润滑被膜形成用组合物及钢管用螺纹接头的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及润滑被膜形成用组合物以及钢管用螺纹接头。
[0002] 本申请基于2013年9月2日在日本申请的特愿2013-181623号主张优先权，将其内 容引用至本文中。
【背景技术】
[0003] 用于油井钻探、并具有在其内部流动原油等流体的油管和包围该油管的套管的油 井管，一般而言，是通过将长度为十数米左右的钢管现场利用螺纹接头进行连结而组装成 的。通常，油井的深度为2000m~3000m，但近年来的海洋油田等的深油井中，甚至达到8000m ~10000m〇
[0004] 对于连结油井管的钢管用螺纹接头，除了在使用环境下起因于油井管和接头本身 的重量的轴向张力以外，内外表面压力的复合压力、以及热也起作用。因此，对于钢管用螺 纹接头，要求即使在这样的苛刻的环境下也不破损而保持气密性。
[0005] 进一步，在油管和套管的降下作业时，有时将一次连结了的接头松开而再次重新 连结。API (美国石油协会)要求，对于油管接头，即使进行10次抒紧(make up)、松脱(break up)，对于套管接头，即使进行3次抒紧(make up)、松脱(break up)，也不发生被称为过度磨 损(g a 11 i n g)的不能修复的咬死，保持气密性。
[0006] 作为密封性优异的钢管用螺纹接头，有销-套筒结构的螺纹接头，通过使在钢管的 管端外表面形成的具备雄螺纹部和无螺纹金属接触部(密封部和肩部)的销、与在内面形成 的具有雌螺纹部和无螺纹金属接触部(密封部和肩部）的其它构件的接箍的套筒进行嵌合 螺合，从而使两无螺纹金属接触部的密封部彼此进行嵌合抵接。
[0007] 对于成为嵌合部的螺纹部和无螺纹金属接触部，为了提高润滑性和气密性，在拧 紧之前，涂布大量含有Pb、Zn等重金属粉的被称为复合润滑脂的润滑脂润滑油。为了使该复 合润滑脂的保持性良好，也进行了对钢管用螺纹接头的嵌合部实施增大表面粗糙度的表面 处理(例如，磷酸盐处理）。对于复合润滑脂，除了气密性和润滑性以外，防锈性也优异，可以 在保存时保护可能曝露于严苛环境的螺纹接头不受锈影响。
[0008] 可是，以1998年与东北大西洋的防止海洋污染相关的奥斯陆-巴黎公约（OSLO PARIS条约，0SPAR)生效为契机，对于地球范围内的环境的严格控制进展了。即使在海上钻 探装置中的气井、油井的钻探作业中，为了使海洋污染的原因物质的排出量最少，对于有对 环境排出的可能性的钻探装置中的使用物质，要求评价环境影响度，有禁止使用不满足该 国家或地域的基准的物质的倾向。
[0009] 该环境影响度的评价项目是由0SPAR以HOCNF(Harmonized Offshore Chemical Notification Format)的方式进行了规定，作为生物降解性的指标之一的生化需氧量 (Biochemical Oxygen Demand:B0D)的评价是其中的一个重要项目。
[0010] 对于钢管用螺纹接头，上述大量含有Pb、Zn等重金属粉的复合润滑脂在钻探装置 上的涂布、洗涤作业时有剥离的被膜排出到周围的可能性，因此成为控制的对象。由此，下 述专利文献1~3中提出了不涂布复合润滑脂而用于在钢管用螺纹接头的嵌合部形成润滑 被膜的组合物。
[0011]然而，上述的下述专利文献1~3中提出的螺纹接头用润滑被膜形成用组合物考虑 了润滑性、防蚀性，但目前没有考虑作为重要评价项目的生物降解性。
[0012]现有技术文献 [0013]专利文献
[0014] 专利文献1:日本特开2002-173692号公报 [0015] 专利文献2:日本特开2004-53013号公报 [0016] 专利文献3:日本特表2004-507698号公报 [0017] 专利文献4:日本特开2008-95019号公报
【发明内容】
[0018] 发明所要解决的课题
[0019] 考虑了生物降解性的螺纹接头用的润滑被膜形成用组合物记载于上述专利文献4 中，但其生物降解性不充分。
[0020] 还已知考虑了生物降解性的润滑脂(一般被称为生物降解性润滑脂）。然而，以往 的生物降解性润滑脂是以轴承的润滑等为目的而设计的，因此对于钢管用螺纹接头的连结 时可见的严重滑动而言润滑性不足，对于使用现场等的暴露的防锈性也不足。
[0021] 此外，对于钢管用螺纹接头，有时为了防止连结时的咬死而实施镀铜，但以往的生 物降解性润滑脂所包含的润滑皮膜成分有易于腐蚀铜这样的问题。
[0022] 本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供润滑性、防锈性、生物降解性、 耐粘性以及对铜的腐蚀性优异的润滑被膜形成用组合物，以及具有该润滑被膜形成用组合 物的钢管用螺纹接头。
[0023]用于解决课题的方法
[0024] 本发明为了解决上述课题，达成所涉及的目的，采用以下方式。
[0025] (1)本发明的一方案涉及的润滑被膜形成用组合物，作为组成，含有:包含选自季 戊四醇脂肪酸酯和三羟甲基丙烷脂肪酸酯中的1种以上的基油40~80质量％;包含石蜡的 干化剂5~20质量％ ;以及包含选自羟基硬脂酸的碱金属盐和碱土金属盐中的1种以上的固 体润滑剂10~40质量％。上述基油、上述干化剂和上述固体润滑剂的合计含量为85质量％ 以上1〇〇质量％以下，不含有重金属。
[0026] (2)对于上述（1)所述的润滑被膜形成用组合物，上述基油可以包含选自季戊四醇 四油酸酯、三羟甲基丙烷三油酸酯和三羟甲基丙烷三异硬脂酸酯中的1种以上。
[0027] (3)对于上述（1)或（2)所述的润滑被膜形成用组合物，上述固体润滑剂可以包含 选自羟基硬脂酸钙、羟基硬脂酸锂和羟基硬脂酸钠中的1种以上。
[0028] (4)本发明的一方案涉及的钢管用螺纹接头是由具有螺纹部和无螺纹金属接触部 作为嵌合部的销与具有螺纹部和无螺纹金属接触部作为嵌合部的套筒构成的钢管用螺纹 接头，在销和套筒的至少一者的嵌合部表面具有由上述（1)~(3)的任一方案所述的润滑被 膜形成用组合物形成的润滑被膜。
[0029] 另外，在本发明中，"季戊四醇脂肪酸酯"和"三羟甲基丙烷脂肪酸酯"是指各个多 元醇的全酯，即，"季戊四醇的四脂肪酸酯"和"三羟甲基丙烷的三脂肪酸酯"。
[0030]发明的效果
[0031 ]根据上述方案，可以提供润滑性、防锈性、生物降解性、耐粘性、和对铜的腐蚀性优 异的润滑被膜形成用组合物，以及具有润滑被膜形成用组合物的钢管用螺纹接头。
【附图说明】
[0032]图1是示意性示出油井管出库时的油井管与接箍的组装构成的说明图。
[0033] 图2是示意性示出具备螺纹部和无螺纹金属接触部的钢管用螺纹接头的拧紧部的 说明图。
[0034] 图3是示意性示出钢管用螺纹接头的螺纹山部与无螺纹金属接触部具有微小的间 隙的说明图。
[0035]图4是实施例所使用的摩擦试验装置的概略说明图。
[0036] 图5为显示实施例中用于评价耐粘性的异物附着性试验的试验条件的说明图。
【具体实施方式】
[0037] 首先，对用于解决本发明的课题的研究结果进行说明，然后，对本实施方式的润滑 被膜形成用组合物和钢管用螺纹接头的实施方式进行说明。
[0038]本发明人等为了解决本发明的课题，对钢管用螺纹接头的润滑被膜所要求的各特 性分别进行了研究。以下对其研究结果进行简单地描述。
[0039][生物降解性]
[0040]为了评价对海洋的环境影响，作为海水中的生物降解性的评价方法，在一般采用 的下述任一方法中，根据该试验体的评价，采用适当的方法。
[0041 ] (a) 0ECD化学物质试验指南-19920ECD 306 :海水生物降解性，密闭瓶法（0ECD Guidelines for testing of chemicals-1992OECD 306:Biodegradabi1ity in Seawater，Closed Bottle Method·)。
[0042] (b)IS0 TC/147，SC5/WG4N1411990的改质海水变化：不溶物质的BOD试验 (Modified seawater variant of ISO TC/147,SC5/WG4N1411990: BOD test for insoluble substances.)
[0043] 在上述任一试验方法中，对于试验结果，通常基于溶解氧的减少量，以百分数表示 (例如，B0D = 15%)，该值越高，则生物降解性越好，对环境的影响越小。
[0044] 作为生物降解性的条件，在通过上述任一方法进行了试验的情况下，只要28天后 的B0D值（以下，表述为B0D28)都为20%以上即可。这里，上述B0D是表示海水的生物降解性的 指标。现状是根据国家或地域而B0D的要求值不同，但只要B0D 28为20%以上，则即使在规定 了最严苛基准的挪威的基准下也可以满足海上钻探装置中的使用所允许的最低要求水平 (红色）。