[发明专利]一种螺纹脂

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油开采用油套管螺纹脂。

背景技术

石油开采过程中，油管、套管类产品依靠公母扣锥螺纹实现管与管间的相互连接，在公母扣锥螺纹连接时，螺纹表面需涂上螺纹脂起到防腐蚀、润滑和密封作用。

现有的油套管生产厂家都采用API推荐的螺纹脂配方：

其中油脂基采用通用类油脂占总重量的36％，油脂基普遍采用的是矿物油；固相物占总重量的64％。固相物(重量百分比)由28％的石墨粉、47.5％的铅粉、19.3％的锌粉、5.2％的铜粉组成。

在油套管使用中，为了达到一定的防滑脱拉力，必须在螺纹连接时加以一定的扭矩，而扭矩产生依靠锥螺纹金属间的过盈配合。在油套管反复上卸扣过程中，螺纹脂主要起到润滑、密封和防腐蚀作用，由于目前油脂基普遍采用矿物油，其在拧接后期的高温高压工况下容易流失，并失去润滑性能，加速了金属粉末填充料磨损母螺纹或公螺纹的表面处理层，从而造成同金属间的亲合现象，使油套管类螺纹连接失效，这种由于公母螺纹在高温高压作用下的金属亲合专业上称为粘扣。粘扣现象是油套管服役进程中消耗的主要原因。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进配方的螺纹脂，提高石油开采用油套管螺纹连接的抗粘扣性能，延长油套管的使用寿命。

为达上述目的，本发明提供了一种螺纹脂，其组分重量百分比为：

M_oS₂极压型锂基脂：45.3～52.4；

甲基硅油：0.48～0.65；

兰703兰746防锈添加剂：0.06～0.07；

失水山梨醇硬脂酸脂：0.06～0.07；

非晶体型石墨粉：20.68～26.6；

膨胀石磨：8.3～9.3；

湿性白云母粉：8.6～9.4；

α-Al₂O₃粉：7.8～9.52。

所述非晶体型石墨粉的细度为325目以上。

所述湿性白云母粉的细度为325目以上。

所述α-Al2O3粉的细度为325目以上。

下面就本发明中化学组分及限定理由详述如下：

MoS2极压型锂基脂：48～65wt％；

使用MoS2极压型锂基脂替代原配方中的通用类油脂作为油脂基，并提高油脂基的重量百分比，以解决螺纹连接时表面在高应力环境下的油膜流失问题，改善常温润滑效果。

如MoS2极压型锂基脂小于配方比例，则必须增大固体粉末填充料比例，降低配方螺纹脂的可涂刷性和设备自动喷涂性；如大于配方比例，则必须减少固体粉末填充料比例，降低配方螺纹脂的高温润滑性或螺纹密封性能。

非晶体型石墨粉：30～53wt％；

在固体粉末填充料配方中，以非晶体型石墨粉为主成分，其在配方中的作用以高温润滑为主，填充螺纹配合间隙为辅。如果非晶体型石墨粉比例小于30wt％，则会降低配方螺纹脂的高温润滑性能，也就是降低了抗粘扣性能；如果比例大于53wt％，则必须减小其他固体粉末填充料比例，牺牲部分密封性能，造成油田开采中极端工况下的油气泄漏。

膨胀石磨：15～20wt％；

在固体粉末填充料配方中，配以膨胀石磨来吸附MoS₂极压型锂基脂，改善油脂基在螺纹表面挤压下容易流失的弊端。比例小于15wt％，会降低吸附性能，增大油脂基挤压流失；比例大于20wt％，一会降低非晶体型石墨粉比例，恒定石墨含量，增大配方成本；二是会减少湿性白云母粉和α-Al2O3粉比例，降低密封性能。

湿性白云母粉：12～25wt％；α-Al₂O₃粉：15～28wt％。

在固体粉末填充料配方中，湿性白云母粉和α-Al₂O₃粉是两种性能比较稳定的材料，在配方中起到提高螺纹脂密封性能的作用。湿性白云母粉质软，价格低廉；α-Al₂O₃粉质硬，成本较高，配合使用既能很好地满足螺纹密封要求，又能把抗粘扣性能控制在一个比较理想的状态。如提高湿性白云母粉比例，降低α-Al₂O₃粉比例，则会使密封性能下降，降低石磨含量比例，会使润滑性能下降；相反，减小高湿性白云母粉比例，增加α-Al₂O₃粉比例，又会使抗粘扣性能降低，增加配方成本。

在通用锂基脂中添加甲基硅油、兰703兰746防锈添加剂和失水山梨醇硬脂酸脂，提高配方密封脂的涂刷性和防腐防锈性。