浅析石油钻采设备防腐工艺

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摘要：对近期石油钻采设备腐蚀的研究进行了综述，包括腐蚀的类型和原因，以及应对措施。

关键词：腐蚀;石油钻采;类型;应对措施

随着石油化工行业的迅猛发展，我国的石油钻采设备在运用的过程中也逐渐暴露出许多问题，其中最严重的是机械设备腐蚀问题[1]。机械腐蚀最初仅仅对设备表面有影响，但由于种种原因，腐蚀程度不断加深，影响到机械自身的正常运行，从而减少石油产量，甚至能够影响石化设备性能从而导致安全问题[2]。

1机械设备常见腐蚀的类型

1.1均匀腐蚀

对于一些金属而言，出现的腐蚀比较均匀。其危害性较小，这是因为均匀腐蚀的范围大，容易被工作人员及时发现并予以相关处理，因此能及时防止设备出现更严重的腐蚀。1.2局部腐蚀这种类型的腐蚀只出现在特定区域或局部区域，其危害性比均匀腐蚀大，因为局部腐蚀不易被发现和预防，容易加重腐蚀程度，很可能造成重大安全事故。

2石油钻采设备腐蚀的原因

2.1客观因素

2.1.1内在原因机械设备的材质不同其抗腐蚀性能具有明显差异。在众多因素中，金属晶粒的直径大小对抗腐蚀性能有明显影响。晶粒直径大，腐蚀速度较快，反之，晶粒直径小，腐蚀速度较慢。通常若材料表面比较粗糙，晶粒直径较大，常会在金属表面涂一层晶粒较小的氧化膜来提高抗腐蚀性。

2.1.2外在原因外在原因主要有以下几点：①工作环境中的氧气、酸、碱和水分等会对设备造成不同程度的腐蚀；②在石油钻井过程中机械设备与钻井中存在的各种液体直接接触，这些液体包含水、泥土、压缩空气，同时还可能夹杂部分具有清洁功能的冲洗液、乳状液等，这些液体携带的化学成分就极有可能腐蚀设备上与液体接触的表面；③石油中的多硫化物、硫化物和氯化物与机械表面发生化学反应，引起机械设备的腐蚀，同一台设备接触多种物化性质各异的介质，会加速腐蚀；④设备的腐蚀与介质的流速有关，无论是液体还是气体，其流速越快腐蚀程度越严重。⑤与介质的温度在关，温度越高，腐蚀越严重。

2.2人为因素

2.2.1防腐设计的问题防腐设计体系不健全。防腐设计工作的开展缺乏针对性，脱离实际而呈现出理论化趋势。对防腐设计的关注度不高，一旦发生事故，很难及时处理。

2.2.2防腐设计的意识较为薄弱。没有对设计方案进行反复审核，容易埋下隐患。另外，在实施过程中对于细节和全局的衔接没有做好把控，影响到石油机械设备防腐设计的可靠性和可行性。

3石油钻井设备的防腐措施

3.1选用耐腐蚀性材料

选用耐腐蚀性较强的材料制作石油钻井设备，虽然短期投资较大，但从长远来看，运用耐腐蚀性强的材料不仅可以长期保证设备的工作质量，而且还能降低维修成本。另外，选用硬度较大的材料，防止表面有划痕。

3.2操作中金属防腐措施

设备尽可能保持平整简单的状态，无特殊要求尽量减少转角和特殊形状的部件，减小设备与介质的接触面积，降低腐蚀的可能性。并且安排专业的检修人员定期检查凹槽和接头，定期清理杂质。降低工作环境中的水分。因为空气中的水分会残留在设备表面的裂纹中，极易引起腐蚀，所以要降低工作环境的湿度来减少空气中的水分，或者用硫酸进行干燥，但要控制好用量，防止干燥剂本身对设备造成腐蚀。再有，在设备上设有排水孔，防止残留的水分发生腐蚀。

3.3结构和工艺的防腐

①设备的各个部件尽量采用相同的材料，有效避免不同的化学元素互相侵蚀引起的腐蚀，②在设备结构上尽量减少使用划擦，避免接触表层出现划痕和腐蚀介质的小范围堆积，同时也能够及时对接触过腐蚀液体的表面进行清洗和维护，避免腐蚀的发生或者恶化。③优化焊接工艺和使用适当的热处理工艺，减少或消除设备焊接处的残余应力，避免焊接存在的缺陷。

3.4增加防腐涂层

借助防腐涂层可明显提高抗腐蚀能力，最长用的涂层就是生活中常用的漆料[1]。漆料的选择需要根据周围腐蚀环境和设备使用环境的情况，较常见的漆料成分是邻苯二甲酸树脂，防腐涂层能够将设备与周围腐蚀性的环境分开，减少设备与腐蚀介质接触的概率，起到保护作用。

3.5通过化学方法提高化工设备的防腐性能

钻井设备一般工作在周围布满液体的环境，这就为采用化学方法防腐提供了良好的环境。利用电解过程中溶解阴极保护养鸡的原理，通过在钻井设备上外接电源，将设备作为阳极，阻止设备通过失去离子或电子形成的腐蚀，达到保护的作用。利用电解原理进行钻井设备防护在理论上可行，但在实际操作过程也出现了一些实际问题。如实际使用过程部分钻井设备本身带电或者需要在带电的情况下工作，就需要对现有的电解防腐方法进行改进了，需要在实际使用过程中将正极的金属设备材料更换为非金属导电材料或者其他的惰性金属，这样可以在保证正常运行的情况下对设备起到腐蚀防护的作用的。

3.6电镀防腐蚀法

电镀腐蚀是目前运用最广的一种防腐技术，在石油设备防腐过程中也应用广泛。电镀腐蚀通过在石油设备的表面电镀一层防腐蚀的具有抗氧化和抗腐蚀能力的金属（如铬和锌）层，这类金属通常与环境的氧作用会生成一层惰性的氧化膜，这层氧化膜能阻碍外面的化学成分进入镀层内部，避免石油内的杂质与机械发生反应，将机械表面和外界腐蚀物质隔来，从而达到防腐的目的。

3.7完善防腐设计体系，提高防腐意识

建立健全石油钻井机械设备维护保养机制，认真检查设备，发现有损坏的零部件要及时更换，加强维护保养人员的设备防腐意识，制定和实施严格防腐工作指南或标准，对石油钻井机械设备进行定期防腐处理和维护，提高石油钻井机械设备的防腐性能和防护效果。

4结束语

综上所述，为了提升钻采设备的防腐性能，提高石油开采的效率，必须在设备的防腐的原理和技术上实现创新突破，加强企业对设备防腐性能的研发和防腐能力技术的提升。随着我国对石油产品的需求量的日益增加，石油开采力度和开采深度也将逐渐增加，钻井设备也必然要工作在更加严苛的环境下，对设备的防腐性能和防腐需求也必然越来越大。

参考文献

[1]宋迎.石油化工设备腐蚀原因分析及应对措施[J].石化技术，2018（7）：33

作者：刘爱武 单位：普斐特油气工程（江苏）股份有限公司