專利名稱：油田鉆井用抗腐蝕鉆桿及其抗腐蝕處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油井鉆桿技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種油田鉆井用抗腐蝕鉆桿及其抗腐蝕處
理工藝。
背景技術(shù)：
由于地質(zhì)條件的不同，鉆井采油的質(zhì)量參差不齊，絕大多數(shù)含有大量的泥沙、雜質(zhì)及砂石，在鉆井過(guò)程中，鉆桿要在高溫高壓、高腐蝕及急速砂石沖刷的環(huán)境下進(jìn)行服役，這種惡劣的使用環(huán)境，大大降低了鉆桿的使用壽命。鉆桿腐蝕的主要原因是起鉆時(shí)未刮泥漿，粘附在鉆桿外壁的泥漿膜在空氣中水分揮發(fā)過(guò)程和形成泥餅殼后便留下鐵礦粉、重晶石、土粉、碳酸鈣粉等作為骨架的固相物，稱為垢層。垢層與鉆桿表面接觸，產(chǎn)生三種相互關(guān)聯(lián)的局部腐蝕，即供氧差異微電池腐蝕、電偶腐蝕和縫隙腐蝕。隨著鉆井環(huán)境越來(lái)越苛刻，鉆井進(jìn)尺深度越來(lái)越深，致使鉆桿腐蝕越來(lái)越嚴(yán)重，現(xiàn)有的涂層鉆桿并不能滿足現(xiàn)場(chǎng)使用的需求,尋求一種新型的鉆桿表面處理技術(shù)越來(lái)越迫切。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種耐高溫高壓、耐腐蝕、防結(jié)垢、耐沖刷并耐硫化氫、二氧化碳腐蝕的油田鉆井用抗腐蝕鉆桿及其抗腐蝕處理工藝。其技術(shù)方案為:主要包括高溫除油、酸洗、活化、防腐處理和熱處理五個(gè)工序。高溫除油工序是根據(jù)鉆桿的實(shí)際情況，確定高溫除油的溫度及時(shí)間，溫度為300-450°C，時(shí)間為2-5小時(shí)。鉆桿經(jīng)除油除銹后進(jìn)入酸洗工序，酸洗配方為硫酸100-300g/L，鹽酸為100-350g/L，時(shí)間為5-20分鐘。鉆桿經(jīng)酸洗工序后進(jìn)入活化工序，活化配方為硫酸100-400g/L，時(shí)間為15-25分鐘。鉆桿經(jīng)活化工序后進(jìn)入防腐處理工序，防腐處理的化學(xué)組分為硫酸鎳:130-230g/L，碳酸鎳:35-55g/L，硫酸 銨:5-15g/L，羥基亞乙基二膦酸:3_llg/L，鎢酸鈉:10_30g/L，次亞磷酸鈉:8-26g/L，檸檬酸:6-llg/L，檸檬酸鈉:32_66g/L，丙烯基磺酸鈉:10_55g/L，十二烷基硫酸鈉:24-38g/L，I, 4 丁炔二醇:5-15g/L，硫酸:2_6g/L ;防腐處理的技術(shù)參數(shù)為工藝溫度:50-80°C，整流器電流密度:3-10A/dm2，工作液的PH值為:3.4-5.4。鉆桿經(jīng)防腐處理工序后進(jìn)入熱處理工序，熱處理溫度為200-400°C，時(shí)間為2-5小時(shí)。普通鉆桿經(jīng)過(guò)本發(fā)明工藝處理后，能夠有效解決油田鉆采過(guò)程中鉆桿因腐蝕、硫化氫環(huán)境下而引發(fā)桿體起刺、穿孔及桿體脆斷的失效問(wèn)題，鉆桿的防腐、防硫化氫能力提高7倍，大大提高了鉆井效率，延長(zhǎng)了鉆桿的使用壽命，具有優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，適合普遍推廣使用。
具體實(shí)施例方式油田鉆井用抗腐蝕鉆桿及其抗腐蝕處理工藝，主要包括高溫除油、酸洗、活化、防腐處理和熱處理五個(gè)工序。高溫除油工序是根據(jù)鉆桿的實(shí)際情況，確定高溫除油的溫度及時(shí)間，溫度為300-450°C，時(shí)間為2-5小時(shí)，溫度和時(shí)間因鉆桿油污多少及鉆桿材質(zhì)不同而定；鉆桿經(jīng)除油除銹后進(jìn)入酸洗工序，酸洗配方為硫酸100-300g/L，鹽酸為100-350g/L，時(shí)間為5-20分鐘，酸洗濃度及時(shí)間因鉆桿材質(zhì)不同而改變；鉆桿經(jīng)酸洗工序后進(jìn)入活化工序，活化配方為硫酸100-400g/L，時(shí)間為15-25分鐘，活化濃度計(jì)時(shí)間因鉆桿材質(zhì)不同而改變；鉆桿經(jīng)活化工序后進(jìn)入本發(fā)明的核心技術(shù)防腐處理工序，防腐處理的化學(xué)組分為硫酸鎳:130-230g/L，碳酸鎳:35-55g/L，硫酸銨:5_15g/L，羥基亞乙基二膦酸:3_llg/L，鎢酸鈉:10_30g/L，次亞磷酸鈉:8-26g/L，檸檬酸:6_llg/L，檸檬酸鈉:32_66g/L，丙烯基磺酸鈉:10-55g/L，十二烷基硫酸鈉:24-38g/L，l，4 丁炔二醇:5_15g/L，硫酸:2_6g/L ;防腐處理的技術(shù)參數(shù)為工藝溫度:50-80°C，整流器電流密度:3-10A/dm2，工作液的PH值為:
3.4-5.4 ;鉆桿經(jīng)防腐處理工序后進(jìn)入熱處理工序，熱處理溫度為200-400°C，時(shí)間為2_5小時(shí)，熱處理工序的溫度及時(shí)間因防腐層的防腐蝕性能和耐磨性能而進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明的特點(diǎn)在于:在生產(chǎn)過(guò)程中需要將鉆桿工件作為陰極，而使用一種銥涂層的鈦管作為陽(yáng)極，在電力線的作用下，將金屬離子電鍍到鉆桿內(nèi)表面，形成一種耐高溫高壓，耐腐蝕，防結(jié)垢和耐沖刷的防腐層；本發(fā)明通過(guò)獨(dú)特的配方及技術(shù)參數(shù)，防腐工作液性能穩(wěn)定，維護(hù)成本較低；本發(fā)明通過(guò)在鉆桿內(nèi)表面形成的防腐層，可有效的提高鉆桿在H2S環(huán)境下的服役壽命，結(jié)束了 H2S環(huán)境下鉆采設(shè)備必須需要進(jìn)口的歷史，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，大大降低了高腐蝕，高含硫情況下的鉆采成本；本發(fā)明生產(chǎn)的鉆桿，不影響鉆桿原先的機(jī)械性能及材質(zhì)，使用方法與普通鉆桿使用方法相同。本發(fā)明經(jīng)中石化勝利油田質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)所檢驗(yàn):
檢驗(yàn)項(xiàng)目:鹽霧實(shí)驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)要求:中性鹽霧試驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果:2000h不變色。檢驗(yàn)項(xiàng)目:阻垢實(shí)驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)要求:SY/T5673-1993。檢驗(yàn)結(jié)果:阻垢率達(dá)到41.73%。本發(fā)明經(jīng)北京科技大學(xué)檢驗(yàn):
檢驗(yàn)項(xiàng)目:電化學(xué)性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)要求:lMPaC02，90°C，96小時(shí)。檢驗(yàn)結(jié)果:緩蝕率為99.6%ο本發(fā)明經(jīng)中石油集團(tuán)管材研究所檢驗(yàn):
檢驗(yàn)項(xiàng)目:抗硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂評(píng)價(jià)(SSCC實(shí)驗(yàn))。標(biāo)準(zhǔn)要求:NACE TMO177-2005標(biāo)準(zhǔn)。檢驗(yàn)結(jié)果:合格。檢驗(yàn)項(xiàng)目:抗硫致開(kāi)裂評(píng)價(jià)(HIC實(shí)驗(yàn))。標(biāo)準(zhǔn)要求:NACE TM0284-2003。檢驗(yàn)結(jié)果:合格。本發(fā)明生產(chǎn)的防腐鉆桿，主要有以下特性及性能指標(biāo): 內(nèi)表面粗糙度僅為0.2，表面光滑，可有效減少腐蝕介質(zhì)的區(qū)域紊流，經(jīng)檢測(cè)阻垢率可達(dá)41.73%，具有很好的阻垢性能，相應(yīng)的也就具有很好的防腐蝕性能；具有極高的耐溫性能，長(zhǎng)期服役耐溫可達(dá)600°C以上，解決了現(xiàn)有國(guó)內(nèi)涂層鉆桿防腐層長(zhǎng)期服役耐溫性能100°C以內(nèi)的歷史；防腐層與鉆桿基體之間的結(jié)合形式為金屬與金屬之間的冶金結(jié)合，在高溫高壓，高含硫，高礦化度，高沖刷的情況下結(jié)合力優(yōu)異，不會(huì)出現(xiàn)鼓泡、起皮、脫落的現(xiàn)象；使用周期是普通鉆桿使用周期的7倍；在生產(chǎn)過(guò)程中，工作液可以循環(huán)使用，屬于無(wú)污染，環(huán)保的綠色工藝。
權(quán)利要求
1.油田鉆井用抗腐蝕鉆桿及其抗腐蝕處理工藝，其特征在于:主要包括高溫除油、酸洗、活化、防腐處理和熱處理五個(gè)工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田鉆井用抗腐蝕鉆桿及其抗腐蝕處理工藝，其特征在于:高溫除油工序是根據(jù)鉆桿的實(shí)際情況，確定高溫除油的溫度及時(shí)間，溫度為300-450°C，時(shí)間為2-5小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油田鉆井用抗腐蝕鉆桿及其抗腐蝕處理工藝，其特征在于:鉆桿經(jīng)除油除銹后進(jìn)入酸洗工序，酸洗配方為硫酸100-300g/L，鹽酸為100-350g/L，時(shí)間為5-20分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油田鉆井用抗腐蝕鉆桿及其抗腐蝕處理工藝，其特征在于:鉆桿經(jīng)酸洗工序后進(jìn)入活化工序，活化配方為硫酸100-400g/L，時(shí)間為15-25分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油田鉆井用抗腐蝕鉆桿及其抗腐蝕處理工藝，其特征在于:鉆桿經(jīng)活化工序后進(jìn)入防腐處理工序，防腐處理的化學(xué)組分為硫酸鎳:130-230g/L，碳酸鎳:35-55g/L，硫酸銨:5-15g/L，羥基亞乙基二膦酸:3_llg/L，鎢酸鈉:10_30g/L，次亞磷酸鈉:8-26g/L，檸檬酸:6-llg/L，檸檬酸鈉:32_66g/L，丙烯基磺酸鈉:10_55g/L，十二烷基硫酸鈉:24-38g/L，I, 4 丁炔二醇:5-15g/L，硫酸:2_6g/L ;防腐處理的技術(shù)參數(shù)為工藝溫度:50-80°C，整流器電流密度:3-10A/dm2，工作液的PH值為:3.4-5.4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油田鉆井用抗腐蝕鉆桿及其抗腐蝕處理工藝，其特征在于:鉆桿經(jīng)防腐處理工序后進(jìn)入熱處理工序，熱處理溫度為200-400°C，時(shí)間為2-5小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種耐高溫高壓、耐腐蝕、防結(jié)垢、耐沖刷并耐硫化氫、二氧化碳腐蝕的油田鉆井用抗腐蝕鉆桿及其抗腐蝕處理工藝。其技術(shù)方案為主要包括高溫除油、酸洗、活化、防腐處理和熱處理五個(gè)工序。普通鉆桿經(jīng)過(guò)本發(fā)明工藝處理后，能夠有效解決油田鉆采過(guò)程中鉆桿因腐蝕、硫化氫環(huán)境下而引發(fā)桿體起刺、穿孔及桿體脆斷的失效問(wèn)題，鉆桿的防腐、防硫化氫能力提高7倍，大大提高了鉆井效率，延長(zhǎng)了鉆桿的使用壽命，具有優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，適合普遍推廣使用。
文檔編號(hào)C25D3/12GK103194773SQ201310137819
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月21日
發(fā)明者趙華翔, 任偉, 王建春, 許文忠, 周泉, 梅海瑛 申請(qǐng)人:勝利油田勝鑫防腐有限責(zé)任公司