RS60060B1 - Rastavljiva navojna veza sa asimetričnom prevlakom - Google Patents

Rastavljiva navojna veza sa asimetričnom prevlakom

Info

Publication number
RS60060B1
RS60060B1 RS20200289A RSP20200289A RS60060B1 RS 60060 B1 RS60060 B1 RS 60060B1 RS 20200289 A RS20200289 A RS 20200289A RS P20200289 A RSP20200289 A RS P20200289A RS 60060 B1 RS60060 B1 RS 60060B1
Authority
RS
Serbia
Prior art keywords
layer
threaded connection
contact surfaces
connection according
cooperate
Prior art date
Application number
RS20200289A
Other languages
English (en)
Inventor
Markus Schaffer
Peter Winkler
Reinhard Leitner
Thomas Schalkhammer
Original Assignee
Voestalpine Tubulars Gmbh & Co Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voestalpine Tubulars Gmbh & Co Kg filed Critical Voestalpine Tubulars Gmbh & Co Kg
Publication of RS60060B1 publication Critical patent/RS60060B1/sr

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/18Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/04Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/042Threaded
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L15/00Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
    • F16L15/08Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with supplementary elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L57/00Protection of pipes or objects of similar shape against external or internal damage or wear
    • F16L57/06Protection of pipes or objects of similar shape against external or internal damage or wear against wear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L58/00Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
    • F16L58/02Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation by means of internal or external coatings
    • F16L58/04Coatings characterised by the materials used
    • F16L58/10Coatings characterised by the materials used by rubber or plastics
    • F16L58/1009Coatings characterised by the materials used by rubber or plastics the coating being placed inside the pipe
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L58/00Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
    • F16L58/02Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation by means of internal or external coatings
    • F16L58/04Coatings characterised by the materials used
    • F16L58/14Coatings characterised by the materials used by ceramic or vitreous materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L15/00Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
    • F16L15/001Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L58/00Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
    • F16L58/02Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation by means of internal or external coatings
    • F16L58/04Coatings characterised by the materials used
    • F16L58/06Coatings characterised by the materials used by cement, concrete, or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Fishing Rods (AREA)
  • Dowels (AREA)

Description

Opis
[0001] Ovaj se pronalazak odnosi na navojnu vezu koja obuhvata cevasti element sa unutrašnjim navojem i cevasti element sa spoljašnjim navojem, pri čemu spoljašnji navoj i unutrašnji navoj imaju prve kontaktne površine koje međusobno sarađuju, a cevasti elementi imaju druge kontaktne površine poželjno susedne unutrašnjem navoju i/ili spoljašnjem navoju, pri čemu prve kontaktne površine i, ako je potrebno, druge kontaktne površine imaju svaka svoju prevlaku koja najmanje obuhvata prvi i drugi sloj, pri čemu je prvi sloj obrazovan kao konverzioni sloj u svakom slučaju.
[0002] Ovaj se pronalazak dalje odnosi na postupak za površinsku obradu navoja navojne veze cevastih elemenata koji obuhvata nanošenje prevlake na prve kontaktne površine unutrašnjeg navoja koje međusobno sarađuju i spoljašnjeg navoja navojne veze i poželjno nanošenje prevlake na druge kontaktne površine cevastih elemenata koje međusobno sarađuju susedne unutrašnjem i/ili spoljašnjem navoju, pri čemu prevlačenje obuhvata nanošenje najmanje prvog sloja i nanošenje drugog sloja na prvi sloj, pri čemu se konverzioni sloj nanosi na kontaktne površine kao prvi sloj u svakom slučaju.
[0003] Ovaj se pronalazak naročito odnosi na navojne veze koje se upotrebljavaju za zavrtanje čeličnih cevi korišćenih u industriji proizvodnje nafte i prirodnog gasa. Poznato je da su navojne veze korišćene u industriji proizvodnje nafte i prirodnog gasa izložene veoma velikim površinskim pritiscima usled zavrtanja i efektivnog opterećenja. Mnoge od ovih veza moraju biti zavrnute i odvrnute više puta. Cevi u industriji proizvodnje nafte i prirodnog gasa (uglavnom poznate kao OCTG cevi – Oil Country Tubular Goods) naročito se postavljaju za zacevljavanje i uzgonsko potiskivanje nafte i prirodnog gasa.
[0004] Veliki su zahtevi nametnuti navojnim vezama pomenutih cevi. Kako su navoji podložni habanju usled velikog kontaktnog pritiska površina navoja koje međusobno sarađuju, mere predostrožnosti moraju biti preduzete kako bi se sprečilo habanje i opšta međusobna šteta. Dalje, mora postojati adekvatna otpornost na koroziju. Relevantni standardi takođe navode da navojna veza treba biti prilagođena za zavrtanje i odvrtanje navojne veze nekoliko puta (do 10 puta). Drugi standardi u domenu cevi za zacevljavanje naftnih bušotina zahtevaju da navojna veza bude zavrnuta i odvrnuta 100 puta.
[0005] U najjednostavnijem se slučaju pokušava izbeći oštećenje navoja nanošenjem navojnog maziva. Međutim, podmazivanje treba izbegavati što je više moguće jer je opterećenje prouzrokovano ovim značajno, naročito kada podmazivanje postane neophodno usled zavrtanja i odvrtanja navojne veze nekoliko puta.
[0006] Dalje, hemijsko prevođenje površine materijala površine navoja ili nanošenje drugog materijala na njega poznat je postupak dobijanja konverzionog sloja. Konverzioni slojevi su obično proizvedeni hemijskom reakcijom vodenog rastvora za obradu sa metalnim supstratom i čine vrlo dobru osnovu za adheziju narednih prevlaka i značajno uvećavaju otpornost na koroziju osnovnog materijala u odnosu na neobrađene površine navoja. Ovo uključuje fosfatiranje navojnih površina. Dalje, u stanju tehnike, opisuje se površina prevlake površine navoja sa svim supstancama koje poboljšavaju svojstva navojnih veza. US-A1-2009/033087 opisuje primer takvih prevlaka.
[0007] Međutim, poznate su prevlake neadekvatne za adekvatno ispunjavanje svih zahteva.
[0008] Stoga, ovaj pronalazak ima za cilj poboljšanje navojne veze kako bi se podmazivanje navojne veze (naročito koraka navoja, metalnog zaptivnog oslonca i ramene površine) cevi izbeglo, čak i u slučaju zavrtanja i odvrtanja nekoliko puta. Podložnost habanju bi trebala biti značajno umanjena. Dalje, broj zavrtanja i odvrtanja bi trebao biti uvećan dok obrtni moment ostaje približno isti, pri čemu zategnutost navoja mora biti garantovana.
[0009] Radi ispunjenja ovog zadatka, pronalazak se sastoji od navojne veze gorepomenutog tipa gde jedna od prvih i, ako je potrebno, druge kontakne površine koje međusobno sarađuju imaju kao drugi sloj sloj od keramičkog materijala sa efektom smanjivanja trenja, a druga od međusobno sarađujućih kontaktnih površina imaju kao drugi sloj sloj laka sa vezujućim agensom izrađen od organskog polimera, u kojem su distribuirane čvrste čestice maziva. Kao rezultat, kontaktne površine koje međusobno sarađuju imaju najmanje dva sloja, pri čemu je sloj koji se naziva “drugi sloj” prema ovom pronalasku poželjno krajnji sloj u svakom slučaju, u kom su spoljašnji i unutrašnji navoji u međusobnom kontaktu. Drugi sloj unutrašnjeg navoja izvodi se od drugačijeg materijala nego drugi sloj spoljašnjeg navoja, to jest od keramičkog materijala sa efektom smanjivanja trenja na jednoj strani i laka sa vezujućim agensom izrađenog od organskog polimera na drugoj strani, pri čemu je materijal uvek tako izabran da drugi slojevi ne budu hemijski reaktivni jedni sa drugima, to jest da ne formiraju hemijsko jedinjenje jedni sa drugima. Na taj način, habanje može biti drastično umanjeno i navojna veza može biti zavrnuta i odvrnuta nekoliko puta.
[0010] Poželjno je obezbediti da se drugi sloj od keramičkog materijala izvodi na cevastom elementu sa unutrašnjim navojem, a da se drugi sloj, koji je izveden kao sloj laka, izvodi na cevastom elementu sa spoljašnjim navojem.
[0011] Drugi sloj izrađen od keramičkog materijala značajno uvećava otpornost na koroziju na površini navoja bez laka. Dalje, ovaj sloj u kombinaciji sa prvim slojem, naročito kada se izvede kao fosfat mangana prema poželjnom načinu ostvarivanja, naročito ima efekat smanjivanja trenja.
[0012] Prvi sloj se poželjno izvodi kao fosfatni sloj, pri čemu se on poželjno sastoji od fosfata mangana, fosfata železa i/ili fosfata cinka sa dodatkom u svakom slučaju soli nikla, naročito poželjno od fosfata mangana i fosfata cinka, a naročito poželjno od fosfata mangana.
[0013] Na kontaktnoj površini između sloja od keramičkog materijala sa efektom smanjivanja trenja i sloja laka sa čvrstim česticama maziva, prema ovom pronalasku, postiže se veoma slabo trenje klizanja bez neophodnog podmazivanja. Slabo trenje klizanja održava se tokom dužeg vremenskog perioda, a takođe je garantovano čak i posle zavrtanja i odvrtanja navojne veze nekoliko puta bez značajnijeg oštećenja svojstava klizanja.
[0014] Poželjno je obezbediti da su debljina sloja sloja laka i udeo maziva tako odabrani da mogu biti zavrtani i odvrtani najmanje više od 10 puta u cevima za potiskivanje nafte bez hladnog zavarivanja materijala, poželjno više od 100 puta u cevima za zacevljavanje, bez narušavanja efekta podmazivanja sloja laka.
[0015] Kako bi geometrija navoja obloženog navoja ostala nepromenjena u odnosu na neobloženi način ostvarivanja, debljina nanetih slojeva mora biti što je tanja moguća. U tom kontekstu, poželjni način ostvarivanja obezbeđuje da je debljina prevlake prvih kontaktnih površina koje međusobno sarađuju manja od 120 µm, poželjno manja od 70 µm.
[0016] Prema ovom pronalasku, keramički sloj može biti naročito tanak bez narušavanja efekta smanjivanja trenja i otpornosti na koroziju. Naročito, sloj može biti izveden kao nanoprevlaka, pri čemu je poželjno da debljina sloja keramičkog sloja bude manja od 1 µm, poželjno manja od 200 nm, naročito poželjno 10-100 nm.
[0017] Ovo tanko nanošenje poželjno se izvodi tako da se keramički sloj sastoji od mokrog hemijskog, samodeponujućeg taloga ili keramičkog predpolimera, koji se nanosi kao lak, sa organskim udelima.
[0018] Poželjno je obezbediti da keramički sloj uključuje smolu, kao na primer melaminsku smolu, ili hidrofobni agens, koja ga naročito čini vodootpornim, kako bi se povećala otpornost na koroziju.
[0019] Smola ili hidrofobni agens koji čine nanoslojeve vodootpornim služe kao privremena otpornost na koroziju, ali takođe dugoročno zaptivaju porozni nanosloj i uvećavaju njegovu duktilnost (kao rezultat, umanjuje se krtost keramičkog materijala).
[0020] Kako bi se izbeglo prodiranje vode, razne smole i poznati hidrofobni agensi mogu biti naneti. Sve smole sa dovoljnom stabilnosti mogu biti upotrebljene, na primer melaminske ili siloksanske smole (na primer na bazi PDMS) sa dobrim tehničkim svojstvima. One se često moraju peći da bi dobile dovoljnu stabilnost. Alkoksisilani sa hidrofobnim bočnim grupama ili njihovi oligomeri poznati su hidrofobni agensi, na primer dinasilani tipa F8815 ili F8261.
[0021] Keramički sloj poželjno obuhvata okside titanijuma, cirkonijuma, niobijuma, tantala, molibdena, hroma, silicijuma i/ili germanijuma. Keramički sloj se naročito sastoji od oksida izabranog iz grupe koja se sastoji od titanijuma, cirkonijuma, niobijuma, tantala, molibdena, hroma, silicijuma, vanadijuma, volframa, germanijuma i/ili njihove mešavine. Naročito je poželjno da se keramički sloj sastoji od oksida silicijuma, to jest kvarca.
[0022] Kao što je pomenuto, prvi sloj poželjno je sloj izveden fosfatiranjem kontaktne površine. U ovom slučaju, to je naročito mangan fosfatni sloj, pri čemu su i prvi sloj izveden na spoljašnjem navoju i prvi sloj izveden na unutrašnjem navoju izvedeni fosfatiranjem, naročito izvedeni kao mangan fosfatni slojevi. Mangan fosfatni sloj se poželjno izvodi u vrućoj kadi i alternativno može biti istaložen galvanizacijom.
[0023] S jedne strane, sloj laka uvećava otpornost na koroziju, a sa druge strane, služi kao nosač čvrstih čestica maziva koje su u njemu distribuirane. Debljina sloja sloja laka u zoni prvih kontaktnih površina poželjno je 5-80 µm, naročito poželjno 10-40 µm, da se ne bi narušila geometrija navoja.
[0024] Prevlaka prema ovom pronalasku može biti dodatno naneta na druge kontaktne površine cevastih elemenata susednih navoju. Ovo su poželjno zaptivne površine koje međusobno sarađuju da bi ostvarile zaptivni oslonac i, ako je potrebno, ramene površine koje međusobno sarađuju pri čemu su zaptivne površine poželjno kupasto izvedene, i poželjno raspoređene u pravcu uvrtanja i koje se spajaju sa unutrašnjim i/ili spoljašnjim navojem. Debljina prevlake, naročito sloja laka, može biti veća na drugim zaptivnim površinama nego na navojnim površinama, to jest na prvim kontaktnim površinama. Prema jednom poželjnom načinu ostvarivanja, debljina sloja sloja laka u zoni drugih kontaktnih površina poželjno je 10-500µm, poželjno 40-300µm. Poželjno je obezbediti da debljina sloja sloja laka u zoni zaptivnih površina bude 10-300µm, poželjno 40-150µm. U zoni ramenih površina, debljina sloja sloja laka može biti poželjno 50-500µm, poželjno 150-300µm.
[0025] U pogledu formiranja ukupne debljine sloja, poželjni su sledeći načini ostvarivanja. Debljina prevlake drugih kontaktnih površina koje međusobno sarađuju može biti manja od 340µm, poželjno manja od 180µm, u zoni zaptivnih površina. Debljina prevlake drugih kontaktnih površina koje međusobno sarađuju može biti manja od 540µm, poželjno manja od 330µm, u zoni ramenih površina.
[0026] Prema poželjnom načinu ostvarivanja, organski polimer vezujućeg agensa sloja laka predstavlja polimer koji očvršćava umrežavanjem. Sloj laka se naročito sastoji od pečenog laka sa sintetičkom smolom kao vezujućim agensom ili obuhvata dvokomponentni sistem od sintetičke smole i agensa za vulkanizaciju kao vezujućeg agensa. Sintetička smola je poželjno alkidna smola, poželjno alkidna smola modifikovana epoksidnom smolom. Na primer, SW lak SILVATHERM 2312-3009-90 pomešan sa voskom (polipropilenski vosak) može biti upotrebljen.
[0027] Čvrste čestice maziva poželjno su na bazi polimera, naročito se sastoje od sintetičkog voska, poželjno poliolefinskog, ili poliamidnog, ili fluoropolimera, naročito polipropilenskog voska. Udeo čvrstih čestica maziva u sloju laka je 1-50mas.%, poželjno 1-20mas.%, poželjnije 1-10mas.%, naročito poželjno 5mas.%. Takav udeo čestica voska značajno umanjuje trenje klizanja, i uvećava dugoročnu stabilnost učinka klizanja.
[0028] Poželjno je obezbediti da prvi i drugi sloj od keramičkog materijala budu zajedno izvedeni kao konverzioni sloj, poželjno, fosfatiranjem.
[0029] Dalje, poželjno je obezbediti da se čestice maziva sastoje od nekristalnih fluorizovanih ugljovodonika i/ili ne-visokog polimera, po potrebi derivatizovanih ugljovodonika ili silikona.
[0030] Poželjno je obezbediti da je sloj laka u manjoj meri umrežen pri nanošenju na temperaturama ispod nule.
[0031] Prema daljim aspektima pronalaska, gorepomenuti tip postupka sprovodi se tako da se sloj od keramičkog materijala sa efektom smanjivanja trenja nanosi kao drugi sloj na jednu od kontaktnih površina koje međusobno sarađuju, a sloj laka u kojem su distribuirane čvrste čestice maziva i koji obuhvata vezujući agens izrađen od sintetičkog polimera nanosi se kao drugi sloj na drugu od dve kontakne površine koje međusobno sarađuju.
[0032] Prema poželjnom postupku, poželjno je obezbediti da se sloj od keramičkog materijala nanosi na kontaktnu površinu unutrašnjeg navoja kao drugi sloj i na kontaktnu površinu spoljašnjeg navoja kao drugi sloj.
[0033] Prema još jednom poželjnom postupku, poželjno je obezbediti da se keramički sloj nanosi u sloju debljine manje od 1µm, poželjno manje od 200nm, naročito poželjno 10-100nm. Keramički sloj može naročito biti proizveden pogodno mokrim hemijskim taloženjem nanočestica, naročito SiO2nanočestica iz rastvora. Ovde se rastvor može sastojati od etildiglikola ili etanola za reakciju, amonijaka i tetraetilortosilikata (TEOS) i vode.
[0034] U tu svrhu, cevasti element može biti uronjen navojem u kadu rastvora sa prvenstveno upravnom osom cevi, pri čemu je nivo kade poželjno podignut postavljanjem tela za izmeštanje u unutrašnjosti cevastog elementa. Alternativno se može pristupiti tako da je cevasti element uronjen obimnim delom u kadu rastvora sa prvenstveno vodoravnom osom cevi i rotiran oko ose cevi.
[0035] Poželjno je da se sloj laka nanosi raspršivanjem. Lak je pogodno nanet raspršivanjem, a zatim očvrsnut na 130-180°C tokom 7-20 min. Testovi su pokazali da su slojevi laka manji od 5µm podložni preuranjenoj eroziji, a slojevi laka koji prelaze 80µm pokazuju momenat anomalije prilikom zavrtanja. Pogodne debljine sloja sloja laka naročito onih za zone prvih kontaktnih površina su 10-40µm.
[0036] Cevasti element koji obuhvata unutrašnji navoj i cevasti element koji obuhvata spoljašnji navoj mogu biti, na primer, dve cevi ili cev i spojnica.
[0037] Pronalazak je detaljnije objašnjen u nastavku na osnovu primera načina ostvarivanja šematski prikazanog u crtežima. Fig.1 prikazuje zasebne prevlake unutrašnjih i spoljašnjih navoja, Fig.2 i 3 prikazuju napredak obrtnog momenta izmerenog tokom zavrtanja i odvrtanja navojne veze kao funkciju rotacija i Fig.4 prikazuje presek navojne veze u zavrnutom stanju.
[0038] Fig 1. prikazuje deo cevi 1 koji obuhvata spoljašnji navoj 6 i deo cevi 2 kao spojnicu koja obuhvata unutrašnji navoj 7. Deo cevi 1 obuhvata osu cevi 3, pri čemu je zid označen sa 4. Zid dela cevi 2 označen je sa 5. Spoljašnji navoj 6 i unutrašnji navoj 7 izvedeni su sa kontaktnim površinama koje međusobno sarađuju tako da deo cevi 1 može biti zavrnut u deo cevi 2 koji je izveden kao spojnica kako bi napravio navojnu vezu između dva dela cevi.
[0039] Prvi sloj 8 i 9, koji je mangan fosfatni sloj u svakom slučaju, na svaku kontaktnu površinu spoljašnjeg navoja 6 i unutrašnjeg navoja 7 respektivno se nanosi direktno. Prevlake fosfata mangana 8 i 9 debljine su 5-20µm, poželjno 10-15µm.
[0040] Sloj laka 10 u kom su distribuirane čestice voska nalazi se na mangan fosfatnom sloju 8 na delu cevi 1. Sloj laka 10 poželjno se izvodi lakom trgovačke marke SILVATHERM 2312-3009-90. Ovo je pečeni lak na bazi alkidne smole modifikovane epoksidnom smolom. Čestice voska poželjno su čestice izrađene od polipropilenskog voska, pri čemu je prečnik čestice manji od 20µm, naročito poželjno 2-10µm. Lak se nanosi na metalni zaptivni oslonac, ramene površine i spoljašnji navoj 10, a zatim je očvrsnut na 130-180°C tokom 7-20 min u zagrevnoj komori. Sloj laka je debljine 5–80µm, naročito 10-40µm. Pečeni lak na bazi alkidne smole modifikovane epoksidnom smolom ne pokazuje nikakva značajna umanjenja triboloških svojstava, čak ni na niskim temperaturama do -40°C.
[0041] Nanokvarcni sloj 11 sa slojem debljine < 1µm postavlja se na mangan fosfatni sloj 9 dela cevi 2.
[0042] Testovi sa ovakvom kombinacijom materijala na kontaktnoj površini navojne veze pokazali su da je postojalo konstantno trenje od oko 0,06 na testu trajanja 400 ciklusa.
[0043] Fig.2 i 3 prikazuju merenja napretka obrtnog momenta tokom zavrtanja (Fig.2) i odvrtanja (Fig. 3) navojne veze prema Fig.4. kao funkciju rotacija. Na x-osi, prikazane su rotacije, na y-osi, obrtni moment u nm. Merenja deset uzastopnih zavrtanja i/ili odvrtanja su mapirana, pri čemu su izmerene vrednosti označene brojevima od 1 do 10 prema redosledu postupaka zavrtanja i/ili odvrtanja.
[0044] Uočava se konstantno napredovanje obrtnog momenta čak i sa 10 uzastopnih postupaka zavrtanja i odvrtanja bez dodatnog podmazivanja.
[0045] Fig.4 prikazuje jedan način ostvarivanja, pri čemu su dva dela cevi 1 i 2 prikazana u zavrnutom stanju. Spoljašnji navoj 6 i unutrašnji navoj 7 su kupasti i imaju prve kontakne površine koje međusobno sarađuju. Nakon spoljašnjeg i unutrašnjeg navoja 6,7, delovi cevi 1,2 imaju druge kontakne površine koje međusobno sarađuju to jest zaptivne površine 12 i 13 koje leže ravno jedna naspram druge i međusobno sarađuju kao i ramene površine 14 i 15 koje leže ravno jedna naspram druge i međusobno sarađuju. Poželjno je da su zaptivne površine 12,13 kupaste. Ramene površine 14,15 su uglavnom nagnute u odnosu na osu 3 tako da su dva dela cevi 1 i 2 pritisnuti jedan na drugi po zatezanju navojne veze kod ramenih površina 14, 15, ali takođe kod zaptivnih površina 12,13.

Claims (31)

Patentni zahtevi
1. Navojna veza koja obuhvata cevasti element koji ima unutrašnji navoj i cevasti element koji ima spoljašnji navoj, pri čemu spoljašnji navoj i unutrašnji navoj imaju prve kontaktne površine koje međusobno sarađuju, a cevasti elementi poželjno imaju druge kontaktne površine susedne unutrašnjem navoju i/ili spoljašnjem navoju, pri čemu prve kontaktne površine i, ako je potrebno, druge kontaktne površine imaju svaka svoju prevlaku koja ima najmanje prvi i drugi sloj, pri čemu je prvi sloj obrazovan kao konverzioni sloj u svakom slučaju, naznačena time, što jedna od prvih i, ako je potrebno, druge kontaktne površine koje međusobno sarađuju imaju kao drugi sloj sloj (11) izrađen od keramičkog materijala sa efektom smanjivanja trenja, a druge od međusobno sarađujućih kontaktnih površina imaju kao drugi sloj sloj (10) laka sa vezujućim agensom izrađen od organskog polimera, u kojem su distribuirane čvrste čestice maziva.
2. Navojna veza prema zahtevu 1, naznačena time, što je drugi sloj izrađen od keramičkog materijala (11) izveden na cevastom elementu (2) sa unutrašnjim navojem (7) i kao sloj (10) laka izveden drugi sloj na kome je izrađen spoljašnji navoj (6) cevastog elementa (1).
3. Navojna veza prema zahtevu 1 ili 2, naznačena time, što je debljina sloja keramičkog sloja (11) manja od 1 µm, poželjno manja od 200 nm, naročito poželjno 10-100 nm.
4. Navojna veza prema zahtevu 1, 2 ili 3, naznačena time, što keramički sloj (11) uključuje smolu, kao na primer melaminsku smolu, ili hidrofobni agens, koja ga naročito čini vodootpornim, kako bi se povećala otpornost na koroziju.
5. Navojna veza prema bilo kom od zahteva od 1 do 4, naznačena time, što keramički sloj (11) obuhvata okside titanijuma, cirkonijuma, niobijuma, tantala, molibdena, hroma, silicijuma, vanadijuma, volframa, germanijuma i/ili njihove mešavine.
6. Navojna veza prema bilo kom od zahteva od 1 do 5, naznačena time, što se keramički sloj (11) sastoji od mokrog hemijskog, samodeponujućeg taloga ili keramičkog predpolimera, koji se nanosi kao lak, sa organskim udelima.
7. Navojna veza prema bilo kom od zahteva od 1 do 6, naznačena time, što je prvi sloj (8, 9) izveden kao fosfatni sloj, pri čemu se on poželjno sastoji od fosfata mangana, fosfata železa i/ili fosfata cinka sa dodatkom u svakom slučaju soli nikla, naročito poželjno od fosfata mangana i fosfata cinka, a naročito poželjno od fosfata mangana.
8. Navojna veza prema bilo kom od zahteva od 1 do 7, naznačena time, što druge kontaktne površine obuhvataju zaptivne površine (12, 13) koje međusobno sarađuju da bi ostvarile zaptivni oslonac i dalje obuhvataju ramene površine (14, 15) koje međusobno sarađuju, pri čemu su zaptivne površine (12, 13) poželjno kupasto izvedene, i poželjno raspoređene u pravcu uvrtanja i koje se spajaju sa unutrašnjim i spoljašnjim navojem (7, 6) respektivno.
9. Navojna veza prema bilo kom od zahteva od 1 do 8, naznačena time, što je debljina sloja sloja (10) laka 5-80 µm, poželjno 10-40 µm, u zoni prvih kontaktnih površina.
10. Navojna veza prema bilo kom od zahteva od 1 do 9, naznačena time, što je debljina sloja sloja (10) laka 10-500 µm, poželjno 40-300 µm, u zoni drugih kontaktnih površina.
11. Navojna veza prema bilo kom od zahteva od 1 do 10, naznačena time, što je debljina sloja sloja (10) laka manja u zoni prvih kontaktnih površina nego u zoni drugih kontaktnih površina.
12. Navojna veza prema bilo kom od zahteva 8 do 11, naznačena time, što je debljina sloja sloja (10) laka 10-300 µm, poželjno 40-150 µm, u zoni zaptivnih površina (12, 13).
13. Navojna veza prema bilo kom od zahteva 8 do 12, naznačena time, što je debljina sloja sloja (10) laka 50-500 µm, poželjno 150-300 µm, u zoni ramenih površina (14, 15).
14. Navojna veza prema bilo kom od zahteva 1 do 13, naznačena time, što organski polimer vezujućeg agensa sloja laka predstavlja polimer koji očvršćava umrežavanjem.
15. Navojna veza prema bilo kom od zahteva 1 do 14, naznačena time, što se sloj (10) laka sastoji od pečenog laka sa sintetičkom smolom kao vezujućim agensom ili obuhvata dvokomponentni sistem od sintetičke smole i agensa za vulkanizaciju kao vezujućeg agensa.
16. Navojna veza prema zahtevu 15, naznačena time, što je sintetička smola alkidna smola, poželjno alkidna smola modifikovana epoksidnom smolom.
17. Navojna veza prema bilo kom od zahteva 1 do 16, naznačena time, što su čvrste čestice maziva na bazi polimera i naročito se sastoje od sintetičkog voska, poželjno poliolefinskog, ili poliamidnog ili fluoropolimera, naročito polipropilenskog voska.
18. Navojna veza prema bilo kom od zahteva 1 do 17, naznačena time, što je udeo čvrstih čestica maziva u sloju (10) laka 1-50mas.%, poželjno 1-20mas.%, poželjnije 1-10mas.%, naročito poželjno 5mas.%.
19. Navojna veza prema bilo kom od zahteva 1 do 18, naznačena time, što je debljina prevlake prvih kontaktnih površina koje međusobno sarađuju manja od 120 µm, poželjno manja od 70 µm.
20. Navojna veza prema bilo kom od zahteva 8 do 19, naznačena time, što je debljina prevlake drugih kontaktnih površina koje međusobno sarađuju manja od 340 µm, poželjno manja od 180 µm, u zoni zaptivnih površina (12, 13).
21. Navojna veza prema bilo kom od zahteva 8 do 20, naznačena time, što je debljina prevlake drugih kontaktnih površina koje međusobno sarađuju manja od 540 µm, poželjno manja od 330 µm, u zoni ramenih površina (14, 15).
22. Navojna veza prema bilo kom od zahteva 1 do 21, naznačena time, što su prvi i drugi sloj od keramičkog materijala izvedeni zajedno kao konverzioni sloj, fosfatiranjem.
23. Navojna veza prema bilo kom od zahteva 1 do 22, naznačena time, što se čestice maziva sastoje od nekristalnih fluorizovanih ugljovodonika i/ili ne-visokog polimera, po potrebi derivatizovanih ugljovodoničnih materijala ili silikona.
24. Postupak za površinsku obradu navoja navojne veze cevastih elemenata, koji obuhvata nanošenje prevlake na prve kontaktne površine unutrašnjeg navoja koje međusobno sarađuju i spoljašnjeg navoja navojne veze i poželjno nanošenje prevlake na druge kontaktne površine cevastih elemenata koje međusobno sarađuju susedne unutrašnjem i/ili spoljašnjem navoju, pri čemu prevlačenje obuhvata nanošenje najmanje prvog sloja i nanošenje drugog sloja na prvi sloj, pri čemu se konverzioni sloj nanosi na kontaktne površine kao prvi sloj u svakom slučaju, naznačen time, što se sloj (11) izrađen od keramičkog materijala sa efektom smanjivanja trenja nanosi kao drugi sloj na jednu od prvih i, ako je potrebno, drugih kontaktnih površina koje međusobno sarađuju, a sloj (10) laka sa vezujućim agensom izrađen od organskog polimera, u kojem su distribuirane čvrste čestice maziva, nanosi se kao drugi sloj na drugu od dve kontaktne površine koje međusobno sarađuju.
25. Postupak prema zahtevu 24, naznačen time, što se sloj (11) izrađen od keramičkog materijala nanosi na kontaktnu površinu unutrašnjeg navoja (7) kao drugi sloj, a sloj (10) laka nanosi se na kontaktnu površinu spoljašnjeg navoja (6) kao drugi sloj.
26. Postupak prema zahtevu 24 ili 25, naznačen time, što se keramički sloj (11) nanosi u sloju debljine manje od 1 µm, poželjno manje od 200 nm, naročito 10-100 nm.
27. Postupak prema zahtevu 24, 25 ili 26, naznačen time, što je keramički sloj (11) proizveden mokrim hemijskim taloženjem nanočestica, naročito SiO2nanočestica iz rastvora.
28. Postupak prema zahtevu 27, naznačen time, što je cevasti element (2) uronjen navojem (7) u kadu rastvora sa prvenstveno upravnom osom cevi, pri čemu je nivo kade poželjno podignut postavljanjem tela za izmeštanje u unutrašnjosti cevastog elementa.
29. Postupak prema zahtevu 27, naznačen time, što je cevasti element (2) uronjen obimnim delom u kadu rastvora sa prvenstveno vodoravnom osom cevi i rotiran oko ose cevi.
30. Postupak prema bilo kom od zahteva 24 do 29, naznačen time, što se sloj (10) laka nanosi u sloju debljine 5-80 µm, poželjno 10-40 µm, u zoni prvih kontaktnih površina.
31. Postupak prema bilo kom od zahteva 24 do 30, naznačen time, što se sloj (10) laka nanosi raspršivanjem.
RS20200289A 2015-01-13 2015-12-29 Rastavljiva navojna veza sa asimetričnom prevlakom RS60060B1 (sr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA16/2015A AT516684B1 (de) 2015-01-13 2015-01-13 Lösbare Gewindeverbindung mit asymmetrischer Beschichtung
EP15820024.6A EP3245378B1 (de) 2015-01-13 2015-12-29 Lösbare gewindeverbindung mit asymmetrischer beschichtung
PCT/AT2015/000165 WO2016112415A1 (de) 2015-01-13 2015-12-29 Lösbare gewindeverbindung mit asymmetrischer beschichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RS60060B1 true RS60060B1 (sr) 2020-04-30

Family

ID=55069637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RS20200289A RS60060B1 (sr) 2015-01-13 2015-12-29 Rastavljiva navojna veza sa asimetričnom prevlakom

Country Status (22)

Country Link
US (1) US11105457B2 (sr)
EP (1) EP3245378B1 (sr)
JP (1) JP6531176B2 (sr)
CN (1) CN107208462B (sr)
AT (1) AT516684B1 (sr)
AU (1) AU2015376846B2 (sr)
CA (1) CA2973476C (sr)
EA (1) EA033700B1 (sr)
ES (1) ES2786176T3 (sr)
HR (1) HRP20200443T1 (sr)
HU (1) HUE049512T2 (sr)
IL (1) IL253270B (sr)
MX (1) MX386077B (sr)
MY (1) MY184927A (sr)
PL (1) PL3245378T3 (sr)
RS (1) RS60060B1 (sr)
SG (1) SG11201705341TA (sr)
SI (1) SI3245378T1 (sr)
TN (1) TN2017000279A1 (sr)
UA (1) UA120956C2 (sr)
WO (1) WO2016112415A1 (sr)
ZA (1) ZA201704603B (sr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4477932A4 (en) * 2022-02-10 2025-06-11 Nippon Steel Corporation Metal pipe for oil well

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4468309A (en) * 1983-04-22 1984-08-28 White Engineering Corporation Method for resisting galling
JPS60205091A (ja) * 1984-03-29 1985-10-16 住友金属工業株式会社 油井管用管継手
JPH01199088A (ja) * 1988-02-03 1989-08-10 Nippon Steel Corp 耐隙間腐食性に優れた高合金油井管用継手
JPH0694036A (ja) 1992-09-11 1994-04-05 Daido Metal Co Ltd 耐フレッチング特性に優れた多層すべり軸受
JPH06109173A (ja) * 1992-09-28 1994-04-19 Nippon Steel Corp 油井管継手
US5454605A (en) 1993-06-15 1995-10-03 Hydril Company Tool joint connection with interlocking wedge threads
US5494566A (en) 1994-05-26 1996-02-27 Mobil Oil Corporation Lubricating oil dewaxing with membrane separation of cold solvent
JP3775122B2 (ja) * 1999-08-27 2006-05-17 住友金属工業株式会社 油井管用ねじ継手
EP1211451B1 (en) * 1999-08-27 2011-10-05 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Threaded joint for oil well pipe
WO2002084162A1 (en) 2001-04-11 2002-10-24 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Threaded joint for steel pipe
JP3870732B2 (ja) * 2001-07-25 2007-01-24 住友金属工業株式会社 耐焼付き性に優れた鋼管用ねじ継手
JP4680446B2 (ja) * 2001-08-31 2011-05-11 Jfeスチール株式会社 油井鋼管用継手
US20050176592A1 (en) * 2004-02-11 2005-08-11 Tenaris Ag Method of using intrinsically conductive polymers with inherent lubricating properties, and a composition having an intrinsically conductive polymer, for protecting metal surfaces from galling and corrosion
RU2349825C1 (ru) * 2005-01-13 2009-03-20 Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. Резьбовое соединение для стальных труб
EP1864048B1 (en) 2005-03-29 2013-07-17 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Threaded joint for steel pipes
AR057940A1 (es) * 2005-11-30 2007-12-26 Tenaris Connections Ag Conexiones roscadas con recubrimientos de alta y baja friccion
US20080038083A1 (en) * 2006-07-17 2008-02-14 General Electric Company Fasteners Coated with Boron Nitride and Means for Securing Fasteners
JP5028923B2 (ja) * 2006-09-14 2012-09-19 住友金属工業株式会社 鋼管用ねじ継手
JP4924103B2 (ja) 2007-03-02 2012-04-25 住友金属工業株式会社 油井管用ねじ継手
FR2914926B1 (fr) * 2007-04-11 2013-11-01 Vallourec Mannesmann Oil & Gas Composition de lubrification a coefficient de frottement adaptable, pour un element filete d'un composant de joint filete tubulaire.
EA017703B1 (ru) * 2007-12-04 2013-02-28 Сумитомо Метал Индастриз, Лтд. Резьбовое соединение для труб
US8561707B2 (en) * 2009-08-18 2013-10-22 Exxonmobil Research And Engineering Company Ultra-low friction coatings for drill stem assemblies
US20110084477A1 (en) * 2009-10-13 2011-04-14 Hydril Company Wedge threads with a solid lubricant coating
AU2011281255B2 (en) * 2010-07-20 2015-06-11 Tenaris Connections B.V. Joints having improved sealability, lubrication and corrosion resistance
UA104975C2 (uk) 2010-11-05 2014-03-25 Ніппон Стіл Енд Сумітомо Метал Корпорейшн Нарізне з'єднання труб, що має поліпшені характеристики при низькій температурі
FR2970028B1 (fr) * 2010-12-29 2012-12-28 Vallourec Mannesmann Oil & Gas Procede de revetement d'un composant tubulaire filete, composant filete et joint resultant
FR2981395B1 (fr) * 2011-10-14 2016-04-01 Vallourec Mannesmann Oil & Gas Composant filete tubulaire et joint resultant
JP5722752B2 (ja) * 2011-11-18 2015-05-27 新日鐵住金株式会社 高トルク締結性能に優れた管状ねじ継手
DE102012108433C9 (de) * 2012-09-10 2022-11-24 Cooper-Standard Automotive (Deutschland) Gmbh Rohrschraube zur Befestigung einer Rohrleitung und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Rohrschraube
MX366221B (es) * 2012-09-12 2019-07-03 Nippon Steel Corp Composicion para la formacion de recubrimiento solido y union roscada tubular.
DE102012023349B4 (de) 2012-11-29 2022-10-13 Hochschule München Verfahren und Vorrichtung zur strukturierten Beschichtung der Innenseite eines Schlauchs oder Rohrs
FR3000168B1 (fr) 2012-12-21 2015-01-02 Vallourec Mannesmann Oil & Gas Ensemble pour la realisation d'un joint filete tubulaire resistant au grippage
CN203939451U (zh) * 2013-10-11 2014-11-12 杨林 镍基合金油管或套管

Also Published As

Publication number Publication date
EP3245378A1 (de) 2017-11-22
MX386077B (es) 2025-03-18
IL253270B (en) 2021-06-30
MY184927A (en) 2021-04-30
JP2018508719A (ja) 2018-03-29
JP6531176B2 (ja) 2019-06-12
NZ733578A (en) 2021-05-28
IL253270A0 (en) 2017-08-31
HRP20200443T1 (hr) 2020-06-12
US11105457B2 (en) 2021-08-31
AU2015376846B2 (en) 2020-04-02
CN107208462A (zh) 2017-09-26
PL3245378T3 (pl) 2020-09-07
EP3245378B1 (de) 2020-02-05
EA201791583A1 (ru) 2018-03-30
AT516684B1 (de) 2018-08-15
CN107208462B (zh) 2019-10-11
TN2017000279A1 (en) 2019-01-16
HUE049512T2 (hu) 2020-09-28
SG11201705341TA (en) 2017-07-28
SI3245378T1 (sl) 2020-07-31
ZA201704603B (en) 2019-06-26
WO2016112415A1 (de) 2016-07-21
UA120956C2 (uk) 2020-03-10
AU2015376846A1 (en) 2017-08-10
CA2973476C (en) 2021-05-25
EA033700B1 (ru) 2019-11-18
US20180031170A1 (en) 2018-02-01
ES2786176T3 (es) 2020-10-09
MX2017009084A (es) 2018-03-01
CA2973476A1 (en) 2016-07-21
AT516684A1 (de) 2016-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI423881B (zh) 抗摩擦塗料、此塗料之製法及包含此塗料之物件
CN101517300B (zh) 钢管用螺纹接头
RU2626827C1 (ru) Противозадирное покрытие для резьбового соединения насосно-компрессорных и обсадных труб и способ его получения
KR20150140590A (ko) 관 접속용의 나사 요소와 이 나사 요소를 구비한 관 접속 장치
CA2872253C (en) Threaded joint for steel pipe
CN111212999B (zh) 管用螺纹接头及管用螺纹接头的制造方法
EA037192B1 (ru) Резьбовое соединение для труб или трубок и способ изготовления резьбового соединения для труб или трубок
CN108474503A (zh) 管用螺纹接头以及管用螺纹接头的制造方法
JP6452505B2 (ja) 金属ガスケット素材板及びその製造方法
CN103097748A (zh) 固定装置及相应的制造方法
US20200208763A1 (en) Screw element for connecting pipes and a pipe connecting device
UA105334C2 (uk) Нарізне з&#39;єднання труб, що має поліпшені характеристики при високому крутному моменті
RS60060B1 (sr) Rastavljiva navojna veza sa asimetričnom prevlakom
NZ733578B2 (en) Detachable threaded connection with asymmetric coating
CN101194125B (zh) 用于油田管状元件的螺纹连接件和处理螺纹连接件的方法
RU2676340C1 (ru) Резьбовое соединение &#34;ниппель-муфта с термодиффузионным цинковым покрытием&#34;
Cheta et al. Dimensional Accommodation of Bolt Coating and its Impact on Bolt/Thread Loading Capability
EA047428B1 (ru) Металлическая труба для нефтяной скважины
EA052913B1 (ru) Металлическая труба для нефтяной скважины
EA040030B1 (ru) Композиция, резьбовое соединение для труб, содержащее покрытие из твердой смазки, сформированное из этой композиции, и способ создания резьбового соединения для труб