Неотверждаемый герметик

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к неотверждаемым герметикам для резьбовых соединений труб нефтяного сортамента, подвергаемых "свинчиванию-развинчиванию" и изгибу, в частности бурильных и насосно-компрессорных труб при строительстве и эксплуатации скважин. Неотверждаемый герметик включает в мас.% герметизирующую смазку Р-113 или Р-416 на маслосиликоновой основе - 98,0-99,5 и демпфирующую добавку - вспученный вермикулитовый песок фракции 0,3-1,0 мм - остальное. При использовании данного неотверждаемого герметика повышается герметизирующая способность резьбовых соединений в скважине и снижаются энергетические затраты на "свинчивание-развинчивание". 1 табл.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к веществам, используемым для герметизации резьбовых соединений труб нефтяного сортамента, подвергаемых «свинчиванию-развинчиванию» и изгибу, в частности бурильных и насосно-компрессорных труб при строительстве и эксплуатации скважин.

Наиболее близким по технической сущности и назначению к предлагаемому изобретению является неотверждаемый герметик для резьбовых соединений труб нефтяного сортамента, включающий герметизирующую смазку Р-113 или Р-416 на маслосиликоновой основе [ТУ 301-04-020-92 - МГО ТЕХНОХИМ]. К существенным недостаткам указанного неотверждаемого герметика следует отнести низкую герметичность резьбовых соединений, в т.ч. при отборе флюида, и высокие энергетические затраты на «свинчивание-развинчивание» при компоновке и замене труб.

При создании изобретения решалась задача повышения герметизирующей способности резьбовых соединений в скважине и снижения энергетических затрат на «свинчивание-развинчивание».

Решение поставленной задачи достигается тем, что неотверждаемый герметик для резьбовых соединений труб нефтяного сортамента, включающий герметизирующую смазку Р-113 или Р-416 на маслосиликоновой основе, дополнительно содержит демпфирующую добавку - вспученный вермикулитовый песок фракции 0,3-1,0 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Герметизирующая смазка Р-113 или Р-416	98,0-99,5
Демпфирующая добавка - вспученный
вермикулитовый песок фракции 0,3-1,0 мм	остальное

В соответствии с ТУ 38-101-708-78 герметизирующая смазка Р-113 включает 35 мас.% основы (силиконовая жидкость - 19,8 мас.%, машинное масло СУ - 8,8 мас.%, загуститель - 6,4 мас.%) и 65 мас.% наполнителей (свинцовый порошок - 58 мас.%, свинцовый сурик - 2,0 мас.%, сернистый свинец - 5,0 мас.%). Смазка Р-416 в соответствии с тем же ТУ включает 35 мас.% основы (масло МВП или веретенное - 24,3 мас.%, машинное масло СУ - 3,5 мас.%, загуститель - 6,4 мас.%, присадки - 0,8 мас.%) и 65 мас.% наполнителей (свинцовый порошок - 58 мас.%, свинцовый сурик - 2,0 мас.%, сернистый свинец - 5,0 мас.%).

Для сравнительных испытаний были взяты два известных неотверждаемых герметика для резьбовых соединений труб нефтяного сортамента на маслосиликоновой основе (Р-113 и Р-416) и с использованием их приготовлены шесть составов неотверждаемого герметика согласно изобретению (Р-113 и Р-416 с демпфирующей добавкой - вспученным вермикулитовым песком фракции 0,3-1,0 мм) с граничным и средним содержанием компонентов. Приготовление неотверждаемого герметика осуществлялось обычным способом в мешалке лопастного типа путем смешения компонентов в заданном соотношении. Методика определения герметизирующей способности сводилась к следующему. Неотверждаемый герметик наносился на резьбовое соединение образца ⊘ 114 мм насосно-компрессорной трубы, заваренного с одного конца и со штуцером - с другого конца. Затем образец погружался в водяную ванну со ступенчатым нагревом до 90°С, после чего через штуцер газом создавалось внутритрубное давление. По максимально выдержанному давлению (с появлением пузырьков газа в ванне) оценивалась герметизирующая способность герметика. Энергетические затраты на «свинчивание-развинчивание» оценивались по крутящему моменту после снижения температуры до исходной, соответствующей температуре нанесения смазки и имитирующей процесс «свинчивания-развинчивания» при замене или компоновке труб на поверхности.

Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что предлагаемый неотверждаемый герметик с оптимальным соотношением компонентов обладает лучшими свойствами, чем известный, а именно: в среднем герметизирующая способность возросла на 40%, а крутящий момент снизился на 35%.

Механизм повышения герметизирующей способности обусловлен температурным расширением «защемленного» воздуха в слоях вспученного вермикулитового песка, упрочняющего связь герметика с поверхностью резьбы при спуске колонны труб в скважину в соответствии с геотермическим коэффициентом, а снижение крутящего момента при «свинчивании-развинчивании», напротив, обусловлено температурным сжатием герметика при извлечении колонны труб на поверхность. Снижению крутящего момента способствует и слоистая структура вермикулитового песка.

Таблица Сравнительные результаты испытания известного и предлагаемого неотверждаемого герметика
№ п/п	Состав герметика, мас.%	Максимальное давление опрессовки газом при 90°С, МПа	Крутящий момент, кгс·м	Примечания
Р-113	Р-416	Вспученный вермикулитовый песок
1	2	3	4	5	6	7
Известный неотверждаемый герметик
1	100,0	-	-	10,3	60
2	-	100,0	-	11,0	55
Предлагаемый неотверждаемый герметик
3	98,0	-	2,0	15,5	28	При содержании компонентов выше верхнего предела снижается герметичность, а при содержании компонентов ниже нижнего предела увеличивается крутящий момент
4	99,0	-	1,0	14,5	40
5	99,5	-	0,5	13,0	44
6	-	98,0	2,0	16,8	24
7	-	99,0	1,0	14,9	35
8	-	99,5	0,5	13,4	38

Неотверждаемый герметик резьбовых соединений труб нефтяного сортамента, включающий герметизирующую смазку Р-113 или Р-416 на маслосиликоновой основе, отличающийся тем, что дополнительно содержит демпфирующую добавку - вспученный вермикулитовый песок фракции 0,3-1,0 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Герметизирующая смазка Р-113 или Р-416	98,0-99,5
Демпфирующая добавка - вспученный
вермикулитовый песок фракции 0,3-1,0 мм	Остальное