Смазка для герметизации резьбовых соединений

 

Сущность изобретения: смазка содержит полиакриламид или карбоксиметилцеллюлозу 20-30% и мыльную пластичную смазку 70-80%. 3 табл.

СОЮЗ "ОБЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ пРи гкнт сссР

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4899358/04 (22) 02.11.90 (46) 30.10.92. Бюл. N. 40 (75) 1О.Т.Калашников (56) Авторское свидетельство СССР

К 530052, кл. С 09 К 3/10, 1976, Авторское свидетельство СССР

N 1413123, кл. С 10 М 169/04, 1988.

В.B,Ñèíèöûí, Пластичные смазки в

СССР, M., Химия, 1984, с. 164 — 169, Изобретение относится к нефтяной промышленности к эксплуатационным смазкам, в частности к сма-кам для герметизации реэьбового соединения обсадных труб.

Известен герметик для уплотнения реэьбовых соединений труб, состоящий иэ эпоксидной смолы и смеси органических и, неорганических наполнителей, Известна также смазка для герметизации резьбовых соединений, содержащая алюминевую пудру, жидкое стекло и графитовый порошок, Смазка щеткой наносится на реэьбовую поверхность и сушится в естественных условиях 16 — 24 ч, Наиболее близким к изобретению по сущности и достигаемому реэлуьтату является мыльная пластичная смазка, например солидол жировой или смазка графитная—

УСсА.

Недостатком известных составов для герметизации реэьбовых соединений являются низкие герметизирующие свойства, Цель изобретения — повышение гермети снасти соединений обсадных труб,,, Ы, 1772143 Al (ы)л С 10 М 169/04, С 10 М 145/40//

С 10 М 145/40, 117:02, 149:18)

С 10 N 40l34 (54) СМАЗКА ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ (57) Сущность изобретения: смазка содержит полиакриламид или карбоксиметилцеллюлозу 20 — 30% и мыльную пластичную смазку 70 — 80%, 3 табл, Для достижения указанной цели испогьзуют углеводородную смазку иэ мыльной пластичной смазки, например солидола жирового или смазки графитнои — YCcA u подобчых в смеси с гранулированным полиакриламидом (ПАА) или аобоксиметилцеллюлозой (КМЦ, серогель) при следующем соотношении компонентов, мас. Д: полиакриламид или карбоксиметилцел- . люлоза 20 — 30 мыльная пластичная смазка 70-80

Полиакриламид представляет собой продукт полимеризации акриламида. Гранулированный ПАА представляет собой части- ь цы неоднородной крупности диаметром 3-7 ф мм от беловато-зеленого до слабо-коричнавого цвета с молекулярной массой (3-5) l0 ; с содержанием основного вещества не менее 43, получают известковым или амми- Ф " ачн ым способами «по TY 6-16-15-7-78.

awed

Структурная формула ПАА: гсн,-сн-1„ осин, Предел термостоикости itAA равен 180оС.

Плотность ПАА находится в пределах 1,081,12 г/см .

1772143

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ, серогель) представляет собой натриевую соль целл юлозогликолевой кислоты, получаемую при взаимодействии щелочной целлюлозы с монохлорацетатом натрия или монохлорук- 5 сусной кислотой, хорошо растворима в воде. Общая структурная формула КМЦ ления парафина и петролатума 110 — 130 мг на 1 г, кислотное число окисленного петролатума не менее 55 мг. КОН на 1 r). ... ...... 1 2 + = 1 — Графит марки ГС-4 по ГОСТ 8295-73 . „ ......... 1 0 + 1 — Масло цилиндровое 11 или масло

Львовского НПЗ из анастасьевской нефти до 100%

10 По физико-химическим показателям смазка должна соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл, 2, Предлагаемая смазка готовится следующим образом. В емкость 50 — 100 дм набирается деревянной лопатой 30 кг мыльная пластичная смазка, например солидол >кировой или смазка графитная — YCcA, затем при непрерывном перемешивании в течение

15-20 мин засыпается вручную гранулированный полиаркиламид или KMU, (серогель) в количестве 20 — 30 мас.% от массы мыльной пластичной смазки.

В зимнее время приготовление смазки необходимо вести в теплом помещении при температуре не ниже 20 С для облегчения перемешивания. Допускается разогрев смазки до 77 С (температура каплепадения для смазки графитной) и до 75 С (температура каплепадения солидола жирового), Смазка может готовиться как непосредственно перед спуском колонны, так и заранее в пределах срока хранения каждого из компонентов (5 лет по ГОСТ 3333-60).

Смазка наносится щеткой на резьбовую поверхность муфт перед непосредственным свинчиванием обсадных труб, Предлагаемая и известная смазка опробована для герметизации резьбовых соединений обсадных труб размером 146 х 7 мм группы прочности "Д", Принцип действия предложенной герметиэирующей смазки заключается в следующем. В случае перетока продавочной жидкости по резьбовой части обсадной колонны B процессе цементирования сква>кины вода или глинистый раствор. представляющие продавочную жидкосгь, входят в контакт со смазкой, в результате чего гранулированный ПАА или КМЦ (серогель), входящие в состав смазки, за счет гелеобразования увеличиваются в размерах (обьеме) и закупоривают (герметизируют) зазор в резьбовой части соединения обсадных труб. Вместо ПАА в качестве наполни

Предал термостойкости КМЦ равен +160 С.

КМЦ вЂ” мелкозернистое, порошкообразное или волокнистое вещество белого или кремового цвета плотностью 1,59 — 1,70 г/смз, имеющее влажность не более 10 — 15

15 У

Смазка, солидол жировой, Технические условия ГОСТ 1033-79. Смазка солидол )К работоспособна от минус 20 до плюс 65 С.

В зависимости от условий применения су- 20 ществуют две марки смазки: — солидол )K -- для заправки в разбираемые узлы трения, работающие при температурах от минус 50 до плюс 65 С и для заправки узлов трения при помощи ручных 25 солидолонагнетателей при температуре до минус 20 С; — пресс-солидол Ж вЂ” для заправки узлов трения при помощи ручных солиодолонагнетателей при температуре ниже минус 30

20 С.

Состав смазки:

Солидол жировой изготовляют из выщелоченного индустриального масла марки

20В или индустриального масла общего на- 35 значения ГОСТ 20799-75 марки И20А, или смеси выщелоченных масел марок 20В и

40В, или смеси индустриальных масел по

ГОСТ 20755-75 марок И-20А и И-40А с кинематической вязкостью при 50 С 18 — 33 сСТ, 40 загушением гидратированными кальциевыми маслами >кирнь х кислот, входящих в состав естественных жиров хлопкового масла, соломаса и других).

По физико-химическим показателям 45 смазка должна соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл, 1, Смазка графитная (YCcA). Технические условия ГОСТ 3333-80, Графитная смазка (смазка YCcA) пред- 50 назначена для смазывания грубых тяжелонагруженных механизмов (открытых шестеренчатых передач), резьбовых соединений ходовых винтов, домкратов, рессор и др.), температурный интервал применения 55 от минус 20 до плюс 60 С. Состав смазки; массовая доля, %. Кальциевое мыло, приготовленное из синтетических жирных кислот (фракция Czo и выше с добавлением фракции (Cs — Cc), выделенных иэ продуктов окис(СюНтО /ОН/з., ОСНгСООКа)х теля в мыльной пластичной смазке может быть использован КМЦ или его аналог— серогель, Недопустимо применение предложенной смазки для герметизации резьбе вых со1772143

20

30

45

50 единений бурильных труб, так как при свинчивании из-за выделения тепла от трения полимерное вещество оплавляется, что затрудняет последующий отворот этих труб.

Оценку качества смазки производили по герметичности — путем гидравлических испытаний на давление 12 МПа, Результаты гидравлических испытаний приведены в табл. 3.

Пример 1. Скважина ¹ 6091 месторо>кдения Узень пробурена до 1396 м. В скважину спущена эксплуатационная колонна диаметром 146 мм марки "Д" на глубину 1390 м. Кольцо "Стоп" установлено на глубине 1380 м. В процессе спуска колонны смазывали муфтовую чсть соединения смазкой солидол Ж, в который добавляли 20 мас.% гранулированного полиакриламида (ПАА). В процессе опрессовки колонна герметична. Доход геофизических приборов (АКЦ-4) составил 1372 м. Скважину перфорировали без предварительной очистки забоя.

Пример 2. Скважина ¹ 5824 месторождения Узень пробурена до 1382 м. В с к важи ну спущена эксплуата цион ная колонна 168 мм х 1380 м.марки Д7. Кольцо

"Стоп" установлено на глубине 1370 м. В процессе спуска колонны смазывали муфтовую часть соединительной резьбы смазкой солидол Ж, в который добавили 30 мас.% гранулированного ПАА. В процессе опрессовки колонны на 9,0 МПа колонна герметична. Доход АКЦ-4 составил 1365 м.

Скважина перфорирована без предварительной очистки забоя, Пример 3, Скважина N. 5826 месторождения Узень пробурена до глубины 1385 м. В скважину спущена эксплуатационная колонна 168мм х 1380 м. — Д7. Кольцо "Стоп" установлено на глубине 1370 м. В процессе спуска колонны смазывали муфтовую часть соединительной резьбы графитной смазкой (YCcA), s которую добавляли 20 мас.% гранулированного ПАА. В процессе onpeccosки колонна герметична. Доход АКЦ-4 составил 1370 м. Скважина перфорирована без предварительной очистки забоя.

Примечание. АКЦ-4 — геофизический прибор акустического каротажа цементного камня, Пример 4, Скважина ¹ 5827 месторождения Узень пробурена до глубины 1374 м. В скважину спущена эксплуатационная колонна 168 мм х 1370 м Д7. Кольцо "Стоп" установлено на глубине 1360 м. В процессе спуска колонны смазывали муфтовую часть соединительной резьбы графитной смазкой (YCcA), 8 которую добавляли 30 мас.% гранулированного ПАА, В процессе опрессовки колонна герметична. Доход АКЦ-4 составил 1358 м. Скважина перфорирована без предварительной очистки забоя.

Пример 5, Контрольная скважина N

5850 месторождения Узень пробурена до

1385 м. В скважину спущена эксплуатационная колонна 168 мм х 1380 м Д7. Кольцо

"Стоп" установлено на глубине 1370 м. В процессе спуска колонны смазывали муфтовую часть соединительной резьбы солидолом Ж. Доход АКЦ-4 составил 1370 м. В процессе опрессовки на 9,0 МПа колонна оказалась негерметичной. На ликвидацию негерметичности затрачено 4 суток.

Пример 6. Контрольная скважина ¹

5415 месторождения Узень пробурена до глубины 1288 м. В скважину спущена эксплуатационная колонна 168 мм х 1285 м, Д7.

Кольцо "Стоп" установлено на глубине 1275 м, В процессе спуска колонны смазывали муфтовую часть соединительной резьбы графитной смазкой (YCcA) Доход АКЦ-4 составил 1346 м, в результате чего пришлось разбуривать цемент внутри обсадной колонны в интервале 1346 — 1275 м (31 м). В процессе опрессовки на 9,0 МПа колонна оказалась негерметичной. Потери времени на ликвидацию брака в рабств составили 7 срп;ок, при этом дополнительные затраты составили 10,4 тыс. руб.

Как видно иэ табл. 3 и из примеров конкретного выполнения 1 — 6, все опробованные смазки с содержанием гранулированного ПАА или КМЦ (серогель) в пределах

20-30 обеспечивают 100%-ную герметичность резьбовых соединений и отсутствие герметичности при использовании известной смазки. При этом противозадирные и антификционные свойства предлагаемой и известной смазок одинаковы, так как одинакова их углеводородная основа, Это свидетельствует о лучших герметизирующих свойствах предло>кенной смазки.

Предложенный состав смазки может быть использован для герметизации уплотнений фланцевых соединений трубопроводов, превенторов, сальниковых уплотнений буровых насосов, Формула изобретения

Смазка для герметизации резьбовых соединений, содержащая мыльную пластичную смазку, отличающийся тем, что, с целью повышения герметичности соединений. смазка дополнительно содержит полиакриламид или карбоксиметилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас,%; полиакриламид или карбоксиметилцеллюлоза 20-30 мыльная пластичная смазка 70-80, 1772143

Таблица!

Нетод испмтання

Солидол K.

Норма для марки

Пресс" солидол

Показатель

Однородная мазь без комков, от светло-келтого до темно-коричневого цвета.

Э«синий вид

По ГОСТ 6793-74

75

250(2500) По ГОСТ 7163-63

100(1000) По ГОСТ 5346-78

Н6 норнируется. Определение обязательно

196 (2,0) По ГОСТ 7143-73

По ГОСТ 9080-77

98 (1,0) Эыдеркиеает

Нассоеая доля свободной щелочи е перес ете на В, не более 5,1

D,2

Отсутствует!!ассозая доля неханичес" ких примесей,2, не более 0,2

0,2

Отсутствует

3,0

2,5

9 саьее 200 "С

По ГОСТ 5211-50

Те блица 2

Нетод NCflllTBHMR

Показатель

Однороднал мазь от тенноКоричнеаого дО 4«pHOf Î цвета

Энешний енд

Температура каплсаыле" пения, С не нике

Пенетрацип при 25 С с перемевиваниен (60 двойных тактов) ие менее

77

По ГОСТ 6793-74

250

Испытание на коррозию на пластинках из стали иарки 40 или 45, или 50 по ГОСТ 1050-74

Оыдеркивает

По ГОСТ 9080.-77.Коллоидная стабильность, 2, аыделняыегося масла, ме более

По ГОСТ 7142 74

По ГОСТ 2477-65 лассовая доля воды,2, на более

Предел прочности при

50 С По (ГС/сн) не менее

105 (1,0) Вязкость прн 0 С н среднеи градиенте скорости деформации 10С, Па с (П), не более

10Ý (lO0O) По ГОСТ 7163-63 (84) Температура каплепадения,>С> но нике

Вязкость эффективная Отс и среднем градиенте скорости деформации

10С, Па.с (П) не болев

Пенетрация при 25 С переневиедниен

Предел прочности на сдвиг прм 50 (Гс/сиз) не менее

Испытание на коррозию

Содеркаьме свободных ор" гамических кислот

Содерка>в>е механических примесей,нерастворимых в соляной кислоте

Нассовая доля воды,Ф, ме болев

Кассовая долл кальциевых мыл кирных кислот, входящих в состав Естественных киров,2,не менее

Температура еслывки

Смазку наносят впателен на предметное стекло ело" ем толщнмой 1-2 ми и расснатриеают в проходящем свете невоорукенньв> глазом

Смазка до!зхна быть одно родной без «оиков. по гост 6707-76

По ГОСТ 6479-73

По ГОСТ 1036-76

ПО ГОСТ 6479-73.

По ГОСТ 2477-65

По п,4,2, ГОСТ 3333 80

По ГОСТ 5346-78 (метод В) flo ГОСТ 7143"73 (метод B) 1772143

Таблица 3

Со е жание компонентов,мас, К-во ис- Давл. пыт. сое- гидроис. дин. пыта ния шт. МПа

Скорость гермет, мин

Гермет, og

Солидол жировой

Смазка графит (УСсА) Смазка

ПАА

КМЦ

10

10

20

20

30

30

30

40

100

40

12

100

* — Смазка не испытывалась, т,к. не перемешивалась из-за повышенной вязкости при температурах 20 — 30 С, ** — Прототипы (контрольные смазки).

Составитель Ю,Калашников

Техред М,Моргентал Корректор С.Лисина

Редактор т. Горячева

Заказ 3813 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2

4

6

8

11

12

13

14

1 5*

16*

17**

18**

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

12

100

5