注水井油管腐蝕成因及防腐工藝
2017-10-13 來自: 洛陽水星天成石油設(shè)備有限公司 瀏覽次數(shù):2287
腐蝕的發(fā)生在油田注水井管道中在所難免,嚴(yán)重影響了油田的經(jīng)濟(jì)效益,注水井作為油田設(shè)施中重要的組成部分,其對油田穩(wěn)定的生產(chǎn)效益也是非常有意義。井下管道,原油、土壤、水、油田污水、大氣等各種腐蝕介質(zhì)都會對其構(gòu)成極大的腐蝕損害威脅,因此利用成功的防腐工藝即會抑制腐蝕的蔓延。
2 注水井油管腐蝕的原因
溶解氣體在注入水中的化學(xué)腐蝕。通常情況下氧氣易溶于水中,加快了鋼材在室內(nèi)的腐蝕速度,盡管其腐蝕速度能達(dá)到穩(wěn)定值,但對于在純水中腐蝕效果也是倍增的。H?S、溶解氧、或二氧化碳作為油垢污水當(dāng)中的腐蝕化學(xué)物質(zhì),其中水中大量的二氧化碳,致使氫離子的產(chǎn)生,作為電化學(xué)腐蝕的陽極鐵原子,散失大部分電子,轉(zhuǎn)換為可溶解性的鐵離子,在遇到溶液時,丟失的電子被氫離子得到產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成氫氣,二氧化碳?xì)怏w如果在水中比較充足,鋼材就會不斷的被腐蝕,而且力度會加重;重度的二氧化氮中通常帶有H?S,氫離子在H?S的催使下加速了對管道的腐蝕進(jìn)度,致使注水管道表面的具有金屬特性的物質(zhì)結(jié)構(gòu)被大量地腐蝕,硫化物一般在水中很難被分解,因此會日積月累積淀在管道上面,生成的硫化物會使管道結(jié)構(gòu)變得疏松,不但不能給管道表面帶來隔層保護(hù),而且會使管道內(nèi)部因為滲水的關(guān)系變得脆弱,時間過久就會在管道上看見細(xì)小的裂痕,如果不及時處理,管道有可能會因為承受不住裂痕的擴(kuò)張力而最終炸裂。因此注水井油管中注入的油田污垢水,其中的化學(xué)物質(zhì)將會在一定程度上對管道的基體進(jìn)行破壞,加大作業(yè)工作量,致使注水管柱的使用時間縮短。
氯化物和硫酸鹽等電化學(xué)腐蝕。注水井注入的水一般都含有氯化物和硫酸鹽,它們會對管道進(jìn)行不同程度的腐蝕。氯化物和硫酸鹽等化學(xué)物質(zhì)腐蝕金屬管道后就會殘留下可溶性的物質(zhì),對管道根本起不到保護(hù)的作用,只會加速管道的破壞速度。氯化物當(dāng)中具有活性因素的氯離子形成所謂電子發(fā)電當(dāng)中的陽極,對管道表層的鈍化膜或者其他保護(hù)膜進(jìn)行損害,而剩下沒被破壞的地方就自然形成負(fù)極,陽極與負(fù)極的相遇會產(chǎn)生電池反應(yīng)力,在已經(jīng)被腐蝕的地方上進(jìn)一步加速腐蝕,產(chǎn)生的腐蝕力強(qiáng)烈到可以致使管道穿孔。在原油進(jìn)行運移、聚集活動時,含硫有機(jī)物會因為高溫高壓的關(guān)系,生成的化學(xué)物質(zhì)不緊密會跟管道金屬物質(zhì)形成電偶,加速腐蝕;另一方面在水溶液中管道金屬上面如果富有氯化物和硫酸鹽,也會降低管道表層保護(hù)膜的密度,鋼就會被腐蝕得更快。硫酸鹽還原菌在注水管油中容易發(fā)生H?S的轉(zhuǎn)變,導(dǎo)致水質(zhì)污染,惡化加速,沉淀物的積累,堵塞管柱,殘留的電化學(xué)物質(zhì)加重了注水井油管的腐蝕程度,因此制定出良好的防腐工藝勢在必行。
3 防腐工藝在注水井油管中的應(yīng)用
3.1 加強(qiáng)改性玻璃鋼的內(nèi)襯防腐
將塑料當(dāng)中抗腐性較強(qiáng)的物質(zhì)或者金屬薄壁和油管內(nèi)壁相結(jié)合,經(jīng)過特殊的加工合成,形成了具有抗腐性較強(qiáng)的性能稱之為內(nèi)襯防腐。其中玻璃鋼內(nèi)襯防腐運用較廣,但是傳統(tǒng)的防腐工藝并不能滿足市場的需求,因此制造出了改性玻璃鋼內(nèi)襯油管。改性玻璃鋼內(nèi)襯技術(shù)可以創(chuàng)造出新的防腐厚度,亦能對舊的油管進(jìn)行廢物修理,這種內(nèi)襯防腐工藝有效的保護(hù)了油管體表面,它的使用壽命是普通玻璃鋼內(nèi)襯管體的幾倍,大大降低了油田的生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。改性玻璃鋼內(nèi)襯油管不僅具有優(yōu)異的密封特點,可以防止管體內(nèi)油體的泄漏,污垢氣體的流入,而且防腐性能高,特制的抗氫氟酸薄壁進(jìn)入油管內(nèi)部,形成封閉的密口,油管與襯管的緊密結(jié)合,構(gòu)建完好的保護(hù)層。因此,國家應(yīng)該加強(qiáng)對改性玻璃鋼的內(nèi)襯防腐的使用。
3.2 涂料厚膜化的防腐
要想油管使用壽命能長久,應(yīng)使用厚膜化的涂料進(jìn)行防腐,把油管表面清理干凈在上面噴上厚膜化涂料,涂層與基體結(jié)合,力度強(qiáng)大,將腐蝕介質(zhì)阻隔在金屬之外,對金屬起到防腐作用,充分利用酸堿物質(zhì)中為中性的無害物質(zhì)來對管道進(jìn)行保護(hù),厚膜化的防銹涂料可產(chǎn)生電化反應(yīng),水分和氧氣在遇到防銹涂料時發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成防腐離子,金屬管道的表面轉(zhuǎn)化為不易被空氣氧化的金屬,金屬離子就無法冒出,達(dá)到防腐的目的。良好的附著力、抵抗介質(zhì)滲透性、防腐性能強(qiáng)等特點,往往是廠家購買運用到各個領(lǐng)域中去的原因,涂料涂得越厚,阻隔防腐性能就越好,因此在對金屬管道進(jìn)行涂料時應(yīng)使用厚膜化的涂料,延長注水井油管的使用時間。
3.3 鎢合金防腐油管的使用
好的防腐油管也是非常重要的,鎢合金防腐油管是世界上目前在價格上比較優(yōu)惠的一種,相對于雙相鋼油管有整體上的優(yōu)異,該產(chǎn)品不僅在國內(nèi)有較好的市場效應(yīng),而且被廣泛使用于國外。鎢合金防腐油管可以對酸、鹽、堿等介質(zhì)進(jìn)行持久的抗蝕、抗磨,抗腐蝕性強(qiáng),即使在腐蝕性較強(qiáng)的油田也能很好的發(fā)揮其抗腐性能,同樣它也具有極好的密封性,阻止空氣進(jìn)入管道內(nèi)部,在油管上扣的時候,其柔軟的粘性使操作人員很快上扣,良好的防結(jié)垢性體現(xiàn)在管道內(nèi)部的細(xì)膩光滑,表面沒有污垢,殘留物就不會被腐蝕,保持了管道的完整。要想在油管的防腐工作上加強(qiáng)防腐力度,加大對防腐油管的使用將會是一大重要舉措。
3.4 氮化對于注水井油管的防腐
氮化防腐是利用氮化原理,在油管表面進(jìn)行氮化后產(chǎn)生碳、氮等化學(xué)物質(zhì),經(jīng)過某種真空氮化處理技術(shù),產(chǎn)生淬火層,淬火層在不降低管道材料的力度能力情況下進(jìn)行防腐。經(jīng)過試驗分析,結(jié)果得出氮化對于注水井油管的防腐是一種很好的防腐工藝,在使用時油管內(nèi)外部都沒有渾濁的污點,尺寸在油管內(nèi)部并不用進(jìn)行修改,這樣就方便施工人員在對油管進(jìn)行投放與撈起時,減少對油管的摩擦損壞,促進(jìn)工程的及時完成。被氮化后的油管硬度高,因此在搬運時可以防止絲扣的磨損,防止對內(nèi)部銜接扣的腐蝕,施工在對油管進(jìn)行清除整理時也會減少時間,提高工作效率。所以,氮化防腐更應(yīng)該使用于注水井油管的防腐工作中。
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