logo
  • Головна
  • Статті та випуски
    • Поточний випуск
    • Архів
  • Про журнал
    • Цілі та проблематика
    • Редакційна колегія
    • Індексація журналу
  • Для авторів
    • Подання статті
    • Умови публікації
    • Загальні вимоги до оформлення рукописів
    • Процес рецензування
    • Договір про передачу прав від автора до видавця
    • Збори та фінансування
  • Етика та політики
    • Публікаційна етика
    • Конфлікт інтересів
    • Політика відкритого доступу
    • Політика архівування матеріалів
    • Політика скарг
    • Положення про конфіденційність
    • Положення про відкликання публікацій
    • Політика антиплагіату
    • Політика використання генеративного ШІ
  • Контакти
  • uk
    • English

Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ

  • Подати статтю
  • Головна
  • Статті та випуски
    • Поточний випуск
    • Архів
  • Про журнал
    • Цілі та проблематика
    • Редакційна колегія
    • Індексація журналу
    • Джерела фінансування
  • Для авторів
    • Подання статті
    • Умови публікації
    • Загальні вимоги до оформлення рукописів
    • Процес рецензування
    • Редакційні збори
    • Договір про передачу прав від автора до видавця
  • Етика та політики
    • Публікаційна етика
    • Конфлікт інтересів
    • Політика відкритого доступу
    • Політика архівування матеріалів
    • Політика скарг
    • Положення про конфіденційність
    • Положення про відкликання публікацій
    • Політика антиплагіату
    • Політика використання генеративного ШІ
  • Пошук
  • Контакти

Стаття

Розробка та дослідження властивостей герметизуючого мастила для різьбових з’єднань обсадних труб

Олег Марцинків, Іван Витвицький, Ігор Палійчук, Микола Сенюшкович, Іван Дудич, Роман Лучинський
Анотація

Герметичність різьбових з’єднань обсадних колон є критично важливою проблемою, оскільки вона безпосередньо впливає на надійність кріплення свердловин, а відтак на їхню безаварійну та тривалу експлуатацію. Зважаючи на те, що перед нафтогазовою галуззю поставлено завдання максимального забезпечення потреби енергоносіїв власним видобутком, зазначена проблема залишається актуальною. Метою роботи було дослідити властивості розробленого герметизуючого мастила для різьбових з’єднань обсадних труб та підтвердити його ефективність порівняно з іншими використовуваними засобами. Для проведення досліджень у роботі використано аналітичний та експериментальний методи. Проаналізовано промисловий матеріал з якості кріплення свердловин та встановлено, що в багатьох свердловинах наявні дефекти у їхньому кріпленні, котрі пов’язані з негерметичністю різьбових з’єднань обсадних труб. Проведена класифікація причин порушень працездатності різьбових з’єднань та виділено основні чинники, що впливають на їхню герметичність. Розроблено герметизуюче мастило, що складається з карбамідної смоли, органофільного аеросилу, графіту, зволожувача аеросилу та хлористого амонію. Для оцінювання ефективності розробленого мастила було визначено такі показники: коефіцієнт тертя на поверхні пари «сталь-сталь», сила адгезії, опір мастила на зсув, герметичність різьбового з’єднання у процесі його опресування внутрішнім тиском та коефіцієнт ефективності. Встановлено, що запропоноване мастило має вищу початкову силу адгезії, порівняно з іншими, і до того ж вона постійно зростає у процесі полімеризації та досягає максимальної величини через п’ятнадцять годин тверднення; мастило має менший коефіцієнт тертя, більший опір на зсув та значно вищий коефіцієнт ефективності. Проведеними дослідженнями підтверджено підвищення працездатності різьбових з’єднань обсадних труб із використанням розробленого мастила

Завантажити статтю

Отримано 26.12.2024

Доопрацьовано 29.04.2025

Прийнято 02.06.2025

https://doi.org/10.63341/pdogf/1.2025.19
Взято з Том 25, № 1, 2025
Сторінки 19-30

ЦИТУВАТИ

Martsynkiv, O., Vytvytskyi, I., Paliichuk, I., Seniushkovych, M., Dudych, I., & Luchynskyi, R. (2025). Development and research of the properties of sealing grease for threaded connections of casing pipes. Prospecting and Development of Oil and Gas Fields, 25(1), 19-30. https://doi.org/10.63341/pdogf/1.2025.19

Використані джерела

  1. Barrett, S.L., & Taylor, J.M. (1976). Cathodic protection experience in Cook Inlet, Alaska. In Offshore technology conference (article number OTC-2700-MS). Houston: SPE. doi: 10.4043/2700-MS.
  2. Bestolife® metal free. (n.d.). Retrieved from https://bestolife.com/products/bestolife-metal-free.
  3. Blanc, C., Lewis, J., Ichim, A., Mutis, D., Zestran, A., Lucca, C.I., & Perello, L. (2019). New OCTG developments to overcome challenges in unconventional plays. In SPE eastern regional meeting (article number SPE-196596-MS). Charleston: SPE. doi: 10.2118/196596-MS.
  4. Chernova, M., & Kuntsiak, Y. (2016). Provision the tightness of casing strings due to the design features of threaded connections. Rock Destruction and Metal-Working Tools – Techniques and Technology of the Tool Production and Applications, 19, 86-92.
  5. DSTU 8932:2019. (2019). Casing pipes and couplings for them, technical requirements. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=86378.
  6. Ernens, D., van Riet, E.J., de Rooij, M.B., Pasaribu, H.R., van Haaften, W.M., & Schipper, D.J. (2019). The role of phosphate-conversion coatings in the makeup and sealing ability of casing connections. SPE Drilling & Completion, 34(1), 60-70. doi: 10.2118/184690-pa.
  7. Femiak, Y., & Zelinskiy, A.A. (2024a). Ensuring the tightness of casing in gas wells by using anaerobic sealants. In The 3rd international scientific and practical conference “Perspectives of contemporary science: Theory and practice” (pp. 518-521). Lviv: Scientific Publishing Center “Sci-conf.com.ua”.
  8. Femiak, Y., & Zelinskiy, A.A. (2024b). Improving the tightness of casing strings in gas wells using anaerobic sealants. In Scientific research and innovation: Proceedings of the 3rd international scientific and practical internet conference (pp. 206-207). Dnipro: FOP Marenichenko V.V.
  9. GOST 3333-80. (1980). Graphite grease. Technical conditions. With amendments No. 1, 2, 3. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=73383.
  10. Inose, K., Sugino, M., & Goto, K. (2016). Influence of grease on high-pressure gas tightness by metal-to-metal seals of premium threaded connections. Tribology Online, 11(2), 227-234. doi: 10.2474/trol.11.227.
  11. ISO 11960:2020. (2020). Petroleum and natural gas industries – steel pipes for use as casing or tubing for wells. Retrieved from https://www.iso.org/standard/75278.html.
  12. ISO 13679:2019. (2019). Petroleum and natural gas industries – procedures for testing casing and tubing connections. Retrieved from https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:13679:ed-2:v1:en.
  13. Ji, N., Wang, P., Xie, J., Zhao, M., Feng, C., & Xie, J. (2023). Small-scale experimental research on the key parameters affecting metal-to-metal sealability. Journal of Physics: Conference Series, 2610(1), article number 012034. doi: 10.1088/1742-6596/2610/1/012034.
  14. Kakulite, K.K., & Kandasubramanian, B. (2019). Rudiment of “Galling: Tribological phenomenon” for engineering components in aggregate with the advancement in functioning of the anti-galling coatings. Surfaces and Interfaces, 17, article number 100383. doi: 10.1016/j.surfin.2019.100383.
  15. Kim, B., & Yoon, J.-Y. (2024). Design optimization of buttress type premium casing connection by modifying lower corner radius of stab flank. Scientific Reports, 14(1), article number 8018. doi: 10.1038/s41598-024-58881-3.
  16. Kotskulych, Y. (2007). Current state and prospects and prospects for improving the reliability of well fastening. Oil and Gas Industry, 5, 22-24.
  17. Kotskulych, Y., & Tyshchenko, O. (2009). Well completion. Kyiv: Interpress LTD.
  18. Mou, Y., Xie, Y., Wei, F., Zhao, H., & Han, L. (2024). Research on thread seal failure mechanism of casing hanger in shale gas wells and prevention measures. Processes, 12(6), article number 1253. doi: 10.3390/pr12061253.
  19. Patent No. 73192. (2005). Tubular threaded joint with reinforced stop. Retrieved from https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/385777/.
  20. Pertsev, I. (2010). Aerosil. Retrieved from https://www.pharmencyclopedia.com.ua/article/2648/aerosil.
  21. Rymchuk, D.V., Kushch, A.I., & Dragomyretskiy, V.O. (2019). Growth of hermeticity of oil and gas wells. Integrated Technologies and Energy Saving, 2, 38-46. doi: 10.20998/%25x.
  22. TenarisHydril running manual. (n.d.). Retrieved from https://www.tenaris.com/en/products-and-services/octg/tenarishydril-running-manual/.
  23. Teodoriu, C., Bello, O., & Rinne, J. (2020). Experimental investigations of thread compounds viscosity degradation towards long term threaded connections leak resistance. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 84, article number 103677. doi: 10.1016/j.jngse.2020.103677.
  24. TU U 24.1-32358806-005:2009. (2009). Carbamide-formaldehyde resins. Retrieved from http://www.ostchem.com/uk/o-kompanii/proizvodstvo/stirol.
  25. Vasylyshyn, V. (2017). Ways to improve the reliability and tightness of casing strings. International Scientific Journal “Internauka”, 2(24), 134-135.
  26. Vasylyshyn, V.Ya., Vasylyshyn, Ya.V., & Chorna, Yu.V. (2020). Improved coupling and pump connection pipes. Scientific Notes of the Taurida National University Named After V. I. Vernadsky. Series: Technical Sciences, 2(1), 67-70. doi: 10.32838/2663-5941/2020.1-2/12.
  27. Xie, J. (2021). Considerations for analytical qualification of tubular connections for thermal and HPHT wells. In SPE 2021 symposium compilation (article number SPE-208439-MS). Virtual: SPE. doi: 10.2118/208439-ms.
  28. Xie, J., Friesen, D., Droessler, M., Roth, T., & Xie, J. (2021). Experimental study for establishing metal-to-metal seal evaluation criteria for tubular connections in thermal and HPHT applications. In SPE 2021 symposium compilation (article number SPE-208438-MS). Virtual: SPE. doi: 10.2118/208438-ms.
  29. Xu, H., Zhang, Z., Xiang, S., Yang, B., & Shi, T. (2023). Leakage model of tubing and casing premium connection based on sinusoidal contact simulation between rough surfaces. Processes, 11(2), article number 570. doi: 10.3390/pr11020570.
  30. Xu, Z., An, C., Xie, Z., Zhang, J., Lim, F., & Zhang, Y. (2023). Full-scale resonant bending fatigue testing of casing joints under bending moment load. International Journal of Pressure Vessels and Piping, 207, article number 105105. doi: 10.1016/j.ijpvp.2023.105105.
  31. Yang, B., Xu, H., Xiang, S., Zhang, Z., Su, K., & Yang, Y. (2023). Effects of make-up torque on the sealability of sphere-type premium connection for tubing and casing strings. Processes, 11(1), article number 256. doi: 10.3390/pr11010256.
  32. Ye, F., Chen, F., Wang, W., Zhang, R., Zhou, X., Qin, K., & Di, Q. (2023). Flow in microchannels between sealing surfaces of casing connections: LBM simulation. Geofluids, 1, article number 5293830 doi: 10.1155/2023/5293830.
  33. Zhimin, W., Shuo, X., Xiaoqiang, L., Yichen, B., Xiuqiang, S., & Yan, H. (2021). Physicochemical and tribological properties of anti-seize thread lubricant. China Petroleum Processing and Petrochemical Technology, 23(4), 95-104.

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу 76019, вул. Карпатська, 15, м. Івано-Франківськ, Україна

  • nung@pdogf.com.ua