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石油,地質(zhì)勘探的主要對象之一,是一種呈現(xiàn)黏稠狀態(tài)的深褐色液體,有“液態(tài)黃金”“工業(yè)的血液”等稱呼。石油作為戰(zhàn)略性資源,“政治性商品”,在國際關(guān)系以及我國國民經(jīng)濟中具有舉足輕重的作用。在石油開采過程中,由于原油特殊的化學性質(zhì),其具有一定的腐蝕性,會對開采設(shè)備造成一定程度的腐蝕,又因為油田的工作環(huán)境,使得石油鉆采過程中,其鉆采設(shè)備常常因為各種各樣的原因出現(xiàn)腐蝕,造成設(shè)備損壞,影響鉆采的效率,減少了設(shè)備使用壽命,增加了石油開采成本。
石油鉆采設(shè)備,主要是由金屬材料制作而成的,在開采現(xiàn)場,設(shè)備通常出現(xiàn)老化、松脫、堵塞、滲漏等等故障,除了這些常規(guī)性的設(shè)備故障,還有一種是設(shè)備的腐蝕性故障。為了防止這一故障的出現(xiàn),設(shè)備在正式投入使用之前都會先在設(shè)備表面涂一層防腐漆膜,用以保護設(shè)備,提高設(shè)備的安全性和使用壽命。石油鉆采設(shè)備的防腐工藝,對石油鉆采工程的質(zhì)量有著非常重要的影響。
石油鉆采設(shè)備的種類和型號多種多樣,由于其龐大的體積,因此在對其進行防腐處理時,最為普遍的防腐方法就是往鉆采設(shè)備的表層上涂防腐涂層。另外,由于鉆采設(shè)備的工作環(huán)境的不同,使用的防腐涂層的材料就也有所不同;因此,必須考慮到涂層的耐油性、耐腐蝕性以及耐水性的高低等因素來選擇。
沙漠的環(huán)境較為惡劣,早晚溫差較大,平均年溫差可達30-50℃。在夏季,中午地表溫度可高達60℃及以上,而夜晚則又會降到10℃以下。因此空氣中的水蒸氣會因為溫度的驟降而凝結(jié),造成鉆采設(shè)備的腐蝕。溫度越高,設(shè)備表層分子就會越活躍;跟據(jù)科學研究表面,每當大氣溫度升高10℃,石油鉆采設(shè)備的腐蝕速度就會比之前提升一倍左右。并且沙漠氣候干燥,常年風沙較多,也較容易造成石油鉆采設(shè)備的腐蝕。在沙漠環(huán)境中,石油鉆采設(shè)備應(yīng)選擇使用韌性較好、耐候性較強的材料。其中,耐候性是指對室外環(huán)境如冷熱、風雨、光照強度等條件的耐受能力。
海洋的環(huán)境條件更為復(fù)雜,海洋水中富含Cl-,而Cl-對金屬的腐蝕性十分強,甚至能腐蝕金屬表面的氧化膜,進而引起點蝕穿孔。另外,由于海洋環(huán)境的濕度大,會進一步增強對石油鉆采設(shè)備的腐蝕。選擇在海洋環(huán)境中工作的石油鉆采設(shè)備,應(yīng)選擇耐水性和耐鹽性較好的防腐涂層。
與沙漠環(huán)境和海洋環(huán)境相比,陸地油田的工作環(huán)境對鉆采設(shè)備的腐蝕性還是比較低的。但是陸地上的環(huán)境復(fù)雜多變,隨著地域的不同,對其鉆采設(shè)備防腐材料的選擇也有所不同,應(yīng)根據(jù)鉆采設(shè)備不同的工作環(huán)境和地域,選擇防腐涂層的材料。
環(huán)氧富鋅防銹底漆是目前在鉆采設(shè)備防腐材料中使用最為廣泛的一種底漆,其較為適用于環(huán)境惡劣的海洋和沙漠環(huán)境中的石油開采。這種油漆的配制材料包括環(huán)氧樹脂、鋅粉、聚酰胺固化劑以及溶劑和助劑等。其中,鋅粉的作用是提供金屬鋅,使比鋼鐵(-0.44V)電位高的金屬鋅(-0.76V)代替鋼鐵成為成為陽性電極,從而保護作為陰性電極的鉆采設(shè)備的鋼鐵材料不被腐蝕。
脂肪族聚氨酯作為石油鉆采設(shè)備防腐的面漆,在行業(yè)市場中的使用范圍較為廣泛。其具備良好的耐候性和抗沖擊性,同時在石油鉆采過程中對設(shè)備起到良好的耐磨性,這些優(yōu)異的性能是其他面漆涂層望塵莫及的,另外,脂肪族聚氨酯面漆的保光性和保色性也具有較大優(yōu)勢,因此是一種性能理想的防腐面漆
氯化橡膠面漆由于其優(yōu)異的耐水性和防腐性,在海洋油田開采中被廣泛使用,并且其還具有良好的附著力,使用也較為方便。
酸性環(huán)氧樹脂漆適用于凝露干濕條件中的石油開采施工,其耐酸性、耐堿性和耐水性質(zhì)較為良好。
醇酸系列漆在使用之前,應(yīng)首先經(jīng)油改性,油改之后,其的耐候性、防腐性、保光性以及保色性都有了明顯地提高;醇酸系列漆還具有良好的抗沖擊性和柔韌性,能滿足石油鉆采需求;由于醇酸系列漆的價格優(yōu)勢,其使用范圍也十分廣泛,是一種價廉性優(yōu)的防腐蝕用漆。
考慮到石油鉆采過程中,不同設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)及工作原理,并根據(jù)石油開采的不同工作環(huán)境,設(shè)備防腐涂層作為防腐工藝基礎(chǔ)中的基礎(chǔ),具備較高的可行性與適用性。在噴漆時,要重點考慮到底漆的防腐性、附著力和耐油性是否符合工藝要求,面漆的耐候性和柔韌度是否能延長設(shè)備的使用壽命。另外,還要考慮到涂層之間是否配套,是否會互相影響等問題。石油鉆采設(shè)備的噴漆工藝是一項大工程,關(guān)乎著石油開采的質(zhì)量和效率,因此必須對其防腐工藝細致再細致,以促進石油開采產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
石油的使用范圍廣泛,使用量巨大,雖然各國已經(jīng)積極地尋找可再生能源替代不可再生的石油,但石油的需求量依舊再逐年遞增,因此,對石油開采的質(zhì)量和效率也越來越高;從石油公司對石油開采設(shè)備的高投資成本可以看出,如何加強對石油設(shè)備的防腐處理是目前研究的重大難題。隨著科技的發(fā)展,新的防腐工藝和材料的應(yīng)用,能夠有效的增加石油開采設(shè)備的防腐性能,延長石油鉆采設(shè)備的使用年限,提高石油開采效率和質(zhì)量,為人們生活安家樂業(yè)和社會穩(wěn)步發(fā)展做出貢獻。