Смазка для герметизации резьбовых соединений

(54) СМАЗКА Д БОВЫХ СОЕД (57) Сущность жит попиакрип пюлозу 20-30 смазку 70-80 0/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРК. 530052, кл. С 09 К 3/10, 1976,Авторское свидетельство СССРВ 1413123, кл. С 10 М 16904, 1988.В.В,Синицын, Пластичные смаСССР, М., Химия, 1984, с. 164 - 169,Изобретение относится к нефтяной промышленности к эксплуатационным смазкам, в частности к смазкам дпя герметизации резьбового соединения обсадных труб.Известен герметик для уплотнения реэьбовых соединений труб, состоящий иэ эпоксидной смолы и смеси органических и неорганических наполнитепей,Известна также смазка для герметизации резьбовых соединений, содержащая алюминевую пудру, жидкое стекло и графитовый порошок, Смазка щеткой наносится на реэьбовуа поверхность и сушится в естественных условиях 16 - 24 ч,Наиболее близким к изобретению по сущности и достигаемому резпуьтату является мыльная пластичная смазка, например солидол жировой ипи смазка графитная - УСсА. Недостатком известных составов дпя герметизации реэьбовых соединений являются низкие герметизирующие свойства,Цель изобретения - повышение гермети гности соединений обсадных труб,1)5 С 10 М 169/04, С 10 М 145/400 С 10 М 145/40, 117:02, 149:18) С 10 К 40 34 ЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ РЕЗЬИНЕНИЙизобретения: смазка содерамид или карбоксиметилцепи мыльную пластичную , 3 табл,Для достижения указанной цели используют углеводородную смазку иэ мыльной пластичной смазки, например солидолажирового ипи смазки графитнои - УСсА иподобчых в смеси с гранупированным полиакриламидом (ПАА) или арбоксиметилцелпюпозой (КМЦ, серогель) при следующемсоотношении компонентов, мас. Д:попиакриламид или карбоксиметилцеллюпоза 20 - 30мыльная пластичная смазка 70-80Полиакриламид представляет собойпродукт полимеризации акоиламида. Грану.пированный ПАА представляет собой частицы неоднородной крупности диаметром 3-7мм от беловато-зеленого до слабо-коричневого цвета с молекулярной массой (3-5) 10с содержанием основного вещества не менее 43, получают известковым или аммиачнымм способами по ТУ 6-16-15-7-78,Структурная фоомула ПАА:Гсн,-сн осин,Предел термостоикости АА равен 180 С,Плотность ПАА находится в пределах 1,081,12 г/см.ления парафина и петролатума 110 - 130 мгна 1 г, кислотное число окисленного петролатума не менее 55 мг. КОН на 1 г),12 +=1- Графит марки ГСпо ГОСТ 8295-73.1 0 + 1- Масло цил и ндровое 1 1 ил и маслоЛьвовского НПЗ из анастасьевской нефтидо 100%10 По физико-химическим показателям смазкадолжна соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл, 2,Предлагаемая смазка готовится следу 1 ощим образом, В емкость 50 - 100 дм набирается деревянной лопатой 30 кг мыльнаяпластичная смазка, например солидол кировой или смазка графитная - УСсА, затемпри непрерывном перемешивании в течение15-20 мин засыпается вручную гранулиро-ванный полиаркиламид или КМЦ (серогель)в количестве 20 - 30 мас.% от массы мыльнойпластичной смазки.В зимнее время приготовление смазкинеобходимо вести в теплом помещении притемпературе не ниже 20 С для облегченияперемешивания. Допускается разогревсмазки до 77 С (температура каплепадениядля смазки графитной) и до 75 С (температура каплепадения солидола жировогоСмазка может готовиться как непосредственно перед спуском колонны, так и заранее в пределах срока хранения каждого изкомпонентов (5 лет по ГОСТ 3333-60),Смазка наносится щеткой на резьбовуюповерхность муфт перед непосредственнымсвинчиванием обсадных труб, Предлагаемая и известная смазка опробована для герметизации резьбовых соединенийобсадных труб размером 146 х 7 мм группыпрочности "Д",Принцип действия предложенной герметиэирующей смазки заключается в следующем. В случае перетока продавочнойжидкости по резьбовой части обсадной колонны в процессе цементирования сквакины вода или глинистый раствор.представляющие продавочную жидкос.гь,входят в контакт со смазкой, в результатечего гранулированный ПАА или КМЦ (серогель), входящие в состав смазки, за счетгелеобразования увеличиваются в размерах(обьеме) и закупоривают (герметизируют)зазор в резьбовой части соединения обсадных труб. Вместо ПАА в качестве наполни Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ, серо- гель) представляет собой натриевую соль целлюлозогликолевой кислоты, получаемую при взаимодействии щелочной целлюлозы с монохлорацетатом натрия или монохлорук сусной кислотой, хорошо растворима в воде. Общая структурная формула КМЦ Предел термостойкости КМ Ц равен +160 С.КМЦ - мелкозернистое, порошкообразное или волокнистое вещество белого иликремового цвета плотностью 1,59 - 1,70г/смз, имеющее влажность не более 10 - 1515 о/Смазка, солидол жировой, Техническиеусловия ГОСТ 1033-79. Смазка солидол )Кработоспособна от минус 20 до плюс 65 С.В зависимости от условий применения существуют две марки смазки:- солидол Ждля заправки в разбираемые узлы трения, работающие при температурах от минус 50 до плюс 65 С и длязаправки узлов трения при помощи ручных 25солидолонагнетателей при температуре доминус 20 С;- пресс-солидол М( - для заправки узловтрения при помощи ручных солиодолонагнетателей при температуре ниже минус 30Состав смазки:Солидол жировой изготовляют из выщелоченного индустриального масла марки20 В или индустриального масла общего назначения ГОСТ 20799-75 марки И 20 А, илисмеси выщелоченных масел марок 208 и408, или смеси индустриальных масел поГОСТ 20755-75 марок ИА и ИА с кинематической вязкостью при 50 С 18 - ЗЗ сСТ, 40загушением гидратированными кальциевыми маслами кирньх кислот, входящих в состав естественных жиров хлопкового масла,соломаса и других).По физико-химическим показателям 45смазка должна соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл, 1,Смазка графитная (УСсА). Техническиеусловия ГОСТ 3333-80,Графитная смазка (смазка УСсА) предназначена для смазывания грубых тяжелонагруженных механизмов (открытыхшестеренчатых передач), резьбовых соединений ходовых винтов, домкратов, рессор идр,), температурный интервал применения 55от минус 20 до плюс 60 С. Состав смазки:массовая доля, %, Кальциевое мыло, приготовленное из синтетических жирных кислот(фракция С 2 о и выше с добавлением фракции (С 5 - С 6), выделенных иэ продуктов окисСбН 702/ОН/3-х ОСН 2 СООКа)х теля в мыльной пластичной смазке может быть использован КМЦ или его аналог - серогель,Недопустимо применение предложенной смазки для герметизации резьбе вых со 177214310 20 25 30 40 45 50 единений бурильных труб, так как при свинчивании из-за выделения тепла от трения полимерное вещество оплавляется, что затрудняет последующий отворот этих труб.Оценку качества смазки производили по герметичности - путем гидравлических испытаний на давление 12 МПа, Результаты гидравлических испытаний приведены в табл, 3,П р и м е р 1. Скважина М 6091 месторокдения Узень пробурена до 1396 м. В скважину спущена эксплуатационная колонна диаметром 146 мм марки "Д" на глубину 1390 м. Кольцо "Стоп" установлено на глубине 1380 м. В процессе спуска колонны смазывали муфтовую чсть соединения смазкой солидол Ж, в который добавляли 20 мас,% гранулированного полиакриламида (ПАА). В процессе опрессовки колонна герметична. Доход геофизических приборов (АКЦ) составил 1372 м. Скважину перфорировали без предварительной очистки забоя.П р и м е р 2, Скважина М 5824 месторождения Узень пробурена до 1382 м. В скважину спущена эксплуатационная колонна 168 мм х 1380 м.марки Д 7. Кольцо "Стоп" установлено на глубине 1370 м. В процессе спуска колонны смазывали муфтовую часть соединительной резьбы смазкой солидол Ж, в который добавили 30 мас.% гранулированного ПАА. В процессе опрессовки колонны на 9,0 МПа колонна герметична. Доход АКЦсоставил 1365 м. Скважина перфорирована без предварительной очистки забоя,П р и м е р 3, Скважина М 5826 месторождения Узень пробурена до глубины 1385 м. В скважину спущена эксплуатационная колонна 168 мм х 1380 м, - Д 7, Кольцо "Стоп" установлено на глубине 1370 м. В процессе спуска колонны смазывали муфтовую часть соединительной резьбы графитной смазкой УСсА), в которую добавляли 20 мас.% гранулированного ПАА, В процессе опрессовки колонна герметична. Доход АКЦсоставил 1370 м. Скважина перфорирована без предварительной очистки забоя.Примечание, АКЦ- геофизический прибор акустического каротажа цементного камня,П р и м е р 4, Скважина М 5827 месторождения Узень пробурена до глубины 1374 м. В скважину спущена эксплуатационная колонна 168 мм х 1370 м Д 7. Кольцо "Стоп" установлено на глубине 1360 м. В процессе спуска колонны смазывали муфтовую часть соединительной резьбы графитной смазкой УСсА), в которую добавляли 30 мас,% гранулированного ПАА, В процессе опрессовки колонна герметична, Доход АКЦсоставил 1358 м, Скважина перфорирована без предварительной очистки забоя,П р и м е р 5, Контрольная скважина М 5850 месторождения Узень пробурена до 1385 м. В скважину спущена эксплуатационная колонна 168 мм х 1380 м Д 7. Кольцо "Стоп" установлено на глубине 1370 м. В процессе спуска колонны смазывали муфтовую часть соединительной резьбы солидолом Ж. Доход АКЦсоставил 1370 м. В процессе опрессовки на 9,0 МПа колонна оказалась негерметичной, На ликвидацию негерметичности затрачено 4 суток,П р и м е р 6, Контрольная скважина В 5415 месторождения Узень пробурена до глубины 1288 м. В скважину спущена эксплуатационная колонна 168 мм х 1285 м, Д 7. Кольцо "Стоп" установлено на глубине 1275 м, В процессе спуска колонны смазывали муфтовую часть соединительной резьбы графитной смазкой (УСсА) Доход АКЦсоставил 1346 м, в результате чего пришлось разбуривать цемент внутри обсадной колонны в интервале 1346 - 1275 м (31 м). В процессе опрессовки на 9,0 МПа колонна оказалась негерметичной. Потери времени на ликвидацию брака в рабств составили 7 су; ок, при этом дополнительные затраты составили 10,4 тыс. руб.Как видно иэ табл, 3 и из примеров конкретного выполнения 1 - 6, все опробованные смазки с содержанием гранулированного ПАА или КМЦ серогель) в пределах 20-30% обеспечивают 100% ную герметичность резьбовых соединений и отсутствие герметичности при использовании известной смазки, При этом противозадирные и антификционные свойства предлагаемой и известной смазок одинаковы, так как одинакова их углеводородная основа, Это свидетельствует о лучших герметизирующих свойствах предлокенной смазки.Предложенный состав смазки может быть использован для герметизации уплотнений фланцевых соединений трубопроводов, превенторов, сальниковых уплотнений буровых насосов,Формула изобретения Смазка для герметизации резьбовых соединений, содержащая мыльную пластичную смазку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения герметичности соединений. смазка дополнительно содержит полиакриламид или карбоксиметилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас %полиакриламид или карбоксиметилцеллюлоза 20-30 мыльная пластичная смазка 70-80,1772143 Таблнца 1 Нетод испмтанняСОЛИДОЛ к. Норма для маркиПресс" солидол Показатель Однородная мазь беэ коннов, от светло-келтого до темно-коричневого цвета. внешний вид По ГОСТ 6793-74 250(2500) По ГОСТ 763-63 100(1000) По ГОСТ 5346"78 Не норнируется. Определение обязательно 196 (2,0) по гост 7143-73 По ГОСТ 9080"7798 (1,0) Эыдеркиеает Нассоеая доля свободной щелочи е пересчете на В не более 0,1 0,2 Отсутствует ассоэая доля нехничес"ких примесей 2 не более 0,2 0,2 Отсутствует 3,0 2,5 9свыше 200"С По ГОСТ 5211 "50 Теблица 2М Е ВЕЕВ 1 Нетод испытания Показатель ееваае е г жПо п.4,2, ГОСТ 3333 80 Однороднал мазь от теннокоричнеаого до черногоцвета Онешний енд Температура каплсвылещлання,ь С не никеПенстрацип при 25 СС сперемевиваниен (60двойных тактов) ие менее 77 По ГОСТ 6793-74 250 Испытание на коррозиюна пластинках из ста"ли иаркн 40 или 45,или 50 по ГОСТ 1050.74 Оыдеркивает По ГОСТ 9080. 77,Коллоидная стабильность, 2 выделившегося масла, не более 5 По ГОСТ 7142-74 По ГОСТ 2477-65 лассовая доля воды 2на более Предел прочности при50 С По (ГС/сн) не менее 1 ОО (1,0) Окаость прн 0 С исреднеи градненфе скорости деФОрьтцин 1 ОС, Па с (П), не более 1 ОО (1 ООО) По ГОСТ 7163-63(84) Температура каплепадения,С но никеВязкость зцоективная Офси среднем градиентескорости деоормации10 С, Па.с (П) не болев Пенетрация при 25 С пе- ремешиеаниен Предел прочности насдвиг прм 50 (Гс/сиз)не менее спытание на корро"зию Содеркаме свободных ор"гаиических кислот Содерканне механическихпримесей,нерастворимых всоляной кислотекассовая доля воды 2не более Кассовая доля кальцие" еых мыл мирных кислот, входящих в состав Естестееннйх кировФне ме- нее Температура вспышки Смазку наносят шпателемна предметное стекло ело"ем толщнмой 1-2 ми и расснатриеают в проходящемсвете невоорукеннын глазомСмазка доэтна быть однородной без онков,По ГОСТ 6707-76 По ГОСТ 6479.73 По ГОСТ 1036-76 По ГОСТ 6479-73.по ГОст 2477-65 По ГОСТ 5346-78 (метод В) По ГОСТ 7143"73 (метод В)Солидол жировой Смазка графит УСсА) Смазка ПАА КМЦ 90 90 10 10 90 90 10 80 80 20 20 80 80 20 20 30 70 70 30 30 70 70 30 40 60 60 40 60 60 100 40 40 0 10 10 12 12 100- Смазка не испытывалась, т,к. не перемешивалась из-за повышенной вязкостипри температурах 20 - 30 С,- Прототипы (контрольные смазки),Составитель Ю,КалашниковТехред М,Моргентал Корректор С.Лисина Редактор т, Горячева Заказ 3813 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 50 30 50 30 100 100 100 100 100 100 100 100 10 10 10 10 10 10 10 10 5 5 5 5