РЕЗЬБОВОЙ ГЕТЕРОГЕННЫЙ ГЕРМЕТИК
HETEROGENEOUS SEALANT FOR THREADS

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для обеспечения герметизации резьбовых соединений, работающих под высоким давлением и подверженных раздаче в поперечном сечении до 23%.
Применяемая в промысловой практике смазка Р-402 и другие, предназначенные для герметизации резьбовых соединений, содержит в своем составе жировую основу, свинцовый порошок, цинковую пыль, медную пудру и графит (ТУ 301-04-020-92).
Недостатком данной смазки является низкая герметизирующая эффективность при давлениях выше 10 МПа, а при раздаче на 20% эффективность герметизации падает еще в два раза.
Наиболее близкий по технической сущности к достигаемому результату является резьбовой отверждаемый герметик (РОГ) (патент RU №2110550, С09К 3/10, опубл. 10.05.1998), включающий основу эпоксидного компаунда, антифрикционный, герметизирующий наполнитель и отвердитель, в качестве антифрикционного, герметизирующего наполнителя содержит мелкодисперсный политетрафторэтилен при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Основа эпоксидного компаунда - 30-60
Отвердитель - 2-15
Наполнитель 30-60
Недостатком данного герметика является нарушение герметизации при раздаче резьбового соединения ввиду наличия в нем отвердителя, так как в процессе раздачи резьбы в них образуются трещины.
Технической задачей изобретения является создание резьбового гетерогенного герметика, обеспечивающего высокую степень герметичности до и после пластической деформации при расширении резьбовых соединений до 23%.
Техническая задача решается резьбовым гетерогенным герметиком, включающим основу, антифрикционный и герметизирующий наполнитель.
Новым является то, что для герметизации резьбы, подвергающейся пластической деформации, в качестве основы использован 20-40% волокнистого материала в виде пеньковой или льняной пакли, герметизирующего наполнителя - 30-50% глинопорошка, остальное - антифрикционный наполнитель в виде поверхностно-активного вещества (ПАВ).
Новым является также то, что в качестве ПАВ использован 30-70% водный раствор детергента.
Новым является также то, что в качестве ПАВ использована смесь: 30-70% водного раствора детергента и смазывающих добавок в виде графитовой смазки в соотношении 2…0,5 к 1.
Герметик имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: 20-40% волокнистого материала, герметизирующего наполнителя - 30-50% глинопорошка, остальное - антифрикционный наполнитель в виде ПАВ.
Для лабораторных исследований резьбового гетерогенного герметика были подготовлены четыре модели с резьбой ОГ1М -194 (ТУ 14-3-714-89).
Гидроиспытания проводились в максимально приближенных к реальным условиям в скважине и заключались в создании давления внутри натурного образца после последовательной механической раздачи резьбового соединения пуансонами диаметрами 184-218 мм. В качестве волокнистого материала использована пеньковая или льняная пакля ГОСТ 12285-77, в качестве герметизирующего наполнителя используют глинопорошок бентонитовый ГОСТ 28177-89, в качестве ПАВ - водный раствор детергента, относящегося к жидким шампуням ГОСТ 26878-86, в качестве смазывающих добавок использована графитная смазка ГОСТ 3333-80.
В табл.1 представлены результаты испытаний механической раздачи резьбового соединения пуансонами 184-218 мм и условия проталкивания инструмента с расширением 15-22%.
Результаты гидроиспытаний после механической раздачи резьбового соединения пуансоном представлены в таблице 2.
Таблица 1
№ модели
Состав герметика
Номинальный диаметр пуансона, мм
Усилие проталкивания инструмента, т
1
20% волокнистый материал
184
33,3
50% герметизирующий наполнитель,
196
46,7
остальное 30% водный раствор детергента
204
40
218
56,7
2
40% волокнистый материал
184
33,3
30% герметизирующий наполнитель,
196
40
остальное 70% водный раствор детергента
204
43,5
218
48
3
20% волокнистый материал
184
40
30% герметизирующий наполнитель,
196
53,3
остальное 30% водный раствор детергента и смазыв. добавки в соотношении 2:1
204
40
218
55
4
40% волокнистый материал
184
34,3
50% герметизирующий наполнитель,
196
42
остальное 70% водный раствор детергента и смазыв. добавки в соотношении 0,5:1
204
41,5
218
49
Таблица 2
№ модели
Состав герметика
Давление до выдержки, МПа
Выдержка, мин
Давление после выдержки, МПа
1
20% волокнистый материал
3,0
10
2,8
50% герметизирующий наполнитель,
5,0
10
4,8
9,0
10
8,4
остальное 30% водный раствор детергента
15,0
10
14,5
16,3
10
16,0
2
40% волокнистый материал
3,5
10
3,3
30% герметизирующий наполнитель,
5,0
10
5,0
9,8
10
9,8
остальное 70% водный раствор детергента
14,0
10
14,0
17,0
10
16,9
3
20% волокнистый материал
3,1
10
3,0
30% герметизирующий наполнитель,
4,8
10
4,8
9,9
10
9,8
остальное 30% водный раствор детергента и смазыв. добавки в соотношении 2:1
14,8
10
14,8
17,1
10
17,0
4
40% волокнистый материал
3,1
10
3,0
50% герметизирующий наполнитель,
5,0
10
4,8
остальное 70% водный раствор детергента и смазыв. добавки в соотношении 0,5:1
9,8
10
9,8
14,6
10
14,6
17,0
10
16,9
Анализ таблицы показывает, что предлагаемые сочетания основы и наполнителя и антифрикционного наполнителя в виде ПАВ обеспечивают высокую степень герметичности после раздачи резьбовых соединений пуансонами.
Представленный резьбовой гетерогенный герметик в различных составах, описанных в формуле, успешно прошел промысловые испытания при герметизации резьбовых соединений скважинах №30433 (трех резьбовых соединений) Алькеевской площади, №34046 (пяти резьбовых соединений) Чишминской площади НГДУ «Джалильнефть» и №18 (тридцати двух резьбовых соединений) Александровской площади ООО «Татнефть-Самара» при изоляции зон осложнений с применением расширяемых систем.
Все резьбовые соединения на скважинах по результатам испытаний до и после их раздачи на 23% герметичны.
Таким образом, резьбовые соединения с использованием предлагаемого резьбового гетерогенного герметика обеспечивают высокую степень герметичности до и после пластической деформации при расширении резьбовых соединений до 23%.