淺析石油鉆采設備防腐工藝

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摘要：對近期石油鉆采設備腐蝕的研究進行了綜述，包括腐蝕的類型和原因，以及應對措施。

關鍵詞：腐蝕;石油鉆采;類型;應對措施

隨著石油化工行業(yè)的迅猛發(fā)展，我國的石油鉆采設備在運用的過程中也逐漸暴露出許多問題，其中最嚴重的是機械設備腐蝕問題[1]。機械腐蝕最初僅僅對設備表面有影響，但由于種種原因，腐蝕程度不斷加深，影響到機械自身的正常運行，從而減少石油產量，甚至能夠影響石化設備性能從而導致安全問題[2]。

1機械設備常見腐蝕的類型

1.1均勻腐蝕

對于一些金屬而言，出現(xiàn)的腐蝕比較均勻。其危害性較小，這是因為均勻腐蝕的范圍大，容易被工作人員及時發(fā)現(xiàn)并予以相關處理，因此能及時防止設備出現(xiàn)更嚴重的腐蝕。1.2局部腐蝕這種類型的腐蝕只出現(xiàn)在特定區(qū)域或局部區(qū)域，其危害性比均勻腐蝕大，因為局部腐蝕不易被發(fā)現(xiàn)和預防，容易加重腐蝕程度，很可能造成重大安全事故。

2石油鉆采設備腐蝕的原因

2.1客觀因素

2.1.1內在原因機械設備的材質不同其抗腐蝕性能具有明顯差異。在眾多因素中，金屬晶粒的直徑大小對抗腐蝕性能有明顯影響。晶粒直徑大，腐蝕速度較快，反之，晶粒直徑小，腐蝕速度較慢。通常若材料表面比較粗糙，晶粒直徑較大，常會在金屬表面涂一層晶粒較小的氧化膜來提高抗腐蝕性。

2.1.2外在原因外在原因主要有以下幾點：①工作環(huán)境中的氧氣、酸、堿和水分等會對設備造成不同程度的腐蝕；②在石油鉆井過程中機械設備與鉆井中存在的各種液體直接接觸，這些液體包含水、泥土、壓縮空氣，同時還可能夾雜部分具有清潔功能的沖洗液、乳狀液等，這些液體攜帶的化學成分就極有可能腐蝕設備上與液體接觸的表面；③石油中的多硫化物、硫化物和氯化物與機械表面發(fā)生化學反應，引起機械設備的腐蝕，同一臺設備接觸多種物化性質各異的介質，會加速腐蝕；④設備的腐蝕與介質的流速有關，無論是液體還是氣體，其流速越快腐蝕程度越嚴重。⑤與介質的溫度在關，溫度越高，腐蝕越嚴重。

2.2人為因素

2.2.1防腐設計的問題防腐設計體系不健全。防腐設計工作的開展缺乏針對性，脫離實際而呈現(xiàn)出理論化趨勢。對防腐設計的關注度不高，一旦發(fā)生事故，很難及時處理。

2.2.2防腐設計的意識較為薄弱。沒有對設計方案進行反復審核，容易埋下隱患。另外，在實施過程中對于細節(jié)和全局的銜接沒有做好把控，影響到石油機械設備防腐設計的可靠性和可行性。

3石油鉆井設備的防腐措施

3.1選用耐腐蝕性材料

選用耐腐蝕性較強的材料制作石油鉆井設備，雖然短期投資較大，但從長遠來看，運用耐腐蝕性強的材料不僅可以長期保證設備的工作質量，而且還能降低維修成本。另外，選用硬度較大的材料，防止表面有劃痕。

3.2操作中金屬防腐措施

設備盡可能保持平整簡單的狀態(tài)，無特殊要求盡量減少轉角和特殊形狀的部件，減小設備與介質的接觸面積，降低腐蝕的可能性。并且安排專業(yè)的檢修人員定期檢查凹槽和接頭，定期清理雜質。降低工作環(huán)境中的水分。因為空氣中的水分會殘留在設備表面的裂紋中，極易引起腐蝕，所以要降低工作環(huán)境的濕度來減少空氣中的水分，或者用硫酸進行干燥，但要控制好用量，防止干燥劑本身對設備造成腐蝕。再有，在設備上設有排水孔，防止殘留的水分發(fā)生腐蝕。

3.3結構和工藝的防腐

①設備的各個部件盡量采用相同的材料，有效避免不同的化學元素互相侵蝕引起的腐蝕，②在設備結構上盡量減少使用劃擦，避免接觸表層出現(xiàn)劃痕和腐蝕介質的小范圍堆積，同時也能夠及時對接觸過腐蝕液體的表面進行清洗和維護，避免腐蝕的發(fā)生或者惡化。③優(yōu)化焊接工藝和使用適當?shù)臒崽幚砉に嚕瑴p少或消除設備焊接處的殘余應力，避免焊接存在的缺陷。

3.4增加防腐涂層

借助防腐涂層可明顯提高抗腐蝕能力，最長用的涂層就是生活中常用的漆料[1]。漆料的選擇需要根據周圍腐蝕環(huán)境和設備使用環(huán)境的情況，較常見的漆料成分是鄰苯二甲酸樹脂，防腐涂層能夠將設備與周圍腐蝕性的環(huán)境分開，減少設備與腐蝕介質接觸的概率，起到保護作用。

3.5通過化學方法提高化工設備的防腐性能

鉆井設備一般工作在周圍布滿液體的環(huán)境，這就為采用化學方法防腐提供了良好的環(huán)境。利用電解過程中溶解陰極保護養(yǎng)雞的原理，通過在鉆井設備上外接電源，將設備作為陽極，阻止設備通過失去離子或電子形成的腐蝕，達到保護的作用。利用電解原理進行鉆井設備防護在理論上可行，但在實際操作過程也出現(xiàn)了一些實際問題。如實際使用過程部分鉆井設備本身帶電或者需要在帶電的情況下工作，就需要對現(xiàn)有的電解防腐方法進行改進了，需要在實際使用過程中將正極的金屬設備材料更換為非金屬導電材料或者其他的惰性金屬，這樣可以在保證正常運行的情況下對設備起到腐蝕防護的作用的。

3.6電鍍防腐蝕法

電鍍腐蝕是目前運用最廣的一種防腐技術，在石油設備防腐過程中也應用廣泛。電鍍腐蝕通過在石油設備的表面電鍍一層防腐蝕的具有抗氧化和抗腐蝕能力的金屬（如鉻和鋅）層，這類金屬通常與環(huán)境的氧作用會生成一層惰性的氧化膜，這層氧化膜能阻礙外面的化學成分進入鍍層內部，避免石油內的雜質與機械發(fā)生反應，將機械表面和外界腐蝕物質隔來，從而達到防腐的目的。

3.7完善防腐設計體系，提高防腐意識

建立健全石油鉆井機械設備維護保養(yǎng)機制，認真檢查設備，發(fā)現(xiàn)有損壞的零部件要及時更換，加強維護保養(yǎng)人員的設備防腐意識，制定和實施嚴格防腐工作指南或標準，對石油鉆井機械設備進行定期防腐處理和維護，提高石油鉆井機械設備的防腐性能和防護效果。

4結束語

綜上所述，為了提升鉆采設備的防腐性能，提高石油開采的效率，必須在設備的防腐的原理和技術上實現(xiàn)創(chuàng)新突破，加強企業(yè)對設備防腐性能的研發(fā)和防腐能力技術的提升。隨著我國對石油產品的需求量的日益增加，石油開采力度和開采深度也將逐漸增加，鉆井設備也必然要工作在更加嚴苛的環(huán)境下，對設備的防腐性能和防腐需求也必然越來越大。

參考文獻

[1]宋迎.石油化工設備腐蝕原因分析及應對措施[J].石化技術，2018（7）：33

作者：劉愛武 單位：普斐特油氣工程（江蘇）股份有限公司