[发明专利]一种膨胀管专用螺纹脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及膨胀管技术领域，更具体的说涉及一种膨胀管专用螺纹脂及其制备方法。

背景技术

膨胀管技术是近二十年发展起来的一项具有划时代意义的石油钻井技术。所谓的膨胀管技术就是将可膨胀的套管下到井下，通过冷变形方式使得膨胀管的直径扩大到要求的尺寸，从而达到节省井眼直径的目的。该技术可以广泛地应用于完井、固井作业，套管内补贴、用作应急尾管、尾管悬挂器。该技术的出现从根本上改变了未来深井和复杂地质条件的钻井采油工艺。实际工程应用表明，可膨胀管技术能够大幅度降低钻采成本和缩短施工时间，膨胀管技术作为一项非常有前景的技术，首先由Royal Dutch Shell公司于1991年提出来，国外已经对其进行了深入的研究，现已形成一套成熟技术并取得了良好的经济效益。国内起步较晚， 2001年才开始对实体可膨胀管进行研究， 2003年12月胜利油田进行实体膨胀管技术在国内的第一次现场应用。该井实验的成功标志着实体膨胀管这一概念性的技术第一次在中国石油工程领域变成了现实。

随着国内对膨胀管技术的关注，膨胀管技术也在国内多地得到了较好的应用。尽管膨胀管具有可膨胀性，但其依然由螺纹连接而成，其密封性能和螺纹之间的抗粘着性能也受到极大的关注，在膨胀管的螺纹参数及材质确定后，所使用的螺纹脂对其密封和抗粘着性能有着很大的影响，膨胀管在井下膨胀的过程是受到一个锥度较小的锥体缓慢的推进挤压的过程，但在此过程中仍然要求具有良好的密封性能，膨胀管螺纹在膨胀的过程中受力较为复杂，螺纹之间的间隙变形量较大，螺纹间隙的空间会随着膨胀过程发生变化，所以如果有一种螺纹脂不仅在使用前，具有良好的辅助密封和润滑作用，更重要的是可以在螺纹连接和膨胀受力的过程中具有很好地辅助抵抗膨胀管螺纹的粘着，也可以随着螺纹间隙变化其体积和附着螺纹表面的能力也随之变化的螺纹脂，将会有力的提升膨胀管在使用和膨胀过程中的密封和抗粘着作用。本发明就是提供一种针对膨胀管螺纹的特点而使用的螺纹脂。

发明内容

本发明的目的是提供针对现有技术的不足之处，提供一种膨胀管专用螺纹脂及其制备方法，该螺纹脂具有良好的抗粘着性能，也具有在螺纹受力复杂和间隙变化条件下依然起到密封作用的能力，该螺纹脂也可以用到一般的API油套管。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种膨胀管专用螺纹脂，由重量份的A组分和B组分构成，所述A组分为表面处理过的纳米三氧化二铝；所述B组分包括复合铝基润滑脂28-38份；抗磨液压油14-25份；石墨粉13-22份；锌粉14-25份；铜粉2-5份；云母粉2-6份；膨胀石墨2-6份；金属纤维3-7份；二氧化钛1-3份；二氢喹啉0.1-2份；所述A组分和B组分的重量比为1：（98.8-99.9）。

作为优选，所述石墨粉为天然鳞片状石墨，粒径大于300目，纯度高于95%。

作为优选，所述金属纤维由均等份的304不锈钢、316L不锈钢及铁铬铝合金构成，所述金属纤维断裂强度大于或等于75N，延伸率1.1%，直径为12μm，纤维长度范围为2-5mm。

采用上述配比的金属纤维，制作出来的螺纹脂具有良好的抗粘着性能，也具有在螺纹受力复杂和间隙变化条件下依然起到密封作用的能力。

作为优选，所述石墨粉的份数是所述膨胀石墨份数的4-6倍。

在上述的范围内，制作出来的螺纹脂具有良好的抗粘着性能，也具有在螺纹受力复杂和间隙变化条件下依然起到密封作用的能力。

一种制作膨胀管专用螺纹脂的制备方法，制备A组分；先将45-60重量份的无水乙醇与17-29重量份的水混合均匀，然后将1-9重量份的纳米三氧化二铝加入无水乙醇和水的混合液中，将得到的纳米三氧化二铝溶液加入反应釜中，在3500-4000r/min剪切转速下使纳米三氧化二铝充分分散，调节剪切转速至1800-2000r/min，反应温度在65-70℃，加入14-25的硅烷偶联剂KH570，再加入浓度为3%的草酸溶液调节整个溶液的pH值至4，反应时间90min后，将纳米三氧化二铝悬浮液抽滤，再将得到的滤饼经干燥研磨，得到经表面处理的纳米三氧化二铝；

第一次搅拌；将经表面处理的纳米三氧化二铝、抗磨液压油放入具有低速搅拌和高速分散功能的反应釜中，然后反应釜对经表面处理的纳米三氧化二铝、抗磨液压油进行搅拌和分散1-2小时；

第二次搅拌；将复合铝基润滑脂、石墨粉、锌粉、铜粉、云母粉、膨胀石墨、金属纤维、二氧化钛和二氢喹啉依次加入所述反应釜中，先搅拌2-3小时，对反应釜进行抽真空后再继续搅拌1-2小时。