgfri vinkel-bue, for eksempel 180°. Dersom den herskende styrke ikke holdes på en verdi som er mindre enn oppbrytningsstyrken, kan vridningsmomentet øke med fortsatt løsskruing av bolten fra kassen, med det resultat at demonteringen av bolten og kassen vil bli meget vanskelig. In addition to regulating the percentage of the resin or monomer in the sealant to regulate the breaking torque, it is possible by making further adjustments to the composition. :ensure that the prevailing strength is less than the breaking strength. The prevailing force is defined as the torque used to unscrew a bolt from a case after the bolt has been rotated through an optional angular arc, for example 180°. If the prevailing force is not kept at a value that is less than the breaking strength, the torque can increase with continued unscrewing of the bolt from the case, with the result that the dismantling of the bolt and the case will be very difficult.
I for tiden anvendt praksis blir forholdsvis høye vridningsmomenter anvendt for sammenskruing,* og et noe lavere dreiemoment enn sammenskruingsdreiemoment er nødvendig for fragjenging. Den.sistnevnte situasjon er ikke ønskelig, men er en karakteristisk egenskap ved en skjøt for hvilken kjente tetningsmidler er blitt anvendt. De høyere vridningsmomenter er nødvendige for å sikre avtetning i skjøtene. Det nedenstående er et utdrag fra Forsøksoppsummering 4 nedenfor i henhold til denne beskrivelse. Det viser tydelig hvorledes forbindelsen ble bygget opp til lavere vridningsmomenter da tetningsmidlet ble anvendt,uten at dette gikk ut over dets tetningsevne. In current practice, relatively high torques are used for screwing together,* and a somewhat lower torque than the screwing torque is required for finishing. The latter situation is not desirable, but is a characteristic feature of a joint for which known sealants have been used. The higher torques are necessary to ensure sealing in the joints. The following is an extract from Trial Summary 4 below according to this description. It clearly shows how the connection was built up to lower torques when the sealant was used, without this affecting its sealing ability.
Når de kjente tetningsmaterialer anvendes, er fragjengingsdreiemomentet typisk lavere enn sammenskruingsdreiemomentet. Som følge av oppfinnelsen kan imidlertid fragjengingsdreiemomentet gjøres større enn sammenskruingsdreiemomentet ved å regulere egenskapene, nærmere bestemt prosenten av harpiks eller monomer i den herdede polymer. Ved den ovenstående prøvning brøt for eksempel forbindelsen opp ved et dreiemoment som er noe mindre enn sammenskruingsdreiemomentet da oppbygningen ble foretatt med API-masse. Da tetningsmidlet ble anvendt og forbindelsen bygget opp til 2 880 cm-kg, var fragjengingsdreiemoment 16 12 8 cm-kg. When the known sealing materials are used, the finishing torque is typically lower than the tightening torque. As a result of the invention, however, the finishing torque can be made greater than the screwing-in torque by regulating the properties, more specifically the percentage of resin or monomer in the cured polymer. In the above test, for example, the connection broke up at a torque that is somewhat less than the screwing torque when the build-up was done with API compound. When the sealant was used and the connection built up to 2,880 cm-kg, the finishing torque was 16,128 cm-kg.
En ytterligere betydelig fordel ved oppfinnelsen er tetningsmidlets kjemiske stabilitet. Nærmere bestemt er dets sammensetning slik at det er inert overfor kjemikalier som nor-malt påtreffes ved petroleumsboreoperasjoner. Dessuten er tetningsmidlet ugiftig dersom det anvendes på riktig måte, og det vil ikke forurense omgivelsene i motsetning til hva kjente tetningsmidler gjør som inneholder tungmetaller, som bly eller nikkel etc. Omfattende forsøk har ikke gitt uheldige virkninger ved utsettelse for kjemikalier som påtreffes innen olje-utvinningsområdet, innbefattende hydrogensulfid og svoveldioxyd. A further significant advantage of the invention is the chemical stability of the sealant. More specifically, its composition is such that it is inert to chemicals normally encountered in petroleum drilling operations. In addition, the sealant is non-toxic if used correctly, and it will not pollute the environment in contrast to what known sealants do that contain heavy metals, such as lead or nickel etc. Extensive tests have not produced any adverse effects when exposed to chemicals found in the oil industry. the extraction area, including hydrogen sulphide and sulfur dioxide.
Et annet betydelig særtrekk ved oppfinnelsen er tetningsmidlets selvrensende evne. Nærmere bestemt vil det faste polymermateriale ved fragjenging pulveriseres og efterlate et fint belegg på gjengene. Dette fine belegg innvirker ikke uheldig på en påfølgende sammenskruing, men har vist seg effektivt til å hindre oxydasjon i et omfang som er bedre enn ved de fleste kjente korrosjonsmotstandsdyktige beskyttende belegg. Another significant feature of the invention is the self-cleaning ability of the sealant. More specifically, the solid polymer material will be pulverized during finishing and leave a fine coating on the threads. This fine coating does not adversely affect a subsequent screwing together, but has proven effective in preventing oxidation to an extent that is better than with most known corrosion-resistant protective coatings.
Utstrakte forsøk er blitt utført hva gjelder tetningsmidlet, og de nedenstående viser enkelte av de mer betydelige forsøk som er blitt utformet opp til idag under anvendelse både av det anaerobe tetningsmiddel Extensive trials have been carried out with regard to the sealant, and the following shows some of the more significant trials that have been carried out up to today using both the anaerobic sealant
og tidligere kjente midler for en rekke forskjellige anvendelser. and previously known means for a variety of different applications.
Forsøksoppsummering 1 Trial summary 1
I denne gruppe av forsøk var de anvendte skjøter In this group of experiments, they used joints
standard "VAM"-enkeltmetall-til-metall-tetningsforbindelser med saggjenger. "VAM" er et varemerke tilhørende Vallourec, Paris, Frankrike, en av de ledende produsenter av "premium"-forbindelser. Lekkasjer ble forårsaket på prøvningssidene av forbindelsene ved hjelp av spor som var blitt filet inn i tet-ningene. Forbindelsene ble deretter undersøkt for å sikre at de lekket lett da de ble skrudd sammen med API (American Petroleum Institute)-modifiserte "premium"-gjengemasser, og de ble deretter undersøkt som følger: standard "VAM" single metal to metal sealing joints with saw threads. "VAM" is a trademark of Vallourec, Paris, France, one of the leading manufacturers of "premium" compounds. Leaks were caused on the test sides of the connections by means of grooves which had been filed into the seals. The connections were then tested to ensure that they leaked easily when screwed together with API (American Petroleum Institute) modified "premium" threads and were then tested as follows:
(a) 7,3 cm rør. Trykk: 703 kg/cm 2nitrogen. Varmecyklisering: fra omgivelsestemperatur til 160° C. Strekk: 90716 kg 2 (b) 8,26 cm hylse. Trykk: 703 kg/cm hydrostatisk (c) 19,37 cm hylse. Trykk: 633 kg/cm <2>nitroen. (a) 7.3 cm tube. Pressure: 703 kg/cm 2nitrogen. Heat cycling: from ambient temperature to 160° C. Tensile: 90716 kg 2 (b) 8.26 cm sleeve. Pressure: 703 kg/cm hydrostatic (c) 19.37 cm sleeve. Pressure: 633 kg/cm <2>nitroene.
Varmecyklisering: fra omgivelsestemperatur til 14 9° C. Heat cycling: from ambient temperature to 14 9° C.
I alle tilfeller ble koplingene avtettet da det anaerobe tetningsmiddel ble påført på den forkrøblede side av koblingen. Fragjengingsdreiemomentene var gjennomsnittlig ca. 150 % av sammenskruingsdreiemomentene. Det fantes intet tegn på riving. In all cases, the couplings were sealed when the anaerobic sealant was applied to the corroded side of the coupling. The finishing torques averaged approx. 150% of the tightening torques. There was no sign of demolition.
Forsøksoppsummering 2 Trial summary 2
Rørstørrelse: 19,37 cm Tube size: 19.37 cm
Koplingstyper: "VAM"-premiumkoblinger med metall-til-metall-tetninger og saggjenger. Coupling types: "VAM" premium couplings with metal-to-metal seals and serrated threads.
To stubbrør og to endeplugger ble montert med hen-holdsvis tre koblinger anordnet mellom stubb rørene og endepluggene. Én av endepluggene var ikke i stand til å holde et trykk over 281 kg/cm 2og hindret prøvning av hele montasjen. Denne kopling ble ytterligere forkrøblet av skår som ble filt inn i tetningen for å bevirke at denne ville lekke. Det Two stub pipes and two end plugs were mounted with respectively three connections arranged between the stub pipes and the end plugs. One of the end plugs was unable to hold a pressure above 281 kg/cm 2 and prevented testing of the entire assembly. This connection was further weakened by shards that were felt into the seal to cause it to leak. The
anaerobe tetningsmiddel ble deretter påført anaerobic sealant was then applied
på gjengeområdet, og koplingen ble igjen skrudd sammen, on the threaded area, and the coupling was again screwed together,
og hele montasjen ble utsatt for varme- og trykksyklisering i flere døgn. Koplingen holdt trykket gjennom gjengene under hele prøvningsperioden, mens lekkasjer forekom i flere av de sunne koplinger i montasjen. Maksimumstrykket var 633 kg/cm<2 >nitrogen, og temperaturen ble syklisert fra omgivelsestemperaturen til ca. 149° C. and the entire assembly was exposed to heat and pressure cycling for several days. The coupling maintained the pressure through the threads during the entire test period, while leaks occurred in several of the healthy couplings in the assembly. The maximum pressure was 633 kg/cm<2 >nitrogen, and the temperature was cycled from ambient temperature to approx. 149°C.
Forsøksoppsummering 3 Trial summary 3
Ved dette forsøk ble 7,3 cm 8-rundgjenget rør anvendt og ble laget for å sammenligne det anaerobe tetningsmiddel med en API-modifisert høytrykksgjengemasse In this test, 7.3 cm 8-round pipe was used and was made to compare the anaerobic sealant with an API modified high pressure thread compound
produsert av Shell Oil Corporation. produced by Shell Oil Corporation.
Prøven omfattet to gjengede bolter og én enkelt kopling. En bolt inneholdt et maskinert spor for å simulere en feltdefekt. Sporet ble skåret til roten av gjengen over hele lengden av gjengen. Sporet ble skåret ut med en bredde på 1,524 mm ved boltens nese og ble avsmalnet til en bredde på 0,51 mm ved enden av gjengen. The test included two threaded bolts and one single coupling. One bolt contained a machined groove to simulate a field defect. The groove was cut to the root of the thread over the entire length of the thread. The slot was cut to a width of 1.524 mm at the nose of the bolt and tapered to a width of 0.51 mm at the end of the thread.
Prøven ble skrudd sammen til et dreiemoment The sample was screwed together to a torque
på 2650 cm-kg under anvendelse av en lett påføring av API-modifisert rørpasta produsert av Shell Oil Corporation. Prøven ble trykkundersøkt med nitrogengass, og en lekkasje ble notert umiddelbart på den med spor forsynte ende. Den ble demontert, og ytterligere API-modifisert pasta ble påført på den gjengede ende for å simulere feltbetingelser. Prøven ble på ny skrudd sammen til et dreiemoment på 2189 cm-kg under anvendelse av den samme mengde av vindinger som ble anvendt for den opprinnelige sammenskruing. Internt gasstrykk ble deretter påført, og med et overtrykk på 246 kg/cm 2 ble det notert at pasta ble ekstrudert ved det maskinerte spor. En lekkasje ble utviklet, og det innvendige trykk sank til null kg/cm 2 overtrykk. of 2650 cm-kg using a light application of API modified pipe paste manufactured by Shell Oil Corporation. The sample was pressure tested with nitrogen gas, and a leak was noted immediately at the grooved end. It was disassembled and additional API modified paste was applied to the threaded end to simulate field conditions. The sample was re-bolted to a torque of 2189 cm-kg using the same amount of turns used for the original bolt-on. Internal gas pressure was then applied and with an overpressure of 246 kg/cm 2 it was noted that paste was extruded at the machined slot. A leak developed and the internal pressure dropped to zero kg/cm 2 overpressure.
Prøven ble demontert, renset og inspisert. Det anaerobe tetningsmiddelde påført på den med spor forsynte ende, mens API-modifisert pasta ble påført på den andre boltende. Prøven ble skrudd sammen til 195 8 cm-kg og fikk herde ved omgivelsestemperatur (ca. 35 C) i 5 timer. Et innvendig gasstrykk på 527 kg/cm 2 ble påført og opprettholdt i 2 timer. Ingen lekkasje kunne iakttas. The sample was disassembled, cleaned and inspected. The anaerobic sealant was applied to the grooved end, while the API modified paste was applied to the other bolt end. The sample was screwed together to 195 8 cm-kg and allowed to cure at ambient temperature (approx. 35 C) for 5 hours. An internal gas pressure of 527 kg/cm 2 was applied and maintained for 2 hours. No leakage could be observed.
Deretter ble prøvene utsatt for en temperatur av The samples were then exposed to a temperature of
113° C i 1 time. Et innvendig gasstrykk på 387 kg/cm<2> overtrykk ble påført i 1 time under opprettholdelse av den forhøyede temperatur, og ingen lekkasje ble iakttatt. Prøven fikk avkjøle til omgivelsestemperaturen mens det innvendige gasstrykk på 387 kg/cm 2 overtrykk ble opprettholdt. Ingen lekaksje ble iakttatt. 113°C for 1 hour. An internal gas pressure of 387 kg/cm<2> overpressure was applied for 1 hour while maintaining the elevated temperature, and no leakage was observed. The sample was allowed to cool to ambient temperature while the internal gas pressure of 387 kg/cm 2 overpressure was maintained. No play stock was observed.
Prøven ble deretter demontert, renset og inspisert. The sample was then disassembled, cleaned and inspected.
Et vridningsmoment på 6649 cm-kg var nødvendig for å fragjenge bolten med det maskinerte spor, og et vridningsmoment på A torque of 6649 cm-kg was required to finish the bolt with the machined groove, and a torque of
6206 cm-kg var nødvendig for å fra<g>jen<g>e den API-modifiserte boltende. Den med spor forsynte bolt ble forgjenget glatt og uten problemer. Ingen riving ble iakttatt på noen av boltendene. 6206 cm-kg was required to f<g>jen<g>e the API modified bolt end. The slotted bolt went through smoothly and without problems. No tearing was observed on any of the bolt ends.
Forsøksoppsummering 4 Trial summary 4
Gjengekonstruksjon: 19,37 cm kile Thread construction: 19.37 cm wedge
Forsøk ( a) Attempt (a)
Dette forsøk ble igangsatt for å undersøke en Teflon<®->ring som støttepakning i en kjent lekkasjeinnretning. Ved et sammenskruingsdreiemoment på 288 0 cm-kg lekket den ved 105 kg/cm 2. Ved 40320 cm-kg lekket den ved 562 kg/cm 2. Det anerobe tetningsmiddel ble påført, og koplingen ble skrudd sammen til 2880 cm-kg. Den holdt et trykk på 562 kg/cm 2. Fragjengingsdreiemomentet var 1612 cm-kg. This experiment was initiated to investigate a Teflon<®->ring as a support gasket in a known leakage device. At a screw-in torque of 2880 cm-kg it leaked at 105 kg/cm 2 . At 40320 cm-kg it leaked at 562 kg/cm 2 . The anaerobic sealant was applied and the coupling was screwed together at 2880 cm-kg. It maintained a pressure of 562 kg/cm 2. The release torque was 1612 cm-kg.
Forsøk ( b) Attempt (b)
Denne kopling ble skrudd sammen til 4032 0 cm-kg med API-modifisert smurning og ble utsatt for en kombinert strekk- og innvendig trykk-belastning på This coupling was bolted to 4032 0 cm-kg with API-modified lubrication and subjected to a combined tensile and internal compression load of
2 2
266712 kg. Den lekket ved 703 kg/cm . Det anerobr tetningsmiddel ble påført, og under de samme betingelser holdt koplingen et trykk på 914 kg/cm 2. 266712 kg. It leaked at 703 kg/cm . The Anerobr sealant was applied, and under the same conditions the coupling held a pressure of 914 kg/cm 2 .
Forsøk ( c) Try (c)
Denne kopling ble skrudd sammen med API-smurning til 46080 cm-kg. Den lekket ved et trykk pa 352 kg/cm 2. I et forsøk på å prøve oppførselen til det anaerobe middel under kraftige betingelser ble kop-lingens boksende fullstendig fylt med 7,3 kg bore-slam, og skjøten ble dyttet inn i slammet. Det ble oppnådd en forsegling inntil et trykk på 914 kg/cm<2 >uten uheldige virkninger på grunn av nærværet av boreslammet. This coupling was bolted together with API lubrication to 46080 cm-kg. It leaked at a pressure of 352 kg/cm 2. In an attempt to test the behavior of the anaerobic agent under severe conditions, the box end of the coupling was completely filled with 7.3 kg of drilling mud and the joint was pushed into the mud. A seal was achieved up to a pressure of 914 kg/cm<2> without adverse effects due to the presence of the drilling mud.
Forsøksoppsummering 5 Trial summary 5
(b) Under anvendelse ifølge oppfinnelsen av et foretrukket anaerobt tetningsmiddel: (b) During the use according to the invention of a preferred anaerobic sealant:
Ved anvendelse av API-modifisert masse: When using API-modified pulp:
(c) Ved anvendelse av foretrukket anaerobt tetningsmiddel: (c) When using preferred anaerobic sealant:
Ved anvendelse av API-modifisert masse: When using API-modified pulp:
(e) Ved anvendelse av midlet ifølge oppfinnelsen: (e) When using the agent according to the invention:
Forsøksoppsummering 6 Trial summary 6
For disse forsøk var de anvendte koplinger VAM-PTS 7,3 cm N80 premiumkoplinger. Ingen riving var synlig i koplingen eller på bolten i løpet av forsøket. For å forstå den anvendte terminologi skal det angis at den nedenstående kolonne (1) representerer tidspunktet på dagen, kolonnen (2) representerer strekkbelastningen dannet på grunn av det internt påførte gasstrykk (nitrogen), kolonnen (3) representerer belastningen påført av trekkrammen, kolonnen (4) representerer den kombinerte belastning i henhold til kolonnene (2) og (3) , kolonnen (5) representerer varmsyklisering, og med hensyn til kolonnen (6) ble lekkasjer notert ved å anslå bobler pr. minutt som unnslapp fra en lekkende kopling og ble innmatet i en krukke med vann gjennom et rør med liten diameter. For these tests, the couplings used were VAM-PTS 7.3 cm N80 premium couplings. No tearing was visible in the coupling or on the bolt during the test. In order to understand the terminology used, it should be noted that the column (1) below represents the time of day, the column (2) represents the tensile load created due to the internally applied gas pressure (nitrogen), the column (3) represents the load applied by the tensile frame, the column (4) represents the combined load according to columns (2) and (3), column (5) represents hot cycling, and with respect to column (6) leaks were noted by estimating bubbles per minute which escaped from a leaking coupling and was fed into a jar of water through a small diameter pipe.
Resultater: Results:
Ingen lekkasje over de første 2 komplette sykluser Liten lekkasje over den 3dje kaldsyklus No leakage over the first 2 complete cycles Slight leakage over the 3rd cold cycle
Lekkasjen tettet over den 3dje varmsyklus The leak closed over the 3rd heat cycle
Resultater: Results:
Ingen lekkasje på den første syklus Lekkasje på kaldsykluser No leakage on the first cycle Leakage on cold cycles
Lekkasje redusert eller stoppet under varmesyklus Leakage reduced or stopped during heating cycle
Resultater: Tetningen holdt under hele forsøket Results: The seal held during the entire experiment
Fjerde forsøk API- masse Fourth attempt API mass
API-masse ble påført på prøvekoplingene, og det opp-sto sterk lekkasje ved lavt trykk. API compound was applied to the test connections, and strong leakage occurred at low pressure.
Forsøksoppsummering 7 Trial summary 7
En prøve ble utført nede i hullet i en virkelig brønn 6. juli 1986. Denne omfattet en streng med 19,4 cm kilekopling med en lengde på 366 m i form av en foring på bunnen av en 3900 m dyp brønn. Røret lot seg skru sammen meget lett uten noen problemer. Røret kjørte seg fast i hullet da strengen ble senket, og dette gjorde det nødvendig å trekke ut strengen. Dette førte til den uvanlige mulighet for å fragjenge røret efter at det hadde vært utsatt for betingelsene nede i hullet i over 1 uke. Koplingen lot seg meget lett fragjenge, og et minimum av rensing var nødvendig sammenlignet med normale betingelser under anvendelse av API-rørsmurninger. Det gjennomsnittlige sammenskruingsvridningsmoment var 23040 cm-kg, og det gjennomsnittlige fragjengingsvridningsmoment var 34560 cm-kg. Det forekom intet tegn på riving. Forsøket kan oppsummeres ved at det var fullstendig vellykket. A test was carried out downhole in a real well on 6 July 1986. This comprised a string of 19.4 cm wedge connection with a length of 366 m in the form of a casing at the bottom of a 3900 m deep well. The tube was able to be screwed together very easily without any problems. The pipe got stuck in the hole when the string was lowered, and this made it necessary to pull out the string. This led to the unusual opportunity to complete the pipe after it had been exposed to the conditions down the hole for over 1 week. The coupling was very easy to complete and a minimum of cleaning was required compared to normal conditions using API pipe linings. The average tightening torque was 23040 cm-kg, and the average finishing torque was 34560 cm-kg. There was no sign of demolition. The experiment can be summed up by saying that it was completely successful.
Brønnen befinner seg ca. 16 km sydvest for Lafayette, Louisiana. The well is located approx. 10 miles southwest of Lafayette, Louisiana.
Borerigg - "Glasscock 73" Drilling Rig - "Glasscock 73"
Operatør - Davis Oil Operator - Davis Oil
Koplingsprodusent - Tubular Corporation of America, Houston, Coupling Manufacturer - Tubular Corporation of America, Houston,
Texas Texas
Claims (15)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US89371086A | 1986-08-06 | 1986-08-06 |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO873274D0 NO873274D0 (en) | 1987-08-05 |
NO873274L NO873274L (en) | 1988-02-08 |
NO175113B true NO175113B (en) | 1994-05-24 |
NO175113C NO175113C (en) | 1994-08-31 |
Family
ID=25401947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO873274A NO175113C (en) | 1986-08-06 | 1987-08-05 | Sealed tube joint and method for forming it |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CA (1) | CA1292487C (en) |
GB (1) | GB2195727B (en) |
NO (1) | NO175113C (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050171248A1 (en) * | 2004-02-02 | 2005-08-04 | Yanmei Li | Hydrogel for use in downhole seal applications |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1231327A (en) * | 1958-07-26 | 1960-09-28 | Henkel & Cie Gmbh | Process for obtaining connections for gas-tight pipes |
US3540757A (en) * | 1968-02-29 | 1970-11-17 | Ciba Geigy Corp | Pipe joint and method of forming a pipe joint |
US3658624A (en) * | 1969-09-29 | 1972-04-25 | Borden Inc | Bonding method employing a two part anaerobically curing adhesive composition |
BE790054A (en) * | 1971-10-14 | 1973-02-01 | Fischer Ag Georg | SEALING MASS, PROCESS FOR ITS MANUFACTURING AND APPLICATION, AS WELL AS A PART COATED WITH THIS SEALING MASS |
GB8314209D0 (en) * | 1983-05-23 | 1983-06-29 | British Gas Corp | Sealing joints and leaks in mains |
GB8409028D0 (en) * | 1984-04-06 | 1984-05-16 | Lancashire Fittings Ltd | Pipe coupling |
GB2159906B (en) * | 1984-06-07 | 1989-12-06 | British Gas Corp | Sealing of a pipe-joint |
GB2159902A (en) * | 1984-06-07 | 1985-12-11 | British Gas Corp | Sealing pipe joints |
-
1987
- 1987-08-05 GB GB8718512A patent/GB2195727B/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-08-05 NO NO873274A patent/NO175113C/en not_active IP Right Cessation
- 1987-08-05 CA CA000543818A patent/CA1292487C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO873274D0 (en) | 1987-08-05 |
NO175113C (en) | 1994-08-31 |
GB2195727A (en) | 1988-04-13 |
NO873274L (en) | 1988-02-08 |
GB8718512D0 (en) | 1987-09-09 |
CA1292487C (en) | 1991-11-26 |
GB2195727B (en) | 1990-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5431831A (en) | Compressible lubricant with memory combined with anaerobic pipe sealant | |
JP3474203B2 (en) | Threaded joints for pipes | |
US5427418A (en) | High strength, low torque threaded tubular connection | |
CA2547853C (en) | High-strength sealed connection for expandable tubulars | |
EP2342314B1 (en) | Lubrication composition for a threaded element of a threaded tubular connection component | |
EA017703B1 (en) | Pipe screw joint | |
CA2777004C (en) | A tubular joint having wedge threads with surface coating | |
RU2478865C1 (en) | Protection device of connecting pipe coupling | |
EA017185B1 (en) | Lubrication composition with adaptable friction coefficient for the threaded member of a component of a tubular threaded seal | |
CA2477335A1 (en) | Wedgethread pipe connection | |
EA007406B1 (en) | Threaded pipe with surface treatment | |
RU2503874C2 (en) | Sealed pipe connection to be used in oil industry, and manufacturing method of above mentioned connection | |
RU2647282C1 (en) | Threaded connection for pipes of oil-field grade and composition for photo-cured coating | |
BR112013001505B1 (en) | ASSEMBLY METHOD OF A JOINT AND JOINT | |
EA023140B1 (en) | Tubular threaded joint having improved low temperature performance | |
US4813714A (en) | Petroleum equipment tubular connection | |
IL186579A (en) | Thread sealants with engineered fibers, methods of preparation and use thereof | |
EA021696B1 (en) | Galling-resistant threaded tubular component and process for coating said component | |
US6036235A (en) | Two piece reusable coupling for fiberglass resin lined metal tubing sections having a cement mortar backing | |
US20120049462A1 (en) | Connector seal | |
US7219736B1 (en) | Externally testable redundant connections for subsea wells | |
EA028772B1 (en) | Assembly for producing a galling-resistant threaded tubular connection | |
NO175113B (en) | Sealed tube joint and method for forming it | |
AU2012360747B2 (en) | Threaded tubular component and method for coating such a threaded tubular component | |
KR20170104472A (en) | Sealant material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |
Free format text: LAPSED IN FEBRUARY 2002 |