鉆井架的防腐工藝探析

趙慶

摘 要：探究鉆井工程中主體設(shè)備鉆井架防腐工藝的改進(jìn)必要性，分析了鉆井架腐蝕的種類、腐蝕的原理，并針對腐蝕機(jī)理、腐蝕狀況，筆者就石油鉆采設(shè)備鉆井架的防腐工藝展開相關(guān)的調(diào)查研究，查究其中所存在的問題，并提出完善石油鉆采設(shè)備鉆井架的防腐工藝的針對性措施。

關(guān)鍵詞： 鉆井架;腐蝕;工藝

前言

鉆井工程中最為重要的主體機(jī)械結(jié)構(gòu)件就是鉆井井架。鉆井工程業(yè)務(wù)的開展時常都在氣候惡劣的野外露天環(huán)境中作業(yè)開采，鉆井架就會時常受到鉆采固控設(shè)備使用的各種泥漿中的酸、堿、鹽等威脅，鉆井機(jī)械受到嚴(yán)重的腐蝕侵襲。腐蝕是自然界中非常普遍的化學(xué)現(xiàn)象。金屬表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)及電化學(xué)作用而遭受破壞表面金屬層的現(xiàn)象，就叫做腐蝕。造成機(jī)械設(shè)備、機(jī)械結(jié)構(gòu)件損壞甚至報(bào)廢的主要原因就是腐蝕。當(dāng)設(shè)備發(fā)生了腐蝕，其使用效率以及壽命就會大打折扣。特別是對于鉆井架而言，就更是有著不可估量的危害以及損失。

本文將從這一現(xiàn)象切入對石油鉆采設(shè)備鉆井架的防腐工藝探析。分析其發(fā)生腐蝕的原因，并探討出較為科學(xué)合理的防腐工藝，希望能夠?qū)δ壳皣鴥?nèi)石油鉆采鉆井架所采取的防腐措施中起到積極的啟發(fā)作用。

1 鉆井架的防腐工藝完善的必要性分析

腐蝕根據(jù)不同的原理有多種分類：按腐蝕機(jī)理可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕;按照環(huán)境介質(zhì)不同可分為大氣腐蝕、土壤腐蝕、電解質(zhì)腐蝕、非電解質(zhì)腐蝕、接觸腐蝕、應(yīng)力腐蝕等;按照腐蝕的形態(tài)分為普遍腐蝕、局部腐蝕和應(yīng)力腐蝕斷裂等。

石油的鉆探開采的地方往往都在干旱的沙漠、海洋、灘涂等一些環(huán)境惡劣、地理位置十分復(fù)雜的地形。鉆探開采設(shè)備的部件長期裸露在一個特定的環(huán)境中，氧氣、酸、堿和水分等會對設(shè)備造成不同程度的腐蝕;鉆井設(shè)備在鉆進(jìn)過程中會與多種液體直接接觸，如水、泥漿、壓縮空氣，同時還有很多含有化學(xué)成分的沖洗液、乳化液、機(jī)油、潤滑油等極有可能腐蝕設(shè)備的混合液體。由于各種因素的相互作用，往往產(chǎn)生非常嚴(yán)重的腐蝕，一般包括應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞、空蝕腐蝕等。鉆井架一旦出現(xiàn)了腐蝕，其的使用壽命就會大打折扣，尤其在鉆井過程中，如遇地層中有硫化氫氣體從井內(nèi)溢出，硫化物和氯化物會與機(jī)械表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，會造成鉆具、井架的嚴(yán)重化學(xué)腐蝕。同一設(shè)備接觸多種物化性質(zhì)各異的介質(zhì)，也會加速腐蝕。這種情況下，化學(xué)腐蝕是具有破壞性的，被硫化氫嚴(yán)重腐蝕的鉆具必須要強(qiáng)制報(bào)廢的。并且發(fā)生意外事故而造成人員傷亡的幾率也大大增加。因此，為了避免以上情況的出現(xiàn)，應(yīng)該進(jìn)一步提高并完善鉆井架的防腐工藝。

對于鉆井架，我們應(yīng)該通過科學(xué)的手段做好井架的設(shè)計(jì)選型、使用及維護(hù)保養(yǎng)工作，嚴(yán)格控制鉆井架的腐蝕情況，才能保證其使用壽命和經(jīng)濟(jì)價值，也就保證了安全，增加了鉆井工程的經(jīng)濟(jì)效益。

2 鉆井架使用防腐過程中存在的問題

2.1設(shè)備維護(hù)力度不足

在石油的鉆采過程中，很多作業(yè)人員由于惡劣的工作環(huán)境，往往會忽略鉆井架的保養(yǎng)或者維護(hù)。開采設(shè)備大部分的工件都是制作自鋼材。而鋼材在長期接觸沙漠、灘涂、海洋等環(huán)境的情況下，很容易發(fā)生外皮老化等腐蝕現(xiàn)象。如果作業(yè)人員沒有為鉆井架表面涂上一些諸如底漆或者涂層之類的保護(hù)措施，那么開采設(shè)備在一段時間后就出現(xiàn)了腐蝕現(xiàn)象，進(jìn)而影響了石油鉆采的工作進(jìn)程，同時也影響了石油鉆采的成功率。

2.2油漆配套不合理

這里說的油漆是指鉆井架表面所需要噴涂的面漆。處于對海洋或者沙漠環(huán)境的考慮，鉆井架的防腐工藝需要進(jìn)一步完善。而一些作業(yè)人員認(rèn)為只需要定期定量在鉆井架表面噴涂上油漆就可以達(dá)到防腐的目的了。然而事實(shí)上并非如此。工件表面所使用的油漆是講究配套使用的。例如雙氧底漆和鋅的比例混合就是對結(jié)構(gòu)件一個綜合的防腐處理。而作業(yè)人員在噴涂過程中過多的消耗了鋅，那么就會大大減低了油漆的耐候性，還影響了結(jié)構(gòu)件表面的美觀。

3 完善鉆井架的防腐工藝

3.1優(yōu)選油漆型號

經(jīng)相關(guān)的調(diào)查比較發(fā)現(xiàn)，脂肪族聚氨酯面漆有著較好的防腐性。因?yàn)殚_采設(shè)備的工作環(huán)境大都是在沙漠、海洋、灘涂等一些較為復(fù)雜惡劣的地形。而油漆的抗擊氣候能力直接影響著開采設(shè)備的防腐能力。脂肪族聚氨酯面漆還有著很強(qiáng)的抗磨損抗沖擊的能力，能夠很好的保護(hù)開采設(shè)備的外皮以及內(nèi)部的物理構(gòu)造。在具有防腐性的面漆類型中，脂肪族聚氨酯面漆是一種最佳的選擇。此外，氯化橡膠面漆的也具有很強(qiáng)的防腐性，并且還具有非常優(yōu)異的耐水性能。很多處于海洋或者灘涂的鉆探開采往往選擇使用氯化橡膠面漆。除了其本身較強(qiáng)的耐水性能之外，在耐酸性能以及耐堿性能上也是十分之強(qiáng)的，十分適合用來作業(yè)于濕潤的環(huán)境。

3.2完善涂層配套體系

石油的鉆采對于開采的地理環(huán)境以及開采的設(shè)備也都有著特殊的要求。由于石油的鉆采作業(yè)大都是裸露于大氣中或者是深水中，而開采設(shè)備的很多主要部件例如井架，鉆臺等大都是用鋼鐵制作而成的。因此設(shè)備的防護(hù)性較差。而為了能夠?qū)⒃O(shè)備和外界的惡劣環(huán)境相隔開來，應(yīng)該采用在設(shè)備外部加上保護(hù)涂層的措施。這是一個簡單且可行性較強(qiáng)的防腐工藝。例如油漆就是一種很不錯的涂層保護(hù)材料。值得注意的是，在油漆的選擇上應(yīng)該充分考慮到一下因素。首先是其防銹性能。因?yàn)楸Ｗo(hù)涂層的最基本作用就是防腐。而設(shè)備生銹會進(jìn)一步導(dǎo)致腐蝕的發(fā)生。其次就是保護(hù)涂層的耐候性以及柔韌性。只有將這些油漆的性能都考慮進(jìn)去了，才能給設(shè)備加上一個理想的涂層保護(hù)。

3.3防腐噴涂工藝

前面提到的完善涂層配套體系是一個行之有效的防腐措施。而根據(jù)不同的涂層工藝所具有的防腐性能有所差異，因此應(yīng)該在加上保護(hù)涂層之前先為設(shè)備外部涂上底漆。這里的底漆是先采用噴砂進(jìn)行預(yù)處理。這樣的做法是想要提高底漆和工件表面的粘著力。讓底漆能夠和設(shè)備表面在較短的時間就能夠迅速依附。底漆的點(diǎn)涂對溫度有著一定的要求。最佳的溫度應(yīng)該在五攝氏度左右。底漆和后面油漆的噴涂應(yīng)該在三個小時和一天之內(nèi)。這樣所噴涂上去的漆膜就不容易受外界的溫度或者濕度的影響而發(fā)生掉落。噴完底漆之后，然后再涂上封閉漆起到固定漆膜的作用。每涂上一層新面漆之前，都要確保每個涂層的干燥度。這樣工件表面和油漆之間的附著力才有保障。

結(jié)論

綜上所述，鉆探開采設(shè)備的防腐工作，關(guān)系著鉆探開采設(shè)備的使用壽命，更關(guān)系著鉆探開采工程的安全實(shí)施鉆井。如果鉆井架發(fā)生嚴(yán)重腐蝕等狀況，不僅會影響到鉆井工作的效率，甚至還可能會影響到鉆井人員的生命安全狀況。因此，完善石油鉆采設(shè)備的防腐工藝是十分有必要的，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。我們需要的不僅僅是一套專業(yè)的設(shè)備，還需要在設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)上下足功夫，在鉆井架的防腐的原理和工藝上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新突破，以不斷降低鉆井成本和保證鉆井安全，更有力促進(jìn)鉆探事業(yè)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 白續(xù)鐸，趙曉紅，陳九順;鋁管鞋油氣脹腐蝕與緩蝕問題的研究[J];黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào);1989年01期

[2] 張曉;;一種用于腐蝕檢查和厚度測量的渦流探頭[A];無損檢測專業(yè)委員會第七屆年會論文集[C];2000年

[3] 何業(yè)東，氣慧濱;材料腐蝕與防護(hù)概論[M];機(jī)械工業(yè)出版社;2005年

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