石油钻采设备防腐工艺探究

巩庆华 赵庆斌 吴鑫磊

摘要：石油是我国重要的战略性资源之一，石油钻采是一项十分复杂的工程，钻采设备是保障石油开采的基础，设备腐蚀对其工作稳定性的影响相对较高。本文简要概述了石油钻采设备防腐的必要性和设备腐蚀条件，并重点介绍了石油钻采设备防腐工艺的控制要点，希望为石油企业钻井设备的维护与保养提供参考。

关键词：石油钻采设备;防腐工艺;新工艺;腐蚀环境

引言：腐蚀是人们生产生活中常见的化学现象，由于油田环境较为恶劣，腐蚀现象常发生于石油钻采设备上，给企业生产带来了严重的不便。当前国际上游100余个国家和地区从事石油钻采，但仅有20余个国家及地区能够制造石油钻采设备，这说明钻采设备的检修与维护也缺乏专业的体系，设备防腐具有较大的挑战。

1石油钻采设备防腐的必要性

石油钻采设备对石油开采效率与安全作业的影响较大，由于矿井条件十分恶劣，相关设备在使用过程中其表面会受到不同程度的磨损，设备虽仍保持正常的运行，但当设备磨损范围过大时，矿井内空气中的腐蚀物质将对设备进行大面积腐蚀，致使设备老化速度逐渐加快，造成设备使用寿命缩短，使用过程中若发生突然故障的情况，也会给矿井内施工人员带来极大的安全隐患。因此企业在石油开采过程中应积极加强对钻井设备的保养维护与防腐处理，降低设备腐蚀的几率，减少生产线上的停工频次，从而在促进安全生产的同时，可有效提高石油开采的效率。

2石油钻采设备腐蚀条件

2.1沙漠钻采设备

一般沙漠地带白天的地表温度可达70℃以上，而到了夜晚其温度会降低至-29℃，昼夜温差极大，会使设备上材料分子的活跃性提高，同时水汽凝结的附着力将相应加强，极易出现腐蚀问题，通常情况下，空气温度每增加10℃，钻采设备的腐蚀速度会对应的增加一倍。另外沙漠地区的风力较为强劲，设备在风沙作用下也会产生一定的风力腐蚀。

2.2海洋钻采设备

在海洋环境中开采石油其对钻采设备的腐蚀是最为严重的，海洋大气中含有大量不同种类的盐离子，其中Cl-会严重破坏设备金属表面上的钝化膜，造成点蚀穿孔。海洋环境下空气中的相对湿度较高，当设备材料的临界湿度低于空气湿度时，其对设备的腐蚀速度将逐渐加快。一般钢铁湿度的临界值为65%，而渤海湾地区的空气湿度可达88%，已经大幅超出了钢铁防腐的承受范围，中国石油集团渤海钻探工程有限公司在此地进行石油钻采，若不加强对设备的维护，极易出现大规模的设备腐蚀现象。

2.3滩涂钻采设备

在滩涂地带进行石油钻采，其工作环境十分恶劣，设备工作区域多为泥泞地带或水草聚集地带，其腐蚀主要来自于泥水混合物或微生物，若不对设备表面进行防腐保护，将严重影响石油钻采的效率。

2.4陆地石油钻采设备

陆地石油钻采环境相比于以上三种钻采环境情况相对较好，环境对设备的腐蚀速度较慢，会给设备维护部门减轻很大的压力，但根据油田所在区域的不同，其腐蚀性也与环境湿度、温度、大气指标等因素联系密切，这些因素直接影响着对防腐材料的选择[1]。

3石油钻采设备防腐工艺的控制要点

3.1油漆选型

当前石油钻采设备常用的防腐涂漆有环氧富锌防锈底漆、脂肪族聚氨酯面漆、氯化橡胶面漆、醇酸系列漆，这几种涂漆的防腐性质与性能相对较高，钻采公司设备维修部门需要根据钻采环境合理搭配使用，同时需要确保防腐底漆与面漆之间具有较高适用性，避免两种涂层材料互相反应，对设备造成不必要的损害。

环氧富锌防锈底漆的组成成分是锌粉、环氧树脂、聚酰胺固化剂、助剂、溶剂等，其中锌粉能够对设备材料的阴极进行保护，同时锌与空气中的H2O与CO2会产生化学反应形成碱式碳酸锌，能够防止环境中的水与氧气对设备造成侵蚀，适用于沙漠和海洋石油开采环境;脂肪族聚氨酯面漆是石油钻采设备防腐的重要手段，此种材料具备良好的抗冲击性和耐磨性，且不会与钻采表面材料产生反应，进而造成其他不必要的损害;氯化橡胶面漆是石油钻采设备最常用的防腐材料，由于其耐水性、防腐性、耐久性十分突出，比较适合在海洋石油钻采环境中使用;利用醇酸系列漆进行设备防腐涂层时，需要先进行油改工作使油漆的保光性、保色性、防腐性进一步提高，此种材料价格相对低廉，性价比相对较高，用作钻采设备的日常保养效果明显。

3.2喷涂条件

石油钻采设备防腐工艺需要严格遵循底漆、封闭漆、中间漆、面漆的涂层顺序进行操作，涂漆前需要对设备表面污渍、腐蚀物等进行预处理，防止喷涂后相关物质在设备表面继续生锈;涂漆时，设备存放环境的温度需要保持在5℃以上，设备表面温度需要控制在35℃以下，环境湿度不应大于85%;各类涂漆喷涂的时间间隔一般为3～24 h，这需要设备维护人员根据涂漆材料的化学性质进行严格的分析计算，合理制定各道涂漆喷涂的间隔时间，避免中途出现掉漆情况。

3.3喷涂设备

钻采设备防腐工艺操作效果与油漆喷涂设备有较大的联系，需要根据钻采设备基本构造、工作原理、工作环境等因素综合选择。比如在选择海洋钻采设备防腐喷漆设备时，需要选用高压无气喷机，其喷涂压力需要控制在10～15MPa，同时喷涂距离需满足300～600mm，从而保证漆膜厚度达标，表面无气泡。

3.4新工艺

喷铝和喷锌是当前应用于石油钻采设备防腐处理的新工艺，主要对钢结构钻采设备进行防腐保养。应用此工艺时可采用CMD-AS3000型电弧喷涂设备对钢材料表面喷涂锌、铝材料，其操作原理是将两根带电的金属丝经过加热熔融形成雾化喷涂物，然后经过喷枪对钢结构形成防腐涂层，该涂层的防腐性与耐久性均较好。此设备运行效率较高，支持24h连续喷涂，喷枪和送丝机处的连电线路较长，可远离主机柜电源100m，能够提升维修人员操作的安全性[2]。

结论：综上所述，石油是一个国家的立国之本，能够反映国家的经济实力，国际局势不稳定的背景下，石油的合理开采与使用是维护我国社会经济稳定的基础。钻采设备是确保石油得以有序开采的关键因素，因此石油企业应在内部建立起严格的设备维护与保养制度，根据钻采环境合理搭配设备防腐工艺，在材料选择与喷涂过程中，相关操作应符合设备维护的标准，从而提升钻采设备运行的稳定性。

参考文献：

[1]陈旭，李真，张晓慧.石油钻采设备防腐工艺研究[J].设备管理与维修，2019（20）：151-153.

[2]邵金海.石油钻采设备的防腐工艺研究[J].城市建设理论研究（电子版），2018（26）：70.

巩庆华（1976.09）;性别：女，籍贯：甘肃省宁县人，學历：本科，毕业于河北工业大学;现有职称：助理工程师;