石油钻采设备的防腐工艺研究

江苏金石富源机械有限公司

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0 引言

石油，地质勘探的主要对象之一，是一种呈现黏稠状态的深褐色液体，有“液态黄金”“工业的血液”等称呼。石油作为战略性资源，“政治性商品”,在国际关系以及我国国民经济中具有举足轻重的作用。在石油开采过程中，由于原油特殊的化学性质，其具有一定的腐蚀性，会对开采设备造成一定程度的腐蚀，又因为油田的工作环境，使得石油钻采过程中，其钻采设备常常因为各种各样的原因出现腐蚀，造成设备损坏，影响钻采的效率，减少了设备使用寿命，增加了石油开采成本。

1 石油钻采设备的工作原理

石油钻采设备，主要是由金属材料制作而成的，在开采现场，设备通常出现老化、松脱、堵塞、渗漏等等故障，除了这些常规性的设备故障，还有一种是设备的腐蚀性故障。为了防止这一故障的出现，设备在正式投入使用之前都会先在设备表面涂一层防腐漆膜，用以保护设备，提高设备的安全性和使用寿命。石油钻采设备的防腐工艺，对石油钻采工程的质量有着非常重要的影响。

石油钻采设备的种类和型号多种多样，由于其庞大的体积，因此在对其进行防腐处理时，最为普遍的防腐方法就是往钻采设备的表层上涂防腐涂层。另外，由于钻采设备的工作环境的不同，使用的防腐涂层的材料就也有所不同；因此，必须考虑到涂层的耐油性、耐腐蚀性以及耐水性的高低等因素来选择。

2 石油钻采设备腐蚀因素

2.1 沙漠环境对石油钻采设备的腐蚀因素

沙漠的环境较为恶劣，早晚温差较大，平均年温差可达30-50℃。在夏季，中午地表温度可高达60℃及以上，而夜晚则又会降到10℃以下。因此空气中的水蒸气会因为温度的骤降而凝结，造成钻采设备的腐蚀。温度越高，设备表层分子就会越活跃；跟据科学研究表面，每当大气温度升高10℃，石油钻采设备的腐蚀速度就会比之前提升一倍左右。并且沙漠气候干燥，常年风沙较多，也较容易造成石油钻采设备的腐蚀。在沙漠环境中，石油钻采设备应选择使用韧性较好、耐候性较强的材料。其中，耐候性是指对室外环境如冷热、风雨、光照强度等条件的耐受能力。

2.2 海洋环境对石油钻采设备的腐蚀因素

海洋的环境条件更为复杂，海洋水中富含Cl-，而Cl-对金属的腐蚀性十分强，甚至能腐蚀金属表面的氧化膜，进而引起点蚀穿孔。另外，由于海洋环境的湿度大，会进一步增强对石油钻采设备的腐蚀。选择在海洋环境中工作的石油钻采设备，应选择耐水性和耐盐性较好的防腐涂层。

2.3 陆地环境对石油钻采设备的腐蚀因素

与沙漠环境和海洋环境相比，陆地油田的工作环境对钻采设备的腐蚀性还是比较低的。但是陆地上的环境复杂多变，随着地域的不同，对其钻采设备防腐材料的选择也有所不同，应根据钻采设备不同的工作环境和地域，选择防腐涂层的材料。

3 石油钻采设备防腐工艺研究

3.1 环氧富锌防锈底漆

环氧富锌防锈底漆是目前在钻采设备防腐材料中使用最为广泛的一种底漆，其较为适用于环境恶劣的海洋和沙漠环境中的石油开采。这种油漆的配制材料包括环氧树脂、锌粉、聚酰胺固化剂以及溶剂和助剂等。其中，锌粉的作用是提供金属锌，使比钢铁(-0.44V)电位高的金属锌(-0.76V)代替钢铁成为成为阳性电极，从而保护作为阴性电极的钻采设备的钢铁材料不被腐蚀。

3.2 脂肪族聚氨酯面漆

脂肪族聚氨酯作为石油钻采设备防腐的面漆，在行业市场中的使用范围较为广泛。其具备良好的耐候性和抗冲击性，同时在石油钻采过程中对设备起到良好的耐磨性，这些优异的性能是其他面漆涂层望尘莫及的，另外，脂肪族聚氨酯面漆的保光性和保色性也具有较大优势，因此是一种性能理想的防腐面漆

3.3 氯化橡胶面漆

氯化橡胶面漆由于其优异的耐水性和防腐性，在海洋油田开采中被广泛使用，并且其还具有良好的附着力，使用也较为方便。

3.4 酸性环氧树脂漆

酸性环氧树脂漆适用于凝露干湿条件中的石油开采施工，其耐酸性、耐碱性和耐水性质较为良好。

3.5 醇酸系列漆

醇酸系列漆在使用之前，应首先经油改性，油改之后，其的耐候性、防腐性、保光性以及保色性都有了明显地提高；醇酸系列漆还具有良好的抗冲击性和柔韧性，能满足石油钻采需求；由于醇酸系列漆的价格优势，其使用范围也十分广泛，是一种价廉性优的防腐蚀用漆。

4 涂层的配套体系

考虑到石油钻采过程中，不同设备的基本结构及工作原理，并根据石油开采的不同工作环境，设备防腐涂层作为防腐工艺基础中的基础，具备较高的可行性与适用性。在喷漆时，要重点考虑到底漆的防腐性、附着力和耐油性是否符合工艺要求，面漆的耐候性和柔韧度是否能延长设备的使用寿命。另外，还要考虑到涂层之间是否配套，是否会互相影响等问题。石油钻采设备的喷漆工艺是一项大工程，关乎着石油开采的质量和效率，因此必须对其防腐工艺细致再细致，以促进石油开采产业的发展。

5 结束语

石油的使用范围广泛，使用量巨大，虽然各国已经积极地寻找可再生能源替代不可再生的石油，但石油的需求量依旧再逐年递增，因此，对石油开采的质量和效率也越来越高；从石油公司对石油开采设备的高投资成本可以看出，如何加强对石油设备的防腐处理是目前研究的重大难题。随着科技的发展，新的防腐工艺和材料的应用，能够有效的增加石油开采设备的防腐性能，延长石油钻采设备的使用年限，提高石油开采效率和质量，为人们生活安家乐业和社会稳步发展做出贡献。