井下油管和管道上使用内部防腐涂层.docx

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1、在钻杆、油管和管道上使用内部防腐涂层用于油田开发油田防腐工程在钻杆、油管和管道上使用内部防腐涂层用于油田开发（管道保温）油气生产的现有发展前景是到2020年将石油产量保持在每年5亿吨左右，将天然气产量从6000亿立方米增加到1万亿立方米。未来20年每年m3要求石油和天然气行业使用高效技术和材料，以提高油田设备和管道的运行可靠性。用于石油和天然气行业的钻井和油管（油管）管道和油田油气管道在以钻井液或储层液为代表的内部腐蚀环境的破坏作用下运行，通常与盐溶液和酸处理混合。特别危险的是其中含有硫化合物，这是造成管道内表面腐蚀损坏的3%到20%的原因。对抗管道内部腐蚀的最有效方法之一是在其内表面涂上各种

2、涂层。为了制造具有高保护性能的耐用的管道内保温材料，以确保其在运输、储存、安装和操作过程中的安全，正确选择保温材料并遵守管道内涂层的工艺流程至关重要。现有管道内保温工艺流程主要规定使用环氧树脂、改性环氧树脂和酚醛树脂（用于大口径管道）和粉末聚合物（用于钻井、泵送和压缩机以及油气田）的油漆和清漆.同时，只有在固定的工厂条件下使用防腐涂料，才能使用现代技术和设备进行管道清洗、加热和保温，进行一致的分步工艺控制，确保成品的高质量产品。钻杆内部保护虽然水基钻井液本身并没有过度腐蚀性，但其配方中的有机添加剂被高温和细菌降解会导致腐蚀性产物的形成。严重腐蚀是由于钻井液被酸性气体（如二氧化碳、硫化氢）和地层

3、矿化水污染，以及钻屑清除设备中活性氧不断饱和造成的。此外，钻杆承受循环载荷，导致在高应力集中处形成微裂纹，并在重复循环中加深。钻井液中盐类、活性氧、二氧化碳和硫化氢的存在会显着加速疲劳断裂，因为在它们存在的情况下，在管体微裂纹的底部形成阳极，在表面形成阴极，由于金属离子转变为裂纹底部的溶液，导致裂纹扩展加速。疲劳裂纹是管道冲刷和失效的主要原因。现有的钻杆内部涂层，就其性能而言，旨在确保保护管体内表面不受腐蚀的主要任务，尤其是着陆部位壁厚的过渡和应力集中。Phc. 1 - EypHJibHan Tpy6a c BHyrpeHHUMnOKpHTHCM(3OHa BbICaflKH)这些涂层具有更高

4、的抗挠性、抗高温、抗冲击载荷，对用于制备钻井液的碱和试剂具有化学中性。此外，钻杆的内部涂层必须具有钻井过程中所必需的许多重要特性抗磨蚀性、耐化学性，以防止在钻井过程中渗入井底的气体和液体。多年的实践经验表明，使用带有内部保护涂层的钻杆可以将钻井成本降低至少四分之一，降低抗腐蚀成本，另外还能将钻井生产率提高9%，因为在同等条件下操作条件下，没有内涂层的钻杆在30到4万米的穿透深度后被淘汰，内涂层从50到6万米。如今 世界国外实践中使用的钻杆90%以上都有内部防腐涂层。这使得它们因腐蚀而导致的拒收率降低了 90%以上。在俄罗斯，这方面的工作才刚刚开始。油管内部保护Phc. 2 - HKT c BH

5、yrpeHHHMSaillHTHMM nOKpHTHCM目前，俄罗斯年产油管300-32万吨，其中仅采购100-14万吨用于新井，其余用于更换过早失效的油管，使用寿命不超过三年。生产井和注入井中油管的低MTBF导致生产过程成本的成倍增加。使用油管的内部保护涂层（图2）是解决此问题的最佳解决方案，它可以保护整个长度的管柱。正确选择油管的内涂层不仅可以优化由腐蚀导致的直接和间接成本，而且可以将内表面的粗糙度降低10倍。这种粗糙度的显着降低改善了采油井中流动的水力特性，因此，在井底压力恒定的情况下,可以使井流量增加13% （图3 ）卜此外，对在高度侵蚀性环境中运行的传统油管进行的可行性研究表明，由于

6、在其上施加内部涂层，油管的故障间隔时间增加了 2倍，从而可以降低运营成本。产量提高2.5倍，运行时间增加4倍和8倍，成本分别降低5.5倍和10倍。现场管道的内部保护。目前，俄罗斯在运行直径从89毫米到530毫米的现场管道356万公里，每年发生2.5万次破裂，其中90%是由于管道内部腐蚀造成的。因此，每年需要更换46,666公里的管道。 I J油井流动的水力特性. _-. / /z、/HKT c noKp jTMeM Q/cyr使用WEM软件评估油井流动的水力特性这主要是由于从井中抽出的流体具有高腐蚀性，这些井在以下条件下运行：-生产地层的大量浇水（每1吨油需要3至6吨矿化水）;-生产地层被细菌

7、污染，这些细菌由于其生命活动而排放硫化氢并沉淀在油田管道内壁的沉积物中;- 使用腐蚀性成分；- 存在机械和磨蚀性杂质；- 流体泵送的高压模式；- 在强化采油程序后泵送腐蚀性工艺流体。因此，在完全更换之前，现场管道的平均寿命为3至7.5年，这在经济上是不可行的。现场管道上的内部涂层将使其使用寿命至少提高2.5-3倍，确保其免受腐蚀，减少沉积物和磨粒磨损，改善水力特性并保持运输产品的纯度。同时，将技术和环境风险降至最低，降低油田管道的运营成本。人们认为，管道使用寿命每增加1% ,就可以支付管道内涂层的成本。管道保温内涂层应用产品开发”软管保温”具有五年以上对中、大口径（mm ）钢管应用内外防腐保温

8、的实际经验，目前用于建设饮用水管道和油气管道（图1卜4）,在对石油和天然气市场行业的需求进行深入研究后，开始为油田开发的钻杆、油管和管道应用内部保护涂层。目前，已经签署了生产这些类型工作的生产线和设备安装合同,这些工作将根据TUBOSCOP技术（美国）使用粉末和液体在线保护涂料TUBOSCOP （图博斯普）和海隆（中国卜这种管道内保温工艺流程提供了一系列连续完成的操作，包括：- 管道的预热、热脱脂和干燥；- 用氧化铝（刚玉）清洁内表面，避免管道磁化;- 基于粉末聚合物的保护涂层的应用）;- 将管道加热至预定温度以固化保护涂层；-保护涂层的质量控制。4用于建造主管道的外部利内部涂层钢管,由管道绝缘制成“最近的管道绝缘计划包括在俄罗斯南部建立一个高效的生产设施，用于在钻管和油管以及用于建造任何复杂设施的钢管上应用外部和内部防腐涂层：油田和主要管道、港口和堤岸保护设施等。