[发明专利]钢管用螺纹接头

说明书

技术领域

本发明涉及一种改善了耐磨损性及耐腐蚀性的钢管用螺纹 接头。本发明的钢管用螺纹接头特别适合油井管的连结。

背景技术

为了在油田、天然气田中进行采掘而被打入的油井管 (OCTG)在较长的情况下其全长达到几千米。典型的该较长 的油井管通过借助较短的筒状的管接头(coupling)连结几十 米单位长的钢管而依次将其接上而构成。钢管及管接头的材质 根据使用环境为碳素钢、不锈钢或者高合金钢。

这些钢管的连结通过在外周面具有外螺纹部的销与在内周 面具有内螺纹部的套(box)螺纹配合来进行。典型地说，销 形成在钢管的两端，套形成在较短的管接头的内部。由这样的 销与套构成的连结部是钢管用螺纹接头。

在要求高气密性的钢管用螺纹接头中，在销的外螺纹的顶 端与套的内螺纹的基部分别形成有无螺纹金属接触部。将钢管 的一端插入到管接头，紧固销的外螺纹和套的内螺纹而销与套 的无螺纹金属接触部相互间以规定的干涉量抵接时，通过形成 金属密封(metal-to-metal seal)来提高接头的气密性。

为了对油井管进行定期检查等而将其提起，进行松动螺纹 接头的螺纹而将各个钢管自管接头分开的油井管拆下 (breakout)，在检查等结束后，再次紧固螺纹部而进行油井 管组装(make-up)，再次使用。在油井管组装和拆下时，销与 套的螺纹部的滑接面以及无螺纹金属接触部会反复受到较强的 摩擦。因而，螺纹接头若对于磨擦而不具有充分耐久性，则在 反复进行组装和拆下时，在螺纹部、特别是无螺纹金属接触部 产生密封不良(耐泄漏性不良)、磨损(galling)(不可修复的 重度划痕)。

因此，要起到油井管用螺纹接头的作用，要求：a)不言 而喻要经得起由连接的管的自重而产生的轴线方向上的拉伸 力，b)要经得住内外的流体压力，并且，c)即使套管(大径 尺寸)反复使用4次以上、管道(小径尺寸)反复使用10次以 上，也不会产生密封不良、磨损，维持良好的耐泄漏性及耐磨 损性。特别是，近年来存在油井的深度越来越深的倾向，而且， 在极地等严酷的环境下的使用频率有所增加，钢管用螺纹接头 所要求的质量越来越严格。

以往，像下述专利文献1等中提出的那样地进行这样的操 作，即，对销、套的螺纹部等的接触表面实施镀铜或磷酸盐处 理等表面处理，并为了进一步提高耐磨损性，每当组装时，都 对销或套的接头界面涂敷被称作涂料的、加入有Pb等重金属的 复合润滑脂。

但是，在防止世界环境污染成为紧急课题的今天，加入有 Pb的涂料的使用正受到限制。也开发并使用了一种不含有Pb、 Zn、Cu等重金属的涂料(称作绿色涂料)。但是，由于绿色涂 料的性能不是很高，因此，根据接头的材质无法防止产生磨损。

作为提高钢管用螺纹接头的耐泄漏性和耐磨损性的另一种 方法，提出了如下方法等：

1)将氟树脂的粉末分散混合于镀层的方法，

2)通过溅射形成润滑性保护被膜的方法，

3)替代复合润滑脂而采用固体润滑被膜的方法，

但均无法获得充分的耐泄漏性及耐磨损性能。

在下记专利文献2中提出了一种在构成接头的管接头的内 螺纹部和无螺纹金属接触部(金属密封部)形成有Cu-Sn合金 镀层的、Cr含有量为9质量％以上的高Cr钢制油井管用螺纹接 头。但是，本发明人基于对该螺纹接头进行研究的结果，判明 存在易于在销与套的界面产生腐蚀这样的问题。该腐蚀是所谓 的间隙腐蚀，特别是在紧固时作为润滑剂而涂敷绿色涂料、或 者在镀层上形成固体润滑被膜、其他润滑被膜的情况下，腐蚀 显著。在螺纹接头处产生该腐蚀时，由于产生的锈降低接头的 耐泄漏性、耐磨损性。

专利文献1：日本特公平1-12995号公报

专利文献2：日本特开2003-74763号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种这样的钢管用螺纹接头，即， 即使在涂敷绿色涂料的情况下、甚至是无涂料的情况下，也显 示充分的耐泄漏性和耐磨损性，并且耐腐蚀性也很优异，即使 在镀层上存在绿色涂料、润滑被膜，也可防止产生间隙腐蚀。