专利名称：抗卡滞管式组件以及涂布所述组件的方法
技术领域：
本发明涉及用于烃井的钻井和作业的抗卡滞(galling)管式组件，更确切地说涉及这样的组件的螺纹末端，所述末端为阳螺纹或阴螺纹类型的并能够连接到另一组件的相应末端以形成连接件。本发明还涉及通过上扣将两个管式组件接合而得到的螺纹连接件。本发明还涉及用于涂布该抗卡滞管式组件的方法。
背景技术：
“用于烃井的钻井和作业”的组件指的是为基本上管形式的任何元件，该元件将与相同类型的另一元件连接，或者最终构成用于钻烃井的柱或立管，所述立管用于维护，例如为修井立管，或者用于作业，例如为生产立管，或者用于作业井中使用的套管柱或油管柱。本发明还适用于钻柱中使用的组件，例如钻杆、加重钻杆、钻铤和称为钻杆接头的加重杆和杆连接件的部分。 每个管式组件包含具有阳螺纹区的一个末端和/或具有阴螺纹区的一个末端，它们将通过与另一组件的相应末端上扣而连接，组装形成连接件。螺纹管式组件在限定的应力下连接以满足使用条件所施加的稳固配合和密封的要求。根据用于连接件的合金的类型，应力可以在强度和种类方面变化。碳钢合金就其腐蚀行为而言通常略为薄弱，但是另一方面表现出更有利的摩擦行为。相反，不锈钢合金表现出更脆弱的行为，但是具有很好的耐腐蚀性。应当指出，在井中，螺纹管式组件可能必须经历多个上扣-卸扣循环。上扣操作通常在高的轴向负荷下进行，例如将通过螺纹连接进行连接的几米长的管的重量，它可能由于待连接的螺纹元件的轴线略微错位而局部化；该引起在螺纹区并在金属/金属密封面发生卡滞的风险。已实现了用于润滑螺纹区的多种方案。以往，为了保护螺纹区以免在上扣-卸扣操作过程中卡滞，将它们涂抹(strip)防止腐蚀的油脂以及特殊的上扣油脂的涂层，例如根据美国石油协会标准API Bul 5A2或5A3的油脂。然而，除了需要现场进行附加的涂布操作的缺点以外，这些添加了重金属和/或有毒金属例如铅的油脂的使用具有导致井和环境的污染的缺点，过量的油脂在上扣过程中从螺纹射出。根据环境标准的进一步进展在于设计“干”产品，它解决与使用API型油脂有关的大部分问题。因而，热固性膜类型的干润滑剂提供了生态方面可行的高性能方案。还开发了粘塑类型的体系以获得更好的性能。还开发了使用多个层的其它方案，其主要目的是省去油脂的使用。对于碳钢，已开发了磷酸盐化类型的处理，例如磷酸锌化、磷酸锰化或混合磷酸盐化。这些处理在于对钢的化学侵蚀，导致形成高粘合性结晶层，该层提供强化的抗腐蚀保护。这样的层的形貌对于涂层的更好的粘合并且对于润滑体系的更好的保留也是有利的。然而，这种类型的表面处理存在不适用于铬钢的缺点。它还存在工业规模方面的缺点，这在于难以控制技术参数(可能的同质性问题)并且必须仔细管理工业设施，特别是对于流出物的处理。草酸盐化类型的表面处理基于用草酸进行表面侵蚀并用于钢，它具有比以上针对磷酸盐化所提及的更显著的环境问题的缺点。还使用了通过机械作用例如喷丸、喷砂和任何其它冲击工艺而使用表面改性的方案。然而，观察到的性能差。使用了金属化工艺。它们在于各种合金例如铜或三元合金的粘合性沉积。这些类型的工艺被设计为容许润滑层的更好的粘合，以在界面产生牺牲层，该层服务于改善摩擦性能，和/或可能地构成对表面的防腐蚀保护。已用于航空合金的热变形工艺中并用于螺纹管式组件的表面金属化工艺基本上基于电化学沉积。该工艺具有生产成本高并且难以控制性能的均一性和再现性的缺点。其它工艺，例如镀锌和其它衍生物工艺，使用金属扩散。这种工艺在工业上是笨重 的并且是昂贵的，并导致流出物处理问题，因为在表面上存在锌。
发明内容
由于这些原因，本发明提出一种方案，它能够克服管式组件的螺纹区对于卡滞的敏感性问题，此外该方案的工业化简单且廉价，并且是环境友好的。特别是，本发明涉及用于金属表面的涂层的生产，该金属表面适于作业的地热井、特别是烃井中使用的管连接件的上扣和卸扣操作所要求的性能要求。该涂层用于实现粘合，并相对于现有体系强化沉积于所述连接件的螺纹上的润滑体系的性能，所述现有体系是目前市售的或者在该领域中已开发的。该涂层也可以在没有辅助润滑体系的情况下起作用。更特别地，与目前使用的表面制备技术相比，获得性能的提高和生产成本的降低。此外，保存了金属基材的化学性质，这在于产生了表面结晶沉积，它是粘合性的并且对受处理的表面没有化学反应性。可以考虑对钻井和油生产中使用的任何类型的合金的应用，特别是钢，无论其品级如何。对不锈钢可以是特别有利的。更确切地说，提供了用于抗卡滞螺纹管式组件的涂布方法，该组件用于烃井的钻井或作业。所述管式组件在其末端之一上具有螺纹区，根据该螺纹末端的类型是阳螺纹还是阴螺纹，所述螺纹区产生于其外周面或内周面上。该方法包括下列步骤 将对于金属为非反应性的一种或多种无机盐溶解于溶剂中； 将由此获得的溶液沉积于螺纹区的至少一部分上； 蒸除所述溶剂以获得具有结晶无机结构的干膜，所述膜具有高的比表面积。下面定义附加性的或替代性的任选特征。具有结晶无机结构的干膜的比表面积可以大于20m2/g，优选大于100m2/g。该溶液可以将碱性硅酸盐溶解于水中而得到。该溶液可以将金属磷酸盐溶解于酸中而得到。该溶液可以通过喷射沉积。该溶液可以通过浸溃沉积。在沉积溶液之前，可以将螺纹区加热至50°C和250°C之间。
在沉积溶液之后，可以将螺纹区加热到50°C和300°C之间。该溶液可以在略低于其沸点的温度下沉积。在沉积溶液之前，该溶液可以辅以抗腐蚀剂。在沉积溶液之前，该溶液可以辅以固体润滑剂的分散颗粒，所述固体润滑剂的颗粒包含来自第1、2、3和4类的至少一种的润滑剂的颗粒。应当参考专利申请FR-2892174，其在此通过引用纳入本文。在沉积溶液之前，该溶液可以辅以由无机或有机颗粒的分散体构成的制动添加齐U，其具有相对高的裂解负载值和/或颗粒之间强的微粒相互作用或吸引键和/或中到高的摩氏硬度和/或抵抗或对抗移动的流变行为，各制动添加剂选自至少包含氧化铋、氧化钛、胶体二氧化硅和炭黑的集合。在这方面，应当参考专利申请FR-2914926，其在此通过弓I用纳入本文。 在沉积溶液之前，该溶液可以辅以纳米无机颗粒(氧化铝、二氧化硅、TiN)以通过调整摩擦系数而提高膜的摩阻强度。在沉积溶液之前，该溶液可以辅以富勒烯颗粒以通过降低摩擦系数而提高膜的摩阻强度。在沉积溶液之前，该溶液可以辅以有机分散体或乳液。一旦膜形成，螺纹区可以用润滑体系涂布。 涂布螺纹区的润滑体系可以是热熔聚合物。用于地热井的钻井或作业的抗卡滞螺纹管式组件在其末端之一上具有螺纹区，根据该螺纹末端的类型是阳螺纹还是阴螺纹，所述螺纹区产生于其外周面或内周面上。螺纹区的至少一部分用具有结晶结构的干膜涂布，所述膜具有高的比表面积，其主要由对金属为非反应性的一种或多种无机盐构成。下面定义附加性的或替代性的任选特征。具有结晶无机结构的干膜的比表面积可以大于20m2/g，优选大于100m2/g。该膜可以主要由碱性硅酸盐构成。该膜可以主要由金属磷酸盐构成。该膜可以包含抗腐蚀剂。该膜可以包含固体润滑剂的分散颗粒，所述固体润滑剂的颗粒包含来自第1、2、3和4类的至少一种的润滑剂的颗粒。该膜可以包含由无机或有机颗粒的分散体构成的制动添加剂，其具有相对高的裂解负载值和/或颗粒之间强的微粒相互作用或吸引键和/或中到高的摩氏硬度和/或抵抗或对抗移动的流变行为，各制动添加剂选自至少包含氧化铋、氧化钛、胶体二氧化硅和炭黑的集合。该膜可以包含氧化铝、二氧化硅、TiN类型的纳米无机颗粒以通过调整摩擦系数而提高膜的摩阻强度。该膜可以包含富勒烯颗粒以通过降低摩擦系数而提高膜的摩阻强度。该膜可以包含有机化合物以提高膜的屈服强度。用膜涂布的螺纹区可以用润滑体系涂布。涂布螺纹区的润滑体系可以是热熔聚合物。
螺纹管式连接件包含彼此上扣的阳螺纹管式组件和阴螺纹管式组件。所述螺纹管式组件的至少之一依照上述实施方案之一。在下面的参照附图进行的说明中，将更详细地说明本发明的特点和优点。
图I是通过上扣将两个管式组件连接而得到的连接件的示意图。图2是两个螺纹管式组件的上扣曲线的示意图。图3是根据本发明一种实施方案的管式组件的螺纹表面的高度详细视图。图4是根据本发明的另一种实施方案的管式组件的螺纹表面的高度详细视图。图5是测试设施的示意图。
具体实施例方式图I中所示的螺纹连接件包含具有旋转轴线10的第一管式组件和具有旋转轴线10的第二管式组件，所述第一管式组件具有阳末端1，所述第二管式组件具有阴末端2。两个末端I和2分别结束于端表面7、8，所述表面相对于螺纹连接件的轴线10呈径向取向并分别具有螺纹区3和4，所述螺纹区相互配合用于两个组件的通过上扣的相互连接。螺纹区3和4是常规的，这在于它们可以是梯形的、自锁的等螺纹类型。此外，在螺纹区3、4和阳末端I的端表面7之间，在5和6处示出了金属/金属密封表面，该表面拟在通过上扣连接两个螺纹组件后形成彼此抵靠的紧密密封接触。螺纹管式组件的至少之一在螺纹区3、4的至少一部分上用干无机膜涂布，所述干无机膜主要由对金属为非反应性的一种或多种无机盐构成。术语“主要由一种或多种无机盐构成”指的是该膜的化学组成基于无机盐或者基于无机盐的混合物，并且它也可以包括其它化合物，所述其它化合物因而作为添加剂纳入。膜的干特性意味着它不是(或者仅仅略微是)接触粘合性(触粘)的，这具有如下优点不会从它所使用的环境俘获灰尘，因此它不污染它所接触的表面。因而，它不同于常规使用的油脂，所述油脂存在通过上扣-卸扣过程中的迁移、流出或挤出而污染环境的缺点。申请人:提出用于生产无机膜的方法，该方法包括如下步骤用于将主要由无机盐构成的化合物溶解于溶剂中的步骤，然后是用于将由此获得的溶液沉积于螺纹区的至少一部分上的步骤，最后蒸除所述溶剂以获得具有结晶结构的无机膜。更确切地说，该方法基于构成具有结晶结构的干膜，其主要由对金属为非反应性的无机盐构成。该膜的化学性质因而是对管式组件的金属表面为非反应性的，这在于它不改变、因而它保持管式组件的金属表面的化学结构。在管式组件的金属表面和膜之间基本上不存在共价类型的化学键。此外，无机膜具有非常有利的性能，这在于其结晶结构具有高的比表面积。术语“具有高的比表面积的结晶结构”指的是该结构是结晶的，并且其实际表面积远远大于其表观表面积。换言之，预计膜的展开表面使得它构成特别扩展的表面。通常，比表面可以使用Brunauer、Emett和Teller (BET)测量方法进行量化,单位为每单位质量的表面积，即平米每克。更确切地说，术语“高的比表面积”指的是该膜必须具有至少几十m2/g的比表面积，特别是大于20m2/g。作为示例，具有部分结晶四方结构的(10-30nm)的锆氧化物具有相对较高的、通常在30m2/g至120m2/g范围内的BET比表面积。同样作为示例，具有六方结晶结构的锌具有低的BET比表面积，对于层状结构为8m2/g，对于球状结构为O. 25m2/g。膜的展开表面的特别扩展的表面积由以下事实进行解释它通过结晶萌生过程形成，所述过程从溶剂蒸发过程中产生的底物的原子结构开始。获得晶体宏观结构，它发展了很大的表面积。因此，膜具有很高的表面能，它导致粘合于朝向其基底一侧的能力大，并在另一侧保留润滑剂膜。换言之，生产膜的过程在获得具有高的比表面积的结晶宏观结构方面起主导作用。实际上，对于构筑层的方法，需要诱导尽可能多的导致结晶的萌生点。这些类型的结晶宏观结构可以为图3和4中所示的针12b或树枝晶12a的形式，这些图表示金属表面11的俯视图，在该金属表面上已发生这些结晶宏观结构的萌生。萌生得到的晶体通过化学键或极性范德华型键强烈地结合于螺纹区。无机膜的强烈粘合也使得可以将作为补充使用的任何润滑剂保留在膜上。因此，膜的形貌促进摩擦作用下的粘塑性模式或者液体动力(hydrodynamic)或弹性-液体动力模式，所述形貌与针12b或树枝晶12a形式的宏观结构的存在直接相关。此外，膜的形貌有助于膜效应的改善和稳定化。摩擦学中使用的术语“膜效应”指的是包括固体颗粒的膜在摩擦基材上进行固体表面的真处理的能力，也称为转移层或第三体。更确切地说，由摩擦产生的通过无机膜的颗粒构成的该转移层就剪切强度而言强化膜的性能。这也意味着可以在螺纹管式连接件的上扣和卸扣过程中发生的高摩擦情况下或者在长的摩擦距离内获得高的摩擦性能。因而，申请人已研究了具有结晶结构的非反应性无机膜的生产，所述膜具有高的比表面积，其表现出可接受的性能并具有简单且廉价的工业化的可能性。下面的详细模式也考虑了用于发生结晶萌生的设施。根据一种实施方案，可以使用基于碱性硅酸盐的盐，所述碱性硅酸盐可溶于水，例如为 Condat 销售的 Vicafil TS 915 、Traxit International 销售的 Traxit ZEL 510 或者Traxit ZEL 590 。这些碱性硅酸盐使得可以发展在650至800m2/g范围内的、特别是对于娃酸钠为720m2/g的非常高的比表面积。根据另一种实施方案，可以使用基于金属磷酸盐的盐，所述金属磷酸盐可溶于酸中。作为实例，可以使用溶解于PH为2的磷酸中的磷酸锰或铝。在这种情况下，为了溶解该无机盐而使用酸性。形成金属磷酸盐的结晶膜，它通过主要为极性的键或者范德华键并且基本上不通过共价键结合于基材上。不存在使用碳钢基材的常规磷酸盐化处理情况下存在的基材表面化学改性，相反，在所述常规磷酸盐化处理情况下，基材经历化学改性。金属磷酸盐可以发展在100至200m2/g范围内的比表面积。在所述的两种实施方案中，即基于碱性硅酸盐和金属磷酸盐的盐，获得大于100m2/g的比表面积。有利地，可以将将要承受沉积的螺纹区预热至50°C和250°C之间。因而，推荐的是，当使用特别由磷酸铝溶解于磷酸中得到的溶液时并且当使用某些低溶解度化合物时，将基材预热至200°C。有利地，将溶液通过浸溃或喷射进行沉积。这些沉积方式具有非常简单且廉价的优点。
有利地，一旦经过涂布，将基材加热至50°C和350°C之间以加速溶剂的蒸发和无机膜的萌生。类似地，为了同样的目的，将溶液在略低于其沸点的温度下沉积。应当注意，用于生产膜的参数影响结晶生长模式并因而影响结晶网络。可以调整这些参数以获得针状结晶生长模式和树枝晶结晶生长模式(其导致相当多孔的结晶网络)和外延结晶生长模式(其导致更致密的结晶网络)之间的平衡。有利地，该溶液可以辅以多种试剂，所述试剂可以改善无机膜的机械性能或其耐腐蚀性。因而，可以添加乳液或有机分散体，例如与丙烯酸系或苯乙烯/丙烯酸系共聚物的混合物，以提供具有更好的柔性和弹性的膜。至于耐腐蚀性，该溶液可以辅以腐蚀抑制剂。将会想到，术语“腐蚀抑制剂”指的是 一种添加剂，它为基材上发展的膜提供通过化学、电化学或物理化学机理而保护其的能力。腐蚀抑制剂可以是金属磷酸盐、层状金属或者甚至有机体系。层状金属主要包括锌、铝、铜、黄铜和铁氧化物。它们的层状结构指的是，与球状结构相比，它们提供大得多的用于交换的比表面积，特别是通过与粘结剂以及与待保护的表面的二维接触，还意味着参与腐蚀机理的电解质的扩散困难得多。例如，使用层状锌时是这样，所述层状锌具有比具有球状结构的锌粉大32倍的比表面积。更大的比表面积因而得到粘结剂(binder)(即上述溶液)向颜料表面的更大吸收，实现具有低的颜料体积浓度(PVC)的配制剂，这对于膜的施加和性能、特别是抗腐蚀保护是有利的。因而，除了对锌和钢之间的高传导率引起的阴极腐蚀的保护以外，层状锌也提供出色的阻隔效应。与具有球状结构的颜料相反，对于较低浓度的具有层状结构的颜料，抗腐蚀保护更有效，并且对于膜的优点可得到更大的柔性、更好的对界面的粘合以及低的孔隙率和渗透性。类似地，沉降的风险更低，并且配制剂更均匀。对于进一步的细节，本领域技术人员请参见 C Gidice 的文献“Zinc-rich epoxy primers based on lamellar zincdust，，，Surface Coatings Internatonal, Part B:Coatings Transactions(1997),第 80卷，第6期。应当注意，金属颜料可发生腐蚀，尤其是在水溶液中。在碱性介质中，层状铝或锌颜料通过释放氢发生反应，而与铜或黄铜的反应后发生氧的吸收。释放的氢以及氧的吸收可能是有害的。然而，加入2，4-二硝基苯酚可以防止多种腐蚀性反应并因而可以保持颜料的固有性能。更多细节可以通过参见B Miiller的以下文献而获得“Corrosion inhibitionof Metallic pigments by nitrophenols，，，Surface Coatings International PartB: Coatings Transactions (2000),第 83 卷，第 I 期。类似地，该溶液可以辅以分散于该溶液中的固体润滑剂。此处使用的术语“固体润滑剂”指的是一种固体稳定体，其在介于两个摩擦表面之间时，可降低摩擦系数并降低对表面的磨损和破坏。这些物体可由其作用机理和其结构分为不同类别，即: 第I类其润滑性质是由于其结晶结构的固体，例如石墨、氧化锌(ZnO)或氮化硼(BN)； 第2类该固体的润滑性质是由于其结晶结构，还由于其组成中的反应性化学元素，例如二硫化钥MoS2、氟化石墨、锡的硫化物、铋的硫化物、二硫化钨或氟化钙； 第3类该固体的润滑性质是由于其化学反应性，例如某些硫代硫酸盐型化合物，或者 Desilube Technologies Inc.出售的 Desilube 88 ; 第4类其润滑性质是由于在摩擦应力下的塑性或粘塑性行为的固体，例如聚四氟乙烯(PTFE)或聚酰胺。还应当注意特定类别的富勒烯；它们落入第I类的子类中。将会想到，富勒烯是具有球形或管形的分子，具有单层或多层结构，具有降低摩擦并在摩擦表面产生稳定的转移膜的性质。特别是，例如，可以使用碳富勒烯或金属二硫化物型富勒烯。还推荐属于不同类别的至少两种固体润滑剂的联合使用，它使得可以获得协同效应，从而产生很高的润滑性能。有利地，该溶液(并因而在最终的无机膜中)可以辅以一种或多种制动添加剂，所 述添加剂用于增强膜的摩擦系数以便与更高的最终上扣转矩相容，同时保持有效的紧固以保证螺纹连接件的密封。将会理解，根据具体物理性能选择各制动添加剂，以使得可以为组合物提供将润滑模式下上扣过程中施加的运动“制动”的能力，这取决于螺纹管式连接件的上扣转矩曲线并因而取决于该螺纹管式连接件的生产方式。制动添加剂传统上由无机或有机颗粒的分散体构成，其具有相对高的裂解负载值和/或颗粒之间强的微粒相互作用或吸引键和/或中到高的摩氏硬度和/或抵抗或对抗移动的流变行为，各制动添加剂选自至少包含氧化铋、氧化钛、胶体二氧化硅和炭黑的集合。有利地，该溶液(并因而在最终的无机膜中)可以辅以纳米无机颗粒(二氧化铝、氧化硅、TiN)以提高膜的抗摩擦性。更特别地，这些纳米颗粒使得可以调整膜的摩擦系数并改善转移层或第三摩擦体的构成。为了强化(如果需要)螺纹区的抗卡滞性，一旦无机膜已形成，可以将其用润滑体系涂布。对可以用于膜上的润滑体系的选择没有限制。它可以同等地为例如常规的油脂，或者热熔类型的干燥非触粘润滑剂涂料，或者其它，已知热熔类型涂层的粘合是优化的，这是因为膜的高比表面积。术语“热熔涂层”指的是任何热熔聚合物涂层。这种类型的涂层的实例已记载于文献FR-2892174中，其在此通过弓I用纳入本文。关于该膜的摩擦学结果，申请人使用Bridgman型机器进行了摩擦测试。这种类型的机器已具体记载于 D. Kuhlmann-Wilsdorf 等的文章 “Plastic flow between Bridgmananvils under high pressures”，J Mater Res,第 6 卷，No. 12,1991 年 12 月。Bridgman机器的示意和功能实例示于图5中。该机器包含 盘DQ，其可在选定的速度下被驱动旋转， 第一砧EC1，优选为圆锥型，其固定至盘DQ的第一面， 第二砧EC2，优选为圆锥型，其固定至盘DQ的与其第一面相反的第二面， 第一和第二压力元件EPl和EP2，例如活塞，其能施加所选择的轴向压力P， 第三砧EC3，优选为圆柱型，其固定至第一压力元件EPl的一面，以及 第四砧EC4，优选为圆柱型，其固定至第二压力元件EP2的一面。为了测试润滑组合物，使用所述组合物覆盖两片与构成螺纹元件的材料相同的材料，以形成第一和第二样品SI和S2。然后将第一样品SI插入第一和第三站ECl和EC3的自由面之间，并将第二样品S2插入第二和第四砧EC2和EC4的自由面之间。然后在用第一和第二压力元件EPl和EP2中的每个施加所选择的轴向压力P (例如为约I. 5GPa)的同时以所选择的速度旋转盘DQ，并测量各样品SI、S2经受的上扣转矩。在Bridgman测试中选择轴向压力、旋转速度和旋转角以模拟接合表面在上扣结束时的相对速度和赫兹压力。使用这种机器，可固定许多不同的对(上扣转矩、旋转速度)以在样品SI和S2上施加预定的上扣转矩，并从而验证这些样品SI和S2是否密切遵循给定的上扣转矩曲线，以及具体而言是否它们能够在卡滞之前达到完成的圈数，所述圈数至少等于对于选定的上扣转矩所选定的阈值。在本例中，选择的接触压力为500MPa，并且旋转速度为lOrpm。试样由具有13%Cr的不锈钢形成，其被机械加工然后用不同的配制剂涂布，所述配制剂用于具有结晶无机结构和高比表面积的干膜，该膜自身用粘塑性聚合物型润滑剂涂层涂布。润滑涂层的组成如下 CLARIANT以商品名PE 520出售的聚乙烯19%，巴西棕榈蜡15%，硬脂酸锌20%，ROHMAX 以商品名 VISCOPLEX 6-950 出售的 PAMA5%,LUBRIZ0L以商品名ALOX 2211Y出售的磺酸钙衍生物 30%，氟化石墨7%，聚四氟乙烯2%氮化硼1%染料(奎扎因绿C28H22N2O2)O. 5%Ciba-Geigy出售的抗氧化剂IRGANOX L1500.3%IRGAF0S 1680.2%。下表显示了上述膜使得可以在卡滞之前实现的圈数远大于当样品仅用粘塑性聚合物型润滑剂涂层涂布时实现的圈数。在下表中，比率P/L指的是添加剂和溶剂之间的重量比。
权利要求
1.用于涂布抗卡滞螺纹管式组件的方法，该组件用于烃井的钻井或作业，所述管式组件在其末端(I ;2)之一上具有螺纹区(3 ;4)，根据螺纹末端的类型是阳螺纹还是阴螺纹，所述螺纹区产生于其外周面或内周面上，其特征在于该方法包括下列步骤 将对于金属为非反应性的ー种或多种无机盐溶解于溶剂中； 将由此获得的溶液沉积于螺纹区(3 ；4)的至少一部分上； 蒸除所述溶剂以获得具有结晶无机结构的干膜，所述膜具有高的比表面积。
2.根据权利要求I的用于涂布抗卡滞螺纹管式组件的方法，其特征在于，具有结晶无机结构的干膜的比表面积大于20m2/g，优选大于100m2/g。
3.根据权利要求I或权利要求2的用于涂布抗卡滞螺纹管式组件的方法，其特征在干，该溶液是碱性硅酸盐溶解于水中。
4.根据权利要求I或权利要求2的用于涂布抗卡滞螺纹管式组件的方法，其特征在干，该溶液是金属磷酸盐溶解于酸中。
5.根据权利要求I至4任一项的用于涂布抗卡滞螺纹管式组件的方法，其特征在于，该溶液通过喷射沉积。
6.根据权利要求I至4任一项的用于涂布抗卡滞螺纹管式组件的方法，其特征在于，该溶液通过浸溃沉积。
7.根据以上权利要求任一项的用于涂布抗卡滞螺纹管式组件的方法，其特征在于，在沉积溶液之前，将螺纹区加热至50°C和250°C之间。
8.根据以上权利要求任一项的用于涂布抗卡滞螺纹管式组件的方法，其特征在于，在沉积溶液之后，将螺纹区加热到50V和300V之间。
9.根据以上权利要求任一项的用于涂布抗卡滞螺纹管式组件的方法，其特征在于，该溶液在略低于其沸点的温度下沉积。
10.根据以上权利要求任一项的用于涂布抗卡滞螺纹管式组件的方法，其特征在于，在沉积溶液之前，该溶液辅以抗腐蚀剂。
11.根据以上权利要求任一项的用于涂布抗卡滞螺纹管式组件的方法，其特征在于，在沉积溶液之前，该溶液辅以固体润滑剂的分散颗粒，固体润滑剂的所述颗粒包含来自第I、2、3和4类的至少ー种的润滑剂的颗粒。
12.根据以上权利要求任一项的用于涂布抗卡滞螺纹管式组件的方法，其特征在于，在沉积溶液之前，该溶液辅以由无机或有机颗粒的分散体构成的制动添加剤，其具有相对高的裂解负载值和/或颗粒之间强的微粒相互作用或吸引键和/或中到高的摩氏硬度和/或抵抗或对抗移动的流变行为，各制动添加剂选自至少包含氧化铋、氧化钛、胶体ニ氧化硅和炭黑的集合。
13.根据以上权利要求任一项的用于涂布抗卡滞螺纹管式组件的方法，其特征在于，在沉积溶液之前，该溶液辅以纳米无机颗粒(氧化铝、ニ氧化硅、TiN)以通过调整摩擦系数而提高无机膜的摩阻強度。
14.根据以上权利要求任一项的用于涂布抗卡滞螺纹管式组件的方法，其特征在于，在沉积溶液之前，该溶液辅以富勒烯颗粒以通过降低摩擦系数而提高膜的摩阻強度。
15.根据以上权利要求任一项的用于涂布抗卡滞螺纹管式组件的方法，其特征在于，在沉积溶液之前，该溶液辅以有机分散体/乳液。
16.根据以上权利要求任一项的用于涂布抗卡滞螺纹管式组件的方法，其特征在于，一旦无机膜已形成，将螺纹区用润滑体系涂布。
17.根据上一权利要求的用于涂布抗卡滞螺纹管式组件的方法，其特征在于，该润滑体系是热熔的。
18.用于烃井的钻井或作业的抗卡滞螺纹管式组件，所述管式组件在其末端(I;2)之一上具有螺纹区(3 ;4)，根据该螺纹末端的类型是阳螺纹还是阴螺纹，所述螺纹区产生于其外周面或内周面上，其特征在于螺纹区(3 ；4)的至少一部分用具有结晶结构的干膜涂布，所述膜具有高的比表面积，其主要由对金属为非反应性的一种或多种无机盐构成。
19.根据权利要求18的抗卡滞螺纹管式组件，其特征在于具有结晶无机结构的干膜的比表面积大于20m2/g，优选大于100m2/g。
20.根据权利要求18或权利要求19的抗卡滞螺纹管式组件，其特征在于该膜主要由碱性硅酸盐构成。
21.根据权利要求18或权利要求19的抗卡滞螺纹管式组件，其特征在于该膜主要由金属磷酸盐构成。
22.根据权利要求18至21任一项的抗卡滞螺纹管式组件，其特征在于该膜包含抗腐蚀剂。
23.根据权利要求18至22任一项的抗卡滞螺纹管式组件，其特征在于该膜包含固体润滑剂的分散颗粒，固体润滑剂的所述颗粒包含来自第1、2、3和4类的至少一种的润滑剂的颗粒。
24.根据权利要求18至23任一项的抗卡滞螺纹管式组件，其特征在于该膜包含由无机或有机颗粒的分散体构成的制动添加剂，其具有相对高的裂解负载值和/或颗粒之间强的微粒相互作用或吸引键和/或中到高的摩氏硬度和/或抵抗或对抗移动的流变行为，各制动添加剂选自至少包含氧化铋、氧化钛、胶体二氧化硅和炭黑的集合。
25.根据权利要求18至24任一项的抗卡滞螺纹管式组件，其特征在于该膜包含纳米无机颗粒(氧化铝、二氧化硅、TiN)以通过调整摩擦系数而提高无机膜的摩阻强度。
26.根据权利要求18至25任一项的抗卡滞螺纹管式组件，其特征在于该膜包含富勒烯颗粒以通过降低摩擦系数而提高无机膜的摩阻强度。
27.根据权利要求18至26任一项的抗卡滞螺纹管式组件，其特征在于该膜包含有机化合物以提高无机膜的屈服强度。
28.根据权利要求18至27任一项的抗卡滞螺纹管式组件，其特征在于用无机膜涂布的螺纹区(3 ；4)用润滑体系涂布。
29.根据权利要求28的抗卡滞螺纹管式组件，其特征在于该润滑体系是热熔的。
30.螺纹管式连接件，其包含彼此上扣的阳螺纹管式组件和阴螺纹管式组件，其特征在于所述螺纹管式组件的至少之一是根据权利要求18至29之一。
全文摘要
本发明涉及用于烃井的钻井或作业的抗卡滞螺纹管式组件，所述管式组件在其末端(1；2)之一上具有螺纹区(3；4)，根据该螺纹末端的类型是阳螺纹还是阴螺纹，所述螺纹区产生于其外周面或内周面上，螺纹区(3；4)的至少一部分用具有结晶结构的干膜涂布，所述膜具有高的比表面积，其主要由对金属为非反应性的一种或多种无机盐构成。本发明还涉及用于用具有结晶结构的干无机膜涂布该组件的方法，所述膜具有高的比表面积，并且主要由对金属为非反应性的一种或多种无机盐构成。
文档编号C10M103/06GK102858927SQ201080043735
公开日2013年1月2日 申请日期2010年9月21日 优先权日2009年9月30日
发明者E·皮内尔, E·加德 申请人:瓦卢莱克曼内斯曼油气法国公司, 住友金属工业株式会社