石油鉆采設備防腐工藝探究

鞏慶華 趙慶斌 吳鑫磊

摘要：石油是我國重要的戰略性資源之一，石油鉆采是一項十分復雜的工程，鉆采設備是保障石油開采的基礎，設備腐蝕對其工作穩定性的影響相對較高。本文簡要概述了石油鉆采設備防腐的必要性和設備腐蝕條件，并重點介紹了石油鉆采設備防腐工藝的控制要點，希望為石油企業鉆井設備的維護與保養提供參考。

關鍵詞：石油鉆采設備;防腐工藝;新工藝;腐蝕環境

引言：腐蝕是人們生產生活中常見的化學現象，由于油田環境較為惡劣，腐蝕現象常發生于石油鉆采設備上，給企業生產帶來了嚴重的不便。當前國際上游100余個國家和地區從事石油鉆采，但僅有20余個國家及地區能夠制造石油鉆采設備，這說明鉆采設備的檢修與維護也缺乏專業的體系，設備防腐具有較大的挑戰。

1石油鉆采設備防腐的必要性

石油鉆采設備對石油開采效率與安全作業的影響較大，由于礦井條件十分惡劣，相關設備在使用過程中其表面會受到不同程度的磨損，設備雖仍保持正常的運行，但當設備磨損范圍過大時，礦井內空氣中的腐蝕物質將對設備進行大面積腐蝕，致使設備老化速度逐漸加快，造成設備使用壽命縮短，使用過程中若發生突然故障的情況，也會給礦井內施工人員帶來極大的安全隱患。因此企業在石油開采過程中應積極加強對鉆井設備的保養維護與防腐處理，降低設備腐蝕的幾率，減少生產線上的停工頻次，從而在促進安全生產的同時，可有效提高石油開采的效率。

2石油鉆采設備腐蝕條件

2.1沙漠鉆采設備

一般沙漠地帶白天的地表溫度可達70℃以上，而到了夜晚其溫度會降低至-29℃，晝夜溫差極大，會使設備上材料分子的活躍性提高，同時水汽凝結的附著力將相應加強，極易出現腐蝕問題，通常情況下，空氣溫度每增加10℃，鉆采設備的腐蝕速度會對應的增加一倍。另外沙漠地區的風力較為強勁，設備在風沙作用下也會產生一定的風力腐蝕。

2.2海洋鉆采設備

在海洋環境中開采石油其對鉆采設備的腐蝕是最為嚴重的，海洋大氣中含有大量不同種類的鹽離子，其中Cl-會嚴重破壞設備金屬表面上的鈍化膜，造成點蝕穿孔。海洋環境下空氣中的相對濕度較高，當設備材料的臨界濕度低于空氣濕度時，其對設備的腐蝕速度將逐漸加快。一般鋼鐵濕度的臨界值為65%，而渤海灣地區的空氣濕度可達88%，已經大幅超出了鋼鐵防腐的承受范圍，中國石油集團渤海鉆探工程有限公司在此地進行石油鉆采，若不加強對設備的維護，極易出現大規模的設備腐蝕現象。

2.3灘涂鉆采設備

在灘涂地帶進行石油鉆采，其工作環境十分惡劣，設備工作區域多為泥濘地帶或水草聚集地帶，其腐蝕主要來自于泥水混合物或微生物，若不對設備表面進行防腐保護，將嚴重影響石油鉆采的效率。

2.4陸地石油鉆采設備

陸地石油鉆采環境相比于以上三種鉆采環境情況相對較好，環境對設備的腐蝕速度較慢，會給設備維護部門減輕很大的壓力，但根據油田所在區域的不同，其腐蝕性也與環境濕度、溫度、大氣指標等因素聯系密切，這些因素直接影響著對防腐材料的選擇[1]。

3石油鉆采設備防腐工藝的控制要點

3.1油漆選型

當前石油鉆采設備常用的防腐涂漆有環氧富鋅防銹底漆、脂肪族聚氨酯面漆、氯化橡膠面漆、醇酸系列漆，這幾種涂漆的防腐性質與性能相對較高，鉆采公司設備維修部門需要根據鉆采環境合理搭配使用，同時需要確保防腐底漆與面漆之間具有較高適用性，避免兩種涂層材料互相反應，對設備造成不必要的損害。

環氧富鋅防銹底漆的組成成分是鋅粉、環氧樹脂、聚酰胺固化劑、助劑、溶劑等，其中鋅粉能夠對設備材料的陰極進行保護，同時鋅與空氣中的H2O與CO2會產生化學反應形成堿式碳酸鋅，能夠防止環境中的水與氧氣對設備造成侵蝕，適用于沙漠和海洋石油開采環境;脂肪族聚氨酯面漆是石油鉆采設備防腐的重要手段，此種材料具備良好的抗沖擊性和耐磨性，且不會與鉆采表面材料產生反應，進而造成其他不必要的損害;氯化橡膠面漆是石油鉆采設備最常用的防腐材料，由于其耐水性、防腐性、耐久性十分突出，比較適合在海洋石油鉆采環境中使用;利用醇酸系列漆進行設備防腐涂層時，需要先進行油改工作使油漆的保光性、保色性、防腐性進一步提高，此種材料價格相對低廉，性價比相對較高，用作鉆采設備的日常保養效果明顯。

3.2噴涂條件

石油鉆采設備防腐工藝需要嚴格遵循底漆、封閉漆、中間漆、面漆的涂層順序進行操作，涂漆前需要對設備表面污漬、腐蝕物等進行預處理，防止噴涂后相關物質在設備表面繼續生銹;涂漆時，設備存放環境的溫度需要保持在5℃以上，設備表面溫度需要控制在35℃以下，環境濕度不應大于85%;各類涂漆噴涂的時間間隔一般為3～24 h，這需要設備維護人員根據涂漆材料的化學性質進行嚴格的分析計算，合理制定各道涂漆噴涂的間隔時間，避免中途出現掉漆情況。

3.3噴涂設備

鉆采設備防腐工藝操作效果與油漆噴涂設備有較大的聯系，需要根據鉆采設備基本構造、工作原理、工作環境等因素綜合選擇。比如在選擇海洋鉆采設備防腐噴漆設備時，需要選用高壓無氣噴機，其噴涂壓力需要控制在10～15MPa，同時噴涂距離需滿足300～600mm，從而保證漆膜厚度達標，表面無氣泡。

3.4新工藝

噴鋁和噴鋅是當前應用于石油鉆采設備防腐處理的新工藝，主要對鋼結構鉆采設備進行防腐保養。應用此工藝時可采用CMD-AS3000型電弧噴涂設備對鋼材料表面噴涂鋅、鋁材料，其操作原理是將兩根帶電的金屬絲經過加熱熔融形成霧化噴涂物，然后經過噴槍對鋼結構形成防腐涂層，該涂層的防腐性與耐久性均較好。此設備運行效率較高，支持24h連續噴涂，噴槍和送絲機處的連電線路較長，可遠離主機柜電源100m，能夠提升維修人員操作的安全性[2]。

結論：綜上所述，石油是一個國家的立國之本，能夠反映國家的經濟實力，國際局勢不穩定的背景下，石油的合理開采與使用是維護我國社會經濟穩定的基礎。鉆采設備是確保石油得以有序開采的關鍵因素，因此石油企業應在內部建立起嚴格的設備維護與保養制度，根據鉆采環境合理搭配設備防腐工藝，在材料選擇與噴涂過程中，相關操作應符合設備維護的標準，從而提升鉆采設備運行的穩定性。

參考文獻：

[1]陳旭，李真，張曉慧.石油鉆采設備防腐工藝研究[J].設備管理與維修，2019（20）：151-153.

[2]邵金海.石油鉆采設備的防腐工藝研究[J].城市建設理論研究（電子版），2018（26）：70.

鞏慶華（1976.09）;性別：女，籍貫：甘肅省寧縣人，學歷：本科，畢業于河北工業大學;現有職稱：助理工程師;