潤滑被膜形成用組合物及鋼管用螺紋接頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及潤滑被膜形成用組合物以及鋼管用螺紋接頭。
[0002] 本申請(qǐng)基于2013年9月2日在日本申請(qǐng)的特愿2013-181623號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi) 容引用至本文中。
【背景技術(shù)】
[0003] 用于油井鉆探、并具有在其內(nèi)部流動(dòng)原油等流體的油管和包圍該油管的套管的油 井管，一般而言，是通過將長度為十?dāng)?shù)米左右的鋼管現(xiàn)場利用螺紋接頭進(jìn)行連結(jié)而組裝成 的。通常，油井的深度為2000m~3000m，但近年來的海洋油田等的深油井中，甚至達(dá)到8000m ~10000m〇
[0004] 對(duì)于連結(jié)油井管的鋼管用螺紋接頭，除了在使用環(huán)境下起因于油井管和接頭本身 的重量的軸向張力以外，內(nèi)外表面壓力的復(fù)合壓力、以及熱也起作用。因此，對(duì)于鋼管用螺 紋接頭，要求即使在這樣的苛刻的環(huán)境下也不破損而保持氣密性。
[0005] 進(jìn)一步，在油管和套管的降下作業(yè)時(shí)，有時(shí)將一次連結(jié)了的接頭松開而再次重新 連結(jié)。API (美國石油協(xié)會(huì))要求，對(duì)于油管接頭，即使進(jìn)行10次抒緊(make up)、松脫(break up)，對(duì)于套管接頭，即使進(jìn)行3次抒緊(make up)、松脫(break up)，也不發(fā)生被稱為過度磨 損(g a 11 i n g)的不能修復(fù)的咬死，保持氣密性。
[0006] 作為密封性優(yōu)異的鋼管用螺紋接頭，有銷-套筒結(jié)構(gòu)的螺紋接頭，通過使在鋼管的 管端外表面形成的具備雄螺紋部和無螺紋金屬接觸部(密封部和肩部)的銷、與在內(nèi)面形成 的具有雌螺紋部和無螺紋金屬接觸部(密封部和肩部）的其它構(gòu)件的接箍的套筒進(jìn)行嵌合 螺合，從而使兩無螺紋金屬接觸部的密封部彼此進(jìn)行嵌合抵接。
[0007] 對(duì)于成為嵌合部的螺紋部和無螺紋金屬接觸部，為了提高潤滑性和氣密性，在擰 緊之前，涂布大量含有Pb、Zn等重金屬粉的被稱為復(fù)合潤滑脂的潤滑脂潤滑油。為了使該復(fù) 合潤滑脂的保持性良好，也進(jìn)行了對(duì)鋼管用螺紋接頭的嵌合部實(shí)施增大表面粗糙度的表面 處理(例如，磷酸鹽處理）。對(duì)于復(fù)合潤滑脂，除了氣密性和潤滑性以外，防銹性也優(yōu)異，可以 在保存時(shí)保護(hù)可能曝露于嚴(yán)苛環(huán)境的螺紋接頭不受銹影響。
[0008] 可是，以1998年與東北大西洋的防止海洋污染相關(guān)的奧斯陸-巴黎公約（OSLO PARIS條約，0SPAR)生效為契機(jī)，對(duì)于地球范圍內(nèi)的環(huán)境的嚴(yán)格控制進(jìn)展了。即使在海上鉆 探裝置中的氣井、油井的鉆探作業(yè)中，為了使海洋污染的原因物質(zhì)的排出量最少，對(duì)于有對(duì) 環(huán)境排出的可能性的鉆探裝置中的使用物質(zhì)，要求評(píng)價(jià)環(huán)境影響度，有禁止使用不滿足該 國家或地域的基準(zhǔn)的物質(zhì)的傾向。
[0009] 該環(huán)境影響度的評(píng)價(jià)項(xiàng)目是由0SPAR以HOCNF(Harmonized Offshore Chemical Notification Format)的方式進(jìn)行了規(guī)定，作為生物降解性的指標(biāo)之一的生化需氧量 (Biochemical Oxygen Demand:B0D)的評(píng)價(jià)是其中的一個(gè)重要項(xiàng)目。
[0010] 對(duì)于鋼管用螺紋接頭，上述大量含有Pb、Zn等重金屬粉的復(fù)合潤滑脂在鉆探裝置 上的涂布、洗滌作業(yè)時(shí)有剝離的被膜排出到周圍的可能性，因此成為控制的對(duì)象。由此，下 述專利文獻(xiàn)1~3中提出了不涂布復(fù)合潤滑脂而用于在鋼管用螺紋接頭的嵌合部形成潤滑 被膜的組合物。
[0011]然而，上述的下述專利文獻(xiàn)1~3中提出的螺紋接頭用潤滑被膜形成用組合物考慮 了潤滑性、防蝕性，但目前沒有考慮作為重要評(píng)價(jià)項(xiàng)目的生物降解性。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [0013]專利文獻(xiàn)
[0014] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2002-173692號(hào)公報(bào) [0015] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2004-53013號(hào)公報(bào) [0016] 專利文獻(xiàn)3:日本特表2004-507698號(hào)公報(bào) [0017] 專利文獻(xiàn)4:日本特開2008-95019號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 發(fā)明所要解決的課題
[0019] 考慮了生物降解性的螺紋接頭用的潤滑被膜形成用組合物記載于上述專利文獻(xiàn)4 中，但其生物降解性不充分。
[0020] 還已知考慮了生物降解性的潤滑脂(一般被稱為生物降解性潤滑脂）。然而，以往 的生物降解性潤滑脂是以軸承的潤滑等為目的而設(shè)計(jì)的，因此對(duì)于鋼管用螺紋接頭的連結(jié) 時(shí)可見的嚴(yán)重滑動(dòng)而言潤滑性不足，對(duì)于使用現(xiàn)場等的暴露的防銹性也不足。
[0021] 此外，對(duì)于鋼管用螺紋接頭，有時(shí)為了防止連結(jié)時(shí)的咬死而實(shí)施鍍銅，但以往的生 物降解性潤滑脂所包含的潤滑皮膜成分有易于腐蝕銅這樣的問題。
[0022] 本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其目的在于提供潤滑性、防銹性、生物降解性、 耐粘性以及對(duì)銅的腐蝕性優(yōu)異的潤滑被膜形成用組合物，以及具有該潤滑被膜形成用組合 物的鋼管用螺紋接頭。
[0023]用于解決課題的方法
[0024] 本發(fā)明為了解決上述課題，達(dá)成所涉及的目的，采用以下方式。
[0025] (1)本發(fā)明的一方案涉及的潤滑被膜形成用組合物，作為組成，含有:包含選自季 戊四醇脂肪酸酯和三羥甲基丙烷脂肪酸酯中的1種以上的基油40~80質(zhì)量％;包含石蠟的 干化劑5~20質(zhì)量％ ;以及包含選自羥基硬脂酸的堿金屬鹽和堿土金屬鹽中的1種以上的固 體潤滑劑10~40質(zhì)量％。上述基油、上述干化劑和上述固體潤滑劑的合計(jì)含量為85質(zhì)量％ 以上1〇〇質(zhì)量％以下，不含有重金屬。
[0026] (2)對(duì)于上述（1)所述的潤滑被膜形成用組合物，上述基油可以包含選自季戊四醇 四油酸酯、三羥甲基丙烷三油酸酯和三羥甲基丙烷三異硬脂酸酯中的1種以上。
[0027] (3)對(duì)于上述（1)或（2)所述的潤滑被膜形成用組合物，上述固體潤滑劑可以包含 選自羥基硬脂酸鈣、羥基硬脂酸鋰和羥基硬脂酸鈉中的1種以上。
[0028] (4)本發(fā)明的一方案涉及的鋼管用螺紋接頭是由具有螺紋部和無螺紋金屬接觸部 作為嵌合部的銷與具有螺紋部和無螺紋金屬接觸部作為嵌合部的套筒構(gòu)成的鋼管用螺紋 接頭，在銷和套筒的至少一者的嵌合部表面具有由上述（1)~(3)的任一方案所述的潤滑被 膜形成用組合物形成的潤滑被膜。
[0029] 另外，在本發(fā)明中，"季戊四醇脂肪酸酯"和"三羥甲基丙烷脂肪酸酯"是指各個(gè)多 元醇的全酯，即，"季戊四醇的四脂肪酸酯"和"三羥甲基丙烷的三脂肪酸酯"。
[0030]發(fā)明的效果
[0031 ]根據(jù)上述方案，可以提供潤滑性、防銹性、生物降解性、耐粘性、和對(duì)銅的腐蝕性優(yōu) 異的潤滑被膜形成用組合物，以及具有潤滑被膜形成用組合物的鋼管用螺紋接頭。
【附圖說明】
[0032]圖1是示意性示出油井管出庫時(shí)的油井管與接箍的組裝構(gòu)成的說明圖。
[0033] 圖2是示意性示出具備螺紋部和無螺紋金屬接觸部的鋼管用螺紋接頭的擰緊部的 說明圖。
[0034] 圖3是示意性示出鋼管用螺紋接頭的螺紋山部與無螺紋金屬接觸部具有微小的間 隙的說明圖。
[0035]圖4是實(shí)施例所使用的摩擦試驗(yàn)裝置的概略說明圖。
[0036] 圖5為顯示實(shí)施例中用于評(píng)價(jià)耐粘性的異物附著性試驗(yàn)的試驗(yàn)條件的說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 首先，對(duì)用于解決本發(fā)明的課題的研究結(jié)果進(jìn)行說明，然后，對(duì)本實(shí)施方式的潤滑 被膜形成用組合物和鋼管用螺紋接頭的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0038]本發(fā)明人等為了解決本發(fā)明的課題，對(duì)鋼管用螺紋接頭的潤滑被膜所要求的各特 性分別進(jìn)行了研究。以下對(duì)其研究結(jié)果進(jìn)行簡單地描述。
[0039][生物降解性]
[0040]為了評(píng)價(jià)對(duì)海洋的環(huán)境影響，作為海水中的生物降解性的評(píng)價(jià)方法，在一般采用 的下述任一方法中，根據(jù)該試驗(yàn)體的評(píng)價(jià)，采用適當(dāng)?shù)姆椒ā?br>[0041 ] (a) 0ECD化學(xué)物質(zhì)試驗(yàn)指南-19920ECD 306 :海水生物降解性，密閉瓶法（0ECD Guidelines for testing of chemicals-1992OECD 306:Biodegradabi1ity in Seawater，Closed Bottle Method·)。
[0042] (b)IS0 TC/147，SC5/WG4N1411990的改質(zhì)海水變化：不溶物質(zhì)的BOD試驗(yàn) (Modified seawater variant of ISO TC/147,SC5/WG4N1411990: BOD test for insoluble substances.)
[0043] 在上述任一試驗(yàn)方法中，對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果，通?；谌芙庋醯臏p少量，以百分?jǐn)?shù)表示 (例如，B0D = 15%)，該值越高，則生物降解性越好，對(duì)環(huán)境的影響越小。
[0044] 作為生物降解性的條件，在通過上述任一方法進(jìn)行了試驗(yàn)的情況下，只要28天后 的B0D值（以下，表述為B0D28)都為20%以上即可。這里，上述B0D是表示海水的生物降解性的 指標(biāo)?，F(xiàn)狀是根據(jù)國家或地域而B0D的要求值不同，但只要B0D 28為20%以上，則即使在規(guī)定 了最嚴(yán)苛基準(zhǔn)的挪威的基準(zhǔn)下也可以滿足海上鉆探裝置中的使用所允許的最低要求水平 (紅色）。