[发明专利]对钢管的螺纹部涂敷润滑剂的润滑剂涂敷装置及涂敷方法

说明书

技术领域

本发明涉及对钢管的螺纹部涂敷润滑剂的润滑剂涂敷装置及涂敷方法，具体地讲，是涉及适合对用于向形成在钢管的管端部的管螺纹接头、即形成在管端部的外表面的外螺纹部、形成在管端部的内表面的内螺纹部的表面涂敷高粘性液态(半干)型的润滑剂的润滑剂涂敷装置及涂敷方法。

背景技术

油井挖掘所使用的油管(tubing)、套管(casing)这样的油井管通过利用管螺纹接头在现场依次连结长度为十几米左右的钢管而组装成所需的长度。该管螺纹接头通常采取公母(pin ×box)构造，该公母构造使用具有外螺纹部的作为一方的接头要件的公扣和具有内螺纹部的作为另一方的对象接头要件的母扣。油井管的连结典型使用的接箍方式的螺纹接头，在作为油井管的钢管两侧的管端外表面形成有公扣(pin)，并且在被称作接箍(coupling)的较短的另一个接头构件两侧的内表面形成有母扣(box)。有时也采用在钢管的一端的外表面形成公扣、并且在钢管的另一端的内表面形成母扣的直连方式(integral)的管螺纹接头。

通常的油井深度为2000m～3000m，但近年来海洋油田等的深油井有时也会达到8000m～10000m、甚至更深的深度。因此，对于油井管的连结所使用的管螺纹接头，除了作用有在使用环境下由油井管和接头自身的重量引起的轴向拉伸力之外，还作用有内外表面压力复合而成的压力、热量，因此，要求该管螺纹接头即使在严酷的使用环境下也不会破损而能够维持气密性。另外，在油管、套管的下降作业时，有时会暂且将拧紧的接头旋松并再次重新拧紧，在API(美国石油协会)规格中，要求油管接头即使进行10次拧紧、套管接头即使进行3次拧紧(上扣、make up)、旋松(卸扣、breakout)，也不会发生被称作粘扣(galling)的无法修复的粘结而能维持气密性。

作为高应力下的气密性优良的管螺纹接头，存在被称作特殊螺纹接头(premium joint)的能够金属密封的管螺纹接头。特殊螺纹接头的公扣和母扣均是除了螺纹部之外还包括无螺纹金属接触部，公扣和母扣各自的无螺纹金属接触部彼此直接接触而形成金属密封，从而具有优良的气密性。公扣的无螺纹金属接触部由位于公扣外周面的比螺纹部靠前端侧的金属密封面和公扣前端的扭矩台肩(torque shoulder)面构成。对应地，在母扣内周面也设有金属密封面和扭矩台肩面。将公扣插入到母扣中，通过旋入拧紧至两者的扭矩台肩面抵接为止，则公扣和母扣的金属密封面彼此以规定的干涉量紧密接触而形成金属密封。由于互相抵接的扭矩台肩面负担由拧紧引起的压缩载荷的一部分，因此，能减轻螺纹部的应力负担。

但是，在特殊螺纹接头中，特别是无螺纹金属接触部、尤其是在金属密封部易于发生粘结，因此，付与润滑性来防止粘结非常重要。迄今为止，对于油井管用的管螺纹接头的螺纹部、无螺纹金属接触部这样的、拧紧时公扣和母扣互相接触的表面(以下简称作“螺纹接头的接触表面”)，为了谋求提高耐粘结性和气密性，而且直到使用时保护该接触表面不生锈，通常在出货之前涂敷被称作徒丝扣油(dope)或复合润滑脂(compound grease)的高粘性液态的润滑脂润滑剂(以下称作丝扣油)。另外，在接箍型的油井管用的管螺纹接头中，为了提高长钢管端面的正圆度和形状精度来防止在管内流动的流体在该接合面发生紊乱，大多在公扣的作为与母扣接合的接合面的端面、即钢管端面的管内表面侧设置被切削成锥形的、被称作凹部(recess)或斜削(chamfer)的回避部。出于防锈的目的，对该公扣的凹部也涂敷丝扣油。

这样，在作为公扣的钢管的管端部，不仅对钢管的作为与母扣接触的接触表面的外表面和端面涂敷丝扣油，还对钢管的形成有凹部的内表面也涂敷丝扣油。以往的丝扣油为了确保润滑性和防锈性(耐腐蚀性)，大量含有Pb、Zn这样的重金属的粉末。通常，通过刷毛涂敷、即在将适量的丝扣油滴到螺纹接头的接触表面之后用刷毛(刷子)将丝扣油涂开来涂敷丝扣油。

在下述专利文献1、2中，作为将润滑脂等润滑剂涂敷在管螺纹接头的螺纹部的装置，公开有一种包括喷射润滑剂的喷头和将喷射的润滑剂涂开的刷子的润滑剂涂敷装置。