Уплотнительная смазка для резьбовых соединений Советский патент 1989 года по МПК C10M167/00 C10M167/00 C10M125/02 C10M129/40 C10M159/04 C10N30/06 

1

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и, в частности к уплотнительным смазкам для резьбовых соединений бурильных и обсадных колонн, для смазки опор шарошечных долот, работающих в условиях высоких температур и притока в сква- жину минерализованных вод.

Целью изобретения является повышение противозадирных свойств и снижение вязкости смазки.

Для приготовления смазки используют графит, высокоокисленньй битум натриевое мыло кубового остатка синтетических жирных кислот (СЖК), резиновую крошку, полученную при регенерации автомобильных шин и камер, и в качестве минерального масла могут быть использованы масло индустриальное И-20А, масло авиационное МС-10.

Введение в состав смазки высокоокисленного битума увеличивает термостойкость смазки и улучшает ее адгезионные свойства к металлу резьбовых соединений бурильных труб. Кроме того, он обеспечивает смазке требуемую консистентность и вязкость, т.е. противовымываемость. Дополнительную вязкость и пластичность смазке

||

сд

о:

4 СП

СП

10

15

700-1200 Н, сохраняя работоспособность при температуре до -150 С.

Кроме того, предлагаемые смазки испытывались при нанесении на влажные резьбовые соединения 3-133 бурильных труб ЛБТ мм. Геремтизирующая способность определялась визуально, После нанесения смазки бурильные трубы включались в компоновку инструмента и велось бурение с давлением в колонне 12-13 МПа в течение 8,5 ч. После развинчивания соединений видимых следов прохода бурового раствора не наблюдалось, дополнительного нанесения смазки не требовалось.

Затем без дополнительного нанесения предлагаемой смазки было проведе но еще два свинчивания и испытание с

перемешивают 30-40 мин, отключают наг Q давлением внутри труб 15-17 МПа при грев и добавляют порциями высокоокис- ленньй битум. После чего перемешивают раствор еще 30-40 мин до полного растворения битума. Затем добавляют, графит и мыла СЖК, перемешивают 12- 15 мин и охлаждают.

Омыление СЖК производят в отдельной емкости путем нагревания до расплавления, вводят 40%-ньй раствор каустика в соотношении 1:1 по объему. Смесь тщательно перемешивают и в горячем виде переносят в раствор. Для проведения испытаний готовят составы смазок, приведенные в табл.1

Из табл. 1 видно, что уменьшение содержания высокоокисленного битума

придает натриевое мыло кубового остатка СЖК.

Графитовьй порошок обеспечивает смазывающие и противозадирные свойства смазки, особенно в период приработки резьб, и кроме того, обеспечи- с вает облегчение, свинчивания труб. Резиновая крошка обеспечивает герметичность уплотнения в резьбовых зазорах. Индустр-иальное мас - ло или МС-10 обеспечивает достаточно быстрое растворение высокоокисленного битума и резиновой крошки (при 160-200°С).

Смазку готовят следукмдим образом.

Индустриальное масло или МС-10 нагревают в емкости с мешалкой до 160-180° С, добавляют резиновую крошку,

30

бурении 7,5 и 5,5 ч. При этом перетоков бурового раствора в этих соедине,- ниях не отмечено, большая часть смазки оказалась смещенной к уплот- 25 няющим торцам соединений.

Опыты показали, что предлагаемая смазка повышает герметичность резьбового соединения и достаточно долговечна при работе в условиях переменных температур, давлений и вибрационных нагрузок.

Таким образом, предлагаемая смазка- обладает лучшими адгезионными свойствами, приводящими к повышенной герметичности, позволяющей вести буре- 3 ние при давлениях свыше 45-47 МПа (давление в колонне 15-17 МПа плюс гидростатическое давление на глубине около 3000 м порядка 30 МПа).

меньше 12 мае. % (здесь и далее мас.%) приводит к резкому уменьшению вязкости и увеличению текучести смазки, а увеличение содержания свыше 15% наоборот приводит к резкому увеличению вязкости и уменьшению текучести смазки.

Для сравнения был приготовлен состав известной смазки (состав 4), мае. %:

Натуральньй каучук

Грабит

Битум (BH-IV)

Авиамасло МС-20

У составов смазок ли предел прочности.

23 3

12

62- ,

(1-4) определя- вязкость и критическую нагрузку. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Как видно, предлагаемая смазка , обеспечивает увеличение предела прочности в 4 раза и снижение вязкости в 1,5 раза при критической нагрузке

давлением внутри труб 15-17 МПа при

бурении 7,5 и 5,5 ч. При этом перетоков бурового раствора в этих соедине,- ниях не отмечено, большая часть смазки оказалась смещенной к уплот- няющим торцам соединений.

Опыты показали, что предлагаемая смазка повышает герметичность резьбового соединения и достаточно долговечна при работе в условиях переменных температур, давлений и вибрационных нагрузок.

Таким образом, предлагаемая смазка- обладает лучшими адгезионными свойствами, приводящими к повышенной герметичности, позволяющей вести буре- ние при давлениях свыше 45-47 МПа (давление в колонне 15-17 МПа плюс гидростатическое давление на глубине около 3000 м порядка 30 МПа).

Кроме того, ввиду повышенной гид- рофобности, смазка обладает коррозионной прочностью, предохраняя металл резьбовых соединений от коррозии, обладает повышенной стойкостью к минерализации раствора, повышает износостойкость резьбовых соединений, при многократном свинчивании и раз- ; винчивании и обладает улучшенными противОизносными, цротивозадирными и уплотняющими свойствами.

Формула изобретения

Уплотнительная смазка для резьбовых соединений, содержащая минег ральное масло, графит, битумную и полимерную добавки, о т л и ч а - ю щ а я с я тем, что, с целью по- вьш1ения противоз;адирных свойств и

5 1456455

снижения вязкости смазки, она дополнительно содержит на.триевое мыло кубового остатка синтетических жирных кислот, в качестве битумной добавки содержит высокоокисленный битум и в качестве полимерной добав- :ки содержит резиновую крошку, полу- ченную при регенерации автомобильных лтн и камер, при следующем соотноше- НИИ компонентов, мае. %: Графит 1-2 Высокоокисленный битум 12-14

Резиновая крошка, полученная при ре- генердции автомобильных шин и камер

Натриевое мыло кубового остатка синтетических жирных кисг лот

Минеральное масло

Изобретение касается смазочньЬс 1 составов, в частности уплотнитель- ной смазки для резьбовых соединений бурильных и обсадных колонн, опор шарошечных долот, работающих в условиях высоких температур и притока в скважину минерализованных вод. Цель - повышение противозадирных свойств и снижение вязкости смазки. Последняя содержит, мас.%: графит 1-2; высокоокисленный битум 12-14; резиновую крошку, полученную при регенерации автомобильных шин и камер 5-7; натриевое мыло кубового остатка синтетических жирных кислот 2-3; минеральное масло остальное. Новая смазка обеспечивает увеличение предела прочности в 4 раза и снижение вязкости в 1,5 раза при критической нагрузке 700-1200 Н и сохранении работоспособности до минус . 2 табл. (Л

Графитовый порошок

Масло минеральноеДо 100 До 100 До ТОО

Таблица 1

1

1.5