Смазка для герметизации резьбовых соединений труб Российский патент 2024 года по МПК C10M107/04 C10M113/02 C10M159/02 C10M159/10 

Изобретение относится к горной отрасли промышленности и предназначено для герметизации резьбовых соединений труб.

Известна смазка для герметизации резьбовых соединений обсадных труб (патент РФ № 2007438, опубл. 15.02.1994 г.), содержащая полиакриламид или карбоксиметилцеллюлозу 20-30 %, гипс или цементный порошок 10-20 % и мыльную пластичную смазку - остальное.

Недостатком являются невысокие противоизносные и противозадирные свойства за счет содержания в смазке гипса и цементного порошка, хотя из-за этого смазка обладает хорошими герметизирующими свойствами.

Известна смазка "ГС-5" для резьбовых соединений (авт. свид. СССР SU № 1546470, опубл. 28.02.1990 г.), содержащая, мас. %: фенольная смола 10-20, побочный продукт дистилляции диметилдиоксана (из процесса производства изопренового каучука) 8-17, порошок цинка 3-7, порошок графита 4-8, аэросил 9-12, окись меди 2-8, масляный гудрон 3-6, церезин 4-6 и нефтяное масло остальное.

Известна смазка для герметизации резьбовых соединений, полученная путем смешивания жировой основы - индустриального масла с ингибитором-бактерицидом, полифторэтиленом, пластичной смазкой типа "ЛКС-металлургическая" и графитом, при следующем соотношении компонентов, %: индустриальное масло 20-40, ингибитор 0,0005-0,001, полифторэтилен ПФТ-400 2-7, полифторэтилен ПФТ-200 1-5, пластичная смазка типа "ЛКС-металлургическая" 10-20, графит - остальное.

Консистентные смазки металлов, известных для герметизации резьбовых соединений, растворимы в присутствии воды. При их использовании в резьбовых соединениях труб, применяемых при сооружении или эксплуатации скважин, контакт с водой различными концентрациями минеральных солей неизбежен. Нефтяные масла, применяемые в резьбовых соединениях, растворимы в нефтепродуктах, естественно присутствующих при добыче нефти. Адгезионные и когезионные свойства резьбовых смазок ухудшаются после контакта с другими жидкостями и полно не отвечают требованиям, предъявляемым к смазкам для резьбовых соединений, применяемых в скважинных условиях.

Недостатками резьбовых смазок являются многокомпонентность, их применение эффективно лишь в определенных геолого-технических условиях. Поэтому смазки, применяемые для герметизации резьбовых соединений труб, не обладают достаточными силами адгезии к металлу и герметизирующими свойствами статическим напряжениям сдвига, чтобы удержать смазку в резьбовом соединении при продолжительном по времени перепаде давления между затрубным и внутритрубным пространствами.

Наиболее близким к заявляемому является резьбовая смазка (патент РФ № 2177498), содержащая мас. %: низкомолекулярный полиэтилен 35-50, буретан 25-38, графитовый порошок 12-40, при этом содержание частиц порошка с размером d_ч составляет, мас. %: 20 мкм - 1; 10 мкм - 3; 6 мкм - 4-6; менее 6 мкм - остальное.

Недостатком смазки является ее невысокие противозадирные свойства.

Технической проблемой изобретения является создание смазки для герметизации резьбовых соединений труб с достижением следующего технического результата: усиление герметизирующих свойств резьбовой смазки, повышение противоизносных и противозадирных свойств.

Указанный технический результат достигается тем, что смазка для герметизации резьбовых соединений труб, содержащая низкомолекулярный полиэтилен, графитовый порошок, согласно изобретению, дополнительно содержит синтетический каучук, мягчитель каучука - рапсовое масло, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

низкомолекулярный полиэтилен 10-15 графитовый порошок 15-20 синтетический каучук 30-35 рапсовое масло остальное

Смазка для герметизации резьбовых соединений труб (условно названная РСГ-3) готовится следующим образом. Заливают в указанном соотношении смесь полиэтилена с каучуком рапсовым маслом, оставляют в теплом помещении (выше 0°С) на сутки, затем перемешивают до однородного состояния и добавляют с компаундированием порошкообразный графит марки ГЛ (15-20 %).

В таблице 1 приведены результаты опрессовки смазки РСГ-3. Опрессовку исследуемых смазок проводили на установке, специально разработанной на кафедре бурения УГНТУ (В.Р. Рахматуллин, О.А. Заляев, И.Н. Ихсанов, О.Ф. Кондратов «Установка для изучения герметизирующих свойств резьбовых смазок». Научн.-техн. конф. «Инновационные решения для нефтегазовой отрасли», посвященная 35-летию института «Волго-УралНИПИгаз», Оренбург, 2012. С. 3).

Суть испытания заключается в измерении давления разгерметизации резьбового трубного соединения, смазанного исследуемой смазкой. Также изучали толщину смазочного слоя на контактируемой металлической поверхности (В.Р. Рахматуллин, О.А. Заляев, Г.В. Конесев, Л.Х. Асфандиаров «Изучение граничных слоев буровых промывочных сред», Труды XIII Международной научной конференции «Трибология и надежность», Санкт-Петербург, 2013, 11-13 сентября. С. 110-112).

Приготовили смазку РСГ-3 с различным содержанием компонентов.

а) низкомолекулярный полиэтилен 15 %, графитовый порошок 15 %, синтетический каучук 30 %, рапсовое масло 40 %;

б) полиэтилен 15 %, графитовый порошок 15 %; синтетический каучук 35 %, рапсовое масло - остальное;

в) низкомолекулярный полиэтилен 15 %, графитовый порошок 20 %, синтетический каучук 35 %, рапсовое масло 30 %.

Из табл. 1 видно, что смазка РСГ-3 обладает лучшими герметизирующими и адсорбционными (толщина смазочного слоя) свойствами.

Противоизносные свойства изучали на машине трения [ГОСТ 9490-60. Метод определения противозадирных свойств на четырехшариковой машине].

Противоизносные свойства приведены в таблице 2.

В таблице 3 приведены показатели смазки РСГ-3. Физико-химические показатели смазки РСГ-3 приведены в табл. 3.

Изобретение относится к смазке для герметизации резьбовых соединений труб, содержащей низкомолекулярный полиэтилен, графитовый порошок, которая дополнительно содержит синтетический каучук, мягчитель каучука - рапсовое масло, при следующем соотношении компонентов, мас. %: низкомолекулярный полиэтилен 10-15; графитовый порошок 15-20; синтетический каучук 30-35; рапсовое масло остальное. Изобретение обеспечивает усиление герметизирующих свойств резьбовой смазки, повышение противоизносных и противозадирных свойств. 3 табл.

Смазка для герметизации резьбовых соединений труб, содержащая низкомолекулярный полиэтилен, графитовый порошок, отличающаяся тем, что дополнительно содержит синтетический каучук, мягчитель каучука - рапсовое масло, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

низкомолекулярный полиэтилен 10-15 графитовый порошок 15-20 синтетический каучук 30-35 рапсовое масло остальное