[发明专利]油井用金属管

说明书

提供一种可兼顾高屈服扭矩和优异的耐磨损性的油井用金属管。本公开的油井用金属管具备管主体。管主体包括形成于第一端部(10A)的公扣部(40)和形成于第二端部的母扣部。在公扣部(40)的公扣部接触表面(400)和母扣部的母扣部接触表面中的一者即第一接触表面形成有镀层，镀层上形成有固体润滑层。公扣部接触表面(400)和母扣部接触表面中的另一者、即第二接触表面的算术平均偏差Ra为0.5～10.0μm，第二接触表面上形成有半固态或液态的防锈覆膜(80)。

技术领域

本公开涉及一种油井用金属管(an oil-well metal pipe)。

背景技术

油井用金属管被用于油田或天然气田(以下将油田和天然气田总称为“油井”)的开采。油井用金属管具有螺纹接头。在油井钻井现场，根据油井的深度，连接多根油井用金属管，形成油井管连结体。油井管连结体通过将油井用金属管彼此紧螺纹而形成。油井管连结体为了检查等而拉起，松螺纹；检查后，重新紧螺纹，再次使用。

油井用金属管具备公扣部和母扣部。公扣部在油井用金属管的端部外周面具有公扣部接触表面，该公扣部接触表面包含外螺纹部。母扣部在油井用金属管的端部内周面具有母扣部接触表面，该母扣部接触表面包含内螺纹部。

公扣部接触表面和母扣部接触表面在油井用金属管紧螺纹和松螺纹时，会反复受到强摩擦。如果公扣部接触表面和母扣部接触表面没有足够的针对摩擦的耐久性，则在反复紧螺纹和松螺纹时会发生粘扣(不可修复的磨损)。因此，油井用金属管要求足够的针对摩擦的耐久性，即要求有优异的耐磨损性。

以往，为了提高耐磨损性，使用被称作涂料的含重金属的复合润滑脂。通过在公扣部接触表面和/或母扣部接触表面涂布复合润滑脂，可以改善油井用金属管的耐磨损性。但是，复合润滑脂中所含的Pb、Zn和Cu等重金属可能对环境造成影响。因此，期望开发一种即使不使用复合润滑脂也耐磨损性优异的油井用金属管。

为此，提出了采用固体润滑覆膜来代替复合润滑脂的技术。例如，国际公开第2009/072486号(专利文献1)中提出的管螺纹接头在母扣部接触表面形成固体润滑覆膜，在公扣部接触表面形成由紫外线固化树脂构成的固体防腐蚀覆膜。该文献认为，通过固体润滑覆膜，即使反复进行紧螺纹和松螺纹也可以抑制磨损发生。

另一方面，将多个油井用金属管紧固而成的油井管连结体压入油井内时，将油井管连结体旋转压入。而埋藏有石油的地层(油层)是沿水平方向而不是竖直方向延伸。为此，出于覆盖大范围油层提高石油生产效率的目的，采用倾斜钻井、水平钻井之类石油钻井技术的情况不断增加。在倾斜钻井和水平钻井中，使油井管连结体在地下弯曲，使该油井管连结体的下端部沿倾斜方向或水平方向延伸。油井沿水平方向或倾斜方向延伸的情况下，水平方向上的长度和倾斜方向上的长度越长，压入油井管连结体所需的旋转扭矩就越高。负载有这种高旋转扭矩时，存在如果油井用金属管发生塑性变形，就无法维持高气密性能的情况。因此，需求一种即使在负载有高旋转扭矩时也不易发生塑性变形的、换言之具有高屈服扭矩的油井用金属管。

在此，屈服扭矩如下定义。图1是示出紧固油井用金属管时的油井用金属管的转数与扭矩的关系的图。参见图1，对油井用金属管紧螺纹时，最初扭矩与转数成比例地缓慢上升。而进一步紧螺纹时，油井用金属管的台肩部彼此接触。此时的扭矩称作台肩扭矩Ts。达到台肩扭矩Ts后，如果进一步紧螺纹，则扭矩与转数成比例地急剧上升。在扭矩达到规定值(紧固扭矩To)时，紧固完成。在紧固扭矩To下，公扣部接触表面与母扣部接触表面以合适的表面压力干涉配合。在这种情况下，多个油井用金属管紧固而形成的油井管连结体的气密性高。但是，如果油井用金属管所负载的扭矩进一步升高，则存在公扣部和母扣部局部屈服，发生塑性变形的情况。此时的扭矩称作屈服扭矩Ty。