油井管用螺纹接头和光固化覆膜用组合物制造技术

本发明专利技术提供：能够抑制在寒冷地区连接销与套盒时的扭矩增加的油井管用螺纹接头。本实施方式的油井管用螺纹接头(1)具备销(2)和套盒(3)。销(2)和套盒(3)分别具备具有螺纹部(22)、(32)和无螺纹金属接触部(23)、(33)的接触表面(21)、(31)。销(2)的接触表面(21)具备光固化覆膜(25)作为最上层。光固化覆膜(25)含有光固化树脂和全氟聚醚。套盒(3)的接触表面(31)具备固体润滑覆膜(35)作为最上层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及油井管用螺纹接头和油井管用螺纹接头上形成的光固化覆膜用的组合物。
技术介绍
油井和天然气井(以下，称为“油井”)的挖掘中使用油井管(OilCountryTubularGoods：OCTG)。油井管例如为管道、套管。原油或天然气等流体在管道的内部流动。油井管一般使用油井管用螺纹接头彼此连接。以往，油井的深度为2000～3000m。然而，对于近年来的海洋油井等，油井的深度达到8000～10000m。作为油井管使用的钢管的一根的长度一般为数十米。因此，油井挖掘中利用的这些油井管的根数达到1000根以上。油井管用螺纹接头一般具备销和套盒。典型的油井管用螺纹接头中，销形成于油井管端部的外表面，且具有外螺纹。套盒形成于作为油井管用螺纹接头构件的管接头两端的内表面，且具有内螺纹。在销的外螺纹的前端部和套盒的内螺纹的底部分别形成有无螺纹金属接触部。将油井管的一端(销)插入到管接头(套盒)，将外螺纹与内螺纹彼此螺纹拧紧。以下，将管用螺纹接头的螺纹拧紧也称为扣死(makeup)。将管用螺纹接头的螺纹旋出也称为开扣(breakout)。由此，销和套盒的无螺纹金属接触部彼此接触，形成金属-金属间密封。该密封确保螺纹接头的气密性。上述使用环境下，油井管用螺纹接头要求耐受连接的油井管的自重所产生的轴向的拉伸力、和耐受内外的流体的压力。油井管用螺纹接头还要求耐磨损性。具体而言，对于套管(大径尺寸)要求重复使用4次以上、对于管道(小径尺寸)要求重复使用10次以上也具有良好的耐磨损性。以往，为了提高耐磨损性，在油井管用螺纹接头的销或套盒的接触表面形成镀铜覆膜，或实施磷酸盐处理等表面处理。此处，接触表面为销和套盒彼此接触的表面部分，且包含螺纹部和无螺纹金属接触部。为了进一步提高耐磨损性，在连接前，在销或套盒的接触表面涂布被称为复合脂(compoundgrease)的液态润滑剂。复合脂例如在API标准BUL5A2中有规定。复合脂由于大量含有以锌、铅、铜等为代表的重金属粉，因此担心对环境和人体的影响。因此近年来，复合脂的使用逐渐受到限制。因此，要求不使用复合脂、具有优异的耐磨损性的油井管用螺纹接头。本申请人等的国际公开第2006/104251号(专利文献1)、国际公开第2007/42231号(专利文献2)、国际公开第2009/72486号(专利文献3)和国际公开第2013/053450号(专利文献4)提出了不使用复合脂的油井管用螺纹接头。对于专利文献1中公开的螺纹接头，销和套盒中的至少一者的接触表面由2层覆膜形成。2层覆膜包括粘稠液体或半固体的润滑覆膜和形成于润滑覆膜上的干燥固体覆膜。干燥固体覆膜包括丙烯酸类树脂等的热固性树脂覆膜或紫外线固化型树脂覆膜。润滑覆膜具有粘性，因此，异物容易附着。然而，通过润滑覆膜上的干燥固体覆膜，接触表面上的粘性被抑制。干燥固体覆膜在螺纹接头的扣住时被破坏。因此，润滑覆膜的润滑性得以确保。对于专利文献2中公开的螺纹接头，在销和套盒的螺纹部形成润滑覆膜。该润滑覆膜包含：显示出塑性或粘塑性型的流变特性(流动特性)的固体基质；和，分散于固体基质中的固体润滑颗粒。固体基质的优选熔点为80～320度。润滑覆膜通过喷涂(热熔喷射法)、使用粉末的喷镀或水性乳液的喷涂而形成。热熔法中使用的组合物例如含有：热塑性聚合物(聚乙烯等)、作为润滑成分的蜡(巴西棕榈蜡等)、金属皂(硬脂酸锌等)和抗腐蚀剂(磺酸钙等)。对于专利文献3中公开的螺纹接头，在销的接触表面形成有固体防腐蚀覆膜，在套盒的接触表面形成有固体润滑覆膜。固体防腐蚀覆膜以紫外线固化树脂为主成分，优选为透明。固体润滑覆膜是使用含有热塑性聚合物、蜡、金属皂、抗腐蚀剂、水不溶性液态树脂和固体润滑剂的组合物，通过热熔法而形成。对于专利文献4中公开的螺纹接头，包含至少1个螺纹区域的螺纹接头的末端部分被干燥薄膜至少部分地涂布。干燥薄膜包含：含有由液态的化合物填充的微囊的热塑性或热固性基质。微囊使用界面水溶液化学聚合法来合成。专利文献4中，作为微囊的膜材料，优选使用三聚氰胺-甲醛单体。对于专利文献1～3中公开的螺纹接头，在-10～+50℃左右的低温和温暖环境下，润滑性和耐磨损性优异。然而，这些螺纹接头被暴露于低于-10℃的极低温环境(例如-60℃～-20℃左右)时，形成于接触表面的润滑覆膜发生剥离或脆化。上述情况下，螺纹拧紧和螺纹旋出所需的扭矩明显增加，润滑性降低。因此，耐磨损性也降低。同样地，即使为专利文献4中公开的螺纹接头，极低温环境下的润滑性和耐磨损性有时也低。进而，在螺纹接头的接触表面，优选锈的产生被抑制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供：在极低温环境下，润滑性、防锈性和耐磨损性也优异而不使用复合脂的油井管用螺纹接头。本实施方式的油井管用螺纹接头具备销和套盒。销和套盒分别包含具有螺纹部和无螺纹金属接触部的接触表面。销的接触表面具备光固化覆膜作为最上层。光固化覆膜含有光固化型树脂和全氟聚醚。套盒的接触表面具备固体润滑覆膜作为最上层。本实施方式的油井管用螺纹接头在极低温环境下润滑性、防锈性和耐磨损性也优异，而不使用复合脂。附图说明图1为油井管用螺纹接头的截面图。图2为图1中的销的接触表面附近和套盒的接触表面附近的放大图。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行详细说明。本专利技术人等对极低温环境下的耐磨损性、润滑性和防锈性进行了调查和研究。其结果，本专利技术人等得到如下见解。在接触表面形成含有光固化型树脂和全氟聚醚的光固化覆膜。上述情况下，在极低温环境下，可以抑制扣住扭矩的上升。因此，润滑性提高，极低温环境下重复螺纹拧紧和螺纹旋出，也难以产生磨损。进而，含有全氟聚醚的光固化覆膜显示出优异的防锈性。根据以上的见解而完成的本实施方式的油井管用螺纹接头具备销和套盒。销和套盒分别包含具有螺纹部和无螺纹金属接触部的接触表面。对于销的接触表面具备光固化覆膜作为最上层。光固化覆膜含有光固化型树脂和全氟聚醚。对于套盒的接触表面具备固体润滑覆膜作为最上层。对于本实施方式的油井管用螺纹接头，销的接触表面的光固化覆膜含有全氟聚醚。因此，极低温环境下光固化覆膜的润滑性也高。因此，对于油井管用螺纹接头重复螺纹拧紧和螺纹旋出，磨损也难以产生。进而，光固化覆膜的防锈性优异。因此，销的接触表面难以生锈。优选的是，光固化覆膜含有0.2～20质量％的全氟聚醚。上述情况下，光固化覆膜的润滑性、耐磨损性和防锈性进一步提高。优选的是，全氟聚醚的重均分子量为3000以上。上述情况下，光固化覆膜的润滑性进一步提高。优选的是，上述固体润滑覆膜的膜厚为10～150μm，上述光固化覆膜的膜厚为5～40μm。上述油井管用螺纹接头的销的接触表面和套盒的接触表面中的至少一者可以通过选自由喷射处理、酸洗处理、化学转化处理和金属镀覆组成的组中的1种或2种以上的方法进行了基底处理。上述情况下，通过基底处理，接触表面的粗糙度变大。因此，对光固化覆膜和/或固体润滑覆膜的接触表面的密合性提高。本实施方式的光固化覆膜用组合物形成于油井管用螺纹接头的接触表面上。光固化覆膜用组合物含有光固化型树脂组合物和全氟聚醚。本实施方式的光固化覆膜用组合物含有全氟聚醚。因此，使该组合物光固化而形成的光固化覆膜的润滑性高。因此，对油井管用螺纹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油井管用螺纹接头，其为具备销和套盒的油井管用螺纹接头，所述销和套盒分别包含具有螺纹部和无螺纹金属接触部的接触表面，所述销的接触表面具备光固化覆膜作为最上层，所述光固化覆膜含有光固化型树脂和全氟聚醚，所述套盒的接触表面具备固体润滑覆膜作为最上层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.23 JP 2014-1286051.一种油井管用螺纹接头，其为具备销和套盒的油井管用螺纹接头，所述销和套盒分别包含具有螺纹部和无螺纹金属接触部的接触表面，所述销的接触表面具备光固化覆膜作为最上层，所述光固化覆膜含有光固化型树脂和全氟聚醚，所述套盒的接触表面具备固体润滑覆膜作为最上层。2.根据权利要求1所述的油井管用螺纹接头，其中，所述光固化覆膜含有0.2～20质量％的全氟聚醚。3.根据权利要求2所述的油井管用螺纹接头，其中，所述全氟聚醚的重均分子量为3000以上。4.根据权利要求1～权利要求3中任一项所述的油井管用螺纹接头，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤邦夫，M·派逖特，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，瓦卢瑞克石油天然气法国有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP