抽油機井防腐蝕技術(shù)的研究

趙大力（中油遼河油田公司歡喜嶺采油廠機械造修廠，遼寧盤錦124010）

抽油機井防腐蝕技術(shù)的研究

趙大力（中油遼河油田公司歡喜嶺采油廠機械造修廠，遼寧盤錦124010）

本文從抽油機、光桿、管桿偏磨、地面管線四個方面闡述了抽油機井生產(chǎn)系統(tǒng)各部分機械設(shè)備的受腐蝕的影響因素，提出了相應(yīng)的解決辦法，對抽油機井生產(chǎn)系統(tǒng)的防腐工作有一定借鑒意義。

抽油機井；防腐蝕

目前，我國部分油田已進(jìn)入注水開發(fā)后期或注聚合物開發(fā)階段，受驅(qū)替介質(zhì)的影響，抽油機井開采系統(tǒng)機械設(shè)備的腐蝕情況日漸嚴(yán)重，可以說腐蝕已成為影響該系統(tǒng)機械設(shè)備可靠性及使用壽命的關(guān)鍵因素之一，為避免原油生產(chǎn)及運輸過程中各類事故的發(fā)生，抽油機井生產(chǎn)系統(tǒng)一定要有成體系的可靠防腐措施。

1 抽油機防腐蝕

抽油機受腐蝕主要表現(xiàn)為三個方面：抽油機設(shè)備表面腐蝕、抽油機聯(lián)動軸承磨蝕、抽油機傳動皮帶腐蝕。

（1）抽油機作為原油舉升的重要機械設(shè)備之一，需長期暴露于空氣中工作。地面溫度、濕度等條件的變化使得抽油機表面易受腐蝕。此外，我國原油中多硫化物、含硫化物、環(huán)烷酸等物質(zhì)含量較高，原油接觸抽油機表面時，這些物質(zhì)會腐蝕抽油機表面金屬。目前抽油機設(shè)備的防腐工作主要有兩個方面：一是原材料選取方面，選取更耐腐蝕，抗氧化還原性更強的鋼材料作為生產(chǎn)抽油機的原材料；二是在設(shè)備外涂擦防腐材料，如無機聚合物類、環(huán)保耐酸類防腐材料，增強抽油機設(shè)備表面的防腐性能[1]。

（2）由于抽油機各部聯(lián)動軸承處于緊密貼合運作狀態(tài)，潤滑油不易進(jìn)入，潤滑效果不甚理想，軸承表面缺失潤滑性能后易產(chǎn)生磨蝕，易發(fā)生形變。所以應(yīng)定期對軸承出添加潤滑油。避免因磨蝕產(chǎn)生的機械故障。

（3）傳動皮帶的主要成分為橡膠，長期暴露于空氣中作業(yè)，受雨水及酸性氣體的侵蝕，易造成皮帶的老化裂紋，更嚴(yán)重的會引發(fā)皮帶斷裂。為延長傳動皮帶是使用壽命應(yīng)做到以下幾點：①抽油機及井口安裝避免傾斜；②皮帶安裝正確，避免不必要的摩擦；③懸繩器設(shè)置活接頭，做好該處防水工作；④做好日產(chǎn)管理及配重調(diào)節(jié)，定期養(yǎng)護(hù)、更換傳動皮帶。

2 光桿防腐蝕

光桿作為抽油機與抽油桿的連接裝置，在抽油機生產(chǎn)系統(tǒng)中的作用也是舉足輕重的。在上沖程運動時，光桿上部會暴露在空氣中，而下沖程運動部分光桿則會進(jìn)入井筒內(nèi)與流體接觸。因此光桿受腐蝕的形式也是多樣的，主要包括以下幾點：

（1）采出液礦化度偏高，大量含有金屬離子，碳酸根離子，氯離子等，具有較高的電導(dǎo)率，而電導(dǎo)率與腐蝕程度成正比關(guān)系；

（2）由于光桿在采出液面附近上下作往復(fù)運動，液面上部光桿可與氧氣充分接觸，而液面下部則處于相對封閉的環(huán)境，氧氣的質(zhì)量濃度相比于上部要低很多，因此構(gòu)成了氧濃度差電池，使得液面附近的Fe被氧化后形成Fe2+進(jìn)入附近流體內(nèi)，造成腐蝕；

（3）地層流體中含有大量的氯離子，氯離子是一種因其半徑小，吸附及穿透能力極強而極具活性的陰離子，它的存在可極大程度削減鋼材表面的鈍化作用，破壞局部區(qū)域表面鈍化膜，形成活性區(qū)，使金屬在此處不斷電離溶解，從而形成點蝕；

（4）盤根中易有沉淀物發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，增大了盤根的粗糙度，因此當(dāng)光桿與盤根接觸發(fā)生運動摩擦?xí)r，加速了光桿的磨蝕，使原本形成的點蝕逐漸被拉長。

目前光桿防腐的方法主要分為四種：①電鍍金屬防腐方法，其主要采取電鍍的方法，將具有防腐與隔離效果的惰性金屬電鍍在光桿表面形成保護(hù)層，可極大限度的減小光桿與流體直接接觸的面積；②在光桿表面直接涂敷環(huán)氧聚氨酯等化學(xué)材料，防止光桿與流體的直接接觸；③向生產(chǎn)井內(nèi)添加緩蝕防腐劑，緩蝕防腐劑會附著在金屬表面上，降低金屬材料的溶解速率，此方法由于其成本較低且可實現(xiàn)高效防腐，易在現(xiàn)場實施推廣；④電化學(xué)防腐方法，光桿表面腐蝕一般都會伴隨著電子的遷移，如在金屬表面供給足夠多的電子，則會減少電子的遷移，從而降低腐蝕發(fā)生的速率[2]。

3 地面管線防腐

地面管線的腐蝕危害主要來自于原油中的硫化物，其主要表現(xiàn)形式為以下幾點：

（1）石油管線中為濕硫化氫環(huán)境，濕硫化氫介質(zhì)對管道輸送危害極大。濕硫化氫對碳鋼設(shè)備的均勻腐蝕，隨溫度的升高而加劇，對于以熱采為主要生產(chǎn)方式的稠油生產(chǎn)井來說，硫化氫腐蝕問題會更加嚴(yán)重。

（2）硫化氫腐蝕會造成諸如氫鼓泡、氫脆、氫致開裂、硫化物應(yīng)力腐蝕開裂等眾多危害。這些危害中氫鼓泡、硫化物應(yīng)力腐蝕開裂和氫致開裂最為典型，且危害性較大。

（3）活性硫化物與氧化物、氯離子、氮氧化物、有機酸、碳化物、地層水等腐蝕性介質(zhì)相互作用，形成多種含硫腐蝕介質(zhì)，出現(xiàn)多種腐蝕形式。

硫化物腐蝕防護(hù)措施包括涂層保護(hù)、添加緩蝕劑、選用優(yōu)質(zhì)鋼材等。工程實際應(yīng)用中要采取多種防護(hù)措施相互結(jié)合，取長補短。對石油管線采取腐蝕防護(hù)措施的同時，要加強腐蝕檢測的力度，目前，已有智能化檢測手段可以實現(xiàn)實時檢測，對管線腐蝕防護(hù)提供了技術(shù)支持。此外科研人員應(yīng)著力開展石油管線材料在腐蝕介質(zhì)環(huán)境中裂紋擴展速率的量化研究，實現(xiàn)腐蝕介質(zhì)中管道壽命的預(yù)測，實現(xiàn)定期更換，避免事故發(fā)生。

4 結(jié)語

隨著油田不斷的深入開發(fā)，開采環(huán)境高含水、高含聚合物的特征將會更為凸顯，在此

發(fā)展趨勢下，抽油機井開發(fā)體系中的機械設(shè)備將面臨著更大的考驗。為了應(yīng)對這日益嚴(yán)峻的腐蝕危險，加大防腐技術(shù)的研究力度，努力探尋更可靠防腐材料的方法勢在必行。抽油機井開發(fā)體系中機械設(shè)備防腐技術(shù)的精進(jìn)發(fā)展，將會是企業(yè)實施降本增效的又一利器。

[1]杜秀華.腐蝕在抽油機井油管疲勞斷裂中的作用[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報，2001,25（2）；57-59.

[2]趙勇，呂文剛，陳忠進(jìn).石油機械防腐技術(shù)研究與探析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012,32（1）；99.