неотверждаемый герметик
Классы МПК: | C10M125/26 соединения, содержащие кремний или бор, например диоксид кремния, песок C09K3/10 для герметизации или уплотнения соединений или крышек |
Автор(ы): | Фролов Андрей Андреевич (RU), Будько Андрей Васильевич (RU), Ипполитов Вячеслав Васильевич (RU), Мнацаканов Вадим Александрович (RU), Зарецкий Виктор Сергеевич (RU), Клюсов Всеволод Анатольевич (RU), Рябоконь Александр Александрович (RU), Добренков Александр Николаевич (RU), Клюсова Любовь Николаевна (RU), Белов Вячеслав Николаевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Общество с ограниченной ответственностью "Буровая компания ОАО "ГАЗПРОМ" (ООО "БУРГАЗ") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2005-09-08 публикация патента:
27.10.2006 |
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к неотверждаемым герметикам для резьбовых соединений труб нефтяного сортамента, подвергаемых "свинчиванию-развинчиванию" и изгибу, в частности бурильных и насосно-компрессорных труб при строительстве и эксплуатации скважин. Неотверждаемый герметик включает в мас.% герметизирующую смазку Р-113 или Р-416 на маслосиликоновой основе - 98,0-99,5 и демпфирующую добавку - вспученный вермикулитовый песок фракции 0,3-1,0 мм - остальное. При использовании данного неотверждаемого герметика повышается герметизирующая способность резьбовых соединений в скважине и снижаются энергетические затраты на "свинчивание-развинчивание". 1 табл.
Формула изобретения
Неотверждаемый герметик резьбовых соединений труб нефтяного сортамента, включающий герметизирующую смазку Р-113 или Р-416 на маслосиликоновой основе, отличающийся тем, что дополнительно содержит демпфирующую добавку - вспученный вермикулитовый песок фракции 0,3-1,0 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Герметизирующая смазка Р-113 или Р-416 | 98,0-99,5 |
Демпфирующая добавка - вспученный | |
вермикулитовый песок фракции 0,3-1,0 мм | Остальное |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к веществам, используемым для герметизации резьбовых соединений труб нефтяного сортамента, подвергаемых «свинчиванию-развинчиванию» и изгибу, в частности бурильных и насосно-компрессорных труб при строительстве и эксплуатации скважин.
Наиболее близким по технической сущности и назначению к предлагаемому изобретению является неотверждаемый герметик для резьбовых соединений труб нефтяного сортамента, включающий герметизирующую смазку Р-113 или Р-416 на маслосиликоновой основе [ТУ 301-04-020-92 - МГО ТЕХНОХИМ]. К существенным недостаткам указанного неотверждаемого герметика следует отнести низкую герметичность резьбовых соединений, в т.ч. при отборе флюида, и высокие энергетические затраты на «свинчивание-развинчивание» при компоновке и замене труб.
При создании изобретения решалась задача повышения герметизирующей способности резьбовых соединений в скважине и снижения энергетических затрат на «свинчивание-развинчивание».
Решение поставленной задачи достигается тем, что неотверждаемый герметик для резьбовых соединений труб нефтяного сортамента, включающий герметизирующую смазку Р-113 или Р-416 на маслосиликоновой основе, дополнительно содержит демпфирующую добавку - вспученный вермикулитовый песок фракции 0,3-1,0 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Герметизирующая смазка Р-113 или Р-416 | 98,0-99,5 |
Демпфирующая добавка - вспученный | |
вермикулитовый песок фракции 0,3-1,0 мм | остальное |
В соответствии с ТУ 38-101-708-78 герметизирующая смазка Р-113 включает 35 мас.% основы (силиконовая жидкость - 19,8 мас.%, машинное масло СУ - 8,8 мас.%, загуститель - 6,4 мас.%) и 65 мас.% наполнителей (свинцовый порошок - 58 мас.%, свинцовый сурик - 2,0 мас.%, сернистый свинец - 5,0 мас.%). Смазка Р-416 в соответствии с тем же ТУ включает 35 мас.% основы (масло МВП или веретенное - 24,3 мас.%, машинное масло СУ - 3,5 мас.%, загуститель - 6,4 мас.%, присадки - 0,8 мас.%) и 65 мас.% наполнителей (свинцовый порошок - 58 мас.%, свинцовый сурик - 2,0 мас.%, сернистый свинец - 5,0 мас.%).
Для сравнительных испытаний были взяты два известных неотверждаемых герметика для резьбовых соединений труб нефтяного сортамента на маслосиликоновой основе (Р-113 и Р-416) и с использованием их приготовлены шесть составов неотверждаемого герметика согласно изобретению (Р-113 и Р-416 с демпфирующей добавкой - вспученным вермикулитовым песком фракции 0,3-1,0 мм) с граничным и средним содержанием компонентов. Приготовление неотверждаемого герметика осуществлялось обычным способом в мешалке лопастного типа путем смешения компонентов в заданном соотношении. Методика определения герметизирующей способности сводилась к следующему. Неотверждаемый герметик наносился на резьбовое соединение образца 114 мм насосно-компрессорной трубы, заваренного с одного конца и со штуцером - с другого конца. Затем образец погружался в водяную ванну со ступенчатым нагревом до 90°С, после чего через штуцер газом создавалось внутритрубное давление. По максимально выдержанному давлению (с появлением пузырьков газа в ванне) оценивалась герметизирующая способность герметика. Энергетические затраты на «свинчивание-развинчивание» оценивались по крутящему моменту после снижения температуры до исходной, соответствующей температуре нанесения смазки и имитирующей процесс «свинчивания-развинчивания» при замене или компоновке труб на поверхности.
Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что предлагаемый неотверждаемый герметик с оптимальным соотношением компонентов обладает лучшими свойствами, чем известный, а именно: в среднем герметизирующая способность возросла на 40%, а крутящий момент снизился на 35%.
Механизм повышения герметизирующей способности обусловлен температурным расширением «защемленного» воздуха в слоях вспученного вермикулитового песка, упрочняющего связь герметика с поверхностью резьбы при спуске колонны труб в скважину в соответствии с геотермическим коэффициентом, а снижение крутящего момента при «свинчивании-развинчивании», напротив, обусловлено температурным сжатием герметика при извлечении колонны труб на поверхность. Снижению крутящего момента способствует и слоистая структура вермикулитового песка.
Таблица Сравнительные результаты испытания известного и предлагаемого неотверждаемого герметика | ||||||
№ п/п | Состав герметика, мас.% | Максимальное давление опрессовки газом при 90°С, МПа | Крутящий момент, кгс·м | Примечания | ||
Р-113 | Р-416 | Вспученный вермикулитовый песок | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Известный неотверждаемый герметик | ||||||
1 | 100,0 | - | - | 10,3 | 60 | |
2 | - | 100,0 | - | 11,0 | 55 | |
Предлагаемый неотверждаемый герметик | ||||||
3 | 98,0 | - | 2,0 | 15,5 | 28 | При содержании компонентов выше верхнего предела снижается герметичность, а при содержании компонентов ниже нижнего предела увеличивается крутящий момент |
4 | 99,0 | - | 1,0 | 14,5 | 40 | |
5 | 99,5 | - | 0,5 | 13,0 | 44 | |
6 | - | 98,0 | 2,0 | 16,8 | 24 | |
7 | - | 99,0 | 1,0 | 14,9 | 35 | |
8 | - | 99,5 | 0,5 | 13,4 | 38 |
Класс C10M125/26 соединения, содержащие кремний или бор, например диоксид кремния, песок
Класс C09K3/10 для герметизации или уплотнения соединений или крышек