鋼管用螺紋接頭制造技術

一種鋼管用螺紋接頭，該螺紋接頭包括：公螺紋（１）和母螺紋（２），所述的公螺紋（１）和母螺紋（２）各自具有螺紋部分（３ａ或３ｂ），和沒有螺紋的金屬與金屬接觸部分（４ａ或４ｂ），所述的螺紋部分和沒有螺紋的金屬與金屬接觸部分作為接觸表面在緊固所述接頭時相互接觸。該公螺紋（１）和母螺紋（２）中的至少一個的接觸表面（３ａ和４ａ和／或３ｂ和４ｂ）涂布有包含固體潤滑粉末（例如，二硫化鉬、二硫化鎢或石墨）和粘合劑（例如，環氧樹脂或其它有機樹脂）的固體潤滑涂層的下層，和由不包含固體粒子的有機樹脂形成的固體防腐蝕涂層的上層。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種鋼管用螺紋接頭，該螺紋接頭可以表現出優異耐磨損性，而在連接OCTG (石油工業用管材)時明確沒有涂布已經涂覆于螺紋接 頭的復合潤滑脂。根據本專利技術的鋼管用螺紋接頭可以避免由于復合潤滑脂 造成的對全球環境和人類的有害影響。
技術介紹
用于氣井和油井采掘的OCTG，例如管和套，通常通過螺紋接頭來相 互連接。在過去，油井的深度一般為2,000-3,000米，但是在深油井例如 近來的海上油田中，油井的深度達到了 8,000- 10,000米。在應用的環境中， 用于連接這樣的OCTG的螺紋接頭受到了不同的力，例如由OCTG和螺 紋接頭本身的重量所造成的軸向拉力、內部和外部壓力的結合以及地熱。 因此，用于OCTG的螺紋接頭即使在這樣的環境中，也需要能夠維持氣密 性而不遭受損害。用于連接OCTG的典型螺紋接頭具有公螺紋-母螺紋結構(pin-box structure),該結構是分開的連接構件，具有形成在鋼管的末端部分上的外 螺紋部分(公螺紋)，和形成在管接頭(coupling)的內表面上的內螺紋部分(母 螺紋)。沒有螺紋的金屬與金屬接觸部分形成在了公螺紋的外螺紋部分的頂 端，并且相對地，它還形成在了母螺紋的內螺紋部分的基部。將該鋼管的 一端插入管接頭中，然后將公螺紋的外螺紋部分和母螺紋的內螺紋部分緊 固，直至使這兩個構件的沒有螺紋的金屬與金屬接觸部分相互接觸，由此 形成了金屬密封以保證氣密性。在降下管或套進入氣或油井中的過程中，由于各種問題，存在必須松 開以前已經緊固以連接兩個管的螺紋接頭的情況，將管和螺紋接頭從井中 提出來，用接頭重新緊固管，然后再降下它們。API(美國石油學會)需要一種接頭，該接頭即使對用于管的接頭重復十次緊固(裝配)和松開(打開)，或 對用于套的接頭重復三次，也可以維持氣密性，而沒有稱為磨損的嚴重擦 傷的發生。在緊固的時候，為了增加對磨損和氣密性的抵抗力，通常將包含重金 屬粉末且稱為復合潤滑脂的粘性液體潤滑劑涂覆于螺紋接頭的接觸表面(即，螺紋部分和沒有螺紋的金屬與金屬接觸部分)。API Bulletin 5A2詳細 說明了這樣的復合潤滑脂。在過去，提出了通過表面處理例如氮化、包括鍍鋅和分散鍍覆的各種 類型的鍍覆(plating)，以及磷酸鹽處理，在螺紋接頭的接觸表面形成一層 或多層，以增強復合潤滑脂在接觸表面上的保留，從而此改善滑動性質。 但是，如下所述，復合潤滑脂的涂覆存在對環境和人類的有害影響的威脅。復合潤滑脂包含了大量的重金屬粉末，所述的重金屬例如鋅、鉛和銅。 當緊固螺紋接頭時，已經涂覆的潤滑脂被洗去或溢流至外表面，并且存在 潤滑脂對環境，特別是對海洋生物造成有害影響的可能性，尤其由有害重 金屬例如鉛造成。此外，涂覆復合潤滑脂的方法惡化了工作環境，并且存 在對人類有害影響的問題。在近些年中，作為在1998年制定的關于在東北大西洋中防止海洋污染 的OSPAR條約(奧斯陸-巴黎條約)的結果，涉及全球環境的限制正變得更 加嚴格，并且在一些國家，己經限制了復合潤滑脂的使用。因此，在氣井 和油井的開掘中，為了避免對環境和人類的有害影響，形成了對在沒有采 用復合潤滑脂的情況下可以表現優異耐磨損性的螺紋接頭的需求。迄今，已經有了一些可以以非潤滑狀態用于OCTG連接而沒有涂覆復 合潤滑脂的螺紋接頭的建議。例如，JP-A 08-233163、 JP-A 08-233164和JP-A 09-72467公開了在螺 紋接頭的接觸表面上具有低磷酸鹽(化學轉化)涂層和上部固體潤滑涂層的 螺紋接頭，該固體潤滑涂層包含在樹脂中的選自二硫化鉬(MoS2)和二硫化 鎢(WS》的固體潤滑劑。在磷酸鹽涂層形成以前，可以對接觸表面進行用 于增加表面粗糙度的處理，或進行氮化處理。WO 2004/033951公開了一種螺紋接頭，所述的螺紋接頭在接頭的接觸 表面上具有防腐蝕涂層的下層和固體潤滑涂層的上層。該防腐蝕涂層包含在環氧樹脂中的鋅粉末，并且該固體潤滑涂層包含在無機粘合劑中的二硫 化鉬(M0S2)或其它固體潤滑劑。然而，在現有技術中設計用于非潤滑狀態的每種螺紋接頭中，作為最 外層的固體潤滑涂層是包含在樹脂中的固體潤滑劑粒子的涂層，如下所 述，該涂層在它的實際應用中會導致一些問題。OCTG通常是通過海運來運輸，并且儲存在室外的。為了防止在使用 以前，在裝運和貯存過程中腐蝕，通常將防銹油(或其它為防銹而設計的液 體)涂覆于管的內表面和外表面。另外，在裝運和儲存的過程中，為了保護 螺紋表面和沒有螺紋的金屬與金屬接觸部分，常常將保護裝置安裝在螺紋 接頭上，以保護該接頭的'公螺紋和母螺紋的每個暴露的接觸表面。當用于OCTG的鋼管以如附圖說明圖1中表示的管接頭與管的一端相連接的狀態裝運時，就將保護裝置安裝在該管的另一端上和該管接頭的另一端上。即使將保護裝置以此方式安裝，在裝運以前涂覆于鋼管內表面和外表 面的防銹油也在運輸或儲存的過程中滲入到該保護裝置的內部。另外，在 運輸或儲存的過程中，鋼管的內表面和外表面由濕氣的冷凝或降雨所供給 的水而變濕，并且此水還滲入在該保護裝置的內部。己經滲入到保護裝置 內部的防銹油和水都與作為最外層在螺紋接頭的接觸表面上形成的固體 潤滑涂層接觸。如果沒有進行保護裝置的安裝，這樣的接觸更容易發生。固體潤滑涂層是通過分散于粘合劑中的固體潤滑劑例如二硫化鉬或二 硫化鉤的粒子形成的，因此該涂層天然是多孔的。因此，如果防銹油接觸固體潤滑涂層，它容易滲透進入到此多孔的涂 層中。結果，該固體潤滑涂層不能充分地表現它的功能，并且存在顯著降 低該螺紋接頭的耐磨損性的可能性。據推測，這歸因于由于防銹油和該固 體潤滑劑或粘合劑之間的化學反應而造成的潤滑性能的降低，或者歸因于 在該防銹油中產生的極壓，該防銹油通過在緊固螺紋接頭時所產生的壓力 而被限制在潤滑涂層中，由此導致了該潤滑涂層粘結的破裂。同樣地，滲入到保護裝置的內部并且與固體潤滑涂層接觸的冷凝水和 雨水，可以容易地滲透進入到此涂層中。結果，存在著歸因于水與固體潤 滑劑的反應而導致的涂層潤滑性質的降低，或特別是當該涂層包含銅時， 表面外觀惡化的可能性。由防銹油或水所導致的這些問題是由于沒有有效地保護最外面的多孔固體潤滑涂層的事實而產生的。如在WO 2004/033951中所公開的，在用于保護鋼管本身的固體潤滑涂層下面形成的防腐蝕涂層不能解決這些問題。
技術實現思路
本專利技術提供了一種鋼管用螺紋接頭，該螺紋接頭具有優異的耐磨損性 并且能夠避免表面外觀的惡化。可以采用的該螺紋接頭沒有涂覆對全球環 境例如海洋生物以及對人類具有有害影響的復合潤滑脂。該螺紋接頭即使 將防銹油涂覆于管的內表面和外表面以在裝運和儲存過程中防止腐蝕，也 不表現出耐磨損性的顯著降低；并且即使在裝運和儲存的過程中將管的這 些表面暴露于冷凝水或雨水，也不表現出耐磨損性的顯著降低或外觀的惡 化。根據本專利技術，通過在螺紋接頭的接觸表面上形成的固體潤滑涂層的頂 上，形成不包含固體粒子的無孔固體防腐蝕涂層，可以提供一種鋼管用螺 紋接頭，該螺紋接頭在非潤滑狀態(沒有涂覆復合潤滑脂)下具有優異的耐 磨損性，并且在裝運或儲存的過程中，性能沒有顯著降低。根據本專利技術的鋼管用螺紋接頭包括具有各自的接觸表面的公螺紋和母 螺本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋼管用螺紋接頭，其包含具有各自的接觸表面的公螺紋和母螺紋，所述接觸表面在緊固所述接頭時相互接觸，其特征在于：所述公螺紋和所述母螺紋中的至少一個的接觸表面涂布有包含固體潤滑粉末和粘合劑的固體潤滑涂層，并且涂布有在所述固體潤滑涂層上形成的、不包含固體粒子的固體防腐蝕涂層。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：今井龍一，后藤邦夫，高梨薰，小川康裕，
申請(專利權)人：住友金屬工業株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]