高盐、高温环境下的修井设备选型配套及备用橡胶件防护

2020-11-25余海博

中国设备工程 2020年22期

余海博

（大庆油田有限责任公司井下作业分公司设备管理部，黑龙江大庆 163000）

高盐施工条件主要指施工现场土质中本身含有的过量盐分（如伊拉克鲁迈拉修井施工环境就属于浅海滩造路），以及在盐水压井液中所含高浓度盐分的两种情况。这些盐分对金属结构件会产生较快的腐蚀，导致泥浆罐、泵缸套（或柱塞）、船型底座等设备因腐蚀而发生损坏，甚至会发生设备大面积腐蚀而无法修复导致报废。

高温施工环境是指施工环境温度白天最低温度不低于40℃，夜间最低温度不低于30℃的实际温度。在这种温度条件下，备用油封、环形胶芯、防爆密封胶塞、电缆、轮胎等橡胶件，如不采取相应的防护措施，其会与在用橡胶件以同样的速度发生老化，最终造成橡胶件更换间隔大大缩短，增加设备维护成本。

1 高盐环境条件下的修井设备选型配套和设备维护

高盐条件下，铁质部件、铝质部件都会非常容易发生腐蚀损坏，如果发生大面积腐蚀穿孔，会导致设备无法修复，需更换新的设备。因此，在高盐环境中进行油水井施工作业前的设备配套时，抗腐蚀性是设备配套技术协议的不可缺少的内容。

1．1 高盐地理环境下设备表面油漆种类的选择

在正常的地理环境下，修井、作业设备表面使用普通的醇酸磁漆可以达到隔离和防腐作用。但在土壤和自然界水中含有过高盐分的情况下，涂有醇酸磁漆的设备表面由于盐的更强渗透率和腐蚀性，使盐分对金属面产生不应有的腐蚀，严重时会产生大面积的油漆脱落情况。因此，预计施工设备在高盐环境下工作时，应在设备技术协议中特别注明设备表面应采用附着能力强，阻隔效果更好的海洋船用油漆，并且在设备验收时注意检查油漆喷涂的均匀和厚薄情况。

1．2 盐水压井条件下固控系统设备部件防腐应对措施

（1）泥浆泵防腐应对措施。通常钻修井、作业现场使用的泥浆泵液力端多为活塞式结构，该种结构要求活塞与缸套间有良好的密封性，才能达到使泵压达到所需的稳定状态。在使用盐水压井时由于缸套长时间处于盐水浸泡状态，会使泵缸套受到比较快速的腐蚀，缸套内壁出现大面积点状腐蚀，这样不仅造成密封不严，还会使活塞出现损坏。在更换进、排水凡尔座时应在泵头和凡尔密封面处涂抹润滑脂，以免腐蚀对这些位置产生损伤。另外泵活塞杆，也会因盐水产生比较快速的腐蚀。所以，采用盐水压井或使用HEC（羟基纤维素）堵漏的施工方法时，泥浆泵应当选用柱塞形式，柱塞表面的防腐镀层能防止盐水的腐蚀，保证泥浆泵的良好运转。泥浆泵安全阀芯和阀壳被盐水（或HEC）腐蚀后会发生阀芯卡死情况，在出现泵超压时安全阀不能正常打开泄压，因此，在对安全阀进行维护时应当阀芯上和壳体内涂抹润滑脂，以免盐水对这两个位置产生腐蚀。

（2）泥浆罐组的防腐应对措施。在使用盐水压井的情况下，由于泥浆罐池壁、药品混配罐、振动筛等主要部件，工作时直接和盐水或纯盐接触，所以防腐工作显得特别重要。当泥浆罐体局部油漆出现开裂或破损时应当及时补漆，以免盐分通过这些位置接触金属表面，然后逐步扩大腐蚀面积。振动筛和药品混配罐使用后，应用清水对其表面进行清洗，清除各位置残存的盐分，以免产生腐蚀和部件损坏。

图1 盐水控制阀门芯的腐蚀

图2 振动筛盐水腐蚀

（3）配电箱的防腐应对措施。使用盐水压井时，正常情况下配电箱不会与盐水接触，但是由于盐水蒸发会使配电箱周围空气的盐分含量大大增加，同时还存在盐沫飞溅到配电箱表面的可能，这样就会因配电箱表面油漆涂层不好，产生越来越严重的腐蚀。当配电箱采用铸铁材质发生腐蚀时的外观有大面积的锈痕，采用铝质材质时配电箱表面发生腐蚀的外观有白色粉末状的附着物，当擦去这些粉末后，铝壳表面会出现非常多的凹坑，甚至使过早不能使用。所以在新设备验收时应详细查看配电箱表面的油漆涂层是否均匀，厚度是否足够。在国外高含盐环境中作业中，配电箱壳体和连接螺栓应采用不锈钢材质，以此避免盐水产生的腐蚀。

2 高温环境条件下的修井设备选型配套和橡胶件防护

在环境温度高于40℃的施工条件下，根据实际负荷情况，设备的配套选型应在技术协议中充分考虑到环境温度的变化程度，特别应注意到柴油机散热器、液力传动油散热器、液压油箱的散热能力是否符与施工环境和负荷状态相匹配。另外，在高温条件下油封、环形胶芯、电缆、轮胎等备用橡胶件非常容易发生老化情况，如不采取相应防护措施，会大大缩短其正常使用寿命。

2．1 柴油机散热部件的配套选择和防高温应对措施

散热器是柴油机最主要的散热部件，在高温环境条件下进行修井施工作业，如果散热器散热能力不足，很容易造成柴油机出水温达到甚至超过最高额定温度，严重时会造成拉缸损坏。所以，在修井机配套时应根据施工环境的变化，而做出相应的调整。如伊拉克鲁迈拉油田最高环境温度52℃，大庆油田最高环境温度38℃，这就要求鲁迈拉的柴油机散热器的散热面积要大于大庆地区的配套，同时将风扇尺寸增加，增大散热器的散热能力。另外还应及时清理水箱散热翅片间粘接的油污、尘土或其它杂物，保证过风通道顺畅。在经过一定时间的使用后，还应采用在冷却液中加注清洗剂的方法对水箱内壁进行清洗，清除结垢增强水箱散热能力。

2．2 液压油箱结构尺寸的配套选择和防高温应对措施

正常情况下液压油的最高使用温度不得超过60℃，超过60℃会使液压油发生氧化变质。因此，在高温环境条件下，为了降低液压油的循环频率，增加单位散热时间，应适当增加液压油箱体积，控制好油箱油位。在鲁迈拉超常高温环境条件下，除增加液压油箱体积外，还应增加水冷循环系统，以达到给液压油强制降温的目的。

图3 散热器内表面污堵

图4散热器内表面污堵

2．3 高温条件下的备用橡胶件防护和在用橡胶件更换

在伊拉克鲁迈拉温度条件下，备用油封、环形胶芯、防爆密封胶塞、电缆、轮胎等橡胶件，如果不采取相应的防护措施，其老化变性速度会非常快，导致使用寿命会大大缩短。所以对于较小体积的橡胶件应储备与带有空调的库房内，使其温度保持在25-30℃之间，最大限度降低其老化速度。那些体积较大的橡胶件如轮胎，在储备场地应搭有遮阳棚防止阳光暴晒，防止过早发生老化。