Уплотнительная смазка для резьбовых соединений
Изобретение относится к уплотнительной смазке для резьбовых соединений бу рильных и насосно-компрессорных труб. Цель - повышение смазочных, адгезионных и защитных свойств. Смазка содержит, мас.%: кальциевое мыло синтетических жирных кислот фракции 45-60; продукт обработки окисленного петролатума кальциевым щелочным агентом 5-10; триэтаноламиноаое мыло кислот таллового масла 5-15; графит 5- 15; гумусовый каустобиолит 5-15; дмметиламид муравьиной кислоты 3-7 и минеральное масло - остальное. При применении предлагаемой смазки критическая нагрузка 1170 Н, известной - 1120 Н; нагрузка сваривания 6080 Н (известной 5620 Н); испаряемость уменьшается в 2 раза , вымываемость из подшипника - в 3 раза. 2 та б л сл
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4849832/04 (22) 10,07.90 (46) 30,05.92. Бюл. N 20 (71) Днепропетровское отделение Института минеральных ресурсов (72) Л.И!Ковалевская, И.Е.Данильченко и Б,Н.Васюк (53) 621.892(088.8) (56) Справочник по применению и нормам расхода смазочных материалов, Изд-во 4е/Под ред. Е.А,Эминова, кн, 1, М,: Химия, 1977, с, 76.
Авторское свидетельство СССР
N. 667586, кл. С 10 M 125/02, 1979. (54) УПЛОТНИТЕЛЬНАЯ СМАЗКА ДЛЯ
РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Изобретение относится к уплотнительной смазке для замковых резьб бурильных, утяжеленных бурильных и насосно-компрессорных труб, предотвращающей заедание резьб.
При бурении скважин надежность работы резьб замковых соединений бурильной колонны в основном определяется их износом, обусловленным так называемым схватыванием металлических поверхностей (заеданием резьб).
Преждевременный износ резьб замков приводит в конечном счете к снижению скорости бурения и удорожанию геологоразведочных работ.
Часто имеют место аварии в скважине по причине наличия изношенных резьб зам„„SU ÄÄ 1737005 À1
Цель — повышение смазочных; адгезионных и защитных свойств. Смазка содержит, мас,%: кальциевое мыло синтетических жирных кислот фракции Cs-Cg 45 — 60; продукт обработки окисленного петролатума кальциевым щелочным агентом 5-10; триэтаноламиновое мыло кислот таллового масла 5 — 15; графит 5--15; гумусовый каустобиолит 5-15; диметиламид муравьиной кислоты 3-7 и минеральное масло — остальное, При применении предлагаемой смазки кри тическая нагрузка 1170 Н, известной — 120
Н; нагрузка сваривания 6080 Н (известной
5620 Н); испаряемость уменьшается в 2 раза, вымываемость из подшипника — в 3 раза.
2 табл..Ъ ков, что нарушает нормальный технологиче- ) ский процесс бурения скважин. . 6д
Особенно значительно это явление, когда бурение скважин осуществляется на значительные глубины до 2200-2500 м с применением бурильных колонн большой массы, требующих высоких моментов свинчивания резьб при наличии глинистых растворов и выбуренных частиц породы.
Работа резьбовых соединений на такой глубине сопровождается наличием, повышенных температур (до 100-160 С). Все это неблагоприятно отражается на работе резьбовых соединений бурильных колонн, поэтому они подвержены интенсивному износу, заеданию, преждевременному выходу из строя, а иногда и к авариям в скважине.
1737005
25-35
25-35
До 100
Указанная смазка обладает высокой летучестью, При хранении в течение 2-3 мес входящая в состав смазки фенолформальдегидная смола переходит в неплавкое. нерастворимое состояние — происходит полимеризация смолы. При повышении температуры свыше 50 С этот процесс протекает значительно интенсивнее. Происходит расслоение смеси, в нижней части которой наблюдается плотный резиноподобный осадок, что обуславливает снижеВ основе явления заедания лежит процесс схватывания {сцепления) металлических контактируемых поверхностей, Сваривание реэьб бывает настолько прочным, что разьединить детали замка невозможно даже с применением механизмов свинчивания-развинчивания. А в тех случаях, когда удается разьединить сварившийся замок, то все или часть ниток резьбы бывают полностью сорваны {повреждены) и замок к дальнейшей эксплуатации непригоден.
Способность противостоять возникновению процесса заедания резьб зависит в основном от наличия и природы (качества) смазывающего материала, Известны уплотнительные смазки для резьбовых соединений на основе минерального или синтетического масел с добавлением графита и порошкообраэных наполнителей, например смазки P-2, P113, P — 402, Лимол и др.
Однако зти смазки не стойки к воздей/ стви|о промывочных жидкостей и вымыва отся последними, не обладая достаточной прочностью масляной пленки.
Применение указанных смазок в практике геологоразведочного бурения незначительно снизило количество случаев преждевременного выхода из строя замков по причине заедания резьб. В состав смазок входит дорогостоящее дефицитное сырье (порошкообразные металлические антифрикционные добавки. дисульфид молибдена), С учетом изложенных недостатков, смазки не нашли широкого применения.
Наиболее близкой к предлагаемой по составу и достигаемому результату является уплотнительная смазка для резьбовых соединений, имеющая следующий состав, мас.,4;
Минеральное масло 6-8
Графит 2 — 4
Фенолформальдегидная смола
Уайт-спирит
Битум нефтяной
5-15
5-15
5-15
55 Для приготовления смазки используются: — кальциевое мыло синтетических жирных кислот {СЖК), получаемое омылением .синтетических жирных кислОт фракции С5
С6 гидроксидом кальция; ние смазочных, противоизносных и противоэадирных свойств.
Цель изобретения — создание уплотнительной смазки для резьбовых соединений
5 с повышенными смазочными {противоэадирными, противоизносными), адгезионными и защитными свойствами, работоспособной в широком температурном интервале, малолетучей и стойкой к возi0 действию промывочных жидкостей.
Поставленная цель достигается тем, что смазка, содержащая минеральное масло и графит, дополнительно содержит кальциевое мыло синтетических жирных кислот
15 фракции С5-С5, продукт обработки окисленного петролатума кальциевым щелочным агентом, триэтаноламиновое мыло кислот таллового масла, гумусовый каустобиолит и диметиламид муравьиной кислоты при сле20 дующем соотношении компонентов, мас. :
Кал ьциевое мы.>О синтетических жирных кислот фракций С5 Cr, 45-60
Продукт обработки окисленного петролатума кальциевым щелочным агентом 5 — 10
Триэтаноламиновое мыло кислОт тэллового масла
Графит
30 Гумусовый каустобиолит
Диметиламид муравьиной
КИСЛОТЫ 3-7
Минеральное масло До .100
Для загущения смазки используются
35 недефицитные дешевые природные твердые продукты-гумусовые каустобиолиты с содержанием углерода 53-80 . К таким продуктам относятся торф, природный бурый уголь, отходы бурого угля после из40 влечения битумов — экстрагированный бурый уголь, длиннопламенный каменный уголь, Применение гумусовых каустобиолитов с содержанием углерода 53-80;4 в составе
45 смазки обусловлено наличием в органической массе в значительном количестве гуминовых кислот у торфа до 55, бурых углях от 20 до 70, угля переходного типа от бурых к каменным до 10, которые представ50 ляют собой группу естественных аморфных высокомолекулярных органических кислот, значительно повысивших противоизносные и противозадирные свойства смазки.
1737005 — продукт обработки окисленного петролатума любым кальциевым щелочным .агентом — Ca(OH)z, СаО; — тризтаноламиновое мыло кислот тал лового масла. получаемое омылением таллового масла триэтаноламином; — графит; — гумусовый каустобиолит с содержанием углерода до 80О ; торф, бурый уголь, отходы бурого угля после извлечения битумов — зкстрагированный бурый уголь, длиннопламенный уголь марки Д; — диметиламид муравьиной кислоты; — минеральное масло-индустриальное
И 20 А или дистиллятное марки 20.
Получают смазку простым смешением компонентов при нагревании до 60 С, Согласно описанной технологии возможно получить смазки составов, представленных в табл,1.
Конкретный состав смазки по известному способу (состав 6), в сравнении с которым проводили испытания, содержит компоненты, мас. 7, :
Минеральное масло 7
Графит 4
Фенолформальдегидная смола 30
Уайт-спирит 30
Битум нефтяной 29
Сравнительные результаты испытаний предлагаемой и известной смазок представлены в табл.2.
5-15
5-15
5 — 15
Как видно из табл.2,свойства предлагаемой смазки значительно превышают свойства известной смазки: увеличиваются противозадирные и противоизносные свойства смазки, уменьшается испаряемость B 2
Таблица 1
Со е жание в составе смазки, мас,, Компоненты
60
10
18
18
3
5
15
Кальциевое мыло синтетических жирных кислот фракции
Сь-Св
Продукт обработки окисленного петролатума кальциевым щелочным агентом
Триэтаноламиновое мыло кислот таллового масла
Графит
Гумусовый каустобиолит
Диметиламид муравьиной кислоты
Мине альное масло раза, вымываемость из подшипника в 3 раза.
Предлагаемая смазка может использоваться для смазывания резьб замков
5 бурильных, утяжеленных бурильных и насосно-компрессорных труб.
Для получения предлагаемой смазки используется недефицитное, дешевое природное сырье или отходы производства, 10 которые могут обеспечить производство дешевых смазок в достаточном для бурения скважин количестве, Формула изобретения
Уплотнительная смазка для резьбовых
15 соединений, содержащая минеральное масло и графит, отличающаяся тем, что, с целью повышения смазочных, адгезионных и защитных свойств, смазка дополнительно содержит кальциевое мыло синтетических
20 жирных кислот фракции С5-С6, продукт обработки окисленного петролатума кальциевым щелочным агентом, тризтаноламиновое мыло кислот таллового масла, гумусовый каустобиолит и диметиламид
25 муравьиной кислоты при следующем соотношении компонентов, мас,%:
Кальциевое мыло синтетических жирных кислот фракции Cg — Сг 45 — 60
Продукт обработки окисленного петролатума кальциевым щелочным агентом 5 — 10
Тризтаноламиновое мыло кислот таллового масла
35 Графит
Гумусовый каустобиолит
Диметиламид муравьиной кислоты 3 — 7
Минеральное масло Остальное
1737005
Табли ца 2
Состав
1 2 3 1 4
Показатели
Противозадирные и противоизносные свойства:
Критическая нагрузка,г1 (нагрузка эаедания) 1160 l i 70 1121) 1130 1160
1»0
Нагрузка сваривания, Н
Индекс задира (ОПИ) Лнтифрикционные свойства
Коэффициент трения (стальной вал по текстолитовому подшипнику) 0,09 0,08 0,08 0,09 О,1
0,1 о
Испаряемость при 100 С в течение 1 и, i8 . 12 l2 11 25
Лдгеэионные и защитные свойства
Вымываемость из подшипника, 4
12
Способность удерживаться на резьбе замкового соединения, беэ повторного нанесения, циклов
160
160
100
140
130
130
19,0
Не сползает
47,0
Сползает в течение
l0 мин
6,4
He. сползает
6,7
Не
6,8
Не
8,0
Не сползает сползает сползает
Сползает в течение
10 мин
Защитные свойства в течение 48 ч на пластинках из меди марки MO или Мl.
Выдерживает
Выдерживает
Выдерживает
Выдерживает
Выдерживает
Выдерживает
Выдерживает
Выдерживает
Выдерживает
Выдерживает
Выдерживает
Момент свинчивания, кГс м
25
25
Момент развинчивания, кгс м
34
Предел прочности на сдвиг, г/см
41 46
6,7
6,8
6,4
0,9
Составитель Л.Ковалевская
Редактор М,Недолуженко Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Л.Патай
Заказ 1870 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
Состояние смазки после испытаний в приборе, имитирующем условия работы ступицы колеса, сброс смазки, г
Склонность к сползанию с гладкой вертикальной металлической поверхности при 100 С, 14 ч
Испытания на коррозию пластинки из стали марок
Показатели момента свинчивания-развинчивания,герметичности
5720 5740 ЬОЙП 6080 6090 5620, 92 . 93 98 98 99 92
