[go: up one dir, main page]

RU2244094C1 - Connecting sleeve for oil assortment pipes and method for applying iron-zinc cover at threaded portions - Google Patents

Connecting sleeve for oil assortment pipes and method for applying iron-zinc cover at threaded portions Download PDF

Info

Publication number
RU2244094C1
RU2244094C1 RU2003131279/03A RU2003131279A RU2244094C1 RU 2244094 C1 RU2244094 C1 RU 2244094C1 RU 2003131279/03 A RU2003131279/03 A RU 2003131279/03A RU 2003131279 A RU2003131279 A RU 2003131279A RU 2244094 C1 RU2244094 C1 RU 2244094C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zinc
mixture
iron
coupling
diffusion
Prior art date
Application number
RU2003131279/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.С. Арустамов (RU)
С.С. Арустамов
В.С. Евдокимов (RU)
В.С. Евдокимов
Евгений Васильевич Проскуркин (UA)
Евгений Васильевич Проскуркин
Original Assignee
Арустамов Сергей Сергеевич
Евдокимов Виталий Семенович
Евгений Васильевич Проскуркин
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 Арустамов Сергей Сергеевич, Евдокимов Виталий Семенович, Евгений Васильевич Проскуркин filed Critical Арустамов Сергей Сергеевич
Priority to RU2003131279/03A priority Critical patent/RU2244094C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2244094C1 publication Critical patent/RU2244094C1/en

Links

Landscapes

  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry.
SUBSTANCE: device has body with two threaded portions, on which protective layer is applied of alloy including iron and zinc. Iron and zinc are present in alloy in relation from 0.0638 to 03330 for thickness of covering layer of 20-100 micrometers. Micro-hardness of cover determined from method of restored print of four-sided pyramid is within limits of 3360-5250 MPa. Such cover may be received on threaded portions of connecting sleeve by method of diffusive zinc-plating. Zinc-plating is performed in container filled with diffusive mixture containing mixture of zinc powder having graininess of 0.1-0.5 mm and quartz powder with graininess of 0.15-0.70 mm. Process of diffusive zinc-plating is performed by isothermal exposure to temperature of 430°-450°C during 1.5-3 hours with following air cooling. Before filling container with diffusive mixture it is stirred for granting smooth form to mixture particles.
EFFECT: higher durability and impermeability.
2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к конструкции муфт для соединения труб нефтяного сортамента, используемых преимущественно при бурении и обустройстве нефтяных и газовых скважин, а именно насосно-компрессорных труб (НКТ) диаметром 60-114 мм, обсадных труб диаметром 114-508 мм и других.The invention relates to the design of couplings for joining oil assortment pipes, used mainly for drilling and equipping oil and gas wells, namely tubing pipes with a diameter of 60-114 mm, casing pipes with a diameter of 114-508 mm and others.

Соединительные муфты в трубной колонне должны отвечать требованиям высокой устойчивости против коррозии и условию хорошей многократной свинчиваемости.The couplings in the pipe string must meet the requirements of high corrosion resistance and the condition of good multiple make-up.

Известно, что по трубам нефтяного сортамента транспортируется под большим давлением многокомпонентная нефтесодержащая среда, состоящая из нефти, газа, воды и различных примесей, в виде взвешенных твердых частиц, под действием которых происходит интенсивная коррозия и абразивный износ металла труб и муфт. При этом наибольшему коррозионно-эрозионному износу подвергаются резьбовые соединения насосно-компрессорных труб, что приводит к размыву резьбы, нарушению герметичности резьбового соединения sec;труба-муфтаsec; и в конечном итоге к разгерметизации колонн труб и остановке скважин.It is known that a multicomponent oil-containing medium consisting of oil, gas, water and various impurities, in the form of suspended solid particles, under the influence of which intense corrosion and abrasive metal wear of pipes and couplings is transported under high pressure pipes, is transported under high pressure. In this case, threaded connections of tubing are subjected to the greatest corrosion and erosion wear, which leads to erosion of the thread, a violation of the tightness of the threaded connection sec; pipe-couplingsec; and ultimately to depressurization of pipe columns and shutdown of wells.

Известно применение оцинкованных труб, в которых резьбовые участки подвергают специальной термической обработке. В этом случае после термической обработки резьбовых участков образуется структурно однородное цинковое покрытие (см., например, Проскуркин Е.В., Горбунов Н.С. Диффузионные цинковые покрытия. М.: Металлургия, 1972, с.248).It is known to use galvanized pipes in which threaded sections are subjected to special heat treatment. In this case, after heat treatment of the threaded sections, a structurally homogeneous zinc coating is formed (see, for example, Proskurkin EV, Gorbunov NS Diffusion zinc coatings. M: Metallurgy, 1972, p. 248).

Недостатком такой муфты является малая твердость полученного цинкового покрытия, ведущая к быстрому износу резьбы соединительной муфты.The disadvantage of this coupling is the low hardness of the obtained zinc coating, leading to rapid wear of the thread of the coupling.

Наиболее близкой по техническому результату к заявленной соединительной муфте является соединительная муфта с термооцинкованным резьбовым участком. Указанный участок покрыт интерметаллическим слоем из алюможелезоцинкового сплава, толщина которого составляет 1-3 мкм (патент РФ №2049150, опублик. 27.11.95).Closest to the technical result of the claimed coupling is a coupling with a thermo-galvanized threaded section. The specified area is covered with an intermetallic layer of aluminum-iron-zinc alloy, the thickness of which is 1-3 microns (RF patent No. 2049150, published. 27.11.95).

Известная муфта обладает хорошими антикоррозионными свойствами, но имеет недостаточную микротвердость резьбовых участков, что ведет к быстрому износу резьбового соединения.The known coupling has good anti-corrosion properties, but has insufficient microhardness of the threaded sections, which leads to rapid wear of the threaded connection.

Техническая задача, решаемая заявленным изобретением - повышение износостойкости и герметичности муфтовых участков труб нефтяного сортамента, используемых при бурении, обустройстве и эксплуатации нефтяных и газовых скважин.The technical problem solved by the claimed invention is to increase the wear resistance and tightness of the coupling sections of oil assortment pipes used in the drilling, construction and operation of oil and gas wells.

Поставленная задача решается тем, что в соединительной муфте для труб, включающей корпус с двумя участками резьбы, на которых нанесен защитный слой из сплава, содержащего железо и цинк, защитный слой содержит железо и цинк в соотношении от 0,0638 до 0,3330 при толщине слоя покрытия 20-100 мкм, при этом микротвердость покрытия, определенная по методу восстановленного отпечатка четырехгранной пирамиды (по Виккерсу), находится в пределах 3360-5250 МПа.The problem is solved in that in the pipe joint, which includes a housing with two thread sections, on which a protective layer of an alloy containing iron and zinc is applied, the protective layer contains iron and zinc in a ratio of 0.0638 to 0.3330 with a thickness a coating layer of 20-100 μm, while the microhardness of the coating, determined by the method of the reconstructed imprint of the tetrahedral pyramid (according to Vickers), is in the range of 3360-5250 MPa.

Получение такого покрытия на резьбовых участках соединительной муфты для труб достигается применением способа диффузионного цинкования стального корпуса с участками резьбы соединительной муфты, при котором диффузионное цинкование производят в контейнере, заполненном диффузионной смесью, содержащей смесь цинкового порошка зернистостью 0,1-0,5 мм и кварцевого песка зернистостью 0,15-0,70 мм, при этом процесс диффузионного цинкования проводят путем изотермической выдержки при температуре 430-450°С в течение от 1,5 до 3 часов с последующим охлаждением на воздухе.Obtaining such a coating on the threaded sections of the pipe coupling is achieved by using the diffusion galvanizing method of the steel body with the threads of the coupling, in which diffusion galvanizing is carried out in a container filled with a diffusion mixture containing a mixture of zinc powder with a grain size of 0.1-0.5 mm and quartz sand with a grain size of 0.15-0.70 mm, while the diffusion galvanizing process is carried out by isothermal exposure at a temperature of 430-450 ° C for 1.5 to 3 hours, followed by cooling air Niemi.

Предпочтительно перед заполнением контейнера диффузионной смесью указанную смесь перемешивать для придания ее частицам ее компонентов окатанной формы.Preferably, before filling the container with the diffusion mixture, the mixture is stirred to give the particles of its components a rounded shape.

Технический результат от применения предложенной соединительной муфты заключается в увеличении срока ее службы и, как следствие, в повышении производительности работ и снижении эксплуатационных расходов.The technical result from the application of the proposed coupling is to increase its service life and, as a result, to increase productivity and reduce operating costs.

Соединительная муфта для труб состоит из корпуса с двумя участками резьбы, на которых нанесен защитный слой из сплава, включающего железо и цинк. Соединительная муфта может содержать два участка с внутренней резьбой, или оба участка соединительной резьбы могут быть выполнены на наружном диаметре соединительной муфты. При необходимости один из участков может быть выполнен с внутренней резьбой, а второй участок - с наружной резьбой.The pipe coupling consists of a body with two thread sections, on which a protective layer of an alloy comprising iron and zinc is applied. The coupling may comprise two sections with an internal thread, or both sections of the connecting thread may be formed on the outer diameter of the coupling. If necessary, one of the sections can be performed with an internal thread, and the second section with an external thread.

Защитный слой из железоцинкового сплава содержит железо и цинк в соотношении от 0,0638 до 0,3330 при толщине слоя покрытия от 20 до 100 мкм. При этом микротвердость покрытия, определенная по методу восстановленного отпечатка четырехгранной пирамиды (по Виккерсу), находится в пределах 3360-5250 МПа.The protective layer of iron-zinc alloy contains iron and zinc in a ratio of 0.0638 to 0.3330 with a coating layer thickness of 20 to 100 microns. In this case, the microhardness of the coating, determined by the method of the reconstructed imprint of the tetrahedral pyramid (according to Vickers), is in the range of 3360-5250 MPa.

Защитный слой из железоцинкового сплава с указанными техническими характеристиками не склонен к старению, что свойственно защитным слоям из полимерных материалов.The protective layer of iron-zinc alloy with the specified technical characteristics is not prone to aging, which is characteristic of protective layers of polymeric materials.

Цинковая составляющая железоцинкового сплава обеспечивает ему достаточную пластичность, протекторные свойства и выполняет роль твердой смазки при свинчивании муфты с трубой.The zinc component of the iron-zinc alloy provides it with sufficient ductility, tread properties and acts as a solid lubricant when screwing the coupling with the pipe.

Для получения защитного слоя на поверхности соединительной муфты, изготовленной из стальной заготовки путем механической обработки, стальную муфту загружают в контейнер с диффузионной смесью. Диффузионная смесь состоит из смеси цинкового порошка зернистостью 0,1-0,5 мм и кварцевого песка зернистостью 0,15-0,70 мм.To obtain a protective layer on the surface of the coupling made of a steel billet by machining, the steel coupling is loaded into a container with a diffusion mixture. The diffusion mixture consists of a mixture of zinc powder with a grain of 0.1-0.5 mm and silica sand with a grain of 0.15-0.70 mm.

Для приготовления диффузионной смеси использовался цинковый порошок с процентным содержанием цинка 98,7-99,975, свинца 1,0-0,013, железа 0,05-0,005 и алюминия 0,01-0,005. Цинковый порошок приготавливали методом распыления из чушкового цинка.To prepare the diffusion mixture, zinc powder with a percentage of zinc of 98.7-99.975, lead 1.0-0.013, iron 0.05-0.005 and aluminum 0.01-0.005 was used. Zinc powder was prepared by spraying from pig zinc.

Диффузионную смесь перемешивают в мешалке для получения скатанной формы частиц и просеивают через сито с размером ячейки 0,5 мм. Контейнер с диффузионной смесью, в которую погружена обрабатываемая муфта, загружают в печь и проводят диффузионное цинкование путем изотермической выдержки при температуре 430-450°С в течение от 1,5 до 3 часов с последующим охлаждением на воздухе. В зависимости от температуры, размеров муфты, времени выдержки и других параметров, защитный слой из железоцинкового сплава будет содержать железо и цинк в соотношении от 0,0638 до 0,3330. Толщина слоя покрытия в зависимости от времени изотермической выдержки может быть получена в пределах от 20 до 100 мкм.The diffusion mixture is stirred in a mixer to obtain a rolled particle shape and sieved through a sieve with a mesh size of 0.5 mm A container with a diffusion mixture into which the processed coupling is immersed is loaded into the furnace and diffusion galvanizing is carried out by isothermal holding at a temperature of 430-450 ° C for 1.5 to 3 hours, followed by cooling in air. Depending on the temperature, size of the coupling, holding time and other parameters, the protective layer of iron-zinc alloy will contain iron and zinc in a ratio of 0.0638 to 0.3330. The thickness of the coating layer depending on the time of isothermal exposure can be obtained in the range from 20 to 100 microns.

В таблице 1 приведены результаты измерения микротвердости поверхностного защитного слоя для различных материалов. Измерение микротвердости проводили вдавливанием алмазных наконечников по ГОСТ 9450-76 sec;Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечниковsec;. Настоящий стандарт определяет измерение микротвердости металлов и сплавов методом восстановленного отпечатка четырехгранной пирамидой с квадратным основанием (по Виккерсу). Этот метод является стандартным при измерении защитных слоев, в частности из железоцинкового сплава. Нагрузка на индентор при измерении микротвердости составляла 10 г.Table 1 shows the microhardness measurements of the surface protective layer for various materials. The microhardness was measured by indentation of diamond tips according to GOST 9450-76 sec; The microhardness was measured by indentation of diamond tipssec ;. This standard defines the measurement of the microhardness of metals and alloys by the method of reconstructed imprint of a tetrahedral pyramid with a square base (according to Vickers). This method is standard when measuring protective layers, in particular from a zinc-iron alloy. The load on the indenter when measuring the microhardness was 10 g.

Таблица 1.Table 1. №п/пNo. Вид (тип) защитного слояType (type) of protective layer Микротвердость защитного слоя, (МПа)Microhardness of the protective layer, (MPa) 1.1. Слой из железоцинкового сплаваZinc alloy layer 3360-52503360-5250 2.2. Гальванический цинковый слойGalvanic zinc layer 300-380300-380 3.3. Металлизационный цинковый слойZinc Plating 200-280200-280 4.4. Фосфатный защитный слойPhosphate protective layer 150-250150-250 5.5. Сталь 5СПSteel 5SP 1422-14701422-1470 6.6. Сталь 20Steel 20 2265-25402265-2540 7.7. Сталь 22А sec;селектsec;Steel 22A sec; selectsec; 3138-31873138-3187

Из вышеприведенной таблицы видно, что предлагаемая соединительная муфта и способ ее изготовления позволяют получить заявленный технический результат, заключающийся в увеличении срока службы соединительных муфт для труб нефтяного сортамента, повышении производительности нефтегазовых скважин и снижении стоимости работ по добыче нефти и газа.From the above table it can be seen that the proposed coupling and the method of its manufacture allow to obtain the claimed technical result, which consists in increasing the service life of the couplings for oil grade pipes, increasing the productivity of oil and gas wells and reducing the cost of oil and gas production.

Совершенно очевидно, что заявленная соединительная муфта может быть использована не только при соединении труб нефтяного сортамента, но и в других случаях при перекачке коррозионных и эрозионных жидких сред, например при перекачке пульпы в горном деле и строительстве и т.п.It is quite obvious that the claimed coupling can be used not only when connecting oil grade pipes, but also in other cases when pumping corrosive and erosive liquids, for example, when pumping pulp in mining and construction, etc.

Claims (3)

1. Соединительная муфта труб нефтяного сортамента, включающая корпус с двумя участками резьбы, на которых нанесен защитный слой из сплава, включающего железо и цинк, отличающаяся тем, что защитный слой содержит железо и цинк в соотношении от 0,0638 до 0,3330 при толщине слоя покрытия 20-100 мкм, при этом микротвердость покрытия, определенная по методу восстановленного отпечатка четырехгранной пирамиды (по Виккерсу), находится в пределах 3360-5250 МПа.1. The coupling of the pipes of the oil assortment, comprising a housing with two thread sections, on which a protective layer of an alloy comprising iron and zinc is applied, characterized in that the protective layer contains iron and zinc in a ratio of 0.0638 to 0.3330 with a thickness a coating layer of 20-100 μm, while the microhardness of the coating, determined by the method of the reconstructed imprint of the tetrahedral pyramid (according to Vickers), is in the range of 3360-5250 MPa. 2. Способ получения железоцинкового покрытия на резьбовых участках соединительной муфты для труб, заключающийся в диффузионном цинковании стального корпуса с участками резьбы соединительной муфты, отличающийся тем, что диффузионное цинкование производят в контейнере, заполненном диффузионной смесью, содержащей смесь цинкового порошка зернистостью 0,1-0,5 мм и кварцевого песка зернистостью 0,15-0,70 мм, при этом процесс диффузионного цинкования проводят путем изотермической выдержки при температуре 430-450°С в течение от 1,5 до 3 ч с последующим охлаждением на воздухе.2. A method of producing an iron-zinc coating on the threaded portions of the pipe coupling, comprising diffusion galvanizing a steel body with thread portions of the coupling, characterized in that the diffusion galvanizing is carried out in a container filled with a diffusion mixture containing a zinc powder mixture with a grain size of 0.1-0 5 mm and silica sand with a grain size of 0.15-0.70 mm, while the diffusion galvanizing process is carried out by isothermal exposure at a temperature of 430-450 ° C for from 1.5 to 3 hours, followed by hlazhdeniem air. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что перед заполнением контейнера диффузионной смесью указанную смесь перемешивают для придания ее частицам окатанной формы.3. The method according to claim 2, characterized in that before filling the container with a diffusion mixture, said mixture is mixed to give its particles a rounded shape.
RU2003131279/03A 2003-10-27 2003-10-27 Connecting sleeve for oil assortment pipes and method for applying iron-zinc cover at threaded portions RU2244094C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003131279/03A RU2244094C1 (en) 2003-10-27 2003-10-27 Connecting sleeve for oil assortment pipes and method for applying iron-zinc cover at threaded portions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003131279/03A RU2244094C1 (en) 2003-10-27 2003-10-27 Connecting sleeve for oil assortment pipes and method for applying iron-zinc cover at threaded portions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2244094C1 true RU2244094C1 (en) 2005-01-10

Family

ID=34881960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003131279/03A RU2244094C1 (en) 2003-10-27 2003-10-27 Connecting sleeve for oil assortment pipes and method for applying iron-zinc cover at threaded portions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2244094C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507300C2 (en) * 2012-05-02 2014-02-20 ОАО "Первоуральский новотрубный завод" Application method of thermal diffusion zinc coating, and coupling with thermal diffusion zinc coating
RU2608454C1 (en) * 2015-12-09 2017-01-18 ЭкссонМобил Рисерч энд Энджиниринг Компани Coated coupling device for operation in gas and oil wells
RU2676340C1 (en) * 2017-12-04 2018-12-28 Публичное акционерное общество "Трубная металлургическая компания" (ПАО "ТМК") Nipple-coupling threaded connection with thermodiffusion zinc coating

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507300C2 (en) * 2012-05-02 2014-02-20 ОАО "Первоуральский новотрубный завод" Application method of thermal diffusion zinc coating, and coupling with thermal diffusion zinc coating
RU2608454C1 (en) * 2015-12-09 2017-01-18 ЭкссонМобил Рисерч энд Энджиниринг Компани Coated coupling device for operation in gas and oil wells
RU2676340C1 (en) * 2017-12-04 2018-12-28 Публичное акционерное общество "Трубная металлургическая компания" (ПАО "ТМК") Nipple-coupling threaded connection with thermodiffusion zinc coating

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6893978B2 (en) Manufacturing method of threaded joints for pipes and threaded joints for pipes
CN1240957C (en) Threaded joint for steel tube
EP3396223B1 (en) Threaded connection for pipe or tube and method for producing the threaded connection for pipe or tube
DE60005416T2 (en) Thermal spray coating for valve seats and valve slide
RU2333292C2 (en) Conditioning of surface prior to chemical conversion treatment of steel part
WO1996010710A1 (en) Steel pipe joint having high galling resistance and surface treatment method thereof
DE10324279B4 (en) Use of FeC alloy to renew the surface of cylinder liners
RO121489B1 (en) Threaded joint for steel pipe and process for surface treatment thereof
EA015144B1 (en) Screw joint for steel pipe
EP3480504A1 (en) Screw joint for pipe and manufacturing method for screw joint for pipe
RU2244094C1 (en) Connecting sleeve for oil assortment pipes and method for applying iron-zinc cover at threaded portions
AU2017346799B2 (en) Threaded connection for pipe and method for producing threaded connection for pipe
Amsallem et al. The unlubricated frictional behaviour of sintered iron
DE102010055162A1 (en) Coating and coated casting component
JPH08233164A (en) Screw joint with excellent seizure resistance under non-lubrication
EA013333B1 (en) Novel treating method design method for tubular connections
DE19711756A1 (en) Coating light metal alloy workpiece
JPH08233163A (en) Screw joint with excellent seizure resistance under non-lubrication
CN108642438A (en) A kind of metal surface alloy co-penetration technology
JPH08105582A (en) Surface treatment method for steel pipe joint made of high Cr alloy steel with excellent galling resistance
RU2284368C1 (en) Method of forming protective diffusion coat on external and internal surfaces of tube and its threaded parts and oil well tubing
BRPI0815375B1 (en) Tribological system composed of a base body and an opposite body and opposite body to a tribological system
RU2384789C1 (en) Connection of corrosion-resistant casing or lifting pipes and method of connection fabrication
WO2024154524A1 (en) Metal pipe for oil wells
WO2024180941A1 (en) Metal pipe for oil wells, and composition for forming lubricant coating layer for said metal pipe for oil wells

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051028

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20071110

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171028