螺纹管状组件和所得连接件制造技术

本发明专利技术涉及用于钻探和/或操作油气井的螺纹管状组件，所述管状组件在它的至少一个端部(1；2)处具有在其外或内周表面上产生的螺纹区(3；4)，这取决于螺纹区是公型还是母型，其特征在于至少一部分端部(1；2)用润滑干燥薄膜(12)涂布，所述润滑干燥薄膜(12)中的基体(13)包括属于油或蜡族的至少一种迁移滑动剂且主要分布在润滑干燥薄膜(12)的表面处，以便在小于40N的负载下，薄膜(12)的摩擦系数小于0.07，而在大于200N的负载下薄膜(12)的摩擦系数大于0.1。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】螺纹管状组件和所得连接件本专利技术涉及用于油气井的钻探和/或操作的管状构件，和更精确地涉及这一构件的螺纹端部。所述端部可以是公型或母型，且能连接到类似构件的相应端部，形成连接件。本专利技术还涉及由拼合(making up)两个管状构件得到的螺纹连接件。术语“用于油气井的钻探和操作的管状构件”是指形状基本上为管状，拟连接到相同类型的另一构件上或者在其他情况下，尤其构成或者用于钻探油气井的管柱或者拟用于维护(也称为翻新竖管)或操作这一井的竖管，例如竖管或用于在操作井中使用的套管柱或油管柱。本专利技术还可应用于在钻柱中使用的构件，例如钻杆，重质钻杆，钻铤，和管道连接的部分以及称为钻杆螺纹的重质管道。每一管状构件包括提供有公螺纹区或母螺纹区的端部，每一端部拟采用类似构件的相应端部拼合。按照这一方式连接，构件构成了所谓的连接件。连接件中的所述螺纹管状组件在确定的负载下连接，以便满足干预配合的要求和操作条件强加的密封。进一步地，已知可要求螺纹管状组件，经历数个拼合-劈开循环，尤其在井内。使用这种螺纹管状组件的条件导致不同类的应力，所述应力使得需要在这些组件的敏感部分，例如螺纹区，接点区或密封表面上使用涂层。因此，例如由于通过螺纹连接件连接的长度数米的管道重量可能地通过待连接的螺纹构件轴的轻微失调而局部集中，从而导致通常在高轴向负载下进行拼合操作。这诱导在螺纹区处和/或在金属/金属密封表面处磨损的风险。由于这一原因，常规地用润滑剂涂布螺纹区以及金属/ 金属密封表面。 此外，储存螺纹管状组件，然后在不友好的环境内拼合。这是例如在盐雾存在下的近海情况或者在砂子、灰尘和/或其他污染物存在下的陆上情况的情形。因此，需要使用在表面上抗腐蚀的涂层，所述表面必须通过拼合(螺纹区)或者通过干预接触(金属/金属表面)来协作。还需要处理表面防止腐蚀。然而，从环境的角度看，似乎使用符合API(美国石油组织)标准RP5A3的拼合油脂没有构成长期解决方案，这是因为这些油脂可被管状组件驱除并释放到环境或者井内，从而导致堵塞，而堵塞需要特殊的清洁操作。为了克服要求长期抗腐蚀性和抗磨损的问题，并满足环境特性，开发了固体干燥涂层(即，不是糊状，与油脂不同)，润滑剂和防护剂。这尤其是采用引入固体润滑剂颗粒的含具有粘塑性特征的热塑性基体的涂层的情形。这一涂层尤其能克服顺序拼合和劈开的问题，特别是在现场条件下，以及保护螺纹构件防止腐蚀的问题。然而，观察到在操作条件下，存在如此多的润滑剂，以致于在符合螺纹管状连接件的预定拼合扭矩曲线的螺纹管状连接件的公和母端部之间的干预配合不再可能。换句话说，在称为“极端压力”的极端HertZ应力下和在低摩擦速度下，这些涂层降低在拼合的端部处，在拼合邻接上的摩擦，使得快速得多地达到塑化扭矩。这导致与使用APIRP5A3油脂获得的参考值相比，在肩部阻力值上低得多的扭矩。由于这一原因，在一些极端情况下，在达到有用的拼合扭矩之前，塑化邻接区。申请人因此寻求解决在高的抗肩部扭矩阻值(torque on shoulder resistancevalue)(塑化扭矩和肩部扭矩之差)与低肩部扭矩和充足的耐磨损性之间存在的二分法(dichotomy)。本专利技术提出了用于钻探或操作油气井的螺纹管状组件，所述管状组件在它的端部之一的附近具有在其外或内周面上产生的螺纹区，这取决于螺纹端部是公型还是母型，这是非同寻常的，在于至少一部分端部用润滑干燥薄膜涂布，所述薄膜的基体可包括主要在润滑干燥薄膜表面上分布的属于油或蜡族的至少一种迁移滑动剂，以便在小于40N的负载下，薄膜的摩擦系数小于0.07，而在大于200N的负载下薄膜的摩擦系数大于0.1。换句话说，在基本上相当的情况下，本专利技术提出了用于钻探或操作油气井的螺纹管状组件，它具有包括至少一个螺纹区的端部，这是非同寻常的，在于端部用干燥薄膜至少部分涂布，所述干燥薄膜包括基体和在该基体内的主要分布在润滑干燥薄膜的自由表面附近的至少一种迁移滑动剂，其特征在于所述滑动剂选自油和蜡，和特征在于基体和所述滑动剂共同地改变，以便干燥薄膜在小于40N的负载下的摩擦系数小于0.07和在大于200N的负载下大于0.1。本专利技术提出了在螺纹构件的涂布部分的表面处，使用迁移滑动剂，优先形成润滑干燥薄膜，以便降低所述薄膜对其他表面的摩擦与粘合，然而，所述迁移滑动剂能使抗肩部扭矩至少等于当螺纹构件用保存的API RP5A3标准油脂涂布时获得的数值。特别地，本专利技术涉及在热塑性或热固性基体内使用迁移滑动剂，当在拼合开始的过程中，螺纹构件的涂布部分的表面经历低压剪切应力时，所述基体可产生低的摩擦系数，和当在接近拼合的端部，螺纹构件的涂布部分的表面经历极压剪切应力时，产生较高的摩擦系数。 以下定义了或者互补或者替代的任选特征。迁移滑动剂可包括硅油和/或全氟化油。迁移滑动剂可包括表面张力<24mN/m和在20°C下动态粘度范围为100-1850mm2/s的聚二甲基硅氧烷类硅油。迁移滑动剂可包括酰胺蜡和/或石蜡。迁移滑动剂可包括芥酸酰胺，油酰胺或硬脂酰胺类的饱和或不饱和伯酰胺蜡，和/或亚乙基双-油酰胺或亚乙基双-硬脂酰胺类的饱和或不饱和仲酰胺蜡，和/或石蜡。润滑干燥薄膜可包括热固性或热塑性基体，其中选择所述基体，以便提供具有至少等于采用API RP5A3油脂获得的抗肩部扭矩值的润滑干燥薄膜。润滑干燥薄膜可包括通过在含水分散体内固化氟乙烯乙烯醚获得的氟-氨基甲酸酷基体。润滑干燥薄膜可包括由在含水分散体内的聚酯-丙烯酸酯共聚物或苯乙烯-丙烯酸类共聚物获得的热塑性基体。润滑干燥薄膜可包括喷射的(projected)热熔热塑性基体，其中选择所述基体，以便提供具有至少等于采用API RP5A3油脂获得的抗肩部扭矩值的润滑干燥薄膜。润滑干燥薄膜可包括共聚酰胺基体。润滑干燥薄膜可包括范围为5%_10%重量的二甲基硅油，基体是共聚酰胺基体。润滑干燥薄膜可包括分子质量范围为10000-40000g/mol且在25°C下的动态粘度小于或等于1000mm2/s的聚二甲基硅油。迁移滑动剂可包括动态粘度范围为150-1850mm2/s的全氟聚醚，或分子质量范围为1850-3100g/mol的官能化烷基酰胺或磷酸酯。润滑干燥薄膜可包括基本上2%重量的聚二甲基硅油，基体是氟-氨基甲酸酯基体。润滑干燥薄膜可包括第1，2，3或4类的润滑剂颗粒，优选氟化碳和/或合成石墨。润滑干燥薄膜可包括抗腐蚀剂，优选离子交换的氧化硅。润滑干燥薄膜的涂布部分可最初接受选自喷砂，转化处理，电解沉积和非-反应性处理中的表面制备。全部螺纹区用润滑干燥薄膜涂布。螺纹管状组件可包括金属/金属密封表面，所述密封表面用润滑干燥薄膜涂布。本专利技术还涉及螺纹管状连接件，它包括公螺纹管状组件和母螺纹管状组件，其中一个拼合到另一个内，至少一个所述螺纹管状组件的一部分用润滑干燥薄膜涂布。在参考附图做出的随后的说明中，更加详细地描述了本专利技术的特征和优点。附图说明图1是由通过拼合，连接两个管状组件得到的连接件的图示。图2是两个螺纹管状组件的拼合曲线的图示。图3是用润滑干燥薄膜涂布的基底的图示。 图4是试验装置的图示。图5是另一试验装置的图示。图6-8示出了试验曲线。图1所示的螺纹连接包括提供有公端部部分I的具有旋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·加德，E·皮内尔，M·佩蒂，M·古伊德，
申请(专利权)人：瓦卢莱克曼内斯曼油气法国公司，新日铁住金株式会社，
类型：
国别省市：