Резьбовые смазки для насосно-компрессорных труб (НКТ), часто называемые "pipe dope" в англоязычной технической литературе , представляют собой специализированные многокомпонентные составы, предназначенные для нанесения на резьбовые соединения труб, используемых в нефтегазовой промышленности. Эти смазки играют критическую роль в обеспечении целостности и долговечности резьбовых соединений НКТ, которые служат для извлечения жидкости и газа из скважин, нагнетания воды, сжатого воздуха (газа) и проведения различных видов работ по текущему и капитальному ремонту скважин (КРС).
Применение качественных резьбовых смазок в нефтегазовой отрасли имеет первостепенное значение. НКТ эксплуатируются в суровых условиях, характеризующихся постоянным давлением, высокими механическими нагрузками и воздействием агрессивных сред, что приводит к коррозии и эрозии. Резьбовое соединение является ключевым элементом, обеспечивающим герметичность и надежность всей колонны НКТ.
Подробнее о резьбовых смазках для НКТ можно прочитать в нашей статье: Резьбовые смазки для насосно-компрессорных труб (НКТ)
Резьбовые смазки для НКТ выполняют несколько ключевых функций, обеспечивающих надежность и долговечность резьбовых соединений:
Резьбовые смазки для НКТ применяются повсеместно при сборке трубных колонн, используемых в различных операциях на нефтяных и газовых скважинах :
| Свойство | Типичное значение/Диапазон | Метод испытания (пример) | Значимость для НКТ |
|---|---|---|---|
| Температура каплепадения, °C | ≥138−180 | ASTM D566, ISO 2176 | Определяет термостойкость загустителя, влияет на стабильность при высоких температурах. |
| Испаряемость при 100°C за 24 ч, % (не более) | 3.75−4.0 | ASTM D972, Annex D ISO 13678 | Минимизирует потерю смазки и изменение свойств при повышенных температурах. |
| Коллоидная стабильность, % (не более) | 8−10 | Annex E ISO 13678 | Обеспечивает сохранение консистенции и предотвращает отделение масла. |
| Адгезия | Высокая, в т.ч. на влажных поверхностях и при низких t° | Annex F ISO 13678 | Гарантирует удержание смазки на резьбе во время сборки и эксплуатации. |
| Пенетрация (NLGI класс) | NLGI #1, #2 | ASTM D217, Annex C ISO 13678 | Определяет консистенцию, влияет на легкость нанесения и удержание в резьбе. |
| Содержание воды, % (не более) | 0.1 | ASTM D95 | Предотвращает ухудшение свойств смазки и коррозию. |
| Антикоррозионные свойства | Выдерживает испытания, защита от H2S, CO2 | Annex L ISO 13678 | Предотвращает коррозионное разрушение резьбы в агрессивных средах. |
| Противозадирные свойства | Высокие, предотвращение задиров | Annex J ISO 13678 | Защищает резьбу от повреждений при высоких нагрузках свинчивания. |
| Уплотняющие свойства (давление) | До 70 МПа (10,000 psi) и выше | Annex K ISO 13678 | Обеспечивает герметичность соединения, предотвращая утечки. |
| Коэффициент трения (Friction Factor) | Стабильный (e.g., 1.0 для API Modified; 1.2 для Эрна-НКТ) | API RP 5A3, Annex I ISO 13678 | Обеспечивает точный контроль натяга при свинчивании для достижения герметичности и прочности. |
| Рабочий диапазон температур, °C | от -50 до +200 (и выше для некоторых) | - | Гарантирует работоспособность смазки в различных климатических и скважинных условиях. |
| Совместимость с OBM | Эффективное нанесение и адгезия на загрязненных поверхностях | - | Обеспечивает работоспособность смазки даже при наличии остатков бурового раствора на нефтяной основе. |
Резьбовые смазки представляют собой сложные композиции, состоящие из нескольких основных групп компонентов, каждая из которых вносит свой вклад в общие эксплуатационные характеристики продукта.
| Тип компонента | Примеры | Основная(ые) функция(ии) в составе смазки |
|---|---|---|
| Базовое масло | Минеральное, синтетическое (ПАО, эфиры), силиконовое | Обеспечивает текучесть, смазывание при низких нагрузках, растворяет присадки, влияет на вязкостно-температурные свойства. |
| Загуститель | Литиевое мыло, кальциевое мыло, алюминиевое мыло, глина, полимеры | Образует структурный каркас пластичной смазки, удерживает масло, определяет консистенцию, температуру каплепадения, водостойкость. |
| Твердый смазочный компонент | Порошки свинца, меди, цинка; графит, ПТФЭ, карбонат кальция | Обеспечивает смазывание при высоких нагрузках (граничное трение), противозадирные свойства, герметизацию зазоров, контроль коэффициента трения. |
| Присадки | Ингибиторы коррозии, антиоксиданты, адгезионные, противозадирные (EP/AW) | Улучшают специфические свойства: защита от коррозии и окисления, прилипание к поверхности, повышение несущей способности, снижение износа, модификация трения. |
| Стандарт | Кем выпущен | Краткое описание/Область применения | Ключевые упоминаемые тесты/требования | Связь с другими стандартами |
|---|---|---|---|---|
| ГОСТ ISO 13678-2022 | Росстандарт (межгосударственный) | Оценка и испытание резьбовых смазок для обсадных, насосно-компрессорных, трубопроводных труб и элементов бурильных колонн. | Пенетрация, испаряемость, маслоотделение, адгезия, газовыделение, вымывание водой, фрикционные свойства, сопротивление задирам, герметичность, ингибирование коррозии, термостабильность. | Гармонизирован с ISO 13678:2010. Заменяет ГОСТ Р ИСО 13678-2015. |
| API RP 5A3 (4th Ed., Feb 2023) | American Petroleum Institute | Рекомендации по производству, испытаниям и выбору резьбовых смазок для обсадных, НКТ, линейных труб и элементов бурильных колонн (кроме замковых соединений). | Аналогичны ISO 13678; оценка критических эксплуатационных свойств и физико-химических характеристик. | Предлагаемое национальное принятие ISO 13678. |
| ISO 13678:2010 | International Organization for Standardization | Оценка и испытание резьбовых смазок для обсадных, НКТ, линейных труб и элементов бурильных колонн. | Полный комплекс тестов, описанных в Приложениях A-M (см. выше). | Основан на API RP 5A3 (2nd Ed.) с включением положений API RP 7A1. |
| ГОСТ 34380-2017 (ISO 10405:2000) | Росстандарт (межгосударственный) | Уход и эксплуатация стальных обсадных и насосно-компрессорных труб. | Рекомендации по нанесению резьбовой уплотнительной смазки, моменты свинчивания. | Модифицирован по отношению к ISO 10405:2000. |
| ГОСТ 633-80 | Госстандарт СССР | Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним. | Технические требования к трубам и резьбовым соединениям; упоминание роли смазки в герметизации. | Стандарт на трубы, для которых применяется смазка. |