[发明专利]钢管用螺纹接头

说明书

技术领域

本发明涉及润滑性能和防锈性能优异的钢管用螺纹接头。本发明涉及的钢管用螺纹接头，即使在保存环境严酷的情况下也显示出充分的防锈性能，并且对油井管的连结具备充分的润滑性能，并且也能够利用于简单的修复，因此特别适合用于油井管(OCTG：Oil Country Tubular Goods)的连结。

本申请基于2012年06月07日在日本提出的专利申请2012-130134号要求优先权，将其内容援引于此。

背景技术

用于原油、柴油的采掘的油井钻探所使用的油井管(例如，在内部流动原油等流体的配管(tubing)、以及包围配管的套管(casing)等)，一般而言长度为十多米，成为到达油井的长度为止使用螺纹接头进行连接。以往，油井的深度为2000～3000m。然而，在近年来的海洋油田等的深油井中，有时油井的深度到达8000～10000m或其以上。

对于油井管的连结所使用的钢管用螺纹接头，在其使用环境下，承受起因于油井管和螺纹接头自身重量的轴向拉伸力等的载荷、内外面压力等的复合的压力、以及由地下的热带来的作用。因此，对于上述螺纹接头，要求即使在这样严酷的环境下也能够不破损地保持油井管的气密性。

图1是示意性地表示油井管A与作为螺纹接头部件的接箍B的组装状态的图。油井管A在其两端的外表面，形成具有外螺纹11(参照图2)的销(pin)1。接箍B在其两端的内表面，形成具有内螺纹21(参照图2)的套筒(box)2。油井管A的一端事先与接箍B的一端拧紧。

图2是示意性地表示油井管A的连结所使用的典型的螺纹接头(也被称为特殊螺纹接头)的销-套筒结构的详情的图。销1是具有外螺纹11的接头元件，典型地形成于油井管A的端部。套筒2是具有内螺纹21的接头元件，典型地形成于螺纹接头部件(接箍B)的内表面。销1除了外螺纹11以外，还具备位于比该螺纹部靠钢管顶端侧的密封部13和台肩部14。与此对应，套筒2除了内螺纹21以外，在比该螺纹部靠内侧还具备密封部23、和销1的台肩部14抵接的台肩部24。销1和套筒2的各密封部13、23及台肩部14、24是钢管用螺纹接头的无螺纹金属接触部。标记12表示销1的顶端的凸缘部，标记31表示销1和套筒2未接触的部分(拧紧时渗出的油积存的部分)。

将油井管A的一端插入接箍B，将外螺纹11和内螺纹21拧紧，由此使销1的密封部13与套筒2的密封部23以适当干涉量抵接而形成金属密封。通过该金属密封，确保由接箍B连结的油井管A的气密性。在这种螺纹接头中，特别是在密封部13和23容易发生被称为擦伤(galling)的不可修复的咬死。

在配管、套管向油井降下的操作时，有时由于各种障碍使一次连结了的螺纹接头松开，将其从油井中暂时提起后再次连结并降下。API(美国石油协会)要求即使在配管接头进行10次、在套管接头进行3次拧紧(make up)和松开(break out)也不发生擦伤，并且保持油井管的气密性的意义下的耐擦伤性和气密性。

为了谋求连结时的气密性和耐擦伤性的提高，以往含有重金属粉的粘稠的液态润滑剂(被称为「复合脂」)被涂布于螺纹接缝的接触表面(螺纹部和无螺纹金属接触部)。在API标准BUL5A2中规定了那样的复合脂。复合脂还能发挥防止已涂布的接触表面的生锈这一防锈性能。

但是，复合脂含有大量锌、铅和铜等重金属粉，因此有可能在螺纹接头的连结时涂布的脂被冲走、或溢出到外面，特别是铅等的有害的重金属对环境(特别是海洋生物)造成不利影响。另外，通过复合脂的涂布操作而使操作环境恶化，因此，也担心涂布操作带来的对人体的不利影响。因此，需求能够不使用复合脂而发挥优异的耐擦伤性的钢管用螺纹接头。

作为能够不涂布复合脂而用于油井管连结的螺纹接头，至今为止已经提出了许多由固体润滑被膜被覆了钢管用螺纹接头的接触表面的螺纹接头，所述固体润滑被膜由含有二硫化钼、石墨等的润滑性粉末的有机系或无机系树脂构成。

如上所述，在具有密封部的钢管用螺纹接头中，特别是在密封部容易发生咬死，因此需要确保密封部的防锈。因为如果产生锈则容易引起咬死。另外，密封部的形状由于腐蚀而变化会导致气密性能的下降。在不涂布复合脂的钢管用螺纹接头的情况下，由复合脂带来的防锈性能不发挥作用，因此密封部的防锈变得更加重要。但是，上述的固体润滑被膜在严酷的腐蚀环境中长期保存的情况下，对于防止包含密封部在内的接头的切削加工部位的生锈不具有充分的防锈性。