由不含致癌物質(zhì)的含水分散體生產(chǎn)在螺紋管狀組件上具有高的抗磨損性的干燥聚酰胺 ...的制作方法
【專利說明】由不含致癌物質(zhì)的含水分散體生產(chǎn)在螺紋管狀組件上具有 高的抗磨損性的干燥聚醜胺-醜亞胺薄膜的方法
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于油氣井的鉆探和/或操作的管狀構(gòu)件，和更精確地設(shè)及該一構(gòu)件 的螺紋端部。所述端部可W是公型或母型，且能連接到類似構(gòu)件的相應(yīng)端部，形成連接件。
[0002] 本發(fā)明還設(shè)及由拼裝（makeup)兩個管狀構(gòu)件得到的螺紋連接件。
[0003] 術(shù)語"用于油氣井的鉆探和操作的管狀構(gòu)件"是指可連接到相同或不同類型的另 一構(gòu)件上的形狀基本上為管狀的任何構(gòu)件，尤其W便構(gòu)成或者用于挖掘油氣井的管莖或者 翻新豎管或者例如操作該一井的豎管，或者用于在操作井中使用的套管柱或油管柱。本發(fā) 明還可應(yīng)用于在鉆桿中使用的構(gòu)件，例如鉆桿，重質(zhì)鉆桿，鉆挺，和管道的一部分W及重質(zhì) 管道的鉆桿接頭。
[0004] 每一管狀構(gòu)件包括提供有公螺紋區(qū)或母螺紋區(qū)的端部，W供與類似構(gòu)件的相應(yīng)端 部拼裝。一旦按照該一方式連接，構(gòu)件形成了所謂的接頭或連接件。
[0005] 連接件中的該種螺紋管狀組件在確定的負(fù)載下連接，W便符合干預(yù)配合和操作條 件強(qiáng)加的密封要求。進(jìn)一步地，應(yīng)當(dāng)理解，該螺紋管狀組件可能不得不經(jīng)歷數(shù)個拼裝-劈開 循環(huán)，尤其在使用中。
[0006] 使用該種螺紋管狀組件的條件導(dǎo)致不同類的負(fù)載，所述負(fù)載使得需要在該些組件 的敏感部分，例如螺紋區(qū)，接點區(qū)或密封表面上使用薄膜。
[0007] 因此，例如由于通過螺紋連接件拼裝的長度數(shù)米的管道重量可能地通過待連接的 螺紋構(gòu)件軸的輕微失調(diào)而放大，從而導(dǎo)致通常在高軸向負(fù)載下進(jìn)行拼裝操作。該導(dǎo)致在螺 紋區(qū)處和/或在金屬/金屬密封表面處磨損的風(fēng)險。常規(guī)地用潤滑劑涂布螺紋區(qū)W及金屬 /金屬密封表面。
[000引此外，常常儲存螺紋管狀組件，然后在惡劣的環(huán)境內(nèi)拼裝。該是例如在鹽霧存在下 的近海情況或者在砂子、灰塵和/或其他污染物存在下的陸上情況的情形。因此，需要使用 在表面上抗腐蝕的涂層，所述表面擬在拼裝過程中協(xié)作（在螺紋區(qū)情況下）或者進(jìn)入干預(yù) 接觸（在金屬/金屬表面和接點情況下）。
[0009] 然而，由于環(huán)境規(guī)章制度，因此人們知道，使用符合API(美國石油組織）標(biāo)準(zhǔn) RP5A3的油脂沒有構(gòu)成長期解決方案，該是因為該些油脂可被管狀組件驅(qū)除并釋放到環(huán)境 或者井內(nèi)，從而導(dǎo)致堵塞，而堵塞需要特殊的清潔操作。
[0010] 為了解決與抗腐蝕性、抗磨損一起發(fā)生的問題W及環(huán)境考慮因素，開發(fā)了固體干 燥薄膜（即，不是糊狀，與油脂不同），潤滑劑和防護(hù)劑。
[0011] 自從1969W來，Whit化rd提出了由聚酷胺-酷亞胺和氣聚合物混合物為起始的高 性能XYL乂N?:涂層用于在采用的快速拼裝/劈開操作中要求摩擦的螺紋系統(tǒng)或螺紋緊 固件。自從2002W來，在螺紋連接件情況下，SumitomoMetalIn化stries研究了基于聚酷 胺-酷亞胺樹脂的涂層，W潤滑并確保拼裝過程中的抗磨損性，正如文件EP1 378 698和 EP1 959 179 中所述。
[0012] Whit化rd和SMI原則上提出了由在極性溶劑中或者在己醇/甲苯混合物中溶解的 聚酷胺-酷胺酸前體生產(chǎn)干燥薄膜。該干燥薄膜通常含有填料，W便作為螺紋中接觸壓力 的函數(shù)，確保潤滑。填料的比例相對高，且顏料/粘合劑的重量比范圍為0. 25-4,優(yōu)選大于 3。作為所選固體潤滑劑（MoS2，WS2，PT陽）的函數(shù)，干燥薄膜因此有利地被犧牲且足夠耐磨。
[0013] 溶解聚酷胺-酷亞胺樹脂所使用的極性溶劑，亦即有機(jī)含氮化合物，脂族酬類，離 類，或氯化芳姪類，通常對作為薄膜的聚酷胺-酷亞胺樹脂的吸引力具有負(fù)面影響，該是例 如因為具有低沸點的那些極性溶劑是可燃的，因為對于具有高沸點的那些極性溶劑來說， 在減壓下常常要求長的干燥時間段，或者因為它們?nèi)敉ㄟ^皮膚，呼吸系統(tǒng)或消化系統(tǒng)吸收 的話，具有毒性。
[0014] 另外，在范圍為150-280°c的溫度下干燥之后，通常形成聚酷胺-酷亞胺薄膜。在 該一溫度范圍內(nèi)，施加并形成薄膜所需的一種或多種溶劑完全或部分蒸發(fā)。
[0015] 鑒于針對操作環(huán)境的規(guī)章制度（2004年4月29日記載的歐洲議會和理事會 巧uropeanParliamentandCouncil)關(guān)于保護(hù)工人防止在工作場所與暴露于致癌物或致 突變相關(guān)危險的法令2004/37/EC)和蒸發(fā)物質(zhì)的分類（2009年1月15日記載的委員會法 令2009/2/EC，修訂案，為的是適合于技術(shù)進(jìn)展，關(guān)于設(shè)及分類，包裝和標(biāo)記危險物質(zhì)的大致 處置的第31次委員會法令67/548/EEC;2008年12月16日歐洲議會和理事會記載的設(shè)及 分類，標(biāo)記和包裝物質(zhì)和混合物的巧C)法則nol272/2008)，對使用者的風(fēng)險尤其高。
[0016] 形成聚酷胺-酷亞胺薄膜時所使用的極性溶劑（甲苯，二甲苯），尤其含氮的極性 非質(zhì)子溶劑，例如NMP，N，N-二甲基己酷胺值MAc),N，N-二甲基甲酯胺值MF)，六甲基 磯酷胺（HMPA)等是被分類為致癌，致突變物或生殖毒性（CMR)的物質(zhì)，它們在許多應(yīng)用中 受到禁止或限制使用。
[0017] 對于分類為1A(可引起癌癥），1B(可誘導(dǎo)基因異常）的最敏感的致癌和致突變物 質(zhì)來說，極限濃度闊值在混合物中小于或等于0. 1 %，和對于生殖毒性物質(zhì)來說，小于或等 于0. 3 %。等級為2的其他CMR物質(zhì)被視為設(shè)及生殖和人類發(fā)展，必須在小于或等于1 %的 濃度內(nèi)。
[001引在下表中給出了所使用的極性非質(zhì)子溶劑及其已知毒性的分類。
[0019]
【主權(quán)項】
1. 在用于鉆探和/或操作油氣井用螺紋構(gòu)件上生產(chǎn)高抗磨損的干燥薄膜的方法，其特 征在于它包括至少下述步驟： ?形成含聚酰胺-酰亞胺粉末、在760mmHg下沸點大于180°C的極性非質(zhì)子溶劑和水的 穩(wěn)定分散體； ?在20°C-40°C的溫度下，施加該分散體到所述螺紋構(gòu)件的至少一個端部（1，2)上； ?干燥涂布的端部。
2. 權(quán)利要求1的在螺紋構(gòu)件上生產(chǎn)干燥薄膜的方法，其特征在于至少采用下述步驟生 產(chǎn)分散體： ?其中聚酰胺-酰亞胺粉末在760mmHg下沸點大于180°C的極性非質(zhì)子溶劑內(nèi)溶解以 便獲得聚酰胺-酰亞胺溶液的步驟； ?其中在環(huán)境溫度下在含水混合物中沉淀聚合物溶液的步驟； ?其中通過研磨聚酰胺-酰亞胺顆粒分散沉淀的溶液的步驟。
3. 權(quán)利要求1的在螺紋構(gòu)件上生產(chǎn)干燥薄膜的方法，其特征在于至少采用下述步驟生 產(chǎn)分散體： ?其中通過在含有水和在760mmHg下沸點大于180°C的極性非質(zhì)子溶劑的均相混合物 內(nèi)機(jī)械攪拌來分散聚酰胺-酰亞胺粉末的步驟； ?其中通過用超聲處理或者通過研磨穩(wěn)定聚酰胺-酰亞胺分散體的步驟。
4. 前述任何一項權(quán)利要求的在螺紋構(gòu)件上生產(chǎn)干燥薄膜的方法，其特征在于聚酰 胺-酰亞胺的比例小于或等于35wt%。