采油柱塞电弧喷涂管状丝材.研究

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1、采油柱塞电弧喷涂管状丝材研究第一章文献综述二．腐蚀原油是大量地下水与石油气、H：S、CO：气相共存复杂混合物系。地下水含有大量钙、镁、钠等氯盐和碳酸黼，其含量为3-4％，PH值为4-6之间。由于摩擦破坏了金属表面氧化膜，使金属表面不断出现新金属浸泡在腐蚀液中，从而大大加速了水质、砂土、粘性油脂、弱酸、弱碱及富溶天然气对金属表面腐蚀破坏。一般在气阳油井丌发中，造成钢铁腐蚀主要原因是溶解氧和某些酸类，主要腐蚀介质是H，s、cO，㈦，其次是溶解氧和有机酸等。它们对钢铁腐蚀作用很普遍。1．CO，腐蚀CO，是非含硫气阳主要腐蚀介质，是造成油气井腐蚀重要原因[2

2、51。自1972年以来，CO，腐蚀问题一直是世界石油工业腐蚀与防护一个研究热点。以下对CO，腐蚀机理进行了详细分析。1)干CO，腐蚀在常温下CO，对钢铁没有腐蚀作用，但当CO，中水体积浓度为O．001，温度达到38℃时，对钢铁腐蚀作用加剧。CO，中水蒸气和CO，引起氧化动力学上剥离。在剥离腐蚀过程中，金属表面形成离散多iL状氧化团，在Fe，O。氧化物中出现碳。其腐蚀机理为在氧化膜上沉淀碳，释放出CO，最后导致膜破裂。3Fe+2C02寸Fe304+2C3Fe+4C02寸F0304+4CO2)溶于水中CO，腐蚀目前得到大家认可是下述过程口”⋯。伴随着石油

3、天然气生产而产生CO，和注CO，驱油工程中注入C0，遇水时，一定数量C0，将溶解于水形成具有一定浓度溶液，CO，在水中溶解量主要取决于温度。溶液中CO：浓度和CO，分压成一定比例【2”。[COz】_胃‘Pc。：Pco，=(t001％C02)‘(gaspressure)溶解在水中CO：和水反应生成碳酸：CO，+H，0=日，CO，碳酸第一步水解：H，C03寸H++HCO一，。碳酸第二步水解：HCO一3寸片++C02‘)溶液中H，CO，和Fe反应促使了Fe腐蚀。其中，阳极反应为：Fe_Fe2++2e阴极反应为：月++e呻H随后2H斗H。完全反应式似乎应是：

4、凡+H，CO、---),FeCO，+H，，但是，因为H，CO，第二步水解非常微弱，甚至可忽略不计，所以可以认为溶液中H，CO，是以采油柱寒I乜弧喷涂管状丝利川究第一争义献练述H+和HCO。存在，因此，反应生成物中大多数物质不是FeCO，而是Fe(HC03)：心+2HC03一斗Fe(HC03)2Fe(HCO，)，在高温下不稳定，发生分解：re(HCq)2jFeC03+H2D+cQ由以上分析可见，CO：腐蚀最终产物是Fe，O。和FeCO，，它们在金属表面有形成保护膜作用，但因这种膜生成不均匀或破损，常常出现蚀坑、轮藓状腐蚀、台面腐蚀等局部腐蚀。当CO，分

5、压高时，发生阴极去氢极化过程，从溶解碳酸中分离氢离子浓度较高，局部腐蚀穿透速率力极强，每年可达几毫米。2．H，S腐蚀H，S溶于水生成氢氟酸，是弱酸。在水溶液中发生离解，离解产物HS。、Sz-对腐蚀有加速作用，H，S与铁离子作用生成不溶于水或酸硫化物沉淀。H，S引起腐蚀类型很多，目前趋于硫化物应力破裂(SSC)和应力腐蚀破裂(SCC)两类。．SSC是氢脆裂～种形式，在常温下即可发生。氢脆原理是渗入钢材氢使强度或硬度较高钢材晶格畸变，致使材料韧性变差，甚至会引起钢内部产生裂纹，使钢材变脆，多发生在马氏体、铁素体组织结构基体中。但当温度高于82℃时，硫化物

6、应力破裂(SSC)不再发生。应力腐蚀破裂(SCC)，是在拉应力和残余张力作用下，钢铁氢脆裂纹加速发展直到材料破裂过程。钢铁SCC绝大部分是H'S、Cl一离子和高温联合作用结果，一般出现在深井或超深井。3．氧腐蚀溶于水氧是引起钢铁腐蚀主要因素，其反应式为2Fe+2H20+02--+2Fe2++40H‘---}2Fe(OH)2山氧能使Fe2+氧化为Fe”，当pH>4时，由于生成氢氧化亚铁沉淀，使反应加快，如反应不在金属表面发生，就需更多Fe2+进入水溶液以保持平衡，因此腐蚀更剧。与H，S、CO，同存使腐蚀作用更严重。文献【2】研究了还原性细菌腐蚀和氧腐蚀

7、：由于注水及水处理作业，许多油井正在被硫酸盐细菌不断污染着，这种厌氧细菌在缺氧环境中生长与繁殖，腐蚀作用就加剧。§1．1．3柱塞强化经济效益柱塞加速磨蚀造成柱塞与衬套之间配合间隙逐渐增大，原油漏失量急剧增加，这样山于极低泵效会造成极大能源浪费。目前平均检泵周期为3-6个月。柱塞平均寿命半年左右，使用寿命服从二参数威布尔分布，失效类型属耗损型”“。频繁地检泵，使购置新泵数量增加，作业次数增加，油井开采经济效益大幅度降低，因此必须重视抽油泵维修工作。其中泵损坏最严重而且最难修复是柱塞，目前一根柱塞大约要3000元，对一干口井中采油柱采『乜弧喷涂管状丝利研

8、究第一帝文献综述小油用来说，如果能对柱塞进行修复，可减少新柱塞购置费用达600万元，以三分之二维修费用计算，