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  16PETROLEUMTUBULARGOODS&INSTRUMENTS20218

  摘要:针对特殊扣接头设计了种螺纹脂,通过物理化学试验和全尺寸实验测试其理化性能、润滑性能和抗磨损性能。测试结

  果表明,种螺纹脂的理化性能均符合的规定;种螺纹脂的平均摩擦系数稳定,分别为和,且摩擦系数受试验

  力变化的影响很小;在特殊扣接头螺纹表面均匀涂抹种螺纹脂后,两者的上扣曲线皆表现出典型的个阶段,且拐点明显,位于合

  理的扭矩范围内。研究结论是螺纹脂在上卸扣过程中能够形成保护膜,对螺纹表面起到良好的保护作用,而螺纹脂的抗磨性

  较差。螺纹脂并不含有重金属,且其组成成分对环境危害很小,可当作环保型特殊扣接头专用螺纹脂,具有广泛的应用前景。

  PreparationandPerformanceofThreadCompoundfor

  HEBo,SUNQi,WANGRongmin,TIANFeng,YUZhi,ZHANGJuantao

  CNPCTubularGoodsResearchInstituteXi′anShaanxiChina

  .PetroChinaYumenOilfieldHuanqingBranchJiuquanGansuChina

  .OilfieldDevelopmentDivisionofPetroChinaChangqingOilfieldCompanyXi′anShaanxiChina

  formanceandwearresistanceofas-preparedcompoundsweremeasuredbyphysicalandchemicalexperimentsandfull-scaleexperiments.

  ,whicharesostablethatlittleaffectedbythevariesof

  gesinthetorque-,theinflectionpointisobvious,-

  dedthatthe1#threadcompoundpossessesexcellentwearresistanceduetotheformationofaprotectivefilmtopreventthreadsurfacefrom

  wearingduringthemakeupandbreakoutprocesses,whilethe2#,

  allcomponentsof1#threadcompoundwithoutanyheavymetalsarelessharmfultotheenvironmentwhichcanbeappliedasenvironmental-

  ly-friendlythreadcompoundforpremiumconnections.

  :lubricity;wearresistance;environmentally-friendly;threadcompounds;premiumconnections

  近年来各大钻采公司逐渐开发深井和超深井所里木油田西南油气田的高压气井以及长庆油田的一些

  以使用的管柱一定要能承受更高的复合载荷机械和热高压压裂井等为了承受更高的复合载荷特殊扣接头

  第一作者简介:贺波男年生工程师硕士年毕业于长春理工大学现主要是做油气田化学助剂的研发工作

  在使用性能方面不仅需要对特殊扣接头的螺纹部分起锥入度测试仪上海神开石油化学工业装备股份有限公司

  bestolife2000逸气量测试仪上海神开石油化学工业装备股份有限公司

  适用从产品成分来说改进型螺纹脂含有毒性很首先是根据表的成分配比制备螺纹脂样品和

  高且使用后会严重危害环境的重金属颗粒铅铜和备用然后称取少量样品测试其基本的理化性能

  锌而国家近年来逐步禁止铅铜和锌的倾倒这就促在四球摩擦试验机上测试样品的摩擦系数在特殊

  使石油工业使用环保型螺纹脂[4]因此针对国内特殊扣油管上均匀涂抹螺纹脂样品按照最佳扭矩进行上

  扣螺纹脂使用现状开发一种环保型特殊扣接头专用螺卸扣试验十上九卸最佳上扣扭矩为

  润滑油粘土稠化剂无定型石墨二氧化钛云母螺纹脂样品成分进行适当调节后用表中所列仪器分

  粉三聚氰胺氰尿酸酯特殊扣油管别测试螺纹脂样品的锥入度滴点分油量逸气量水

  表为螺纹脂成分表表中为各成分质量百分比含润滑性物理和化学稳定性在使用和储存条件下可

  [5,10)PMMA[5,10)然和螺纹脂的滴点低于改进型螺纹脂但其仍

  表中所列仪器为本次试验中所用的仪器且所用此从螺纹脂理化性能分析结果来看和螺纹脂可

  螺纹脂在起润滑作用的同时必须要提供一致的稳的摩擦系数非常稳定能够为油套管螺纹接头提供可靠

  定的摩擦系数当一个接头被扣紧时作用在上扣肩部的连接保障虽然和样品的摩擦系数随着试验力

  和螺纹侧面的摩擦力产生了一个相对拧紧的阻力在的增加呈现缓慢增加的趋势但是本次试验中制备的两

  相同的上扣扭矩下低摩擦阻力的连接比高摩擦阻力的个螺纹脂样品的摩擦系数波动性很小也能够完全满足绝大

  连接更紧密并且摩擦系数用来修正上扣扭矩由此可多数用户的使用上的要求另外需要说明的是本次试验

  知摩擦系数是螺纹脂一个重要的性能指标[6]图为采用四球摩擦试验机研究三种螺纹脂的摩擦系数仅为

  螺纹脂螺纹脂和改进型螺纹脂的试验力与摩本次试验负责且与所述的方法并不冲突根

  擦系数图从图中能够准确的看出改进型螺纹脂的试验据表中和螺纹脂样品的成分配比可知两者组成

  力与摩擦系数呈现良好线性关系线性拟合后的方程为成分里仅有三聚氰胺氰尿酸酯和粉不同然而两

  标准偏差小于说明改进型螺纹脂的摩擦系聚氰胺氰尿酸酯和粉相对于钢的不同的摩擦性

  数稳定几乎不随试验力的增加而发生改变并通过计能差异对螺纹脂的摩擦系数造成影响

  的线性关系线性拟合后的方程为y在接头上扣过程中螺纹脂能起到润滑连接的作

  -5x其斜率为-5且斜率标准偏差小于用以使连接台肩获得适当的轴向应力如果由于磨损

  说明螺纹脂的摩擦系数稳定但随着试验力的或返工不合格而使配合面不平行则该螺纹脂还用于将

  增加呈现缓慢增长的趋势并通过计算得到螺纹脂的应力分布在台肩周围由此通过上扣试验验证所制备

  平均摩擦系数为从图中也看出螺纹脂的摩螺纹脂的润滑性组组和组的特殊扣油管分别

  擦系数与试验力也表现出良好的线性关系线性拟合后均匀涂抹和改进型螺纹脂的上扣扭矩上

  -5且斜率标准偏差小于说明螺纹脂的摩擦看出特殊扣油管螺纹表面均匀涂抹螺纹脂螺纹脂

  系数稳定但随着试验力的增加也呈现缓慢增长的趋和改进型螺纹脂的上扣扭矩上扣圈数曲线均由

  势并通过计算得到螺纹脂的平均摩擦系数为部分所组成即螺纹接触部分扭矩较小并且曲线),

  为平缓密封过盈接触部分扭矩随着过盈量的增加颗粒偏析但是由于该螺纹脂含有大量的金属铅颗粒能

  而增大曲线坡度增大密封面接触和台肩部分扭矩够形成保护膜从而避免了螺纹的损伤并且对于

  陡然增大曲线]而且当密封面开始油套管柔软的金属颗粒能够封闭潜在的泄漏路径从

  接触时均匀涂抹螺纹脂和螺纹脂的上扣曲线的拐而提高密封能力由此保护膜的形成对保护接头螺纹

  位于合理范围但是涂抹改进型螺纹脂的上扣曲仅在成分上有明显差别螺纹脂中含有不足的三

  纹脂由此说明在特殊扣接头上使用螺纹脂螺从材料性能上分析可能是由于三聚氰胺氰尿酸酯在上扣

  纹脂和改进型螺纹脂能够使公扣端部与接箍台肩过程中挤压受热发生溶胀和石墨钛白粉相结合形成保护

  通常圆螺纹接头的上扣扭矩曲线最重要的包含螺不能形成保护膜而造成了螺纹表面的磨损[9]

  九次卸扣后螺纹及密封面都完好无损第九次卸扣后的[J].,2020,40

  公扣螺纹表面照片如图所示组特殊扣接头第尹蓓梅丽张军北美特殊扣套管综述天津冶金

  后公扣密封面却出现磨损痕迹如图所示另外双龙滕朝阳土壤重金属污染现状及检测技术探究

  保证特殊扣接头的上扣质量合格来保证特殊扣接头[J].,2009,17(21):3.

  足特殊扣接头的使用上的要求CompoundsforCasing,Tubing,andLinePipe:API5A3[S].

  。Washington,:APIPublishingServices,2003:7.

  naturalgasindustriesProceduresfortestingcasingandtubing

  Connections:ISO13679[S].Switzerland:SwissStandard