抽油机井防腐蚀技术的研究

2017-03-04赵大力中油辽河油田公司欢喜岭采油厂机械造修厂辽宁盘锦124010

化工管理 2017年21期

关键词：光杆防腐蚀硫化物

赵大力（中油辽河油田公司欢喜岭采油厂机械造修厂，辽宁盘锦124010）

抽油机井防腐蚀技术的研究

赵大力（中油辽河油田公司欢喜岭采油厂机械造修厂，辽宁盘锦124010）

本文从抽油机、光杆、管杆偏磨、地面管线四个方面阐述了抽油机井生产系统各部分机械设备的受腐蚀的影响因素，提出了相应的解决办法，对抽油机井生产系统的防腐工作有一定借鉴意义。

抽油机井；防腐蚀

目前，我国部分油田已进入注水开发后期或注聚合物开发阶段，受驱替介质的影响，抽油机井开采系统机械设备的腐蚀情况日渐严重，可以说腐蚀已成为影响该系统机械设备可靠性及使用寿命的关键因素之一，为避免原油生产及运输过程中各类事故的发生，抽油机井生产系统一定要有成体系的可靠防腐措施。

1 抽油机防腐蚀

抽油机受腐蚀主要表现为三个方面：抽油机设备表面腐蚀、抽油机联动轴承磨蚀、抽油机传动皮带腐蚀。

（1）抽油机作为原油举升的重要机械设备之一，需长期暴露于空气中工作。地面温度、湿度等条件的变化使得抽油机表面易受腐蚀。此外，我国原油中多硫化物、含硫化物、环烷酸等物质含量较高，原油接触抽油机表面时，这些物质会腐蚀抽油机表面金属。目前抽油机设备的防腐工作主要有两个方面：一是原材料选取方面，选取更耐腐蚀，抗氧化还原性更强的钢材料作为生产抽油机的原材料；二是在设备外涂擦防腐材料，如无机聚合物类、环保耐酸类防腐材料，增强抽油机设备表面的防腐性能[1]。

（2）由于抽油机各部联动轴承处于紧密贴合运作状态，润滑油不易进入，润滑效果不甚理想，轴承表面缺失润滑性能后易产生磨蚀，易发生形变。所以应定期对轴承出添加润滑油。避免因磨蚀产生的机械故障。

（3）传动皮带的主要成分为橡胶，长期暴露于空气中作业，受雨水及酸性气体的侵蚀，易造成皮带的老化裂纹，更严重的会引发皮带断裂。为延长传动皮带是使用寿命应做到以下几点：①抽油机及井口安装避免倾斜；②皮带安装正确，避免不必要的摩擦；③悬绳器设置活接头，做好该处防水工作；④做好日产管理及配重调节，定期养护、更换传动皮带。

2 光杆防腐蚀

光杆作为抽油机与抽油杆的连接装置，在抽油机生产系统中的作用也是举足轻重的。在上冲程运动时，光杆上部会暴露在空气中，而下冲程运动部分光杆则会进入井筒内与流体接触。因此光杆受腐蚀的形式也是多样的，主要包括以下几点：

（1）采出液矿化度偏高，大量含有金属离子，碳酸根离子，氯离子等，具有较高的电导率，而电导率与腐蚀程度成正比关系；

（2）由于光杆在采出液面附近上下作往复运动，液面上部光杆可与氧气充分接触，而液面下部则处于相对封闭的环境，氧气的质量浓度相比于上部要低很多，因此构成了氧浓度差电池，使得液面附近的Fe被氧化后形成Fe2+进入附近流体内，造成腐蚀；

（3）地层流体中含有大量的氯离子，氯离子是一种因其半径小，吸附及穿透能力极强而极具活性的阴离子，它的存在可极大程度削减钢材表面的钝化作用，破坏局部区域表面钝化膜，形成活性区，使金属在此处不断电离溶解，从而形成点蚀；

（4）盘根中易有沉淀物发生结垢现象，增大了盘根的粗糙度，因此当光杆与盘根接触发生运动摩擦时，加速了光杆的磨蚀，使原本形成的点蚀逐渐被拉长。

目前光杆防腐的方法主要分为四种：①电镀金属防腐方法，其主要采取电镀的方法，将具有防腐与隔离效果的惰性金属电镀在光杆表面形成保护层，可极大限度的减小光杆与流体直接接触的面积；②在光杆表面直接涂敷环氧聚氨酯等化学材料，防止光杆与流体的直接接触；③向生产井内添加缓蚀防腐剂，缓蚀防腐剂会附着在金属表面上，降低金属材料的溶解速率，此方法由于其成本较低且可实现高效防腐，易在现场实施推广；④电化学防腐方法，光杆表面腐蚀一般都会伴随着电子的迁移，如在金属表面供给足够多的电子，则会减少电子的迁移，从而降低腐蚀发生的速率[2]。

3 地面管线防腐

地面管线的腐蚀危害主要来自于原油中的硫化物，其主要表现形式为以下几点：

（1）石油管线中为湿硫化氢环境，湿硫化氢介质对管道输送危害极大。湿硫化氢对碳钢设备的均匀腐蚀，随温度的升高而加剧，对于以热采为主要生产方式的稠油生产井来说，硫化氢腐蚀问题会更加严重。

（2）硫化氢腐蚀会造成诸如氢鼓泡、氢脆、氢致开裂、硫化物应力腐蚀开裂等众多危害。这些危害中氢鼓泡、硫化物应力腐蚀开裂和氢致开裂最为典型，且危害性较大。

（3）活性硫化物与氧化物、氯离子、氮氧化物、有机酸、碳化物、地层水等腐蚀性介质相互作用，形成多种含硫腐蚀介质，出现多种腐蚀形式。

硫化物腐蚀防护措施包括涂层保护、添加缓蚀剂、选用优质钢材等。工程实际应用中要采取多种防护措施相互结合，取长补短。对石油管线采取腐蚀防护措施的同时，要加强腐蚀检测的力度，目前，已有智能化检测手段可以实现实时检测，对管线腐蚀防护提供了技术支持。此外科研人员应着力开展石油管线材料在腐蚀介质环境中裂纹扩展速率的量化研究，实现腐蚀介质中管道寿命的预测，实现定期更换，避免事故发生。