26 Мар

РАЗРАБОТКА РЕЗЬБОВЫХ СМАЗОК ДЛЯ БУРИЛЬНЫХ И ОБСАДНЫХ ТРУБ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

В процессе проводки наклонно-направленных и горизонтальных скважин бурильные и обсадные трубы   испытывает в основном напряжения растяжения-сжатия, кручения, знакопеременного изгиба, на нее воздействуют силы трения и коррозионно-активный буровой раствор при повышенных температурах и давлениях. При этом наиболее слабым элементом бурильных колонн остается резьбовое соединение.

По нашему мнению, одним из наиболее перспективных методов улучшения технико-экономических показателей бурения является подбор и применение эффективных смазочных материалов для резьбовых соединений бурильной колонны. Кроме того, условия эксплуатации смазок в резьбе ужесточаются с ростом глубин бурения, промывочной жидкости, увеличением давлениями в резьбе и действием ряда других факторов.

В условиях эксплуатации бурильных труб при спуско-подъемных операциях смазки должны:

  • обеспечивать приложение минимального момента и плавный процесс свинчивания, а также облегчать развинчивание резьбовых соединений;
  • предохранять поверхность резьбы от заедания и задиров;
  • надежно разделять трущиеся детали высокопрочной пленкой, способной выдерживать большую удельную нагрузку (до 30 МПа)

Цель данной работы заключается в улучшении показателей бурения скважин путем повышения долговечности и герметичности замковых соединений бурильного инструмента на базе исследования и разработки смазочного материала с высокими эксплуатационными свойствами в широком температурном диапазоне.

Разработана рецептура и технология изготовления смазки СС-2С к резьбовым соединениям бурильных и обсадных труб на основе остаточного масла И-50А и литиевых мыл , высокие показатели триботехнических и механических свойств которой достигаются использованием в ее составе 5% медного нанопорошка.

Одним из основных этапов работы было получение и анализ медного нанопорошка[1,с.34],[2,с.35]. Была собрана экспериментальная установка для получения порошка электрохимическим путем за счет осаждения искомого продукта на медном катоде в присутствии модифицирующих органических веществ на примере изопропилового спирта. Полученный порошок был собран с катода и обработан: проводилось отстаивание образца воде и растворе этилового спирта для очистки от посторонних примесей. Далее проводился анализ полученного порошка следующими методами:

1) рентгено-фазный анализ на рентгеновом дифрактометре Bruker D2 Phaser (рис.1);

2) исследование структуры и количественного состава образца на растровом электронном микроскопе Jeol JSM 6610LV (рис.2).

Исследования на дифрактометре показали наличие в полученном образце нанопорошка меди и его оксидов.                                          Анализ на растровом микроскопе показал

количественный состав молекул меди (92%) и кислорода (6%) в образце порошка.

Рис.1 – Рентгеновский дифрактометр Bruker

Рис.2 – Растровый микроскоп Jeol JSM

Рисунок 3 – Электронные снимки образцов медного нанопорошка

Была предложена композиция смазки СС-2С, проведены промысловые и лабораторные исследования  эксплуатационных характеристик резьбовой смазки:

            1) проверка на трение скольжения на четырех-шариковой машине трения (ЧШМ);

            2) анализ герметичности резьбового соединения на нагнетательной установке (замер предельного давления разгерметизации);

            3) проверка антикоррозионных свойств;

            4) замер температур каплепадения, замерзания и вспышки.

Результаты исследований на машине трения представлены в таблице 1.

Таблица 1  – Результаты исследования на машине трения

Тип смазки СС-2С Р-416
Критическая нагрузка, Н 2210 1100
Нагрузка сваривания, Н 9900 2800
Индекс задира 1640 519
Показания износа, мм 2,4 2,0

По результатам вышеуказанных исследований, полученная нами композиция резьбовой смазки СС-2С показала себя как более пригодная к эксплуатации в различном спектре рабочих условий (применение в зонах Крайнего севера и в Башкирии, в условиях агрессивного воздействия компонентов бурового раствора и при глубоком эксплуатационном бурении, связанного с работой бурильных и обсадных  труб с высокими внешними и внутренними давлениями).

Использованная литература:

  1. Тесакова М.В. Электрохимическоеосаждение, физико-химические свойства и практическое применение ультрадисперсных порошков меди и ее оксидов, 2008. 173 с..
  2. Акпанбаев Р.С. Исследование процесса электролитического получения мелкодисперсного медного порошка в присутствии модифицирующих органических соединений 2010, 115 с.
    РАЗРАБОТКА РЕЗЬБОВЫХ СМАЗОК ДЛЯ БУРИЛЬНЫХ И ОБСАДНЫХ ТРУБ
    В данной статье представлена работа по исследованию и разработке резьбовых смазок для бурильных и обсадных труб. Целью работы было разработка смазочной композиции, повышающего работоспособность и долговечность резьбовых соединений труб. Рассмотрена возможность использования высокодисперсных порошков переходных металлов, как добавку к резьбовой смазке, улучшающей ее эксплуатационные характеристики. Методом электролиза был получен медный порошок, который далее был исследован на фазовый и количественный состав. Разработана композиция резьбовой смазки с содержанием медного нанопорошка, исследованы ее противоизносные свойства . Исследования резьбовой смазки проходили на четырехшариковой машине трения (ЧШМ) и на гидропрессе, на котором определяли герметизирующие свойства смазочных агентов. По результатам экспериментальных исследований можно сделать заключение о том, что использование медного порошка повышает долговечность и герметичность резьбовых соединений.
    Written by: Рахматуллин Валерий Раифович, Асфандиаров Лутфрахман Хабибрахманович, Рахматуллина Гузель Валерьевна, Заляев Олег Абузарович
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 12/22/2016
    Edition: euroasian-science.ru_25-26.03.2016_3(24)
    Available in: Ebook