[发明专利]API油套管螺纹密封脂组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是石油和天然气行业，一种API油套管用螺纹密封脂组合物及 其制备方法。

背景技术

石油套管油管是石油开采的主要消耗管材，石油套管油管连接时端部 螺纹都要涂上螺纹密封脂，以确保油套管连接的密封性和连接强度。我国 在九十年代末就研制成功了具有自主知识产权的螺纹密封脂，但在长期使 用过程中暴露出来以下几点不足：低温下易堵塞管路、涂刷作业困难；石 油套管油管的螺纹易出现锈蚀，由此每年造成的经济损失都在千万元以上。

到目前为止，我国仍需进口部分螺纹密封脂和储存脂。上述不足已成 为亟须解决的技术难题。而研制出一种低温下易于涂刷作业、防锈性能良 好的符合API RP 5A3技术要求的API油套管螺纹密封脂是解决这一难题的 根本途径。

发明内容

解决上述技术中存在的问题，本发明提供一种API油套管螺纹密封脂 组合物及其制备方法，其目的一是选用凝固点低、粘温性能好的合成油替 代矿物油，设计一种低温流动性、氧化安定性、抗水性好的合成复合皂基 脂，保证该脂低温下易于涂刷，且自身防锈性好；二是在此基础脂中提高 防锈剂的用量，并加入高性能防锈剂，保证石油套管油管长期露天存放， 管端螺纹不生锈；三是调整组成成分比例，保证该密封脂组合物的化学稳 定性和密封性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种API油套管螺纹 密封脂组合物，其中：该组合物的成分包括占该密封脂组合物重量40～50％ 的基础脂，5～10％二甲基硅油，16.5～20％鳞片石墨粉，6～9％聚四氟乙烯， 0.5～1.0％膨胀石墨粉，1～2％白炭黑，3～4％绢云母粉，3～4％轻质碳酸钙，10～15％ 锡青铜粉。

还提供一种API油套管螺纹密封脂组合物的制备方法。该方法包括以 下步骤：

①制备基础脂

所述基础脂包括占自身重量91％的低温合成复合锂基脂和9％防锈添加 剂，低温合成复合锂基脂包括占基础脂重量3.77％的12-羟基硬脂酸，0.93％ 癸二酸，0.17％硼酸，0.98％氢氧化锂，85.15％α-烯烃油，其中皂化用油占 28.39％，稠化用油占28.39％，调合用油占28.37％；采取一步法加压皂化工 艺制备，向皂化釜内加入3.77％的12-羟基硬脂酸，0.93％癸二酸，0.17％硼 酸，0.98％氢氧化锂水溶液及28.39％α-烯烃油，控制皂化压力294kPa，温 度145～150℃，皂化时间2.5～3小时，釜内皂液脱水后加入28.39％α-烯烃 油，炼制温度215～225℃，稠化成脂后转入调合釜，加入28.37％α-烯烃油， 所述防锈添加剂包括占基础脂重量5％的石油磺酸钡，3％二壬基萘磺酸钡， 0.5％N-油酰基肌胺酸十八胺盐，0.5％苯并三氮唑，溶解后在调合釜内温度 降至90～100℃时加入，继续搅拌，循环剪切，使物料分散均匀，经均质、 过滤、真空脱气而制得基础脂；

②预处理膨胀石墨粉

对作为密封材料的膨胀石墨粉进行预处理，预处理工艺为：加入占该 密封脂组合物重量27～33％的基础脂，0.5～1.0％膨胀石墨粉，5～10％二甲基硅 油，在混合机内搅拌混合15～20分钟，经胶体磨磨匀过滤；

③密封脂组合物制备

向上述预处理后的膨胀石墨粉中加入占该密封脂组合物重量16.5～20％ 的鳞片石墨粉，6～9％聚四氟乙烯，1～2％白炭黑，3～4％绢云母粉，3～4％轻质 碳酸钙，10～15％锡青铜粉及13～17％的基础脂，继续搅拌80～90分钟，经胶 体磨磨匀过滤，包装即得产品——密封脂组合物。

本发明的有益效果是该密封脂组合物的成分中以合成油替代矿物油， 提高了基础脂的低温流动性，便于冬季涂刷作业。基础脂中加入高性能防 锈剂，保证石油套管油管长期露天存放，管端螺纹不生锈。不加锌粉，加 大铜粉用量，并加入其它抗磨材料，保证该脂高温润滑性，防止石油套管 油管管端螺纹拧接时粘扣。该密封脂组合物组成成分中加入新型高效密封 材料，保证了该脂的密封性。其优点是：

1、低温流动性好。低温在-17.8℃时的锥入度在200以上，机械自动 喷涂效果好，便于冬季涂刷作业。

2、防锈性能高。经盐雾试验7天达A级标准，经湿热试验45天达A 级标准。