石油鉆采設(shè)備的防腐工藝研究

江蘇金石富源機械有限公司

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0 引言

石油，地質(zhì)勘探的主要對象之一，是一種呈現(xiàn)黏稠狀態(tài)的深褐色液體，有“液態(tài)黃金”“工業(yè)的血液”等稱呼。石油作為戰(zhàn)略性資源，“政治性商品”,在國際關(guān)系以及我國國民經(jīng)濟(jì)中具有舉足輕重的作用。在石油開采過程中，由于原油特殊的化學(xué)性質(zhì)，其具有一定的腐蝕性，會對開采設(shè)備造成一定程度的腐蝕，又因為油田的工作環(huán)境，使得石油鉆采過程中，其鉆采設(shè)備常常因為各種各樣的原因出現(xiàn)腐蝕，造成設(shè)備損壞，影響鉆采的效率，減少了設(shè)備使用壽命，增加了石油開采成本。

1 石油鉆采設(shè)備的工作原理

石油鉆采設(shè)備，主要是由金屬材料制作而成的，在開采現(xiàn)場，設(shè)備通常出現(xiàn)老化、松脫、堵塞、滲漏等等故障，除了這些常規(guī)性的設(shè)備故障，還有一種是設(shè)備的腐蝕性故障。為了防止這一故障的出現(xiàn)，設(shè)備在正式投入使用之前都會先在設(shè)備表面涂一層防腐漆膜，用以保護(hù)設(shè)備，提高設(shè)備的安全性和使用壽命。石油鉆采設(shè)備的防腐工藝，對石油鉆采工程的質(zhì)量有著非常重要的影響。

石油鉆采設(shè)備的種類和型號多種多樣，由于其龐大的體積，因此在對其進(jìn)行防腐處理時，最為普遍的防腐方法就是往鉆采設(shè)備的表層上涂防腐涂層。另外，由于鉆采設(shè)備的工作環(huán)境的不同，使用的防腐涂層的材料就也有所不同；因此，必須考慮到涂層的耐油性、耐腐蝕性以及耐水性的高低等因素來選擇。

2 石油鉆采設(shè)備腐蝕因素

2.1 沙漠環(huán)境對石油鉆采設(shè)備的腐蝕因素

沙漠的環(huán)境較為惡劣，早晚溫差較大，平均年溫差可達(dá)30-50℃。在夏季，中午地表溫度可高達(dá)60℃及以上，而夜晚則又會降到10℃以下。因此空氣中的水蒸氣會因為溫度的驟降而凝結(jié)，造成鉆采設(shè)備的腐蝕。溫度越高，設(shè)備表層分子就會越活躍；跟據(jù)科學(xué)研究表面，每當(dāng)大氣溫度升高10℃，石油鉆采設(shè)備的腐蝕速度就會比之前提升一倍左右。并且沙漠氣候干燥，常年風(fēng)沙較多，也較容易造成石油鉆采設(shè)備的腐蝕。在沙漠環(huán)境中，石油鉆采設(shè)備應(yīng)選擇使用韌性較好、耐候性較強的材料。其中，耐候性是指對室外環(huán)境如冷熱、風(fēng)雨、光照強度等條件的耐受能力。

2.2 海洋環(huán)境對石油鉆采設(shè)備的腐蝕因素

海洋的環(huán)境條件更為復(fù)雜，海洋水中富含Cl-，而Cl-對金屬的腐蝕性十分強，甚至能腐蝕金屬表面的氧化膜，進(jìn)而引起點蝕穿孔。另外，由于海洋環(huán)境的濕度大，會進(jìn)一步增強對石油鉆采設(shè)備的腐蝕。選擇在海洋環(huán)境中工作的石油鉆采設(shè)備，應(yīng)選擇耐水性和耐鹽性較好的防腐涂層。

2.3 陸地環(huán)境對石油鉆采設(shè)備的腐蝕因素

與沙漠環(huán)境和海洋環(huán)境相比，陸地油田的工作環(huán)境對鉆采設(shè)備的腐蝕性還是比較低的。但是陸地上的環(huán)境復(fù)雜多變，隨著地域的不同，對其鉆采設(shè)備防腐材料的選擇也有所不同，應(yīng)根據(jù)鉆采設(shè)備不同的工作環(huán)境和地域，選擇防腐涂層的材料。

3 石油鉆采設(shè)備防腐工藝研究

3.1 環(huán)氧富鋅防銹底漆

環(huán)氧富鋅防銹底漆是目前在鉆采設(shè)備防腐材料中使用最為廣泛的一種底漆，其較為適用于環(huán)境惡劣的海洋和沙漠環(huán)境中的石油開采。這種油漆的配制材料包括環(huán)氧樹脂、鋅粉、聚酰胺固化劑以及溶劑和助劑等。其中，鋅粉的作用是提供金屬鋅，使比鋼鐵(-0.44V)電位高的金屬鋅(-0.76V)代替鋼鐵成為成為陽性電極，從而保護(hù)作為陰性電極的鉆采設(shè)備的鋼鐵材料不被腐蝕。

3.2 脂肪族聚氨酯面漆

脂肪族聚氨酯作為石油鉆采設(shè)備防腐的面漆，在行業(yè)市場中的使用范圍較為廣泛。其具備良好的耐候性和抗沖擊性，同時在石油鉆采過程中對設(shè)備起到良好的耐磨性，這些優(yōu)異的性能是其他面漆涂層望塵莫及的，另外，脂肪族聚氨酯面漆的保光性和保色性也具有較大優(yōu)勢，因此是一種性能理想的防腐面漆

3.3 氯化橡膠面漆

氯化橡膠面漆由于其優(yōu)異的耐水性和防腐性，在海洋油田開采中被廣泛使用，并且其還具有良好的附著力，使用也較為方便。

3.4 酸性環(huán)氧樹脂漆

酸性環(huán)氧樹脂漆適用于凝露干濕條件中的石油開采施工，其耐酸性、耐堿性和耐水性質(zhì)較為良好。

3.5 醇酸系列漆

醇酸系列漆在使用之前，應(yīng)首先經(jīng)油改性，油改之后，其的耐候性、防腐性、保光性以及保色性都有了明顯地提高；醇酸系列漆還具有良好的抗沖擊性和柔韌性，能滿足石油鉆采需求；由于醇酸系列漆的價格優(yōu)勢，其使用范圍也十分廣泛，是一種價廉性優(yōu)的防腐蝕用漆。

4 涂層的配套體系

考慮到石油鉆采過程中，不同設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)及工作原理，并根據(jù)石油開采的不同工作環(huán)境，設(shè)備防腐涂層作為防腐工藝基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，具備較高的可行性與適用性。在噴漆時，要重點考慮到底漆的防腐性、附著力和耐油性是否符合工藝要求，面漆的耐候性和柔韌度是否能延長設(shè)備的使用壽命。另外，還要考慮到涂層之間是否配套，是否會互相影響等問題。石油鉆采設(shè)備的噴漆工藝是一項大工程，關(guān)乎著石油開采的質(zhì)量和效率，因此必須對其防腐工藝細(xì)致再細(xì)致，以促進(jìn)石油開采產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

5 結(jié)束語

石油的使用范圍廣泛，使用量巨大，雖然各國已經(jīng)積極地尋找可再生能源替代不可再生的石油，但石油的需求量依舊再逐年遞增，因此，對石油開采的質(zhì)量和效率也越來越高；從石油公司對石油開采設(shè)備的高投資成本可以看出，如何加強對石油設(shè)備的防腐處理是目前研究的重大難題。隨著科技的發(fā)展，新的防腐工藝和材料的應(yīng)用，能夠有效的增加石油開采設(shè)備的防腐性能，延長石油鉆采設(shè)備的使用年限，提高石油開采效率和質(zhì)量，為人們生活安家樂業(yè)和社會穩(wěn)步發(fā)展做出貢獻(xiàn)。