[发明专利]生产抗磨损的螺纹管状连接件的组件

说明书

本发明涉及用于生产螺纹连接件的组件，它包括第一和第二管状构件，其中构件各自具有旋转轴(10)和各自在它们的端部(1，2)处提供有在构件的外部或内部周围表面上产生的螺纹区(3；4)，这取决于螺纹端部的类型是阳型还是阴型，所述端部(1，2)能通过拼合配合，且在终端表面(7，8)内终止，在端部(1，2)之一上提供的至少一个第一接触表面，和在相应的端部(1，2)上提供的至少一个第二接触表面，使得第一和第二接触表面在拼合端部(1，2)期间接触，其特征在于第一和第二接触表面分别各自涂布有第一和第二干燥的热塑性薄膜，其基体可以由一种或多种热塑性聚合物构成，仅仅第一和第二干燥热塑性薄膜之一进一步包括在25℃下动态粘度范围为2000‑40000mPa.s的液体无定形热塑性树脂。

本发明涉及钻探和/或操作烃类井所使用的螺纹连接件，和更精确地借助其中至少一种包括液体无定形热塑性树脂的固体热塑性涂层的协同结合(association)，就抗磨损性和气体密封性而言优化连接件的总体性能。

术语“螺纹连接件”是指由具有基本上管状形状的两个元件构成的任何组件，这两个元件能通过拼合(makeup)组装在一起，特别地以构成或者钻探烃类井可使用的短联结零件(stem)或者操作这类井的翻新(work-over)竖管或竖管，或者在操作井中所使用的套管柱或管状管柱(string)为目的。

每一管状构件包括提供有阳螺纹区或阴螺纹区的一个端部，所述端部拟采用类似元件的相应端部拼合。一旦按照这一方式连接，则该元件构成了所谓的连接件。

连接件中的这种螺纹管状构件在确定的负载下连接，以便满足使用条件造成的干涉配合和密封要求。进一步地，应当已知，可要求螺纹管状构件经历数个拼合-劈开(breakout)循环，尤其当在使用中时。

使用这种螺纹管状构件的条件导致不同类的负载，所述负载使得需要在这些构件的敏感部分，例如螺纹区，邻接(abutting)区或密封表面上使用薄膜。

因此，通常在高轴向负载下进行拼合操作，这是例如由于借助螺纹连接件连接的长度数米的管道的重量可能因在待连接的螺纹元件轴的轻微失调而恶化导致的。这诱导邻接的肩部差的风险(密封表面差的加压)和这诱导在螺纹区处和/或在金属/金属密封表面处磨损(galling)的风险。因此常规地用润滑剂涂布螺纹区和金属/金属密封表面。

在目前的设计中，需要选择摩擦系数，使得获得至少等于阈值的抗肩上扭矩值(torque on shoulder resistance value)。按照这一方式，可避免降低由这类连接件和参考API油脂确定的最佳拼合扭矩值，和在极端情况下，避免不再能保证邻接的功能。

一些方法由在没有涂布轴或邻接负载区的情况下，通过优先施加PTFE粘结的涂层到螺纹上，以便局部生成高的摩擦系数，作为负载区(纵向移动负载区)的函数，差异化摩擦系数组成(参见例如文献US20090033087)。

其他方法由使用基本上粘塑性的涂层，聚焦肩部扭矩小于70％最佳夹紧(clamping))扭矩值组成(参见例如文献WO2008/125740,WO2009/072486)。然而，基本上蜡状的热塑性涂层产生邻接塑化的风险，在它达到最佳夹紧扭矩之前，尤其对于T&C(螺纹连接)的小尺寸的薄的连接件或者称为“高扭矩”连接件的连接件来说。

对于本领域的技术人员来说，可在称为摩擦塑化拼合邻接的阶段期间(即在紧固阶段最后)，在具有固体稠度(consistency)的基体内使用具有抗流变行为的热塑性材料，通过弹性效应，增加剪切力(参见，例如文献WO2010043316)。然而，抗剪切引起过度的加热，这倾向于在纵向移动负载区内改性基体的流变学粘塑性能，并影响允许数量大的拼合/劈开操作的薄膜效果。