一種用於油氣田的不鏽鋼化防腐管及其製作方法

2023-05-24 07:34:11 2

專利名稱：：一種用於油氣田的不鏽鋼化防腐管及其製作方法
技術領域：
：本發明涉及油田採油領域所用的一種油管或套管及其製作方法，屬於一種用於油氣田的不鏽鋼化防腐油套管及其製作方法。
背景技術：
：採油時採用油管或套管來對液體進行運輸，油管在土壤環境中長期使用，會出現腐蝕、穿孔現象，導致油管或套管未達使用年限即不能再使用了。而現場目前所應用的油套管防腐方法均為表面隔離層法，只能起到暫時隔離環境腐蝕介質的作用，隨著使用時間的延長，防腐層則開始出現氣層脫落現象，致使油管或套管腐蝕加劇，同時表面隔離層主要為環氧樹脂類塗層，這些環氧樹脂類塗層存在吸水率高，抗機械衝擊、抗機械劃傷性能差的問題，在施工和搬運時防腐層會損壞，嚴重影響防腐效果，降低了油管的使用壽命，且這些隔離層的防蠟、防垢性能差，導致油套管結蠟、結垢現象嚴重，縮短油套管的維修期，造成經濟損失。
發明內容為了克服現有的油管或套管防腐、防蠟、防垢效果差及使用壽命短的不足,本發明提供一種不鏽鋼化防腐油套管及其製作方法，由該製作方法製得的防腐管不僅具有良好的耐腐蝕性能、結合力大、機械性能好、抗老化，而且還具有強防蠟防垢的優點。本發明所採取的技術方案是用於油氣田的不鏽鋼化防腐管的製作工藝步驟如下首先將油管或套管進行拋丸，之後在NaOH溶液中浸泡35分鐘除去表面油汙，用水洗掉殘留油汙，再將管用15%鹽酸清洗57分鐘進行除油處理，用清水洗掉殘留的酸，在助鍍液中助鍍2分鐘，在12(TC槽式烘乾池內烘乾2分鐘，將管浸在鋁多元合金液中，在70075(TC條件下治煉35分鐘，令管體表面不鏽鋼化，之後空冷、水冷，並進行螺紋處電弧熱噴塗，其噴塗材質鋁合金絲及鋅絲，二者在電弧作用下熔化，通過高壓氣體噴塗在螺紋表面，製得不鏽鋼化防腐油管或套管。上述的鋁多元合金液中鋅含量2830%，鉻含量1013%，鎳含量710%，矽含量45%，稀土含量0.010.05%，餘量為鋁液；稀土由鑭和鈰按質量l:l配製而成；助鍍液由K2ZrF6100g/L、KC1100g/L、NaFlg/L和餘量水組成；鋁合金絲和鋅絲的質量比2:1。上述的方法製得的不鏽鋼化防腐管。本發明的有益效果是由該方法製得的油管或套管表層具有不鏽鋼特性，鍍層間形成冶金化學結合，附著力強，且具有犧牲陽極保護作用，具有較高的機械強度和耐蝕性；該管材表面光亮、光滑，無針孔、不結垢、不粘油；可耐酸、鹼、鹽、表面活性劑、汙水、天然氣、微生物等介質腐蝕；具有防腐、防垢、防蠟和防脫層四防特性。另外，管的螺紋處進行電弧熱噴塗，解決了油管螺紋防腐難問題。附圖l是發明的結構剖視圖。l-管本體，2-鐵鋁多元合金層，3-純合金層。具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明如圖l所示由本發明製得的不鏽鋼化防腐油管或套管由油管、套管本體(l)、油管、套管本體(1)內外壁鍍的鐵鋁多元合金層(2)、純合金層(3)組成。將製得的不鏽鋼化防腐油管或套管，加工成30cm短節，在力學性能試驗機上進行力學性能測試，其中包括抗拉強度、屈服強度及延伸率。並根據GB/T14976-1994流體輸送用不鏽鋼無縫鋼管標準進行對比分析。實驗方法及實驗條件依據GB/T14976-1994標準。實驗測得不鏽鋼化防腐管力學性能表1tableseeoriginaldocumentpage4tableseeoriginaldocumentpage5表2tableseeoriginaldocumentpage5注1.熱擠壓管的抗拉強度允許降低20MPa，延伸率允許在3%範圍內波動。從上述實驗結果可以看出，不鏽鋼化後抗拉強度比標準高166.5MPa，屈服強度高出46.88MPa，延伸率降低1.38%，這些數據說明不鏽鋼化後防腐管的強度、硬度有所增加，而塑性略有降低，合乎GB/T14976-1994標準要求。由本明製得的不鏽鋼化防腐油管或套管與其它防腐管腐蝕速率測定通過對18-8、1Crl3、10gAl、N80Zn、N80Zn-A1-RE、N80這幾種典型材料在高壓釜中進行的C0,腐蝕失重試驗，研究它們的腐蝕行為；其中18-8為1Crl8Ni9Ti;lCrl3為半馬氏體不鏽鋼，其含鉻量為12%14%;10gAl為10S鋼滲鋁試樣；N80Zn為N80基滲鋅試樣；N80Zn-Al-RE為N80基鋅鋁多元合金不鏽鋼化試樣；N80為油氣田常用油管鋼級。不鏽鋼化防腐管N80Zn-A1-RE與其它防腐管腐蝕速率測定表3表i正交試驗方案及結果tableseeoriginaldocumentpage6表3中N80Zn-A卜RE為本發明製作的不鏽鋼化防腐管試樣，具體工藝為首先將油管或套管進行拋丸，之後在NaOH溶液中浸泡3分鐘除去表面油汙，用水洗掉殘留油汙，再將管用15%鹽酸清洗5分鐘進行除油處理，用清水洗掉殘留的酸，在由K2ZrF6100g/L、KC1100g/L、NaFlg/L和餘量水配製的助鍍液中助鍍2分鐘，在120'C槽式烘乾池內烘乾2分鐘，將管浸在鋁多元合金液中，鋁多元合金液中鋅含量29%、鉻含量12%、鎳含量10%、矽含量5%、由鑭和鈰按質量l:1配製的稀土含量0.05%，餘量為鋁液，在72(TC條件下治煉4分鐘，空冷後水冷，並進行螺紋處電弧熱噴塗，其噴塗材質鋁合金絲及鋅絲，鋁合金絲和鋅絲的質量比2:1，二者在電弧4200"C作用下熔化，通過高壓氣體噴塗在螺紋表面，製得不鏽鋼化防腐油管或套管，之後再加工成試驗試樣。不鏽鋼化防腐管N80Zn-A1-RE與其它防腐管腐蝕速率測定表4正交試驗方案及結果tableseeoriginaldocumentpage7表4中N80Zn-A1-RE為本發明製作的不鏽鋼化防腐管試樣，具體工藝為首先將油管或套管進行拋丸，之後在NaOH溶液中浸泡5分鐘除去表面油汙，用水洗掉殘留油汙，再將管用15%鹽酸清洗7分鐘進行除油處理，用清水洗掉殘留的酸，在由K2ZrF6100g/L、KC1100g/L、NaFlg/L和餘量水配製的助鍍液中助鍍2分鐘，在120'C槽式烘乾池內烘乾2分鐘，將管浸在鋁多元合金液中，鋁多元合金液中鋅含量30%、鉻含量10%、鎳含量8%、矽含量5%、由鑭和鈰按質量l:1配製的稀土含量0.03%，餘量為鋁液，在70(TC條件下治煉5分鐘，空冷後水冷，並進行螺紋處電弧熱噴塗，其噴塗材質鋁合金絲及鋅絲，鋁合金絲和鋅絲的質量比2:1，二者在電弧420(TC作用下熔化，通過高壓氣體噴塗在螺紋表面，製得不鏽鋼化防腐油管或套管，之後再加工成試驗試樣。不鏽鋼化防腐管N80Zn-Al-RE與其它防腐管腐蝕速率測定表5正交試驗方案及結果tableseeoriginaldocumentpage8表5中N80Zn-Al-RE為本發明製作的不鏽鋼化防腐管試樣，具體工藝為首先將油管或套管進行拋丸，之後在NaOH溶液中浸泡5分鐘除去表面油汙，用水洗掉殘留油汙，再將管用15%鹽酸清洗7分鐘進行除油處理，用清水洗掉殘留的酸，在由K2ZrF6100g/L、KC1100g/L、NaFlg/L和餘量水配製的助鍍液中助鍍2分鐘，在120'C槽式烘乾池內烘乾2分鐘，將管浸在鋁多元合金液中，鋁多元合金液中鋅含量28%、鉻含量13%、鎳含量7%、矽含量4%、由鑭和鈰按質量l:1配製的稀土含量0.02%，餘量為鋁液，在750'C條件下治煉3分鐘，空冷後水冷，並進行螺紋處電弧熱噴塗，其噴塗材質鋁合金絲及鋅絲，鋁合金絲和鋅絲的質量比2:1，二者在電弧420(TC作用下熔化，通過高壓氣體噴塗在螺紋表面，製得不鏽鋼化防腐油管或套管，之後再加工成試驗試樣。實驗結果及分析六種試樣經過3天的高壓釜試驗後，除了18-8不鏽鋼表面變化較小之外，其它試樣均發生了程度不同的腐蝕:1Cr13和N80Zn-Al-RE較輕；而滲鋅和滲鋁試樣，主要是均勻腐蝕。N80較嚴重，有潰瘍型腐蝕;此次實驗得出六種試樣在C02環境中的耐蝕順序18-8>1Cr13>N80Zn-Al-RE>1OgAl>N80Zn〉N80。這說明不鏽鋼化後的油管耐蝕性略低於18-8和lCrl3，而比其它防腐方法都要好。由上述實驗可知由本發明製得的不鏽鋼化防腐油管或套管具有良好的耐腐蝕能力，主要應用於強腐蝕C(V注入採出油氣井、聚驅油水井、三元驅油水井、注氣驅油氣井、強腐蝕、強結垢水井、嚴重結蠟油井及天然氣井等。權利要求1、一種用於油氣田的不鏽鋼化防腐管的製作工藝，其特徵在於首先將油管或套管進行拋丸，之後在NaOH溶液中浸泡3～5分鐘除去表面油汙，用水洗掉殘留油汙，再將管用15％鹽酸清洗5～7分鐘進行除油處理，用清水洗掉殘留的酸，在助鍍液中助鍍2分鐘，在120℃槽式烘乾池內烘乾2分鐘，將管浸在鋁多元合金液中，在700～750℃條件下治煉3～5分鐘，令管體表面不鏽鋼化，之後空冷、水冷，並進行螺紋處電弧熱噴塗，其噴塗材質鋁合金絲及鋅絲，二者在電弧作用下熔化，通過高壓氣體噴塗在螺紋表面，製得不鏽鋼化防腐油管或套管。2、根據權利要求1所述的一種用於油氣田的不鏽鋼化防腐管的製作工藝，其特徵在於鋁多元合金液中鋅含量2830%，鉻含量1013%，鎳含量710%，矽含量45%，稀土含量0.010.05%，餘量為鋁液。3、根據權利要求2所述的一種用於油氣田的不鏽鋼化防腐管的製作工藝，其特徵在於:稀土由鑭和鈰按質量1:1配製而成。4、根據權利要求1所述的一種用於油氣田的不鏽鋼化防腐管的製作工藝，其特徵在於助鍍液由K2ZrF6100g/L、KC1100g/L、NaFlg/L和餘量水組成；鋁合金絲和鋅絲的質量比2:1。5、如權利要求1所述的方法製得的不鏽鋼化防腐管。全文摘要本發明涉及一種用於油氣田的不鏽鋼化防腐管及其製作方法。該不鏽鋼化防腐管的製作工藝步驟如下首先將油管或套管進行拋丸，之後在NaOH溶液中浸泡3～5分鐘除去表面油汙，用水洗掉殘留油汙，再將管用15％鹽酸清洗5～7分鐘進行除油處理，用清水洗掉殘留的酸，在助鍍液中助鍍2分鐘，在120℃槽式烘乾池內烘乾2分鐘，將管浸在鋁多元合金液中，在700～750℃條件下冶煉3～5分鐘，令管體表面不鏽鋼化，之後空冷、水冷，並進行螺紋處電弧熱噴塗得不鏽鋼化防腐油管或套管。由該方法製得的油管或套管具有良好的耐腐蝕性能、結合力大、機械性能好、抗老化以及強防蠟防垢的特點。文檔編號C23G1/19GK101215716SQ20071014493公開日2008年7月9日申請日期2007年12月27日優先權日2007年12月27日發明者馮雲亭,張安國,李福軍,田立威,郭士強申請人:大慶石油學院;大慶高新區北油創業科技有限公司