Резьбовые смазки широко используются при монтаже обсадных и насосно-компрессорных труб. Их наносят на поверхность резьбы, что позволяет облегчить демонтаж, предотвратить образование задиров и заедание, а также обеспечить необходимый коэффициент трения при сборке труб. 


Не смотря на простоту и доступность данного метода, он не лишен недостатков:

  • Очистка поверхностей и смазывание требуют дополнительных трудозатрат

  • Из-за того, что пасты от разных производителей различаются по фрикционным характеристикам, требуется проведение дополнительных испытаний и корректировка крутящего момента при сборке соединений

  • Пасты необходимо повторно наносить после длительного хранения и при каждой операции монтажа

  • Налипание на смазанные поверхности пыли и абразивных частиц приводит к повреждениям резьбы в процессе монтажа

  • Пасты, применяемые для сборки, оказывают загрязняющее действие на окружающую среду


Оптимальным решением в данном случае является применение технологии твердой смазки на основе антифрикционных твердосмазочных покрытий (АТСП). Одним из преимуществ этих материалов является возможность нанесения как на заводе-изготовителе труб, так и на монтажной площадке. 

Применение АТСП для подготовки труб к установке исключает операцию смазывания резьбы в полевых условиях. Помимо этого, покрытия обеспечивают высокие антикоррозионные и противозадирные характеристики, требуемый коэффициент трения и «сухое смазывание» поверхностей.

Как работают АТСП?

Технология твердых смазок на основе антифрикционных твердосмазочных покрытий не только решает задачу по подготовке труб к монтажу на заводе-изготовителе, но и позволяет получить дополнительные преимущества. Российская компания «Моделирование и инжиниринг» под торговой маркой MODENGY ™ разрабатывает и выпускает специальные покрытия, которые подходят для данного применения, а часть из них уже широко используется в нефтегазовой промышленности.


Схема действия АТСП


АТСП состоят из мелкодисперсных порошков твердых смазочных материалов (графита, дисульфида молибдена, ПТФЭ, специальных композиций), которые равномерно распределены в смеси связующих веществ и растворителей. Полимеризация покрытия может происходить как при нагреве, так и при комнатной температуре в результате отверждения связующего вещества. Растворитель обеспечивает более равномерное нанесение покрытия на поверхность, а после него полностью испаряется. После отверждения АТСП представляет собой полимерную матрицу, внутри которой равномерно распределены частицы твердых смазок.


Молекулярная структура дисульфида молибдена


Наиболее популярное вещество, используемое в качестве твердой смазки – дисульфид молибдена MoS2. Это минерал природного происхождения, который обладает слоистой структурой. Каждый из атомов молибдена окружен двумя атомами серы, образуя таким образом своеобразный «сэндвич». Связь между слоями достаточно слабая, поэтому сдвиговое сопротивление по плоскости раздела незначительное. Этим обусловлен и низкий коэффициент трения, который сохраняется при высоких нагрузках и температурах.

Минерал также обладает высокой адгезией к металлам и заполняет микронеровности поверхностей, тем самым увеличивая их опорную площадь. В процессе трения он образует скользкий и гладкий защитный слой, который выдерживает высокие контактные давления и повышает герметичность.

Наибольшую эффективность MoS2 демонстрирует при граничном и смешанном режиме трения при высоких контактных давлениях. В этих условиях материал облегчает приработку деталей, предотвращает схватывание и задир, снижает трение. Помимо этого, минерал обладает уникальными антифрикционными свойствами и химической инертностью, а предел его работоспособности при высоких контактных давлениях составляет до 3000 МПа.

Покрытия MODENGY для обсадных и насосно-компрессорных труб


Для подготовки обсадных и насосно-компрессорных труб к монтажу подходят следующие АТСП MODENGY:


АТСП MODENGY


Покрытие MODENGY 1002 изготовлено на основе органического связующего и дисульфида молибдена. Оно положительно зарекомендовало себя в нефтегазовой отрасли благодаря отличным антикоррозионным свойствам и износостойкости, а также возможности отверждения при комнатной температуре. Данный материал выпускает в банках 1 кг и ведрах 4,5 кг, а также аэрозольных баллонах 210 и 520 мл.

На резьбовые участки труб и муфт оно наносится при помощи распыления. Через 5 минут слой покрытия становится достаточно сухим, чтобы трубы можно было транспортировать к месту хранения. Спустя 120 минут покрытие полностью отверждается и готово к сборке и рабочим нагрузкам. Нагрев деталей до +130 °C сократит время полимеризации до 15 минут.

Толщина слоя материала регулируется при помощи добавления к АТСП растворителя, благодаря чему изменяется вязкость всего состава. MODENGY 1002 обеспечивает постоянный коэффициент трения, разброс которого находится в пределах ±0,01 в процессе 5-8 циклов откручивания-закручивания. Кроме этого покрытие обладает очень высоким ресурсом и обеспечивает защиту от коррозии в течение более 160 часов по результатам ускоренного теста в соляном тумане.

При необходимости в более высоких антикоррозионных характеристиках рекомендуется использовать покрытие MODENGY 1014. Отверждение этого материала происходит при нагреве до +200 °C в течение 40 минут. В результате теста в соляном тумане было выявлено, что покрытие обеспечивают защиту от коррозии более 672 часов.


Поверхность резьбы обсадной трубы с покрытием MODENGY 1002


Преимущества АТСП MODENGY:

  • Высокие противозадирные свойства

  • Очень высокая несущая способность

  • Быстрая полимеризация

  • Простота нанесения

  • Отпадает надобность в последующей механической обработке поверхности


Благодаря применению антифрикционных твердосмазочных покрытий MODENGY можно отказаться от трудозатратных действия по смазыванию в условиях монтажной площадки. Помимо этого, эти материалы обеспечивают оптимальный коэффициент трения при закручивании, защищают соединения от коррозии, уменьшают время сборки колонны и повышают ее герметичность.