ES3056253T3

ES3056253T3 - Chemical agent, oil well pipe, and screw joint for oil well pipe

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Publication number: ES3056253T3
Application number: ES22815919T
Authority: ES
Original assignee: JFE Steel Corp; Toyo Drilube Co Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp; Toyo Drilube Co Ltd
Priority date: 2021-05-31
Filing date: 2022-05-24
Publication date: 2026-02-19
Anticipated expiration: 2042-05-24
Also published as: AR125984A1; EP4332204A4; CN117441002A; CN117441002B; WO2022255169A1; US12448581B2; JP7193681B1; US20240254405A1; BR112023025070A2; MX2023014267A; EP4332204A1; EP4332204B1; JPWO2022255169A1

Abstract

Respecto a las propiedades de lubricación durante la fijación y desfijación de tuberías de pozos petrolíferos, la presente invención logra, mediante el uso de una película de recubrimiento lubricante sólido, una resistencia al horneado (resistencia al desgaste por rozamiento) equivalente o superior a la obtenida mediante un método convencional con compuesto dopado. Este agente químico forma una película de recubrimiento lubricante sólido sobre la superficie de fijación de una pieza roscada y contiene, como componente matriz, un lubricante sólido disperso en una resina aglutinante. El componente principal del lubricante sólido es el cianurato de melamina. El diámetro medio de partícula del cianurato de melamina es de 0,1-10,0 μm. Como resina aglutinante se utilizan una resina alquídica y una nitrocelulosa. La resina alquídica y la nitrocelulosa están presentes en una cantidad no inferior al 85 % en peso del peso de todos los componentes de la resina aglutinante. El peso total del lubricante sólido es de 10 a 100 partes en peso con respecto a 100 partes en peso del peso total de la resina aglutinante. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Agente químico, tubería de pozo petrolífero y junta de tornillo para tubería de pozo petrolífero

[0003] Campo Técnico

[0004] La presente descripción se refiere a una tecnología relacionada con la lubricación y la resistencia a la corrosión de una junta roscada para artículos tubulares para campos petrolíferos. La presente descripción se refiere a una estructura de película de recubrimiento en la que se forma una película de recubrimiento lubricante sólida sobre una superficie de apriete (que incluye una superficie de sellado metálica) de una porción de rosca en lugar de un compuesto lubricante húmedo, y una tecnología relacionada con la junta roscada para artículos tubulares para campos petrolíferos. En la presente memoria descriptiva, la superficie de apriete que es una superficie de la porción de rosca incluye la superficie de sellado de metal.

[0005] Aquí, la película de recubrimiento lubricante sólida significa una película de recubrimiento que incluye una resina aglutinante como componente de matriz, un lubricante sólido dispersado y distribuido en la resina aglutinante y un aditivo añadido según sea necesario. La presente descripción pretende tener resistencia a la corrosión al tiempo que mejora la lubricación mediante la película de recubrimiento lubricante sólida que realiza la lubricación de una conexión para artículos tubulares para campos petrolíferos.

[0006] Además, en la presente memoria descriptiva, el fenómeno descrito por los términos "lubricidad" y "alta lubricidad" significa un fenómeno de baja fricción y deslizamiento en un sentido amplio. Además, la alta lubricidad significa que el número de veces que se puede realizar el armado y el desarmado (también denominado número de veces de armado y desarmado) es un número específico de veces o más, en un sentido estricto. Por ejemplo, la resistencia al agarrotamiento de la junta roscada para productos tubulares para campos petrolíferos se describe en la norma API 5C5. En el estándar API 5C5, se requiere que el armado se pueda realizar tres veces en el tamaño de la carcasa. Además, se requiere que el armado se pueda realizar 10 veces en tamaño de tubo.

[0007] Tenga en cuenta que en la presente memoria descriptiva, una tubería que tiene una rosca hembra puede denominarse colectivamente box. Es decir, el acoplamiento también se describe como un tipo de box.

[0008] Técnica Antecedente

[0009] En la junta roscada para artículos tubulares para pozos de petróleo, convencionalmente, con el fin de lubricar una porción de rosca, se realiza un tratamiento superficial en la superficie de apriete (superficie de sellado) (en lo sucesivo, también denominada simplemente "superficie de apriete") de la porción de rosca de al menos un componente de un lado de rosca macho y un lado de rosca hembra mediante una película de tratamiento de conversión química de fosfato de Mn o galvanoplastia usando Cu o similar para formar la película de recubrimiento. Posteriormente, se aplicó un compuesto lubricante que contenía Pb, Zn o similares sobre la película de recubrimiento para lubricar la película de recubrimiento.

[0010] Tenga en cuenta que en la presente memoria descriptiva, cuando la película de recubrimiento se forma en la superficie de apriete (superficie de sellado) de la porción de rosca, la película de recubrimiento también se denomina superficie de apriete.

[0011] Por otro lado, en los últimos años ha llamado la atención una tecnología de lubricación no húmeda por “dry dope free”. "Dry doped free" significa que la película en sí no es un líquido viscoso como el compuesto API-mod y no contiene metales pesados dañinos. Como tal en la lubricación "dry dope-free", existe una tecnología para formar la película de recubrimiento lubricante sólida sobre la superficie de apriete para lograr la lubricación. La presente descripción es una tecnología relacionada con esta lubricación "dry dope-free".

[0012] En la presente, en la literatura de patentes anterior, hay invenciones relacionadas con varias películas de recubrimiento lubricante sólidas. La película de recubrimiento lubricante sólida incluye un componente lubricante a cargo de la lubricación y una película sólida como componente de matriz que contiene el componente lubricante en la película. La película sólida significa una película que no tiene viscosidad y no es una película líquida, y también significa completar la lubricación cuando se arma y desarma la conexión por sí misma. La película convencional de fosfato de Mn o la propia película de galvanoplastia de Cu es la película sólida. Sin embargo, dado que se parte de la premisa de que la lubricación se logra mediante la aplicación de un compuesto similar a la grasa, no se incluye en la película de recubrimiento lubricante sólida. En la presente descripción, la lubricación se logra como la película sólida, y se asume una película de resina orgánica como la película sólida. Por lo tanto, en la siguiente descripción, la película sólida también se denomina resina aglutinante.

[0013] La presente descripción utiliza una película dura hecha de una resina alquídica, celulosa y un derivado de esta como componente de resina aglutinante, con MCA como componente principal del lubricante sólida. La presente descripción utiliza particularmente celulosa y derivados de la misma como nitrocelulosa. Además, existe un grupo llamado laca entre los grupos de materiales de recubrimiento disponibles comercialmente, y existe una clasificación de materiales de recubrimiento que incluye la resina alquídica y la nitrocelulosa como corriente principal del grupo llamado laca. No se puede decir que los de la clasificación de material de recubrimiento sean particularmente excelentes en lubricación. Estos se utilizan generalmente como materiales de recubrimiento general y pinturas de secado rápido en campos de pasatiempos como los modelos plásticos. Estos están optimizados para la prevención de la oxidación y la decoración, y las características relacionadas con la lubricación no están particularmente garantizadas. Por lo tanto, para lubricarla, es necesario optimizar la composición de los componentes de la resina alquídica y la nitrocelulosa, así como la selección del lubricante y la optimización del rango de contenido de los componentes. Sin embargo, aunque no es una literatura de patentes completamente coincidente, se han publicado publicaciones anteriores relacionadas con la resina alquídica, una resina a base de nitrocelulosa y similares como componentes individuales.

[0014] Aquí, como literatura de patentes en la que se incluye MCA como lubricante sólido, hay, por ejemplo, PTL 1 a 4. En los PTL 1 a 3, MCA se ejemplifica como uno de los candidatos para el polvo lubricante sólido de la conexión para productos tubulares para campos petrolíferos. Además, PTL 4 divulga que MCA se utiliza como uno de los materiales esenciales para la película de recubrimiento lubricante sólida de los productos tubulares para campos petrolíferos.

[0015] Además, la resina alquídica se describe en PTL 5. PTL 5 propone una capa superficial en la que las partículas de sílice inorgánica se dispersan como un tratamiento alternativo al tratamiento de cromato convencional en una superficie de un material metálico. Luego, en PTL 5, la resina alquídica se incluye como uno de los candidatos como resina para la unión de sílice.

[0016] PTL 6 describe un caso de proporcionar nitrocelulosa y ejemplifica la celulosa como uno de los candidatos como un ejemplo de carbohidratos que se pueden mezclar en la película de recubrimiento lubricante. Luego, PTL 6 ejemplifica un material que es único o una mezcla de los candidatos que incluyen celulosa, una resina acrílica, una resina de cloruro de vinilo, polivinil butiral, caucho, una fluororresina y similares como material para formar una película que contiene un polvo lubricante.

[0017] PTL 7 también ejemplifica la nitrocelulosa. En PTL 7, hay una capa lubricante líquida en una capa inferior, y la película de recubrimiento lubricante sólida se forma sobre la misma. Luego, la nitrocelulosa se ejemplifica como uno de los candidatos como la resina aglutinante de la película de recubrimiento lubricante sólida. En PTL 7, el secado natural se basa en formar una capa superior mientras se protege la película lubricante líquida de la capa inferior. Luego, la nitrocelulosa se ejemplifica como uno de los candidatos para la resina aglutinante de la capa superior que se puede hacer por secado natural. PTL 8 se refiere a una junta de tubería roscada recubierta con un recubrimiento lubricante sólido. La resina aglutinante de este recubrimiento puede ser una resina alquídica y el lubricante sólido puede ser cianurato de melamina.

[0018] Además, aunque no es un ejemplo de evaluación de la película de recubrimiento lubricante sólida, NPL 1 describe un método de prueba de armado con llaves de potencia verticales utilizando un pin corto. NPL 1 describe un método para realizar la evaluación en un estado en el que se carga constantemente un peso de 5 kN (510 kg de peso) durante el armado y el desarmado, independientemente del diámetro exterior y el grosor de la pared de los productos tubulares para campos petrolíferos a evaluar. En NPL 1, 7"29# y 7"35# se describen como pins, y suponiendo que la longitud del pin es de ≈ 12 m (40 pies) cerca de la longitud real del Rango-3, la carga del pin es de aproximadamente 520 kg o aproximadamente 630 kg. Por lo tanto, parece que el peso de un tamaño de evaluación se aplica durante el apriete y aflojamiento. Además, a juzgar por el gráfico de giro de torsión, dado que el armado se completa en media vuelta (véase la FIG.5 y similares de NPL 1), se puede observar que la posición inicial de ajuste del acoplamiento y el pin mediante el armado manual inmediatamente antes del inicio del armado se inicia desde un estado en donde las roscas están casi completamente enganchadas entre sí.

[0019] Lista de Citas

[0020] Literatura de Patente

[0021] PTL 1: WO 2018/216416

[0022] PTL 2: JP 2008-069883 A

[0023] PTL 3: JP 2008-537062 A

[0024] PTL 4: WO 2014/024755

[0025] PTL 5: WO 2009/057754

[0026] PTL 6: JPWO 2017/110685

[0027] PTL 7: JP 2004-053013 A

[0028] PTL 8 : WO 2020/149310

[0029] Literatura no relacionada con patentes

[0030] NPL 1: Tsuru et al., Journal of Japan Petroleum Institute, Vol.61, N.º 6 (1996), pp.527-536. (FIG.1) Compendio de la Invención

[0031] Problema Técnico

[0032] Los inventores han estudiado la película de recubrimiento lubricante sólido con referencia a un material de película de recubrimiento lubricante sólida descrito en una técnica anterior conocida tal como la literatura de patentes mencionada anteriormente. Específicamente, los inventores han estudiado la lubricidad de la estructura de película en la que la relación de mezcla de celulosa y derivados de la misma a la resina alquídica se optimiza para ajustar la dureza de la resina aglutinante, y luego se optimiza la cantidad de adición de cianurato de melamina (MCA) utilizada como lubricante sólido para mejorar aún más la lubricación. Además, los inventores han estudiado si se pueden mantener las propiedades anticorrosivas. Además, en el estudio, la celulosa y sus derivados se estudiaron principalmente en nitrocelulosa. Sin embargo, en la literatura de patentes anterior, no hay ningún ejemplo en el que esta combinación se utilice para mejorar la lubricación y la anticorrosión. Es decir, en la literatura de patentes anterior, aunque las condiciones de uso y similares son diferentes, solo se especifica un rango adecuado para el componente individual solo.

[0033] Aquí, los ejemplos de uso de MCA como lubricante sólido se describen de PTL 1 a 4. Sin embargo, MCA se ejemplifica simplemente como uno de los enumerados como candidatos para el lubricante sólido. Además, los PTL 1 a 3 no especifican la resina alquídica como la resina aglutinante que contiene el lubricante sólido. En este momento, incluso si la resina alquídica se considera ampliamente como una resina de poliéster, la resina de poliéster no se enumera como el candidato para la resina aglutinante. PTL 4 es una película que contiene grasa y aceite semisólido o viscoso o similar en lugar de una película de resina dura y, por lo tanto, se utiliza de manera diferente a la presente descripción. Luego, en los PTL 1 a 4, solo se ejemplifica la MCA, y no se describe en detalle de modo que sea adecuado un intervalo de tamaño específico o un intervalo de concentración específico.

[0034] Además, un ejemplo en el que la resina alquídica se usa como resina aglutinante se describe en PTL 5. Sin embargo, PTL 5 no es un ejemplo de aplicación para la conexión de productos tubulares para campos petrolíferos, sino que está destinado a una amplia gama de materiales metálicos. Además, PTL 5 no contiene principalmente la resina alquídica. En el contexto de la invención en la que las partículas de sílice se utilizan como una capa de recubrimiento antioxidante, la resina alquídica solo se enlista como una posibilidad de un aglutinante en los candidatos para películas de recubrimiento en las que las partículas de sílice se utilizan como aglutinante de fijación. Esto no es particularmente consistente con los campos cubiertos por la presente descripción.

[0035] La nitrocelulosa se describe en los PTL 6 y 7. En PTL 6, el carbohidrato se ejemplifica como un ejemplo de un aditivo que debe estar contenido en la película de recubrimiento lubricante. A continuación, se cita el carburo como ejemplo de material que cambia la calidad de la película hacia una mayor viscosidad a altas temperaturas.

[0036] Si bien la nitrocelulosa se usa como resina aglutinante en la presente descripción, PTL 7 es un ejemplo de aplicación basado en una idea diferente de la de usar nitrocelulosa como resina aglutinante. Es decir, PTL 7 es el ejemplo de aplicación de una capa sólida en una estructura de película lubricante que tiene una estructura de dos capas de una capa líquida y una capa sólida.

[0037] En PTL 7, la nitrocelulosa se ejemplifica como uno de los candidatos como una resina que se cura en un rango de temperatura ambiente para retener el lubricante sólido. Sin embargo, no se asume la polimerización con la resina alquídica como en la presente descripción.

[0038] Como se describió anteriormente, ninguna de las publicaciones de patentes describe la película de recubrimiento lubricante sólida basada en la nitrocelulosa y la resina alquídica con el fin de lograr tanto la lubricación como la anticorrosión. En primer lugar, en la película de recubrimiento lubricante que utiliza celulosa, un derivado de celulosa o nitrocelulosa, la película de estos cuerpos individuales es quebradiza. Por lo tanto, no es útil para aplicaciones de lubricación. Existe la necesidad de optimizar la formulación con la resina alquídica, la adición de una cantidad adecuada de lubricante sólido y el equilibrio de la resina aglutinante y el lubricante sólido. Es decir, es difícil realizar la lubricación esperada simplemente trayendo y mezclando estos componentes. Es necesario aclarar las condiciones detalladas de los componentes individuales y agregar por separado los aditivos apropiados. Sin embargo, tal punto no se describe en ninguna literatura de patentes.

[0039] Además, la lubricación de la conexión para artículos tubulares para campos petrolíferos prevista por la presente descripción se encuentra en una condición de deslizamiento especial.

[0040] Es decir, en el sitio (pozo real), el pin que tiene una longitud real de aproximadamente 8 m o más y menos de 15 m se arma y se desarma en el box siguiente. En este momento, aunque el pin se arma y se desarma utilizando las llaves de potencia en un estado de ser levantado por una grúa, se puede aplicar una carga total del pin a una conexión de box. Es decir, la lubricación se realiza en un estado de aplicación de carga grande.

[0041] Además, en este momento, el pin no siempre se arma y se desarma en un estado ideal. Es decir, en el momento del armado, la conexión del pin se inserta en la conexión del box o se ajusta manualmente en un estado ligeramente apretado. Sin embargo, el pin no está colocado en posición vertical e inmóvil con respecto a la conexión del box. Además, el pin no se coloca en un estado recto (sin doblarse) mientras se inclina en una dirección oblicua. Es decir, el lado del extremo superior (lado de la punta opuesto al lado de apriete) del pin está ligeramente doblado de acuerdo con el módulo elástico (módulo de Young) del material y la longitud real del pin, mientras que la parte inferior está limitada por la conexión de la del box. En particular, en el caso de un pin que tiene una longitud de 8 m o más, cuando se ve desde abajo, el pin parece doblarse mientras se coloca de forma recta en el box. A partir de ese estado, el pin se arma y se desarma. Por lo tanto, la conexión de box y la conexión de pin nunca se arman y se desarman en un estado en el que la carga se aplica de manera uniforme y simétrica. Por lo tanto, el armado y el desarmado se realizan en un estado en el que una parte de una superficie de conexión se golpea localmente con fuerza (lubricación en un estado de carga desequilibrada). Además, una porción que se ve fuertemente afectada a nivel local varía según el armado y el desarmado.

[0042] En una tecnología de lubricación convencional que utiliza un compuesto similar a la grasa, el compuesto sigue y se mueve durante el armado y el desarmado. Por lo tanto, el lubricante (compuesto lubricante) funciona para converger el armado y el desarmado en una dirección favorable incluso cuando hay un ligero cambio en las condiciones de lubricación o similares. Por lo tanto, en una prueba de evaluación (también conocida como prueba de laboratorio) de armado y desarmado de la junta roscada, es posible captar un estado de lubricación de un pin de tamaño real mediante la evaluación con un pin corto sin depender de la evaluación con el pin de tamaño real. Por otro lado, de acuerdo con la investigación de los inventores, en la tecnología de lubricación de la conexión para artículos tubulares para campos petrolíferos que utilizan la película de recubrimiento lubricante sólida, la película de recubrimiento lubricante sólida se afeita inevitablemente en cierta medida. Además, es necesario diseñarlo de tal manera que las rebabas no obstruyan el espacio de conexión. Además, en este momento, el producto formado secundario raspado derivado de la película de recubrimiento lubricante sólida no siempre se mueve siguiendo el armado y el desarmado.

[0043] Esto es lo que sucede en los pozos reales y es muy diferente del caso de la lubricación con un compuesto lubricante húmedo.

[0044] Después, en la junta roscada para productos tubulares para campos petrolíferos, se ha encontrado que la tecnología de lubricación de la conexión para productos tubulares para campos petrolíferos que utilizan la película de recubrimiento lubricante sólida no se puede evaluar en la misma evaluación que la tecnología de lubricación que utiliza el compuesto convencional similar a la grasa, y se obtiene una evaluación optimista. Es decir, se ha encontrado que, en la literatura de patentes convencional, la evaluación de armado y desarmado de la junta roscada para artículos tubulares para campos petrolíferos es a menudo la evaluación de la lubricación usando el compuesto lubricante húmedo, incluso si es la evaluación de la película de recubrimiento lubricante sólida y, por lo tanto, las condiciones de lubricación (rangos adecuados de los componentes o similares) de la película de recubrimiento lubricante sólida descrita en la literatura de patentes anterior no se pueden emplear tal cual.

[0045] Es decir, al evaluar la película de recubrimiento lubricante sólido en la prueba de laboratorio, la influencia de una carga grande y una carga desequilibrada no siempre se puede simular en la evaluación utilizando el pin corto como en el caso de la lubricación utilizando el compuesto lubricante por la razón anterior. En la evaluación realizada utilizando un pin corto más corto que el utilizado en el pozo real, se ha observado que la película de recubrimiento lubricante sólida es menos propensa a rasparse, y no es posible simular el comportamiento de agarrotamiento que se produce en el pozo real.

[0046] Como se ha descrito anteriormente, en la evaluación realizada con el pin corto convencional, el producto secundario, que incluye las rebabas de la película de recubrimiento lubricante sólida, se obstruye y se atasca, o el producto secundario se presiona contra la superficie de apriete nuevamente y, por lo tanto, no es posible simular situaciones tales como mantener el efecto como la película lubricante. Es decir, en la evaluación convencional simplemente usando el pin corto, la evaluación de la película de recubrimiento lubricante sólida es inevitablemente optimista, y existe el problema de que cuando se determinan los parámetros de propiedad física de la película de recubrimiento lubricante sólida, una región que originalmente no es aceptable se evalúa erróneamente como un rango adecuado.

[0047] Por lo tanto, los inventores han descubierto que, en la bibliografía de la técnica anterior, el intervalo adecuado a menudo se describe sobre la base de la evaluación optimista como se describió anteriormente.

[0048] Como se describió anteriormente, se ha encontrado que los siguientes (1) y (2) deben considerarse como especificidad de lubricación de la conexión para productos tubulares para campos petrolíferos.

[0049] (1) Hay una holgura estructural (tolerancia) en la etapa inicial de armado de una conexión y en la etapa tardía de desarmado de la conexión.

[0050] (2) Se apunta a la lubricación y la fricción en un estado donde se aplica un gran peso desde arriba.

[0051] Es decir, es necesario hacer que la situación sea similar a la del pozo real en el que la conexión para productos tubulares para campos petrolíferos está expuesta durante el armado y el desarmado. Es decir, es necesario definir los parámetros relacionados con la película de recubrimiento lubricante sólido con la premisa de que el armado y el desarmado se realicen con la carga grande y la carga desequilibrada. Se ha encontrado que es necesario completar la invención después de asegurar la lubricidad y aclarar el significado de la definición de los límites superior e inferior de los parámetros de acuerdo con dichas condiciones de uso reales.

[0052] Como se describió anteriormente, es importante definir los límites superior e inferior de los parámetros en una situación de acuerdo con el pozo real. Convencionalmente, el comportamiento de lubricación que debe verificarse en la lubricación de la conexión para productos tubulares para campos petrolíferos se ha evaluado en función del comportamiento de armado y desarmado y del número de tiempos de armado y desarmado con las llaves de potencia utilizando el pin corto. En el compuesto de grasa convencional, el compuesto también se mueve junto con el armado y el desarmado. Por lo tanto, al evaluar la lubricación, no surge ningún problema en particular si la lubricación es evaluada por las llaves horizontales utilizando el pin corto o por las llaves verticales, y se puede evaluar el comportamiento de lubricación. Es decir, en el compuesto similar a la grasa convencional, la evaluación también se puede realizar utilizando el pin corto, incluido el diseño de la rosca, la disponibilidad de la capa base, como el tratamiento de conversión química y la galvanoplastia, y la evaluación comparativa del compuesto en sí. Por otro lado, este no es el caso en el caso de la lubricación de la película de recubrimiento lubricante sólida. La evaluación utilizando el pin corto no simula el pozo real, y se obtiene una evaluación bastante optimista para la lubricación. Una evaluación de "reprobado" utilizando el pin corto es consistente con una evaluación de "reprobado" en el armado y el desarmado en el pozo real. Sin embargo, por otro lado, no significa necesariamente que una evaluación de "aprobado" utilizando el pin corto será una evaluación de "aprobado" en el armado y el desarmado en el pozo real. El problema es que la evaluación de "aprobado" utilizando el pin corto también incluye la evaluación de "reprobado" en el armado y el desarmado en el pozo real.

[0053] Además, dado que la lubricación de la conexión para productos tubulares para campos petrolíferos es diferente de otros comportamientos de lubricación, existe el problema de que no se puede aplicar la definición por evaluación basada en otras condiciones de lubricación.

[0054] En general, con respecto al comportamiento de lubricación entre dos objetos que se frotan entre sí, se asume una situación en la que un objeto está fijo y el otro se mueve. Luego, para un objeto en movimiento, se supone que la lubricación comienza desde un estado en contacto cercano con un objeto fijo. Incluso cuando ambos objetos se mueven, la lubricación suele comenzar desde un estado de adherencia.

[0055] Por otro lado, en la lubricación de la conexión para productos tubulares para la industria petrolera, la conexión del pin (rosca macho) comienza en un estado en donde hay holgura debido al margen de la conexión con respecto a la conexión del box (rosca hembra) en la etapa inicial del armado. Por lo tanto, las roscas no siempre están en contacto estable entre sí hasta que las roscas se acoplan entre sí en cierta medida. Es decir, en la lubricación de la conexión para productos tubulares para campos petrolíferos, el caso en que las roscas se golpean fuertemente entre sí y el caso en que las roscas apenas se golpean entre sí se distribuyen de manera desigual. Entonces, existe una alta posibilidad de que la película lubricante se dañe cuando las roscas se golpean fuertemente entre sí. Además, en la lubricación después de que las roscas se acoplan entre sí, se deslizan bajo la influencia del estado de lubricación en el lugar.

[0056] En particular, en una situación en la que hay "holgura" hasta que las roscas se acoplan entre sí, en el caso de la película de recubrimiento lubricante sólida, existe el problema de que la película de recubrimiento lubricante sólida se ve directamente afectada por la carga desequilibrada derivada de la holgura, para dañarse fácilmente.

[0057] En particular, en el caso de la película de recubrimiento lubricante, que es un objeto de la presente descripción, que incluye celulosa, un derivado de celulosa o nitrocelulosa y la resina alquídica, la fragilidad inherente de la resina aglutinante es una clave. En las condiciones de uso en el pozo real, particularmente en un estado donde hay holgura antes de que las roscas se acoplen entre sí, la película de recubrimiento se desprende completamente o la película de recubrimiento se rompe. En este fenómeno, es necesario diseñar la película de recubrimiento lubricante sólido para que se pueda asegurar la lubricación.

[0058] Además, en el pozo real, existe la influencia de que el peso total de la conexión de pin se aplique a la conexión de box durante el armado y el desarmado. Además, dado que hay una holgura como se describió anteriormente, la carga no se aplica uniformemente y el pin tiende a girar excéntricamente hasta que las roscas se acoplan entre sí. Por lo tanto, la película de recubrimiento lubricante sólida debe ser una película que permita que la lubricación resista la carga grande aplicada como carga desequilibrada. Una película que se puede quitar por completo o una película que se puede romper casi por completo y desaparecer no puede soportar la carga grande. En el pozo real, los productos tubulares para campos petrolíferos a menudo funcionan a aproximadamente 12 a 16 m. Por ejemplo, los productos tubulares para campos petrolíferos con una longitud de aproximadamente 12 m (aproximadamente 40 pies) pesan aproximadamente 1 t con un diámetro exterior de 33,02 a 1,59 cm (9 a 5/8"). En una plataforma marina, a menudo se crean y utilizan tres conexiones de pins conectadas anteriormente. Por lo tanto, cuando se utilizan productos tubulares para campos petrolíferos que tienen un diámetro exterior de 33,02 a 1,59 cm (9 a 5/8"), se aplican aproximadamente 3 toneladas al lado del box en una situación grave.

[0060] En la lubricación de la conexión para productos tubulares para campos petrolíferos, es necesario asumir la lubricación que resiste una carga tan grande y una carga desequilibrada. Luego, como resultado de varios estudios, los inventores han descubierto que lo importante es diseñar el lubricante sólido y la resina aglutinante teniendo en cuenta cómo suprimir el daño a la película de recubrimiento lubricante sólida en una situación de carga grande y en una situación en la que hay "holgura" hasta que las roscas se acoplan entre sí.

[0062] Por otro lado, en la literatura de patentes anterior, es difícil decir que la película de recubrimiento lubricante sólida está diseñada en base a tal punto de vista. Por ejemplo, en PTL 1, está claro que la holgura no se tiene en cuenta porque se describe que las roscas se aprietan hasta que se enganchan entre sí apretándolas a mano, en la etapa inicial de armado. Además, el hecho de que las roscas se aprieten hasta que se acoplen entre sí, indica indirectamente que se trata de una evaluación de laboratorio utilizando el pin corto. En el pozo real, la conexión no se puede apretar fácilmente hasta que las roscas se acoplen entre sí. Casi no es posible que la conexión de pin de tamaño real se establezca en un estado vertical ideal. El pin está doblado y apretado hasta cierto punto. Por lo tanto, en la mayoría de los casos, el apriete manual se completa en una posición en la que la conexión del pin no encaja completamente en el acoplamiento. En los PTL 2, 3, 4 y 6, la velocidad de armado es de 10 rpm. PTL 7 describe que la prueba de armado se realiza a una velocidad de armado de 20 rpm como una prueba que simula una operación en una tubería real, y se realiza una prueba de armado y desarmado. No divulgan información sobre la posición de armado inicial. Sin embargo, dado que no se especifica particularmente que el armado se realizó en el pozo real, se estima que son resultados del uso del pin corto en el laboratorio. Además, en el manual de instrucciones de la conexión proporcionado por los solicitantes de estas publicaciones de patentes, hay una instrucción para apretar la conexión a 1 rpm o menos cuando se realiza la conexión. También a partir de esto, se presume que la prueba de armado y desarmado en estas literaturas de patentes es la prueba de laboratorio. Dado que no se especifica particularmente, cuando el armado se inicia con las llaves de potencia, no parece que el armado se inicie desde una parte donde haya holgura al configurar la conexión del pin y la conexión del box al apretar de forma manual.

[0064] Aquí, en un método para aplicar el compuesto similar a la grasa, el compuesto líquido viscoso similar a la grasa también se mueve junto con el armado y el desarmado. Por lo tanto, la influencia de la carga grande y la carga desequilibrada se alivia en gran medida. Por lo tanto, no hay ningún problema particular en la evaluación con las llaves horizontales o las llaves verticales utilizando el pin corto, y se puede evaluar el comportamiento de lubricación.

[0066] Por otro lado, en el caso del comportamiento de lubricación de la conexión para productos tubulares para campos petrolíferos que utilizan la película de recubrimiento lubricante sólida, la película de recubrimiento lubricante sólida correspondiente al compuesto similar a la grasa líquida viscosa se daña y se desprende incluso en el apriete hasta que las roscas se acoplan entre sí o el apriete después de que las roscas se acoplan entre sí. Alternativamente, la película de recubrimiento lubricante sólida inevitablemente se raspa gradualmente. Las virutas peladas no siempre se mueven junto con el armado y el desarmado a diferencia del compuesto similar a la grasa. El hecho de que el producto secundario derivado de la película lubricante sólida raspada se libere en el espacio entre la conexión del pin y la conexión del box afecta en gran medida a la lubricación. Si el espacio de conexión está cerrado, provocará directamente un agarrotamiento. Alternativamente, cuando se presiona hacia abajo con la carga grande, se mueve junto con el armado y el desarmado. El producto secundario puede reconstituirse presionándolo hacia abajo y volver a unirse como una película a una de las roscas, para mejorar la lubricación.

[0068] En el caso convencional que utiliza el pin corto, no se puede simular ni la carga grande ni la carga desequilibrada que se produce en el pozo real. Por lo tanto, en la prueba de laboratorio convencional, una cantidad del producto secundario en sí derivada de la película de recubrimiento lubricante sólido es pequeña, y el comportamiento de lubricación a menudo se determina erróneamente como aprobado. Por lo tanto, a menudo se ha observado que el diseño de la película de recubrimiento lubricante sólido no es bueno solo cuando la tubería se aplica al pozo real. Además, no es posible simular lo que realmente está ocurriendo en el pozo sin crear intencionalmente una situación en la que haya "holgura" hasta que las roscas se acoplen entre sí.

[0070] Por otro lado, no es una realidad realizar una prueba cada vez en el pozo real o en un pozo simulado (un sitio de prueba donde la prueba de armado y desarmado se realiza con un pin real) utilizando el pin real. El costo experimental es enorme y no es realista. Este último requiere un costo de alquiler de aproximadamente 10 millones de yenes o más por día, e incluso en la prueba de lubricación sólida, se estima que el número máximo de pruebas es de 10 a 20 de armado y desarmado cuando el diámetro es pequeño, y se requiere un costo enorme para realizar las pruebas.

[0072] En la mayor parte de la literatura de patentes anterior, tal consideración no se brinda en la evaluación de la película de recubrimiento lubricante sólida. Luego, la evaluación de lubricación de la conexión no se especifica particularmente, y hay muchos casos de aplicación en las llaves horizontales y las llaves verticales que utilizan el pin corto, que a menudo se utilizan en el laboratorio. Cuando se realizan estas evaluaciones, se elimina la influencia de la carga grande y la carga desequilibrada, y por lo tanto la mayoría de los resultados son básicamente buenos.

[0073] Por lo tanto, incluso si los límites superior e inferior preferidos se establecen en estos métodos de evaluación, no significa un rango verdaderamente adecuado.

[0074] Incluso en las condiciones seleccionadas por la evaluación del pin corto en el laboratorio, no se puede decir que la tecnología esté especificada porque incluyen condiciones en las que la lubricación no es buena en el pozo real. Aquí, aunque no se trata de una investigación del comportamiento de lubricación de la película de recubrimiento lubricante sólida, en NPL 1, se aplica continuamente una carga de 510 kg de peso durante todo el armado y el desarmado de la conexión. Esto puede significar aplicar un peso correspondiente a un pin real de 10.16 cm (7") de tamaño. Como se describió anteriormente, en la evaluación de la película de recubrimiento lubricante sólida, es importante simular la carga grande y la carga desequilibrada como ocurre en el pozo real. Esto se debe a que el fenómeno secundario causado por el producto secundario derivado de la película de recubrimiento lubricante sólida afecta en gran medida la lubricación. Sin embargo, en NPL 1, es difícil decir que la carga grande se simula necesariamente dependiendo del tamaño.

[0075] Además, en NPL 1 no se puede simular la carga desequilibrada. Como se puede ver en la FIG. 1 y similares de NPL 1, especialmente en el caso de la junta premium, no hay una rotación antes del armado. Por lo tanto, existe el problema de que la posición de armado inicial (punto de inicio de armado) apretando manualmente está destinada a probar la lubricación realizada desde un estado en el que las roscas están acopladas entre sí.

[0076] Aquí, aunque no se note fácilmente, si la carga anterior continúa incluso durante el armado, existe el siguiente problema. Es decir, aunque es una limitación en la evaluación de laboratorio, se ha encontrado que, el peso es un equilibrador durante el aflojamiento, y la conexión se afloja directamente desde la posición de armado inicial sin holgura. Por lo tanto, el pin no gira y la aparición de agarrotamiento durante el armado, como ocurre en el pozo real, no se puede simular adecuadamente. En algunas situaciones, puede ocurrir una situación que puede llevar al malentendido de que las propiedades de lubricación son buenas. Por lo tanto, en los parámetros de condición relacionados con la película de recubrimiento lubricante sólida, existe la necesidad de simular en vista tanto de un estado de lubricación en el que las roscas no están suficientemente acopladas entre sí como de un estado de lubricación después de que están acopladas entre sí, y para demostrar que la película de recubrimiento lubricante sólida tiene excelentes propiedades de lubricación.

[0077] Para la lubricación de la conexión para productos tubulares para pozos de petróleo utilizando la película de recubrimiento lubricante sólida, definiendo y optimizando la resina aglutinante y el lubricante sólido como aditivo en la resina aglutinante, es necesario realizar la lubricación correspondiente a un nivel de lubricación realizado por compuestos convencionales. Sin embargo, la evaluación para la película de recubrimiento lubricante sólida convencional no se ha realizado en las condiciones que ocurren en el pozo real como se describió anteriormente. Es decir, es necesario definir un rango adecuado de la película de recubrimiento lubricante sólida mediante un método de prueba que refleje los puntos anteriores. Sin embargo, dicha prueba de laboratorio no se ha realizado convencionalmente.

[0078] La presente invención se ha realizado teniendo en cuenta los puntos anteriores, y uno de sus objetivos es lograr una resistencia al agarrotamiento (resistencia al desgaste) igual o superior a la del método de compuestos lubricantes de la técnica anterior en términos de propiedades lubricantes durante el armado y desarmado de los tubos de petróleo, utilizando una película de recubrimiento lubricante sólida.

[0079] Solución al Problema

[0080] La presente descripción es para formar una película de recubrimiento lubricante sólida que incluye principalmente una resina aglutinante que contiene nitrocelulosa y una resina alquídica, con cianurato de melamina (MCA) como componente principal de un lubricante sólido, que no ha recibido atención en el pasado.

[0081] Además, en vista de los problemas anteriores, como resultado del estudio realizado por los inventores, se ha descubierto que los problemas anteriores se pueden resolver mediante la preparación de un agente, el desarrollo de la película de recubrimiento lubricante sólida de una conexión para artículos tubulares para campos petrolíferos, un método para verificar la película de recubrimiento lubricante sólida y similares.

[0082] Se ha encontrado que los puntos importantes son controlar los siguientes cuatro aspectos y las condiciones de los asuntos relacionados con ellos a un rango adecuado.

[0083] (a) Definir los límites superior e inferior de los parámetros individuales y aclarar los rangos preferidos de los mismos, verificando por armado en un pozo real, o por un método de prueba apropiado que simule el armado y el desarmado en el pozo real

[0084] (b) Definir un rango óptimo de cianurato de melamina (MCA) como el componente principal del lubricante sólido utilizando lo anterior (a)

[0085] (c) Definición de un rango óptimo de la nitrocelulosa y la resina alquídica como componente principal utilizando lo anterior (b)

[0086] (d) Además, definir aditivos, plastificantes, solventes y similares

[0087] A partir de los hallazgos anteriores, con el fin de resolver el problema, un aspecto de la presente invención es un agente para formar una película de recubrimiento lubricante sólida sobre una porción de rosca de artículos tubulares para pozos de petróleo, en la que un lubricante sólido se dispersa en una resina aglutinante, un componente principal del lubricante sólido es cianurato de melamina, y un diámetro de partícula promedio del cianurato de melamina es de 0,1 µm o más y 10,0 µm o menos, la resina aglutinante contiene una resina alquídica y nitrocelulosa, y la resina alquídica y la nitrocelulosa están contenidas en una cantidad del 85% en peso o más del peso total del componente de resina aglutinante, y un peso total del lubricante sólido es de 10 partes en peso o más y 100 partes en peso o menos basado en 100 partes en peso de un peso total de la resina aglutinante. Además, un aspecto de la presente invención son artículos tubulares para pozos de petróleo con una película de recubrimiento lubricante que incluye una película de recubrimiento lubricante sólida formada en una porción de rosca, en la que la película de recubrimiento lubricante que incluye la película de recubrimiento lubricante sólida se forma en una superficie de apriete de la porción de rosca de al menos un componente del box y el pin, la película de recubrimiento lubricante sólida incluye un lubricante sólido dispersado en una resina aglutinante, un componente principal del lubricante sólido es cianurato de melamina, y un diámetro de partícula promedio del cianurato de melamina es 0,1 µm o más y 10,0 µm o menos, la resina aglutinante contiene una resina alquídica y nitrocelulosa, y la resina alquídica y la nitrocelulosa están contenidas en una cantidad de 85% en peso o más del peso total del componente de resina aglutinante, y el peso total del lubricante sólido es 10 partes en peso o más y 100 partes en peso o menos con respecto a 100 partes en peso del peso total de la resina aglutinante.

[0088] Efectos Ventajosos de la Invención

[0089] De acuerdo con un aspecto de la presente invención, es posible proporcionar una película de recubrimiento lubricante sólida capaz de impartir lubricidad y resistencia a la corrosión favorables a una conexión para artículos tubulares para campos petrolíferos mientras se emplea MCA como lubricante sólido.

[0090] Por ejemplo, de acuerdo con el aspecto de la presente invención, se puede obtener una junta roscada para artículos tubulares para pozos petrolíferos que tenga un rendimiento lubricante y resistencia a la corrosión durante el armado teniendo en cuenta las condiciones reales equivalentes de los pozos que pueden ocurrir en un entorno de pozo real. Se debe tener en cuenta que las condiciones equivalentes al pozo real son condiciones en las que se aplica un peso de pin al box desde arriba, se aplica una carga oblicuamente debido a una desviación del centro axial y la carga se aplica localmente en lugar de uniformemente en muchos casos, o similares.

[0091] Breve Descripción de los Dibujos

[0092] La FIG. 1 es un diagrama que ilustra artículos tubulares para campos petrolíferos y una junta roscada para artículos tubulares para campos petrolíferos;

[0093] La FIG. 2A es un diagrama de un gráfico de armado en un pozo real, y la FIG. 2B es un diagrama que ilustra una posición inicial establecida en ese momento;

[0094] La FIG.3A es un diagrama de una tabla de armado en una prueba de laboratorio convencional, y la FIG.

[0095] 3B es un diagrama que ilustra una posición inicial establecida en ese momento;

[0096] La FIG. 4A y 4B son diagramas esquemáticos de gráficos de armado, en los que la FIG. 4A es un caso del pozo real, y la FIG.4B es un caso de la prueba de laboratorio convencional;

[0097] La FIG.5 es un diagrama para ilustrar una nueva prueba de laboratorio (prueba con llave de apriete); La FIG. 6 es un diagrama que ilustra un ejemplo de instalación de un peso en la nueva prueba de laboratorio (prueba con llave de apriete); y

[0098] La FIG.7 es un diagrama que ilustra una estructura de película de recubrimiento.

[0099] Descripción de las Modalidades

[0100] A continuación, se describirá una realización de la presente invención con referencia a los dibujos.

[0101] En la presente, como resultado de estudios repetidos por los inventores, se ha encontrado que el armado y el desarmado con una película de recubrimiento lubricante sólida se divide en situaciones de lubricación de dos fases, y es necesario considerar las situaciones que ocurren en cada fase.

[0102] <Con respecto a las FIGS.2A y 2B>

[0103] La FIG.2A es un ejemplo de un gráfico de giro de torque que ocurre en un pozo real.

[0104] La condición de la FIG.2A es un gráfico de giro de torque (gráfico de recuperación) cuando se realiza una prueba de armado utilizando un pin que tiene una longitud real de ≈ 12 m (40 pies) simulando el pozo real. En un campo petrolífero/de gas real, el armado a menudo se inicia a partir de una situación en la que las roscas no están lo suficientemente acopladas entre sí. En vista de esta situación, la FIG. 2A es un ejemplo en donde el armado se inicia desde un estado en el que la posición establecida inicial es que una conexión de pin está aproximadamente expuesta a la mitad al inicio del armado inicial como se ilustra en la FIG. 2B. Tenga en cuenta que se utilizó una conexión JFELION<™>de 33,02 a 1,59 cm (9 a 5/8") 53.5#Q125 como pin. Además, desde el punto de vista de simular el pozo real, se utilizó un pin que tiene una longitud de poco más de aproximadamente 12.192 m (40 pies) (pin que tiene una longitud de Rango-3).

[0105] Después, la FIG.2A es un gráfico cuando el pin se compone de llaves verticales, mientras que toda la longitud del pin se cuelga desde arriba de una plataforma mediante una grúa.

[0106] Esta FIG. 2A puede considerarse como una situación que a menudo ocurre en el pozo real. Este gráfico de giro del torque se interpreta en dos fases. Una región de armado/desarmado en un estado en donde las roscas de un box y el pin no están completamente acopladas entre sí se denomina "fase 1". Una región donde las roscas se acoplan entre sí, un torque constante comienza a elevarse y el torque aumenta de acuerdo con el armado se denomina "fase 2".

[0107] Cabe señalar en la FIG.2A que antes de un punto en donde el torque aumenta continuamente (una región donde el número de rotaciones es de 6.3 rotaciones o menos en la FIG. 2A: fase 1), el torque no debe aumentar en principio. Sin embargo, en realidad, en la fase 1, el torque presenta picos que tienden a aumentar de manera irregular y frecuente.

[0108] Esto sugiere que en la región de la fase 1, la conexión del pin contacta de forma irregular y local con la conexión del box mientras gira. Esta es la situación que se produce en el armado del pozo real.

[0109] Luego, en la fase 1, significa que la película de recubrimiento lubricante sólido se rompe y se despega inevitablemente en cierta medida dependiendo del diseño y la optimización de la película de recubrimiento lubricante sólida. Lo que debe enfatizarse aquí es que el estado de la FIG. 2A no es el peor estado creado intencionalmente, sino que es un gráfico de giro de torque de una muestra con una película de recubrimiento lubricante sólida muy común.

[0110] <Con respecto a las FIGS.3A y 3B>

[0111] Por otro lado, la FIG. 3A es un gráfico de giro de torque en un caso en el que la misma película de recubrimiento lubricante sólido que en las FIGS.2A y 2B y el pin está formado por llaves de potencia verticales.

[0112] En las FIGS. 3A y 3B, el pin tiene el mismo diámetro exterior, grosor y tipo de conexión que los de las FIGS.2A y 2B, pero el pin corto que tiene una longitud de aproximadamente 1 m se emplea como pin. En este caso, el peso equivalente a unos 100 kg del propio peso del pin corto se aplica a la conexión de box.

[0113] Además, la FIG.3A es una tabla de armado (tabla de giro de par) cuando el armado se inicia desde un estado en el que las roscas están suficientemente acopladas entre sí. Es decir, tal y como se ilustra en la FIG.3B, es la tabla de armado (tabla de giro del par) cuando la exposición de la conexión del pin es de aproximadamente 1 a 3 roscas al comienzo del armado inicial.

[0114] La condición de la FIG. 3A también es una condición que se usa a menudo en el momento del armado en una prueba de laboratorio convencional, y es un caso en donde la conexión se establece hasta que la conexión se engrana mediante un apriete manual. En resumen, en comparación con el caso de las FIGS.2A y 2B, este es un ejemplo en el que la carga es pequeña (no hay influencia de una carga grande) y no se produce el giro inicial de la conexión (no hay influencia de una carga desequilibrada).

[0115] En la FIG. 3A, es necesario prestar atención al hecho de que la unidad del eje horizontal es diferente de la de la FIG.2A.

[0116] En la FIG. 3A, dado que el apriete por las pinzas se inicia en un estado en el que las pinzas se aprietan de forma manual a un estado en el que las roscas se acoplan entre sí, el torque en forma de punta como se ve en la FIG.

[0117] 2A no se observa.

[0118] Como se puede ver en la FIGS. 3A y 3B, en la prueba de laboratorio convencional, una posición en la que las roscas se aprietan apretándolas de forma manual hasta que se acoplan entre sí a menudo se establece como una posición inicial de apriete mediante las llaves de potencia. Por lo tanto, no hay comportamiento en la fase 1 hasta que las roscas se enganchan con cada uno. Por lo tanto, la prueba de laboratorio convencional es una prueba para evaluar solo el armado y el desarmado bajo la condición de que la destrucción de la película de recubrimiento lubricante sólida que debería ocurrir antes de que las roscas se acoplen entre sí no ocurra (bajo la condición sin la fase 1), es decir, en una región de solo fase 2 después de que las roscas se acoplen entre sí.

[0119] <Con respecto a las FIGS.4A y 4B>

[0120] La FIG.4A y 4B ilustran las FIGS.2A y 3A en un estado fácilmente comparable.

[0121] La FIG.4A es un ejemplo de las FIGS.2A y 2B, y la FIG.4B es un ejemplo de las FIGS.3A y 3B.

[0123] De acuerdo con el estudio de los inventores, considerando el uso en el pozo real, se prefiere la película de recubrimiento lubricante sólida ideal para que la película de recubrimiento lubricante sólida no se rompa y la posibilidad de destrucción y pelado se minimice en una región (x) de la FIG. 4A. Alternativamente, el pico puede ocurrir un poco. Esta es una situación en la que la película de recubrimiento lubricante sólida está dañada. En este caso, es preferible diseñarlo de tal manera que el producto secundario derivado de la película de recubrimiento lubricante solida en la que la película se rompe o se desprende no obstruya un espacio de conexión en un proceso de armado y desarmado y, por el contrario, se adhiera bien a la conexión para facilitar la lubricación.

[0125] Aquí, se considera que muchas publicaciones anteriores están dirigidas a la lubricación (FIG. 4B y la FIG. 3A) después de que la conexión se enganche entre sí, según lo determinado por el resultado de una prueba de armado y desarmado. Se considera que está dirigido a la lubricación después de que las roscas se acoplan entre sí, es decir, la superioridad o inferioridad de las propiedades de lubricación de la propia película de recubrimiento lubricante sólida. Por lo tanto, se presume que se utiliza el pin corto, y las llaves horizontales o las llaves verticales se utilizan para fijar las roscas hasta que se enganchan entre sí apretándolas de forma manual, y luego las roscas se arman y desarman. Se debe tener en cuenta que, en la literatura de patentes que especifica el número de veces de armado, hay una descripción de que el número de veces de armado puede ser 10 cuando el diámetro es pequeño en armado en el pozo real. Esto parece ser un número posible de veces en la evaluación con el pin corto o en la evaluación con el pozo real. Por otro lado, en el caso de un tamaño de diámetro grande de 33,02 a 1,59 cm (9 a 5/8") o 33.02 cm a 0.953 cm (13 a 3/8"), hay algunas descripciones de que el número de veces de armado y desarmado puede ser de hasta 15 a 20 veces en el armado y desarmado con base en la película de recubrimiento lubricante sólida. Sin embargo, esto es muy poco probable en el caso de diámetros grandes con película de recubrimiento lubricante sólida en el armado y el desarmado en el pozo real.

[0127] Además, la conexión de gran diámetro para productos tubulares para campos petrolíferos tiene un valor de torque de armado generalmente más alto y tiene más tolerancia (holgura) entre la conexión de box y la conexión de pin. Por consiguiente, la película de recubrimiento lubricante sólida se rompe inevitablemente y se despega en cierta medida antes de que las roscas se acoplen suficientemente entre sí. Además, al comienzo de la prueba, en la etapa de configuración de la conexión del pin a la conexión del box, el peso del pin es pesado y la manipulación es difícil. Por lo tanto, el contacto inadvertido de la conexión de pin con la conexión de box también ocurre a una cierta frecuencia, lo que también rompe y despega la película de recubrimiento lubricante sólida.

[0129] Después, en la presente modalidad, se diseña una nueva prueba de laboratorio en vista de la situación de armado y desarmado del pozo real, y también se hace referencia a la evaluación mediante la nueva prueba de laboratorio.

[0130] Aquí, un método adecuado para simular el armado y el desarmado en el pozo real es un método para simular un comportamiento de armado que ocurre cuando se realiza la conexión de productos tubulares para campos petrolíferos en el pozo real. Esto se utiliza para verificar los límites superior e inferior de los parámetros de la presente descripción y para definir rangos adecuados. Es necesario determinar la evaluación de la lubricación de la conexión para productos tubulares para campos petrolíferos suponiendo lo que ocurre en el pozo real. Para este propósito, es necesario realizar la evaluación simulando lo que puede ocurrir en el pozo real o realizar la evaluación utilizando un pin de longitud real. El proceso de armado y desarmado de la conexión para productos tubulares para campos petrolíferos se puede considerar en dos etapas. La conexión del pin se inserta en la conexión del box para girarla tal como está o se gira de forma manual hasta que las roscas se enganchan entre sí para evitar roscas cruzadas. Sin embargo, hay un proceso desde cuando las roscas no están completamente acopladas entre sí hasta que el torque aumenta, es decir, hasta que las roscas están suficientemente acopladas entre sí, y un proceso después de que las roscas están acopladas entre sí. La primera es una situación que es rara en una situación en la que se considera la fricción y el deslizamiento normales. Esta última en la que la carga no es constante es una situación que generalmente se asume cuando se trata de fricción. En el primer caso, el armado y el desarmado se realizan a 5 a 25 rpm, y después de que el torque aumenta, el armado y el desarmado se realizan a una rotación a baja velocidad de aproximadamente menos de 1 rpm a aproximadamente 3 rpm como máximo. En el pozo real, el pin se coloca suspendido desde arriba, de modo que a lo sumo se aplica el propio peso del pin a la conexión del box. Esto se llama carga grande. Además, el pin se arma y se desarma en posición vertical cuando se observa desde la distancia, pero en la práctica, el armado y el desarmado se realizan de forma excéntrica hasta que las roscas se acoplan suficientemente entre sí debido a la holgura de la conexión. Esto se llama carga desequilibrada. Especialmente en una región donde las roscas no están acopladas entre sí, la película de recubrimiento lubricante sólida se daña fácilmente y una parte de la misma se desprende. Por lo tanto, la película de recubrimiento lubricante sólido en sí está diseñada por el lubricante sólido, la resina aglutinante y otras regulaciones para que la pieza pelada no obstruya el espacio de conexión o no se agarrote.

[0132] Los rangos adecuados se definen para los componentes individuales como se describió anteriormente. Además, en la evaluación de la película, la presente invención se ha completado evaluando y determinando la lubricación en función de la holgura (tolerancia) y las condiciones de aplicación de carga grande de acuerdo con una situación que puede ocurrir en el pozo real.

[0133] (Configuración)

[0134] La presente realización se refiere a una estructura de película de recubrimiento formada sobre una superficie de apriete y una junta roscada que tiene la estructura de película de recubrimiento como la película de recubrimiento lubricante, en la conexión para productos tubulares para campos petrolíferos utilizados para petróleo/gas real. La presente realización se caracteriza por la película de recubrimiento lubricante que incluye la película de recubrimiento lubricante sólida formada en la superficie de apriete de la junta roscada, y una estructura de conexión en sí misma de la junta roscada no está particularmente limitada. Se puede adoptar una estructura de conexión conocida o novedosa como la estructura de conexión de la junta roscada.

[0135] <Productos tubulares para la industria petrolera y juntas roscadas para productos tubulares para la industria petrolera>

[0136] Los productos tubulares para campos petrolíferos incluyen, por ejemplo, un box 2 tal como un acoplamiento y un pin 1 como se ilustra en la FIG.1.

[0137] Como se ilustra en la FIG. 1, la junta roscada para artículos tubulares para campos petrolíferos incluye el box 2, tal como un acoplamiento que tiene una rosca hembra 2a, y un pin 1 que tiene una rosca macho 1a. Después, la película de recubrimiento lubricante que incluye la película de recubrimiento lubricante sólida se forma sobre una superficie de contacto (superficie de apriete 10) de una porción de rosca de al menos un componente del box 2 y el pin 1.

[0138] En lo sucesivo, la descripción se desarrollará centrándose en la conexión del box (lado de la rosca hembra) y la conexión del pin (lado de la rosca macho). La descripción incluye una junta de un tipo T& C (Threaded & Coupled, por sus siglas en inglés) de los productos tubulares para campos petrolíferos y una junta de un tipo integral. <Agente>

[0139] En lo sucesivo, se describirá un agente para formar la película de recubrimiento lubricante sólida en la presente realización.

[0140] El agente de la presente modalidad se forma dispersando uno o más tipos de lubricantes sólidos en la resina aglutinante como un componente de matriz.

[0141] Un componente principal del lubricante sólido es el cianurato de melamina, y el cianurato de melamina tiene un diámetro de partícula promedio de 0,1 µm o más y 10,0 µm o menos. El componente principal del lubricante sólido que es cianurato de melamina significa que, por ejemplo, el 80% en peso o más, preferentemente el 90% en peso o más del peso total del lubricante sólido es cianurato de melamina.

[0142] El peso total del lubricante sólido es de 10 partes en peso o más y 100 partes en peso o menos cuando el peso total de la resina aglutinante es de 100 partes en peso.

[0143] La resina aglutinante incluye una resina alquídica y nitrocelulosa. Esta resina alquídica y nitrocelulosa están contenidas en una cantidad de 85% en peso o más del peso total del componente de resina aglutinante.

[0144] El peso de la nitrocelulosa es preferentemente 0,5 veces o más y 3 veces o menos el peso de la resina alquídica. El disolvente contenido en el agente incluye uno o más materiales seleccionados de alcoholes minerales, aromáticos, alcoholes, disolventes a base de éster y disolventes a base de cetona. Los ejemplos de los aromáticos incluyen alcoholes minerales, tolueno, xileno, nafta y benceno. Los ejemplos de los alcoholes incluyen etanol, propanol, isopropanol y butanol. Los ejemplos del solvente a base de éster incluyen acetato de butilo, acetato de metilo y acetato de isobutilo. Los ejemplos del solvente a base de cetona incluyen metil etil cetona, metil isobutil cetona, ciclohexanona y acetona.

[0145] El peso del solvente es, por ejemplo, 20% o más y 80% o menos del peso total del lubricante sólido y la resina aglutinante.

[0146] La longitud del aceite de la resina alquídica es, por ejemplo, de 10 a 60.

[0147] Además, el agente puede contener un plastificante. El plastificante es, por ejemplo, uno o más materiales seleccionados de ftalato de dibutilo (DBP), ftalato de dimetilo (DMP) y ftalato de dietilo (DEP).

[0148] Cuando el plastificante está contenido, por ejemplo, el plastificante está contenido en una cantidad de 10 partes en peso o más y 20 partes en peso o menos en función de 100 partes en peso de la nitrocelulosa.

[0149] <Estructura de película de recubrimiento de conexión para productos tubulares para la industria petrolera> En lo sucesivo, se describirá la estructura de película de recubrimiento de la conexión para artículos tubulares para pozos de petróleo en la presente realización.

[0150] La película de recubrimiento lubricante que incluye la película de recubrimiento lubricante sólida se forma en la superficie de apriete de la porción de rosca de al menos un componente del box y el pin. La película de recubrimiento lubricante sólida se forma dispersando el lubricante sólido en la resina aglutinante como componente de la matriz.

[0151] Un componente principal del lubricante sólido es el cianurato de melamina, y el cianurato de melamina tiene un diámetro de partícula promedio de 0,1 µm o más y 10,0 µm o menos.

[0152] La resina aglutinante incluye una resina alquídica y nitrocelulosa. Esta resina alquídica y nitrocelulosa están contenidas en una cantidad de 85% en peso o más del peso total del componente de resina aglutinante.

[0153] El peso total del lubricante sólido es 10 partes en peso o más y 100 partes en peso o menos basado en 100 partes en peso del peso total de la resina aglutinante, y un espesor de la película de recubrimiento lubricante sólida es 10 µm o más y 150 µm o menos.

[0154] La película de recubrimiento lubricante puede tener una capa base 10B entre la superficie de apriete y la película de recubrimiento lubricante sólida (FIG.7B).

[0155] La capa base 10B está hecha de, por ejemplo, una película de tratamiento de conversión química de fosfato de Mn, una película de tratamiento de conversión química de fosfato de zinc o una película de galvanoplastia que contiene uno o más metales seleccionados de Cu, Sn y Zn.

[0156] La película de recubrimiento lubricante sólida tiene, por ejemplo, una dureza al lápiz de 2B o más.

[0157] <Junta roscada para productos tubulares para la industria petrolera>

[0158] La película de recubrimiento lubricante que incluye la película de recubrimiento lubricante sólida se forma en la superficie de apriete de la porción de rosca de al menos un componente del box y el pin.

[0159] Alternativamente, la película de recubrimiento lubricante que incluye la película de recubrimiento lubricante sólida se forma en la superficie de apriete de la porción de rosca de un componente del box y el pin. Por otro lado, se forma una segunda película de recubrimiento lubricante sólida más blanda que la película de recubrimiento lubricante sólida en la superficie de apriete de la porción de rosca del otro componente del box y el pin.

[0160] La segunda película de recubrimiento lubricante sólida se forma, por ejemplo, dispersando un segundo lubricante sólido en una segunda resina aglutinante como el componente de matriz. La segunda resina aglutinante contiene un compuesto orgánico a base de flúor como componente principal. El segundo componente lubricante sólido incluye uno o más compuestos que utilizan un material seleccionado de ácidos grasos en el siguiente grupo X y un material seleccionado de elementos metálicos en el siguiente grupo Y.

[0161] - Grupo X: ácido esteárico, ácido isoesteárico, ácido behénico, ácido láurico y ácido 12-hidroxiesteárico - Grupo Y: Li, Na, Mg, Al, Ca, Zn y Ba

[0162] Como disolvente del agente para formar la segunda película de recubrimiento lubricante sólida, por ejemplo, un disolvente de flúor del siguiente grupo Z representa el 90% o más del peso del componente disolvente.

[0163] - Grupo Z: HFC, HFE y HFO

[0164] La segunda película de recubrimiento lubricante sólida tiene preferiblemente una dureza de lápiz de 3B o menos. Aquí, los inventores simplemente seleccionaron MCA como el lubricante sólido, seleccionaron una resina aglutinante que incluye nitrocelulosa y la resina alquídica como la resina aglutinante, y formaron una película de recubrimiento lubricante sólida usándolos como componentes principales. En este caso, cuando se realizó una prueba de armado y desarmado, se encontró que una mezcla de agarrotamientos y no agarrotamientos resulta en una situación completamente impredecible. Es decir, la lubricación lograda por el compuesto lubricante convencional no puede realizarse simplemente combinando materiales con referencia a los grupos de la invención descritos. Por lo tanto, no siempre es posible reproducir una buena lubricación incluso por analogía utilizando la invención anterior.

[0165] Luego, en la presente modalidad, se consideró un nuevo método de evaluación de una prueba de laboratorio capaz de realizar una evaluación en condiciones equivalentes al pozo real, que se describirá más adelante, y la prueba se realizó mediante el método de evaluación. Después, con referencia a los resultados de la prueba, los presentes inventores han encontrado la película de recubrimiento lubricante sólida que ha mejorado aún más la resistencia al agarrotamiento y puede soportar el uso en el pozo real, y los agentes, y un rango preferido de cada agente que cubre un rango expandido a la junta roscada para productos tubulares para campos petrolíferos y un material metálico, y han completado la presente invención.

[0166] Además, se proporcionará una descripción detallada.

[0167] <Configuración básica y espesor de la película de recubrimiento lubricante sólida>

[0168] La película de recubrimiento lubricante sólida de la presente realización se forma dispersando el lubricante sólido que contiene principalmente cianurato de melamina (MCA) en la resina aglutinante que incluye la resina alquídica y nitrocelulosa. Esta combinación es adecuada como derivada de una serie de experimentos por medio de una nueva prueba de laboratorio recientemente ideada.

[0169] La razón por la que se seleccionó MCA como el componente principal del lubricante sólido es la siguiente. Es decir, esto se debe a que el MCA es excelente como lubricante capaz de obtener una alta lubricación, y se puede mantener una alta lubricación incluso cuando la temperatura alcanza localmente una temperatura alta debido a un ligero agarrotamiento. En el momento del armado y el desarmado, la conexión del pin y la conexión del box pueden frotarse entre sí para generar calor por fricción, pero incluso en este caso, el MCA puede mantener una lubricación suficiente.

[0170] La resina aglutinante que incluye la resina alquídica y la nitrocelulosa se seleccionó por las siguientes razones. La elección de la resina alquídica y la nitrocelulosa se denomina desarrollo horizontal de la tecnología a partir de una pintura de laca. La pintura de laca tiene la característica de que se puede curar incluso sin tratamiento térmico a temperatura normal y presión normal si se selecciona una resina alquídica que tenga una longitud de aceite apropiada. Esto se debe a que la formación de la película se puede realizar fácilmente, y también se puede realizar el sobrerrecubrimiento. Además, esto se debe a que no hay un problema particular incluso si el MCA descrito anteriormente se mezcla en la pintura de laca.

[0171] La resina aglutinante es preferiblemente una película lo más dura posible. Deseablemente, la dureza del lápiz es de aproximadamente HB a 2H. Además, es necesario superar la fragilidad para no causar un pelado (pelado completo) en el que se elimina la mayor parte de la resina aglutinante, en lugar de un pelado en el que la resina aglutinante se raspa poco a poco.

[0172] El espesor de la película de recubrimiento lubricante sólida debe ser de al menos 10 µm. Cuando el espesor de la película es de 10 µm o más, se pueden mantener las propiedades lubricantes y las propiedades anticorrosivas. El límite superior del espesor de la película es difícil de establecer incondicionalmente porque el espacio entre la conexión del box y la conexión del pin varía según el tipo y el diseño de la conexión para productos tubulares para campos petrolíferos. En la presente realización, por ejemplo, el límite superior es 150 µm. Dado que muchas conexiones para productos tubulares para pozos de petróleo están diseñadas de tal manera que el espacio entre las roscas es de aproximadamente 100 a 200 µm, el límite superior del espacio se establece en 150 µm. El espesor de la película es más preferentemente de 10 a 50 µm.

[0173] Aquí, un espacio entre una rosca y una raíz de la rosca macho y la rosca hembra puede ser de 100 a 200 µm como se describió anteriormente. Sin embargo, un espacio entre los flancos punzantes y un espacio entre los flancos de carga entre la rosca macho y la rosca hembra varían entre el momento del apriete y el momento del aflojamiento. Cuando se reduce el espacio, está casi en contacto cercano. Por lo tanto, el espesor de la película es preferiblemente pequeño, y está preferiblemente en el intervalo de 10 µm a 50 µm. Sin embargo, estos espesores de película significan los espesores de película en el estado recién formado antes del primer armado. En el momento del amado y el desarmado, dado que la resina aglutinante se raspa un poco, y el espesor de la película aplicada a temperatura ambiente en realidad se colapsa y se convierte en una película delgada, y por lo tanto, incluso si hay un espesor igual o mayor que el espacio asumido en el pozo real, no hay problema que se produzca el agarrotamiento debido a esta razón.

[0174] <Lubricante sólido>

[0175] Uno o más lubricantes sólidos están contenidos. Entre los lubricantes sólidos, el cianurato de melamina (MCA) está contenido en una cantidad de 80% en peso o más. El diámetro promedio de partícula del cianurato de melamina es de 0,1 a 10,0 µm.

[0176] En la presente modalidad, un lubricante sólido que contiene MCA como componente principal se dispersa en la resina aglutinante. Entonces, los componentes de la presente descripción son que cuando el peso total del lubricante sólido es el denominador, el MCA representa el 80% y el diámetro de partícula promedio del MCA es de 0,1 µm o más y 10,0 µm o menos. Estas definiciones no siempre pueden crear una condición altamente lubricada en el sentido amplio del MCA. Por lo tanto, significa que, para lograr una alta lubricidad, el MCA dispersado en una resina epoxi, que es la resina aglutinante utilizada en un entorno de uso de la conexión para artículos tubulares para campos petrolíferos y utilizada en la presente descripción, es óptimo y se puede esperar una lubricidad significativamente alta cuando se utiliza en este rango.

[0177] El diámetro promedio de partícula de MCA es preferiblemente lo más pequeño posible. Obsérvese que el diámetro de partícula promedio es un parámetro que significa un diámetro de partícula a un valor integrado del 50% en una distribución de tamaño de partícula obtenida mediante un método de difracción/dispersión láser o similar.

[0178] Como un intervalo aún más preferido, el diámetro de partícula promedio de MCA es preferentemente de 2 µm o menos. Cuando se selecciona MCA que tiene un diámetro de partícula promedio de 2 µm o menos, el MCA grueso de aproximadamente 10 a 20 µm puede estar contenido muy raramente. El rango más preferido se determina para eliminar la posibilidad de que se produzca el agarrotamiento debido a la mezcla de MCA grueso.

[0179] Que el MCA sea 80% en peso o más del lubricante sólido significa que el MCA ocupa una corriente principal del lubricante sólido. Además, cuando el peso total del lubricante sólido es el denominador, incluso si el lubricante sólido contiene aproximadamente menos del 20% de otros lubricantes sólidos, se define en el sentido de que no hay ningún efecto adverso en el diseño basado en MCA.

[0180] En la presente descripción, es mejor ya que la proporción de MCA en el lubricante sólido es mayor. Dado que la lubricidad puede deteriorarse debido a la mezcla de otros componentes en MCA, el rango en el que se maneja principalmente MCA se estableció en 80% o más. Como otros lubricantes sólidos que se puede suponer que se mezclan en hasta menos del 20%, por ejemplo, se puede considerar BN que tiene el mismo tono blanco, PTFE que tiene excelente lubricidad y similares. Además, los ejemplos de otros lubricantes sólidos incluyen grafito, fluorografito, MoS<2>, WS<2>, mica y talco.

[0181] Además, una sustancia a base de aceite se puede mezclar como un tipo de lubricante sólido. Por ejemplo, se puede mezclar cera de carvana, aceite de PFPE (perfluoropoliéter), aceite de CTFE (bajo polímero de clorotrifluoroetileno) o similares. Al mezclar la sustancia a base de aceite, se puede mantener o mejorar la lubricación del MCA.

[0182] <Componente de resina aglutinante>

[0183] La resina alquídica y la nitrocelulosa están contenidas como el componente de resina aglutinante, y esta combinación está contenida en una cantidad de 85% en peso o más del peso total del componente de resina aglutinante. La proporción de la nitrocelulosa es preferentemente 0,5 veces o más y 3 veces o menos el peso de la resina alquídica.

[0184] Además, la resina alquídica tiene preferiblemente una longitud de aceite de 10 a 60.

[0185] Como plastificante, por ejemplo, se pueden mezclar uno o dos o más tipos de ésteres de ácido ftálico. En este caso, el contenido del éster de ácido ftálico es preferentemente de 10 partes en peso o más y de 20 partes en peso o menos cuando el peso de la nitrocelulosa es de 100 partes en peso. Tenga en cuenta que los ejemplos del candidato a éster de ftalato incluyen ftalato de dibutilo (DBP), ftalato de dimetilo (DMP) y ftalato de dietilo (DEP). En la presente realización, se utilizó una llamada laca de nitrocelulosa como componente de la resina aglutinante. La laca de nitrocelulosa se obtiene disolviendo nitrocelulosa compatible y la resina alquídica en un disolvente de secado rápido. Cuando se aplica, el disolvente se evapora sobre la superficie aplicada y se obtiene una película dura. La película hecha de laca de nitrocelulosa es una película dura, pero está acompañada de fragilidad y, por lo tanto, debe ser flexible en cierta medida.

[0186] La resina alquídica se añade para mejorar la calidad de la película. En este caso, la resina alquídica es 0,5 veces o más y 3 veces o menos el peso del componente de nitrocelulosa. Cuando la resina alquídica es menos de 0,5 veces, se destaca la propiedad de fragilidad. Después, es probable que se produzca el pelado completo en el momento del armado y del desarmado de la conexión de los productos tubulares para campos petrolíferos y, como resultado, tiende a producirse agarrotamiento. Si la resina alquídica excede 3 veces, es probable que se produzca una pequeña grieta en la película de resina aglutinante.

[0187] En la presente modalidad, se asume que cuando se aplica el agente, el agente se forma en una película mediante secado natural como una situación de uso principal. Por lo tanto, la resina alquídica tiene preferiblemente una longitud de aceite de 10 o más y menos de 60. Si la longitud del aceite es inferior a 10, se requiere un tratamiento térmico para formar la película. Si la longitud del aceite supera los 60, la viscosidad es demasiado alta y existe la posibilidad de que se formen grumos en el momento del recubrimiento con brocha o recubrimiento por pulverización, y no se puede realizar un recubrimiento uniforme. Además, no se prefiere una longitud de aceite grande porque conduce directamente a una reducción en la resistencia de la resina alquídica.

[0188] Además, como se describió anteriormente, la nitrocelulosa es dura pero quebradiza. Por lo tanto, la resina alquídica se mezcla para formar la película de resina. Además, para superar la fragilidad, es preferible mezclar uno o más tipos de ésteres de ácido ftálico como plastificante. El plastificante puede estar contenido en una cantidad de 10 partes en peso o más y 20 partes en peso o menos cuando el peso de la nitrocelulosa es de 100 partes en peso. Incluso con tal grado de contenido, la grieta en la superficie se puede minimizar.

[0189] Por otro lado, la nitrocelulosa tiene la propiedad de ser débil frente a los rayos ultravioleta. Por lo tanto, se prefiere que la superficie provista de la película de recubrimiento lubricante sólida no esté expuesta directamente a la luz solar. Por lo tanto, es preferible formar la película de recubrimiento lubricante sólido en el lado de conexión del box. Cuando la película de recubrimiento lubricante sólido de la presente realización se aplica al lado de conexión del pin, se recomienda que la película de recubrimiento lubricante sólido se use con un protector adjunto.

[0190] Además, en cualquier caso, para evitar los rayos ultravioleta, también se permite agregar un agente a base de oxibenzona que tenga capacidad de absorción ultravioleta en una cantidad traza de 5 partes en peso o menos cuando el peso de la nitrocelulosa es de 100 partes en peso.

[0191] Además, puede estar contenido un aditivo para ajustar la propiedad de secado y la viscosidad líquida de todo el agente y ajustar la dureza cuando se forma la película de recubrimiento lubricante sólida, y un disolvente que no permanece en la película de recubrimiento lubricante sólida después del secado.

[0192] <Disolvente relacionado>

[0193] El agente contiene un disolvente.

[0194] El disolvente incluye, por ejemplo, uno o más tipos entre alcoholes minerales, tolueno, xileno, nafta, benceno y alcoholes tales como etanol, propanol, isopropanol y butanol.

[0195] En la presente modalidad, se pretende una propiedad de secado rápido del agente aplicado. Por lo tanto, es preferible disolver un componente de película de recubrimiento (nitrocelulosa, resina alquídica, MCA o similares) en un disolvente orgánico altamente volátil. La propiedad de secado rápido a la que se hace referencia en el presente documento se refiere al rendimiento del curado de la película mediante secado natural durante aproximadamente 5 minutos. En algunas situaciones, el soplado de aire o similar se puede usar en combinación en el momento de la formación de la película.

[0196] El peso del disolvente es preferiblemente 20% o más y 80% o menos basado en el peso total de la resina aglutinante que contiene principalmente la nitrocelulosa y la resina alquídica y el lubricante sólido que contiene principalmente MCA. Si supera el 80%, la solución de agente en sí es fina y difícil de aplicar, y lleva demasiado tiempo de secado. Esto se debe a que es difícil de usar. Además, si es inferior al 20%, la viscosidad de la solución aumenta demasiado y es difícil aplicar la solución de manera uniforme.

[0197] <Proporción de mezcla entre lubricante sólido y resina aglutinante>

[0198] El peso total del lubricante sólido es 10 partes en peso o más y 100 partes en peso o menos basado en 100 partes en peso del peso total de la resina aglutinante. Cuando el peso de toda la resina aglutinante que contiene principalmente la nitrocelulosa y la resina alquídica es de 100 partes en peso, es necesario definir el lubricante sólido que contiene principalmente el MCA como se describió anteriormente.

[0199] Cuando la cantidad de lubricante sólido es inferior a 10 partes en peso, la cantidad de lubricante es demasiado pequeña para realizar una lubricación adecuada y la agarrotamiento ocurre temprano. Por el contrario, cuando la cantidad de lubricante sólido excede las 100 partes en peso, hay demasiado lubricante sólido. Es decir, cuando la cantidad del lubricante sólido incrustado en la resina aglutinante que contiene la nitrocelulosa y la resina alquídica es demasiado grande, la propia resina aglutinante es quebradiza. Luego, el pelado de la película de recubrimiento es más de lo necesario en el momento del armado, y aumenta la posibilidad de agarrotamiento. Por lo tanto, es necesario ajustarse al rango anterior.

[0200] <Dureza de la película de recubrimiento lubricante sólida>

[0201] La película de recubrimiento lubricante sólida tiene preferentemente una dureza al lápiz de 2B o más. Suponiendo el comportamiento de lubricación de la película de recubrimiento lubricante sólido en el pozo real, la película de recubrimiento lubricante sólido tiende a dañarse fácilmente durante el comportamiento hasta que las roscas se acoplan entre sí, es decir, cuando la conexión para productos tubulares para campos petrolíferos se realiza en un estado de holgura. Sin embargo, el daño se minimiza endureciendo la calidad de la película. Específicamente, se evita que la película de recubrimiento lubricante sólida se raspe por la película dura de 2B o más.

[0202] En la presente modalidad, la película de recubrimiento lubricante sólido es una película dura. Por lo tanto, la película mantiene la lubricación como una calidad de película que no es quebradiza para no romperse por completo en el momento del armado. Por lo tanto, la nitrocelulosa y la resina alquídica se utilizan como componentes principales, y la dureza de la resina aglutinante se puede ajustar para que sea una película dura de 2B o más. Este ajuste de la dureza se puede lograr mediante la relación de nitrocelulosa a la resina alquídica, y el tamaño de partícula y la concentración del MCA, como se describió anteriormente.

[0203] La evaluación de la dureza del lápiz se mide mediante un método especificado en JIS K 5600-5-4 (1999). En la norma JIS se indica claramente que esta norma es una traducción de la norma "ISO/DIS 15184, Pinturas y barnices - Determinación de la dureza de la película mediante prueba de lápiz". Sin embargo, el método de prueba de dureza del lápiz en sí se evaluó en función de la definición en el estándar JIS. Además, la razón por la que la dureza de la película se evaluó mediante la dureza del lápiz es que el método de prueba de dureza del lápiz es la evaluación de "rayado" del lápiz, y el método de evaluación de la dureza de la película se basa en "rayado", que es similar al comportamiento de pelar la película de recubrimiento lubricante sólido con la rosca macho y la rosca hembra de la conexión para productos tubulares para campos petrolíferos. En el método de medición de la dureza de la película, Rockwell, Vickers, Shore y Knoop, que a veces se usan en una película de recubrimiento o similar, la película de recubrimiento es delgada y se ve afectada por una base, la dureza del lápiz se usó en la presente descripción.

[0204] <Otras definiciones>

[0205] Se puede formar una película de recubrimiento lubricante sólida 10A directamente sobre un material de acero base (la superficie de apriete) (véase la FIG.7A).

[0206] Alternativamente, como se ilustra en la FIG. 7B, la película de recubrimiento lubricante sólida puede formarse después de que se forme la capa base 10B. La adhesión de la película de recubrimiento lubricante sólida se puede aumentar proporcionando dicha capa base.

[0207] Los ejemplos de la capa base 10B incluyen la película de tratamiento de conversión química de fosfato de Mn, la película de tratamiento de conversión química de fosfato de zinc y la película de galvanoplastia que contiene uno o más metales seleccionados de Cu, Sn y Zn.

[0208] <Cuando la película lubricante sólida se forma solo en uno de los lados de una de las superficies de apriete que se encuentra una frente a la otra>

[0209] La película de recubrimiento lubricante sólida puede formarse tanto en la conexión de pin como en la conexión de box de la conexión para artículos tubulares para campos petrolíferos, o puede formarse solo en uno de ellos. Cuando la película de recubrimiento lubricante sólida se forma solo en un lado, la superficie de apriete de la otra conexión puede cortarse o chorrearse con granalla. Alternativamente, se puede formar una segunda película de recubrimiento lubricante sólida y blanda en la superficie de apriete de la otra conexión.

[0210] <Segunda película lubricante sólida>

[0211] La segunda película de recubrimiento lubricante sólida se forma, por ejemplo, dispersando un segundo lubricante sólido en una segunda resina aglutinante como el componente de matriz.

[0212] La segunda resina aglutinante contiene un compuesto orgánico a base de flúor como componente principal. El segundo componente lubricante sólido incluye uno o más compuestos que utilizan un material seleccionado de ácidos grasos en el siguiente grupo X y un material seleccionado de elementos metálicos en el siguiente grupo Y.

[0213] - Grupo X: ácido esteárico, ácido isoesteárico, ácido behénico, ácido láurico y ácido 12-hidroxiesteárico - Grupo Y: Li, Na, Mg, Al, Ca, Zn y Ba

[0214] Como disolvente del agente para formar la segunda película de recubrimiento lubricante sólida, por ejemplo, un disolvente de flúor del siguiente grupo Z representa el 90% o más del peso del componente disolvente.

[0215] - Grupo Z: HFC, HFE y HFO

[0216] La segunda película de recubrimiento lubricante sólida tiene preferiblemente una dureza de lápiz de 3B o menos. La película de recubrimiento lubricante sólida mencionada anteriormente es dura con una dureza de lápiz de 2B o más, mientras que la segunda película de recubrimiento lubricante sólida es preferiblemente más blanda que esa, de la siguiente manera. Es decir, el contacto entre una película dura y una película blanda puede lograr una fricción más preferible que el contacto entre películas duras. Específicamente, dado que se puede esperar que el lubricante sólido se exponga y suministre constantemente de forma gradual mientras se afeita la película blanda, se logra fácilmente una baja fricción.

[0217] <Método para evaluar las propiedades lubricantes>

[0218] La presente realización define cada material desde el punto de vista de realizar propiedades de lubricación que pueden soportar un entorno que puede ocurrir en el pozo real. Además, cuando se definen los límites superior e inferior, se determinan realizando una verificación (prueba) en condiciones que se ajustan a las condiciones de armado y desarmado en el pozo real.

[0219] En el método de pinza de potencia de tipo horizontal y vertical que utiliza el pin corto como se realiza en una prueba de laboratorio normal, las condiciones de armado y desarmado no se ajustan a las condiciones reales, y en el caso de la película de recubrimiento lubricante sólida, las condiciones serán no ajustadas. Por lo tanto, no tiene sentido describir la definición de los límites superior e inferior de cada material mediante la evaluación en la prueba de laboratorio normal. A menos que las condiciones no sean tan altas, se determina el número de veces que se pasa el armado y el desarmado. En la presente descripción, se ideó una nueva prueba de laboratorio capaz de simular una situación en el pozo real, y se evaluó en condiciones que se ajustan al pozo real en la nueva prueba de laboratorio. La nueva prueba de laboratorio también se conoce como prueba con llave de apriete.

[0220] <Método de prueba que simula las condiciones de prueba en pozo real (nueva prueba de laboratorio (prueba con llave de apriete))>

[0221] En la presente modalidad, como se describe con referencia a las FIGS. 2A a 4B, el fenómeno causado por la lubricación de la conexión para productos tubulares para campos petrolíferos se considera en dos etapas antes (fase 1) y después (fase 2) de que las roscas se acoplen entre sí. Luego, teniendo en cuenta el armado y el desarmado (lubricación) en una primera etapa (fase 1), se consideró un método para evaluar exhaustivamente la lubricación de la conexión, incluida la lubricación en una segunda etapa (fase 2).

[0222] Si esta evaluación no se realiza, aunque está bien en la evaluación de la prueba de laboratorio, con frecuencia pueden ocurrir problemas en el pozo real. En el pozo real, la carga grande y la carga desequilibrada se aplican hasta que las roscas se acoplan entre sí. Por lo tanto, la película de recubrimiento lubricante sólida puede dañarse o desprenderse, y en casos graves, la película de recubrimiento lubricante sólida puede desprenderse por completo. En base a esto, se seleccionaron los límites superior e inferior del intervalo preferido para los parámetros de la presente realización.

[0223] Como se describió anteriormente, en el caso de la película de recubrimiento lubricante sólido, el daño a la película no se puede evitar apretando o similar hasta que las roscas se acoplen entre sí. Luego, se forma el producto secundario basado en el producto pelado. Si esto obstruye el espacio de conexión, se produce el agarrotamiento. Por lo tanto, si la evaluación de lubricación no se realiza en las condiciones que se ajustan al pozo real, existe la posibilidad de que incluso la película de recubrimiento lubricante sólida que realmente está en un nivel de falla se determine erróneamente como aprobada. Cuando la evaluación se basa en una evaluación tan optimista, no tiene sentido limitar los límites superior e inferior de los parámetros relacionados con la película de recubrimiento lubricante sólida y seleccionar los rangos adecuados.

[0224] Es decir, bajo la premisa de daño o desprendimiento de la película de recubrimiento lubricante sólida, si no se considera si el producto secundario formado en base a la película de recubrimiento lubricante sólida, es decir, el "producto secundario" a reconstituir afecta la lubricación, no se puede obtener una película de recubrimiento lubricante sólido precisa. En la presente modalidad, se realiza la evaluación mediante la nueva prueba de laboratorio que tiene en cuenta dichos hallazgos.

[0225] Cabe señalar que si se confía en la evaluación con llaves de potencia horizontales utilizando el pin corto o la evaluación con llaves de potencia verticales utilizando el pin corto (evaluación mediante la prueba de laboratorio convencional), no hay significado en la evaluación de la película de recubrimiento lubricante sólida. En la literatura de patentes anterior, en la prueba de lubricación basada en la película de recubrimiento lubricante sólida, incluso en el caso de un tamaño de diámetro grande de 33,02 a 1,59 cm (9 a 5/8") o 33.02 cm a 0.953 cm (13 a 3/8"), hay algunas descripciones de que el número de veces de armado y desarmado puede ser de hasta 15 a 20 veces. El resultado muestra que la lubricación es ligeramente inferior a la del compuesto similar a la grasa, pero el número de veces es sustancialmente improbable en la película de recubrimiento lubricante sólida. Estos parecen deberse a la evaluación del tipo de llave de potencia horizontal o vertical utilizando el pin corto, que a menudo se observan en las pruebas de laboratorio convencionales. En el caso de diámetros grandes con película de recubrimiento lubricante sólida en el armado y el desarmado en el pozo real, es muy poco probable un nivel de 15 a 20 veces. En la presente modalidad, la prueba se realizó con la configuración del dispositivo ilustrada en la FIG.5 en función de las condiciones de la nueva prueba de laboratorio.

[0226] La nueva prueba de laboratorio se basa en la evaluación en condiciones que pueden realizar la carga grande en el momento del armado y una condición de carga desequilibrada en el momento del armado y el desarmado. Por ejemplo, en el caso de un proceso en el que se aplica la carga grande equivalente al pin real a la porción de unión y se aprietan las roscas, se considera la holgura hasta que las roscas se acoplan entre sí. Además, en el caso de un proceso de aflojamiento de las roscas, se refleja el punto en que las roscas se desacoplan entre sí y se produce el contragolpe.

[0227] En la nueva prueba de laboratorio, se utiliza una llave de potencia vertical 4. Además, se emplea un pin corto 1 como pin de prueba. Sin embargo, es posible aplicar una carga a una parte superior del pin 1 con un peso 3 y retirar la carga.

[0228] Luego, una conexión corta 1 y una conexión de box 2 se aprietan mediante una porción de rosca de pin 1a y una porción de rosca de box 2a.

[0229] En este momento, con el fin de simular una situación en la que las roscas no están acopladas entre sí, la posición de armado temporal inicial se establece de tal manera que la mitad del número total de roscas de una conexión de pin 1a está expuesta desde la conexión de box 2 (véase la FIG.2B). Esta es una de las causas de la reacción de holgura. A partir de este estado, se inicia el armado.

[0230] En el momento del armado, el peso 3 se une a una porción de extremo superior del pin 1, que es una porción de extremo opuesta a las roscas de apriete de la conexión de box 1.

[0231] El peso del peso 3 se calcula en función del pin real que tiene el diámetro exterior y el grosor del pin, como una carga correspondiente a uno a tres pins reales. Si es de 33,02 a 1,59 cm (9 a 5/8") 53.5#, la carga es de aproximadamente 1 t por uno (2.200 Lb), y si es equivalente a tres conexiones, la carga es de aproximadamente 3 toneladas (6.600 Lb).

[0232] Como se ilustra en la FIG.6, el peso 3 ilustrado en la FIG.5 incluye un cuerpo de peso 3A y una varilla de inserción 13. La varilla de inserción 13 se une a una superficie inferior del cuerpo de peso 3A mediante soldadura, y se dispone en una posición axisimétrica del peso 3. Al insertar la varilla de inserción 13 en el pin 1 en un estado insertado sin apretar, el peso se une al pin. El número de referencia 1c denota una superficie de diámetro interior del pin 1.

[0233] Cuando el peso 3 se une a la varilla de inserción 13 y al pin 1 como se describió anteriormente, los orificios 1d y 13a que se insertan en el pin 1 y la varilla de inserción 13 se forman con anterioridad. Además, como se ilustra en la FIG.6, el peso 3 y el pin 1 se integran insertando una varilla de inserción 12 en los orificios 1d y 13a.

[0234] Un gancho 11 de tipo gancho libre (giratorio) está unido a una posición central axial de una parte superior del peso 3 mediante soldadura, y está suspendido de un dispositivo de suspensión del techo 20 a través de una cadena de suspensión 21. Por lo tanto, la magnitud de la carga del peso en el pin se puede ajustar ajustando el nivel de suspensión del peso mediante el dispositivo de suspensión 20.

[0235] Después, en el momento del armado, la cadena de suspensión 21 se afloja, se aplica una carga de peso a la conexión del box y el armado se realiza de 5 a 20 rpm hasta que el torque aumenta (fase 1). Esta es una simulación del holgura. Una vez que el torque ha aumentado, la velocidad de rotación se reduce a 0,5 a 2 rpm y el reposición se realiza hasta la posición de armado (fase 2).

[0236] Por otro lado, cuando se afloja (desarma), el peso 3 es levantado por el dispositivo de suspensión 20, y la desarmado se realiza en un estado en el que no se aplica la carga del peso 3. En cuanto a la velocidad de rotación, cuando el torque está aumentando, la velocidad de rotación comienza a aflojarse a 0,5 a 2 rpm, y cuando el torque alcanza aproximadamente 1/10 del valor del torque de armado, la velocidad de rotación se afloja a alta velocidad de rotación de 5 a 20 rpm.

[0237] Aquí, se obtiene una condición cercana a un entorno de pozo real cuando la carga no se aplica en el momento del aflojamiento. Este es un hallazgo basado en un hecho experimental de que la evaluación de las propiedades de lubricación fue mejor en el caso de aplicar la carga del peso 3 que en el caso de no aplicar la carga. Es decir, como resultado de observar realmente el experimento, los inventores han obtenido un hallazgo de que cuando el peso se afloja en un estado en el que se aplica el peso, el peso se convierte en un equilibrador y el pin se afloja directamente desde una posición de finalización de armado sin holgura. Por otro lado, se asume un caso en el que se reduce el peso, es decir, un caso en el que la prueba se realiza mientras se levanta la carga para que la carga de peso se vuelva cero. En este caso, se ha encontrado que la prueba se puede realizar en una condición en la que la holgura es más severa y la película de recubrimiento lubricante sólida tiende a dañarse, por una condición en la que la junta roscada se afloja al reducir la carga, incluida una condición en la que la carga no es completamente cero.

[0238] En la nueva prueba de laboratorio en las condiciones anteriores, es posible simular una situación en la que el producto secundario de un componente derivado de una película de recubrimiento lubricante sólido que se libera en el espacio de conexión debido a un pelado inevitable o similar no se mueve después del armado y el desarmado y se obstruye en una determinada ubicación, para causar un agarrotamiento. Alternativamente, se puede simular otra situación en la que la propia película de recubrimiento se desprenda por completo. Como resultado, los límites superior e inferior de los parámetros relacionados con la película de recubrimiento lubricante sólida se pueden definir de acuerdo con las condiciones reales del pozo. La evaluación se realizó mediante un método en el que después de completar el desarmado, la conexión del pin y la conexión del box se separaron entre sí, los fragmentos y similares derivados de la película de recubrimiento lubricante sólida presente en la superficie se eliminaron mediante soplado de aire para verificar la superficie, y el armado continúa de nuevo.

[0239] La presente modalidad define componentes y similares para realizar las propiedades de lubricación que pueden soportar el entorno que puede ocurrir en el pozo real. Además, cuando se definen los límites superior e inferior, se determinan realizando la verificación en las condiciones que se ajustan a las condiciones de armado y desarmado en el pozo real.

[0240] (Efectos)

[0241] En la presente realización, en el campo de la lubricación que utiliza la película de recubrimiento lubricante sólida de la conexión para artículos tubulares para campos petrolíferos, es posible realizar simultáneamente una alta lubricidad y resistencia a la corrosión que resista el armado en el pozo real. En este momento, la presente realización logra simultáneamente una alta lubricidad y resistencia a la corrosión bajo la premisa de que el componente principal del lubricante sólido es MCA y los componentes principales del componente de resina aglutinante son la nitrocelulosa y la resina alquídica.

[0242] La película de recubrimiento lubricante sólido de la presente realización puede realizar las propiedades de lubricación y las propiedades anticorrosivas comparables a las del compuesto similar a la grasa para la lubricación, un compuesto similar a la grasa antioxidante para el almacenamiento y un material aceitoso antioxidante, que se han utilizado convencionalmente.

[0243] Además, en la presente realización, también se definen los pesos moleculares de la resina aglutinante y el lubricante sólido que constituye la película de recubrimiento lubricante sólida, de modo que es posible obtener el rendimiento del lubricante en el momento del armado comparable a la conexión convencional para productos tubulares para campos petrolíferos sin usar el compuesto convencional.

[0244] En la presente invención, por ejemplo, la junta roscada para productos tubulares para pozos petrolíferos que tienen un rendimiento de lubricación durante el armado se puede obtener teniendo en cuenta las condiciones equivalentes reales del pozo que pueden ocurrir en el entorno real del pozo. Tenga en cuenta que las condiciones equivalentes al pozo real son condiciones en las que se aplica un peso de pin (la carga grande) al box desde arriba, se aplica una carga (la carga desequilibrada) oblicuamente debido a una desviación del centro axial, y la carga se aplica localmente en lugar de uniformemente en muchos casos, o similares.

[0245] Además, la aplicación puede ampliarse no solo a la lubricación de la conexión para productos tubulares para campos petrolíferos, sino también a otros materiales metálicos. Además, también se apunta no solo a la película sino también al agente para formar la película.

[0246] (Otros)

[0247] La presente descripción también puede tener las siguientes configuraciones.

[0248] (1) Un agente para formar una película de recubrimiento lubricante sólida sobre una porción de rosca de artículos tubulares para pozos de petróleo, en el que un lubricante sólido se dispersa en una resina aglutinante, un componente principal del lubricante sólido es cianurato de melamina, y un diámetro de partícula promedio del cianurato de melamina es 0,1 µm o más y 10,0 µm o menos, la resina aglutinante contiene una resina alquídica y nitrocelulosa, y la resina alquídica y la nitrocelulosa están contenidas en una cantidad de 85% en peso o más del peso total del componente de resina aglutinante, y un peso total del lubricante sólido es 10 partes en peso o más y 100 partes en peso o menos basado en 100 partes en peso de un peso total de la resina aglutinante.

[0249] (2) Un peso de la nitrocelulosa es 0,5 veces o más y 3 veces o menos un peso de la resina alquídica.

[0250] (3) Se incluye un solvente, en donde el solvente contiene uno o más materiales seleccionados de alcoholes minerales, aromáticos, alcoholes, disolventes a base de éster y solventes a base de cetona, y un peso del solvente es 20% o más y 80% o menos del peso total del lubricante sólido y la resina aglutinante.

[0251] (4) La longitud del aceite de la resina alquídica es de 10 a 60.

[0252] (5) El agente contiene: uno o más materiales seleccionados de ftalato de dibutilo (DBP), ftalato de dimetilo (DMP) y ftalato de dietilo (DEP) como plastificante; y el plastificante en una cantidad de 10 partes en peso o más y 20 partes en peso o menos cuando el peso de la nitrocelulosa es de 100 partes en peso.

[0253] (6) Artículos tubulares para pozos de petróleo con una película de recubrimiento lubricante que incluye una película de recubrimiento lubricante sólida formada en una porción de rosca, en la que la película de recubrimiento lubricante que incluye la película de recubrimiento lubricante sólida se forma en una superficie de apriete de una porción de rosca de al menos un componente del box y el pin, la película de recubrimiento lubricante sólida incluye un lubricante sólido dispersado en una resina aglutinante, un componente principal del lubricante sólido es cianurato de melamina, y un diámetro de partícula promedio del cianurato de melamina es 0.1 µm o más y 10.0 µm o menos, la resina aglutinante contiene una resina alquídica y nitrocelulosa, y la resina alquídica y la nitrocelulosa están contenidas en una cantidad de 85% en peso o más del peso total del componente de resina aglutinante, el peso total del lubricante sólido es 10 partes en peso o más y 100 partes en peso o menos con respecto a 100 partes en peso del peso total de la resina aglutinante, y un espesor de la película de recubrimiento lubricante sólida (incluyendo la resina aglutinante, el lubricante sólido, otros aditivos y similares) es de 10 µm o más y 150 µm o menos.

[0254] (7) La película de recubrimiento lubricante incluye una capa base entre una superficie de apriete de la porción de rosca y la película de recubrimiento lubricante sólida, y la capa base incluye una película de tratamiento de conversión química de fosfato de Mn, una película de tratamiento de conversión química de fosfato de zinc o una película de galvanoplastia que contiene uno o más metales seleccionados de Cu, Sn y Zn.

[0255] (8) La película de recubrimiento lubricante sólido tiene una dureza de lápiz de 2B o más.

[0256] (9) Una junta roscada para artículos tubulares para campos petrolíferos que conecta un box que tiene una rosca hembra y un pin que tiene una rosca macho, en la que al menos un artículo tubular para campos petrolíferos del box y el pin incluye los artículos tubulares para campos petrolíferos sobre los que se forma la película de recubrimiento lubricante de acuerdo con la presente descripción.

[0257] (10) La película de recubrimiento lubricante que incluye la película de recubrimiento lubricante sólida se forma sobre una superficie de apriete de una porción de rosca de una del box y el pin, y una segunda película de recubrimiento lubricante sólida que es más blanda que la película de recubrimiento lubricante sólida se forma sobre una superficie de apriete de una porción de rosca de la otra del box y el pin.

[0258] (11) La segunda película de recubrimiento lubricante sólida se forma dispersando un segundo lubricante sólido en una segunda resina aglutinante, la segunda resina aglutinante contiene un compuesto orgánico a base de flúor como componente principal, el segundo lubricante sólido contiene uno o más compuestos usando un material seleccionado de ácidos grasos en el siguiente grupo X y un material seleccionado de elementos metálicos en el siguiente grupo Y.

[0259] - Grupo X: ácido esteárico, ácido isoesteárico, ácido behénico, ácido láurico y ácido 12-hidroxiesteárico - Grupo Y: Li, Na, Mg, Al, Ca, Zn y Ba

[0260] (13) La segunda película de recubrimiento lubricante sólido tiene una dureza de lápiz de 3B o menos.

[0261] Ejemplos

[0262] A continuación, se describirá un ejemplo basado en la presente realización.

[0263] En primer lugar, se describirán los criterios de determinación de aprobación del comportamiento de lubricación en función del número de veces de armado y desarmado. Los criterios de determinación son los siguientes. En cuanto al tamaño de la carcasa, se determinó que el armado y el desarmado de tres veces o más eran aprobados y se determinó que cinco veces eran mejores. En cuanto al tamaño de los tubos, se determinó que 5 veces o más era aceptable, y 10 veces o más se evaluó como más excelente. El tamaño de la carcasa se especifica de acuerdo con ISO13679. Por otro lado, en cuanto a la tubería, 5 veces o más, que es menor que la regulación de ISO13679, se consideró aceptable. Debido a la película lubricante sólida, es evidente que el número de veces que se produce el armado y desarmado tiende a ser peor que el de la lubricación con compuestos grasos convencionales, lo cual también está siendo reconocido por la industria del petróleo y el gas. Como se describió anteriormente, si la prueba de armado y desarmado se realiza desde el punto donde las roscas se acoplan entre sí simplemente usando el pin corto, la regulación de ISO 13679 sería un objetivo fácil, sin embargo, la presente descripción realiza la evaluación mediante la nueva prueba de laboratorio (prueba con llave de apriete) para simular una condición de la carga grande y la carga desequilibrada y la condición con holgura en la que las roscas no se acoplan entre sí, que está cerca de una condición que realmente puede ocurrir en el pozo, y por lo tanto se utilizaron los criterios. La carga aplicada por las pinzas de peso se realizó utilizando una carga de 1 tonelada de peso con una carga de 1 tonelada de un tamaño real de 33,02 a 1,59 cm (9 a 5/8"). Después, el peso se fijó a la parte superior de la conexión del pin.

[0264] El armado se realizó desde un estado en el que la conexión solo se apretó hasta una posición en la que la mitad del número total de roscas de los pines quedaban expuestas desde la conexión del box, es decir, las roscas no encajaban entre sí.

[0265] Es decir, el presente ejemplo fue realizado por el dispositivo ilustrado en las FIGS.5 y 6.

[0266] Además, se aplica una carga del peso en el momento del armado. Por otro lado, en el momento del desarmado, la prueba se realizó en un estado en el que la carga del peso se ideó para que no se aplicara. Si la prueba se realiza bajo carga en el momento del desarmado, en el caso de que se utilice un pin en donde se integran el pin corto y el peso, el pin corto integrado con el peso se eleva directamente desde la posición de armado, a diferencia del pin de tamaño real en el pozo real. Dado que el peso sirve como equilibrador, no se produce holgura. El pin empleado en el pozo real está ligeramente doblado porque es largo. Por lo tanto, a medida que el pin oscila gradualmente y las roscas no se acoplan entre sí, se produce la holgura y hay una alta tendencia a romper la película de recubrimiento lubricante sólida.

[0267] Por lo tanto, en la evaluación de lubricación utilizando las pinzas de peso, la carga no se aplicó en el momento del desarmado, cuando estaba cerca de una situación en donde las roscas no estaban acopladas entre sí, se simuló la holgura que se produjo junto con el desarmado. Además, no aplicar la carga no significa necesariamente que la carga sea cero. El peso se levantó con una grúa aérea o similar y se probó para no aplicar la carga. Tenga en cuenta que la prueba de verificar el número de veces de armado y desarmado utilizando las pinzas de pesas se realizó dos o más veces. Luego, se determinó si el número de veces alcanzó los criterios de aprobación y cuánto se comparó el número de aprobaciones con la puntuación de la prueba y se evaluó, y si el parámetro fue aprobado.

[0268] (Ejemplo 1)

[0269] En el Ejemplo 1, se describirá la evaluación de las propiedades de lubricación utilizando las pinzas de peso. Las condiciones y los resultados de la evaluación de los ejemplos se describen en las Tablas 1 a 4. Tenga en cuenta que la película de recubrimiento lubricante sólida también se conoce como película de recubrimiento. Además, la segunda película de recubrimiento lubricante sólida también se conoce como la película de recubrimiento de la película blanda.

[0270] [Tabla 1]

[0271]

[0272] [Tabla 2]

[0274]

[0275] [Tabla 3]

[0276]

[0277] [Tabla 4]

[0280]

[0283] Para N.º 1 a 10, materiales de acero al carbono de grado de alta resistencia: Q125 fueron utilizados. Para los números 11 a 15, materiales de acero al carbono de grado ácido: C110 fueron utilizados. Además, todos los ejemplos son casos de uso de la conexión de acoplamiento y la conexión de pin de los productos tubulares para campos petrolíferos que tienen un tamaño de 33,02 a 1,59 cm (9 a 5/8") 53.5#. Además, el tipo de conexión es JFELION<™>.

[0285] <N.º1 a 10>

[0287] [N.º1 a 4]

[0288] Los casos N.º 1 a 4 son resultados de evaluación comparativa con respecto a las diferencias en las llaves de potencia a evaluar. En todos los casos de los números 1 a 3, los parámetros de los materiales están en un rango adecuado y en las mismas condiciones. Sin embargo, solo la condición de armado y desarmado de las pinzas es diferente.

[0289] N.º 1 usa llaves horizontales, N.º 2 usa llaves verticales simples y N.º 3 usa llaves verticales, pero se empleó una prueba (en lo sucesivo, la prueba también se conoce como prueba con llave de apriete) basada en la nueva prueba de laboratorio con un peso. Además, el N.º 4 corresponde al resultado de la prueba de armado y desarmado utilizando una tubería de Rango -3 (más de 12 m, más de aproximadamente 40 pies) en un pozo simulado. El N.º 1 es un caso en el que el armado y desarmado se pueden realizar 10 veces o más (se detienen después de 10 veces). En el N.º 2, el armado y el desarmado se realizaron hasta siete veces. El número 3 indica que el número de veces de armado y desarmado podría ser de tres y cuatro después de dos veces de pruebas. Además, el N.º 4 indica que el número de veces de armado y desarmado podría ser tres, tres y cuatro después de tres veces de pruebas.

[0290] En el N.º 1, el peso de la conexión de pin corto no se aplica a la conexión de acoplamiento. Al mismo tiempo, en el N.º 1, dado que también se ajusta el eje, no se aplica la carga desequilibrada basada en la holgura de la conexión. Por otro lado, el N.º 2 es una prueba en un estado en el que se aplica el peso de un pin corto a la rosca de acoplamiento. Tenga en cuenta que en el caso de este tamaño, el pin corto de 1 m tiene un peso de aproximadamente 100 kg.

[0291] La N.º 3 es una simulación en un estado en el que se aplica 1 tonelada correspondiente a un pin real. Además, en el N.° 3, como se describió anteriormente, el armado se inicia desde un estado en el que la posición establecida del pin se semi-aprieta intencionalmente de modo que aproximadamente la mitad de las roscas del pin quedan expuestas desde la conexión de acoplamiento. Como resultado, las roscas no encajan entre sí y se produce holgura, tal y como ocurre en el pozo real. Es decir, las condiciones de armado y desarmado simulan un estado en el que la película de recubrimiento lubricante sólida está dañada.

[0292] El N.º 4 corresponde a las condiciones de armado y desarmado en condiciones muy similares a las condiciones de armado en el pozo real.

[0293] Los números 3 y 4 corresponden a los ejemplos de la presente invención.

[0294] Los números 1 y 2 son ejemplos de referencia comparativos en los que el número de veces de armado y desarmado excede la línea de paso. Los números 3 y 4 corresponden a los ejemplos de la presente invención de acuerdo con los resultados.

[0295] Lo que significan los números 1 y 2 es que, a menos que los límites superior e inferior de los parámetros definidos en la presente descripción se describan evaluando con las pinzas de peso cerca del pozo real, la evaluación es optimista. Es decir, en los métodos que se han utilizado en muchas publicaciones de patentes hasta ahora, la evaluación de la película de recubrimiento lubricante sólida da como resultado una evaluación optimista. Por lo tanto, se sugiere que la prueba de laboratorio convencional no es adecuada como método de evaluación. También significa que la situación en el pozo real se puede simular mediante el método de prueba con las pinzas de peso. Aquí, como experimento de referencia no incorporado en este ejemplo (un caso no descrito en la tabla), el siguiente experimento de pozo, que se ha realizado ampliamente de forma convencional, también se realizó en las mismas condiciones de pinza que los N.º 1 a 4. Es decir, se formó una película de fosfato de Mn en la conexión de acoplamiento, y se aplicó un compuesto similar a la grasa de grado API BOL-72733 producido por Best-O-Life a la conexión de pin en una piel granallada, y se realizó la prueba de armado y desarmado. En este caso, el número de veces de armado y desarmado fue de 5 o más en cualquier caso, y no se encontró ninguna diferencia. Estos indican que el compuesto de grasa se mueve junto con el armado y el desarmado de la conexión y, por lo tanto, no se ve afectado por las condiciones del método de prueba a evaluar (condiciones de la pinza a evaluar) tanto como la película de recubrimiento lubricante sólido.

[0296] Como se describió anteriormente, se ha encontrado que la prueba para demostrar la importancia de los parámetros de la película de recubrimiento lubricante sólido debe realizarse en la prueba de pozo real, una prueba de pozo simulado o la nueva prueba de laboratorio (prueba con llave de apriete).

[0297] [N.º 5 a 8]

[0298] N.º 5 a N.º 8 son ejemplos de comparación en sustancialmente las mismas condiciones. Este caso es principalmente para el estudio de cambiar el espesor de la película de recubrimiento lubricante sólido, y el estudio de la presencia o ausencia de granallado, la presencia o ausencia del plastificante, y la presencia o ausencia de otro tipo de película de recubrimiento lubricante sólido en el lado de conexión del pin.

[0299] N.º 5 es un caso en el que el espesor de la película excede el límite superior de la presente descripción, y otros parámetros están en un rango adecuado. N.º 5 es un caso en el que la película era gruesa, de modo que el producto derivado de la película de recubrimiento lubricante sólida dañada se obstruye en el espacio de conexión durante el armado y el desarmado, y se bloqueó prematuramente.

[0300] N.º 6 es un caso en el que el espesor de la película está en un rango adecuado, y el plastificante se agrega adicionalmente. N.º 5 tiene una dureza de lápiz de 1 rango más suave, pero se puede componer y desglosar más de lo especificado, y corresponde a un ejemplo de la presente invención.

[0301] El N.º 7 es un ejemplo de la presente invención en un estado en el que la película de recubrimiento lubricante sólido se proporciona en la conexión de acoplamiento en las mismas condiciones que el N.º 6, y la película blanda se forma en el lado de la conexión del pin. Cuando el lubricante sólido que contiene principalmente MCA se prepara de acuerdo con la presente descripción, se prepara la conexión que tiene una película formada mezclando la nitrocelulosa y la resina alquídica dentro del alcance de la presente descripción, y la película de recubrimiento lubricante sólida blanda se une a una superficie de rosca en el lado opuesto del material de acoplamiento, el número de veces de armado y desarmado aumenta aún más, es decir, es evidente que se mejoran las propiedades de lubricación.

[0302] N.º 8 es un ejemplo de la presente invención en el que el límite superior del espesor de la película de recubrimiento lubricante sólida es de 150 µm.

[0303] En el N.º 5 con un espesor de película de 170 µm, el número de veces de armado y desarmado fue inferior a 3, pero en el N.º 8, el número de veces de armado y desarmado alcanzó un nivel de aprobación. El límite superior del espesor de la película es de 150 µm.

[0304] [N.º9 y 10]

[0305] El caso del N.º 9 es un caso de un lubricante sólido que contiene 80% en peso de MCA y 20% en peso de BN para lubricación sólida. El caso del N.º 9 corresponde a un ejemplo de la presente invención, en el que todos los parámetros están dentro de un intervalo adecuado.

[0306] El caso de N.º 10 es un caso en el que la proporción de MCA en el lubricante sólido es menor que el rango especificado descrito, y el diámetro promedio de partícula de MCA es mayor que el rango especificado descrito. El caso del N.º 10 es un caso en donde el agarrotamiento ocurrió temprano en la prueba de armado y desarmado, aunque otras regulaciones estaban en un rango adecuado, y corresponde a un ejemplo comparativo.

[0307] <N.º11 a 15>

[0308] Los números 12 y 14 corresponden a los ejemplos de la presente invención, en los que los componentes se ajustan dentro de un intervalo adecuado.

[0309] Por otro lado, los números 11, 13 y 15 corresponden a ejemplos comparativos.

[0310] N.º 11 es un caso en el que la resina de melamina al 20% está contenida además de los componentes de nitrocelulosa y resina aglutinante alquídica, y la nitrocelulosa se mezcla en una cantidad que excede una cantidad especificada. Esta condición también es una de las causas, y el N.º 11 es un caso en el que la calidad de la película es quebradiza. El N.º 11 es un caso para ser un ejemplo comparativo, en el que solo hubo un ejemplo con un número de veces de armado y desarmado superior a 5 veces, pero los dos ejemplos restantes tuvieron un número de veces de armado y desarmado inferior a 3 veces.

[0311] N.º 13 es un caso en el que el lubricante sólido era demasiado pequeño en relación con la resina aglutinante y, por lo tanto, no se pudo mantener la lubricación y se produjo agarrotamiento.

[0312] Por el contrario, el N.º 15 es un caso en el que el lubricante sólido se mezcla más allá del intervalo especificado en la descripción, la relación de mezcla de la nitrocelulosa es menor que el valor especificado y la longitud del aceite de la resina alquídica es mayor que el valor especificado. Entonces, el N.º 15 es un caso en el que el número de veces de armado y desarmado no pudo alcanzar el valor especificado.

[0313] Los números 12 y 14, en los que los parámetros están dentro de los intervalos especificados de la presente descripción, tuvieron un mayor número de veces de armado y desarmado que los números 11, 13 y 15.

[0314] La comparación de los números 1 a 15 mostró que el diámetro promedio de partícula del cianurato de melamina debe ser de 0,1 µm o más y de 10,0 µm o menos. Además, se demostró que el peso del componente de "resina alquídica y nitrocelulosa" en la resina aglutinante debe ser del 85% en peso o más con respecto al peso total del componente de resina aglutinante. Además, el peso total del lubricante sólido es de 10 partes en peso o más y 100 partes en peso o menos cuando el peso total de la resina aglutinante es de 100 partes en peso. Además, se demostró que el espesor de la película de recubrimiento lubricante sólido debe ser de 10 µm o más y 150 µm o menos.

[0315] (Ejemplo 2)

[0316] Entre los ejemplos del Ejemplo 1, se seleccionaron varios ejemplos y se sometieron a una prueba de pulverización de agua salada para verificar la resistencia a la corrosión.

[0317] Entre los casos mostrados en el Ejemplo 1, los casos se recolectaron de las condiciones de la conexión a base de acero al carbono para productos tubulares para pozos petrolíferos de los números 3, 6 y 14, y se realizó la prueba de pulverización de agua salada.

[0318] El material se formó nuevamente en la muestra de acoplamiento para esta prueba de pulverización de agua salada. Además, como ejemplo comparativo, también se utilizó SPCC (chapa de acero delgada de acero dulce general ordinario/placa recocida laminada en frío) con un espesor de 0,8 mmt (condición A).

[0319] La conexión para el material de productos tubulares para campos petrolíferos se armó y desarmó una vez con un protector en ambos extremos de la conexión de acoplamiento, y los casos tal como están (N.° 3-2, 6-2 y 14-2) y los casos en los que el protector se unió nuevamente (correspondiente a un segundo armado: N .º 3-3, 6-3 y 14-3). Luego, las muestras se colocan una al lado de la otra. Es decir, se realizó una prueba de corrosión colocando las muestras una al lado de la otra sin pararse y realizando la prueba de pulverización de agua salada.

[0320] En este momento, la conexión del pin se convirtió en una muestra de solo una rosca, y el lado con la conexión se armó y desarmó una vez con el protector. Se fijó una cinta de imida al exterior donde no se volvió a fijar el protector, para proteger el interior de la tubería del agua.

[0321] Las condiciones detalladas son las siguientes. Es decir, las condiciones de las películas de recubrimiento lubricante sólido de los números 3-2, 3-3, 6-2, 6-3, 14-2 y 14-3 corresponden a las mismas condiciones que las de los números 3, 6 y 14 del Ejemplo 1.

[0322] La importancia de este método de prueba es que la conexión de los productos tubulares para campos petrolíferos se envía después de que el extremo se aprieta con el protector y, a menudo, se almacena en un patio cerca del pozo tal como está. Esto se debe a que el entorno está cerca de las condiciones reales de uso. La condición de que el protector no esté conectado significa una condición más grave cuando se retira el protector. El caso de la placa delgada SPCC es un caso de no estar armado y desarmado con el protector, y la resistencia a la corrosión de la película en sí se ve en la forma de la conexión.

[0323] <Condiciones de pulverización con agua salada>

[0324] Condiciones de pulverización: JIS K 5600-7-1

[0325] Concentración de agua salada: 5 ± 0.5 % en peso

[0326] Temperatura: 35°C

[0327] Humedad: 98 a 99%

[0328] Cantidad de pulverización: 1 a 2 mL/hr/80 cm<2>

[0329] pH: 6.5 a 7.2

[0330] Tiempo: 24 hr

[0331] Los resultados se muestran en la Tabla 5.

[0332] [Tabla 5]

[0334]

[0337] Como se puede ver en la Tabla 5, se encontró que ninguno de los N.º 3-2, 3-3, 6-2, 6-3, 14-2 y 14-3, incluido el N.º A del ejemplo comparativo se corroía en la pulverización con agua salada y presentaba una resistencia a la corrosión suficiente.

[0339] La calidad de la película es F o más y dura, e incluso si el protector se arma y desarma, no se daña fatalmente. Además, se presume que es importante que los componentes principales de MCA, nitrocelulosa y alquido sean repelentes al agua y no atraigan el agua.

[0340] En este caso, todo el contenido de la solicitud de patente japonesa n.º 2021-91464 (presentada el 31 de mayo de 2021), cuya prioridad se reivindica en la presente solicitud, forma parte de la presente divulgación por referencia. Aquí, la descripción se ha hecho con referencia a un número limitado de modalidades, pero el alcance de los derechos no se limita a esto, y las modificaciones de cada modalidad basadas en la descripción anterior son obvias para los expertos en la técnica.

[0341] Lista de Signos de Referencia

[0342] 1 Pin

[0343] 1a Rosca macho

[0344] 2 Box (acoplamiento)

[0345] 2a Rosca hembra

[0346] 3 Peso

[0347] 3A Peso del cuerpo

[0348] 4 Llaves de potencia

[0349] 10A Película de recubrimiento lubricante sólida

[0350] 10B Capa base

[0351] 12 Varilla de penetración

[0352] 13 Varilla de inserción

[0353] 20 Dispositivo de suspensión (grúa)

[0354] 21 Cadena (eslinga)

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un agente para formar una película de recubrimiento lubricante sólida en una porción de rosca de artículos tubulares para pozos de petróleo, en donde

un lubricante sólido se dispersa en una resina aglutinante,

un componente principal del lubricante sólido es cianurato de melamina, y un diámetro de partícula promedio del cianurato de melamina es 0,1 µm o más y 10,0 µm o menos,

la resina aglutinante contiene una resina alquídica y nitrocelulosa, y la resina alquídica y la nitrocelulosa están contenidas en una cantidad del 85% en peso o más del peso total del componente de resina aglutinante, y

un peso total del lubricante sólido es 10 partes en peso o más y 100 partes en peso o menos basado en 100 partes en peso de un peso total de la resina aglutinante,

en donde el diámetro de partícula promedio es un parámetro que significa un diámetro de partícula a un valor integrado del 50% en una distribución de tamaño de partícula obtenida mediante un método de difracción/dispersión láser.

2. El agente de acuerdo con la reivindicación 1, en donde un peso de la nitrocelulosa es 0.5 veces o más y 3 veces o menos un peso de la resina alquídica.

3. El agente de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que comprende

un solvente, en donde

el disolvente contiene uno o más materiales seleccionados de alcoholes minerales, aromáticos, alcoholes, disolventes a base de ésteres y disolventes a base de cetonas, y

un peso del disolvente es 20% o más y 80% o menos del peso total del lubricante sólido y la resina aglutinante.

4. El agente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la longitud de cadena de la resina alquídica es de 10 a 60.

5. El agente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende:

uno o más materiales seleccionados de ftalato de dibutilo (DBP), ftalato de dimetilo (DMP) y ftalato de dietilo (DEP) como plastificante; y

el plastificante en una cantidad de 10 partes en peso o más y 20 partes en peso o menos cuando el peso de la nitrocelulosa es de 100 partes en peso.

6. Artículos tubulares para campos petrolíferos con una película de recubrimiento lubricante que incluye una película de recubrimiento lubricante sólida formada en una porción de rosca, en donde

la película de recubrimiento lubricante sólida incluye un lubricante sólido dispersado en una resina aglutinante,

la resina aglutinante contiene una resina alquídica y nitrocelulosa, y la resina alquídica y la nitrocelulosa están contenidas en una cantidad del 85% en peso o más del peso total del componente de resina aglutinante,

el peso total del lubricante sólido es de 10 partes en peso o más y 100 partes en peso o menos con respecto a 100 partes en peso del peso total de la resina aglutinante, y

un espesor de la película de recubrimiento lubricante sólido es de 10 µm o más y 150 µm o menos, en donde el diámetro de partícula promedio es un parámetro que significa un diámetro de partícula a un valor integrado del 50% en una distribución de tamaño de partícula obtenida mediante un método de difracción/dispersión láser.

7. Los productos tubulares para campos petrolíferos de acuerdo con la reivindicación 6, en donde

la película de recubrimiento lubricante incluye una capa base entre una superficie de apriete de la porción de rosca y la película de recubrimiento lubricante sólida, y

la capa base incluye una película de tratamiento de conversión química de fosfato de Mn, una película de tratamiento de conversión química de fosfato de zinc o una película de galvanoplastia que contiene uno o más metales seleccionados de Cu, Sn y Zn.

8. Los productos tubulares para pozos de petróleo de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, en donde la película de recubrimiento lubricante sólida tiene una dureza al lápiz de 2B o más.

9. Una junta roscada para artículos tubulares para pozos de petróleo que conecta un box que tiene una rosca hembra y un pin que tiene una rosca macho, en donde al menos un artículo tubular para pozos de petróleo del box y el pin incluye los artículos tubulares para pozos de petróleo sobre los cuales se forma la película de recubrimiento lubricante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8.

10. La junta roscada para artículos tubulares para campos petrolíferos de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la película de recubrimiento lubricante que incluye la película de recubrimiento lubricante sólida se forma en una porción de rosca de uno del box y el pin, y

una segunda película de recubrimiento lubricante sólida que es más blanda que la película de recubrimiento lubricante sólida se forma en una porción de rosca de la otro del box y el pin, en donde la película de recubrimiento lubricante sólida tiene una dureza al lápiz de 2B o más y la segunda película de recubrimiento lubricante sólida tiene una dureza al lápiz de 3B o menos.

11. La junta roscada para artículos tubulares para campos petrolíferos de acuerdo con la reivindicación 10, en donde

la segunda película de recubrimiento lubricante sólida se forma dispersando un segundo lubricante sólido en una segunda resina aglutinante,

la segunda resina aglutinante contiene un compuesto orgánico a base de flúor como componente principal,

el segundo lubricante sólido contiene uno o más compuestos que utilizan un material seleccionado de ácidos grasos en el siguiente grupo X y un material seleccionado de elementos metálicos en el siguiente grupo Y.

- Grupo X: ácido esteárico, ácido isoesteárico, ácido behénico, ácido láurico y ácido 12-hidroxiesteárico

- Grupo Y: Li, Na, Mg, Al, Ca, Zn y Ba