CN106761466A - 短接 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种短接，该短接包括：大体呈环状；套在待保护套管的外侧，与所述待保护套管之间有间隙；通过连接部与所述待保护套管相连，以与所述待保护套管形成保护电流回路。在本发明实施例中，因为短接和待保护套管之间不是贴着的，而是存在一定间隙的，通过连接部与待保护套管形成电流回路，因此，可以形成牺牲阳极保护阴极的短接，可以通过腐蚀掉短接，来减缓套管被腐蚀的速率。
Description
技术领域
本发明涉及油气勘探技术领域，特别涉及一种短接。
背景技术
目前，油气开采的效率对能源的有效利用之间有着很大的关系。针对孔隙度低、水驱性不到的地方，可以采用减氧注空气技术进行油气开采，从而有效提高开采得到的油气量。
然而，这种注空气驱油方式所形成的注空气驱油井存在管柱和套管腐蚀速率过快的问题，现有的为了避免腐蚀情况，会通过添加缓蚀剂的方式来减缓腐蚀速率，但是这种方式成本比较高。
针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种短接，以达到有效降低管柱和套管被腐蚀的速率的目的，包括：
大体呈环状；
套在待保护套管的外侧，与所述待保护套管之间有间隙；
通过连接部与所述待保护套管相连，以与所述待保护套管形成保护电流回路。
在一个实施方式中，所述短接的材质为铝合金。
在一个实施方式中，所述铝合金是铝与以下至少之一的金属材质的合金：锌、镁、铟和钛。
在一个实施方式中，所述铝合金中锌的含量为5％至7％，铟的含量为0.03％至0.06％，镁的含量为0.5％至1.5％，钛的含量为0.01％至0.08％。
在一个实施方式中，所述连接部为所述待保护套管所在的油管上的封隔器的卡瓦。
在一个实施方式中，所述短接的最大外径为105mm，最小内径为73mm，长度为100mm。
在一个实施方式中，所述待保护套管的外侧套有多个短接。
在一个实施方式中，所述短接的数量根据所述短接的材质的腐蚀速度、要保护的范围和预计的保护时间确定。
在一个实施方式中，所述短接包括：N个外套和2N个连接块，形成所述环状结构，其中，N为大于等于2的正整数。
在一个实施方式中，N取值为2或者3。
在本发明实施例中，提供了一种短接，该短接是大体呈环状的，因此可以套在待保护的套管上，进一步的，因为短接和待保护套管之间不是贴着的，而是存在一定间隙的，通过连接部与待保护套管形成电流回路，因此，可以形成牺牲阳极保护阴极的短接，可以通过腐蚀掉短接，来减缓套管被腐蚀的速率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的短接的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的短接的另一结构示意图；
图3是根据本发明实施例的短接进行套管保护的施工示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
考虑到现有的减缓腐蚀的方式所存在的成本太高和防腐蚀效果不理想的技术问题，发明人考虑到可以采用牺牲阳极保护阴极短接的发明的方式，使得可以通过腐蚀掉短接，来减缓套管的腐蚀速率。
为此，在本例中提供了一种短接，如图1所示，该短接(图1中的牺牲阳极保护阴极的短接)可以设置为大体呈环状；套在待保护套管的外侧，与待保护套管之间有间隙；通过连接部与待保护套管相连，以与所述待保护套管形成保护电流回路。
考虑到不同材质的在油井中的腐蚀速率不同，因此可以选取在油井中腐蚀速率满的，为此，上述短接的材质可以选择为铝合金。
进一步的，为了选择较为合适的阳极材料，可以增加一些其它的合金元素：铟、锌、钛等。在一个实施方式中，上述铝合金是铝与以下但不限于以下至少之一的金属材质的合金：锌、镁、铟和钛。
具体地，可以按照以下的配比进行合金的形成，可以选择以铝为主体，以其它材质为辅助，例如：铝合金中锌的含量为5％至7％，铟的含量为0.03％至0.06％，镁的含量为0.5％至1.5％，钛的含量为0.01％至0.08％。
然而，值得注意的是，上述所列举的形成合金的材质，以及各个材质所占的比例仅是一种示例性描述，在实际实现的时候，或者实际形成合金材料的时候，可以选择其它的材质，以及其它的比例，本申请对此不作限定。
具体地，在选择合金材料的时候，考虑到可以使用高温高压动态腐蚀评价装置，模拟现场工况，然后对多种试验材质进行室内腐蚀评价实验。例如，可以将试验材料与N80钢级挂片连接好，然后，用环氧树脂将试样非工作面密封，放在模拟井况的试验装置中，最终根据挂片的腐蚀速率，选出其中合适的合金材质。
考虑到要形成牺牲阳极保护阴极的短接，因此，对于牺牲阳极的材质可以设置如下的要求：
1)电位足够负，但不宜太负，以免阴极区产生析氢反应；
2)阳极的极化率要小，电位极电流输出要稳定；
3)阳极材料的电容量要大；
4)必须有高的电流效率；
5)溶解均匀，容易脱落；
6)材料价格低廉，来源充分；
7)产生的腐蚀产物应是无毒无害，不污染环境，无公害之虞。
最终可以发现，铝镁锌合金是比较符合要求的，但是考虑到锌牺牲阳极多用于土壤电阻率小于20欧姆·米的土壤环境中或海水环境，电极电位为-1.10VCSE，驱动电压0.25V，温度高于49℃时，发生晶间腐蚀，高于54℃时锌阳极的电极电位变正，它与钢铁的极性发生逆转，变成阴极受到保护，而钢铁变成阳极受到腐蚀。因此，锌阳极一般用于温度低于49℃的环境，锌阳极必须使用回填料。镁合金牺牲阳极是金属镁的一种实际应用产品，主要用于阴极保护的一种防腐材料镁合金产品，广泛应用于船舶、码头、油气管道、城市管网等水下地下钢铁构造设施和电器等的保护。它的防腐保护过程是一个漫长的自我牺牲过程，它的防腐保护基本原理是牺牲阳极保护阴极，就是将电位更负的金属(即阳极)与被保护的金属(即阴极)导线连接，并处于同一电解质中，使该金属(即阳极)上的电子转移到被保护的金属(即阴极)上去，被保护的金属(即阴极)原子不容易失去电子而变成离子(金属腐蚀就是原子失去电子变成离子的过程)，使阴极(金属设施)得到保护。当然还有其材料的牺牲阳极。
在生成合金的过程中，考虑到铝合金牺牲阳极的质量(防腐)性能主要决定其所含化学成分及其比例和内部结构，极高的电化学性能、单位重量的阳极材料发电量大，约为锌阳极的3倍，镁阳极的2倍。在海水及含氯离子的其它介质中，性能良好，发出电流的自调节能力强，因此，可以选择铝合金。
为了使得短接与待保护套管之间需要形成电流回路，才能实现保护，而两者之间又是有间隙的，因此，需要通过连接部将两者进行连接。为了避免加入不必要的设备，可以将待保护套管所在的油管上的封隔器的卡瓦作为连接部。
考虑到短接尺寸的影响，可以将该牺牲阳极保护阴极的短接的最大外径设置为105mm，最小内径设置为73mm，长度设置为100mm。
然而，因为待保护套管有时候需要在井下很长时间，一个短接往往不够，因此，可以按照需要和实际情况设置多个短接，即，在待保护套管上套多个短接。
具体地，在待保护套管上所套的短接的数量可以根据但不限于以下参数至少之一确定：材质的腐蚀速度、要保护的范围和预计的保护时间确定等。
短接可以采用如图1和2所示的方式，由N个外套和2N个连接块，形成所述环状结构，其中，N为大于等于2的正整数。如图2所示，为2个外套和4个连接块，通过组合可以形成一个近似手镯状的短接。具体地，选择的外套的数量和连接块的数量，可以根据实际需要确定，本申请对此不作限定。
在上例中提供了一种合金短接，通过牺牲阳极保护阴极法达到保护油井套管的目的，在实际实现的时候，根据现场情况，井底温度压力等，选择铝合金作为牺牲阳极材料的主要材质。然而，考虑到铝质的牺牲阳极一般较为容易发生钝化，因此为了选择合适的阳极材料，可以选择加入In，Zn，Ti，Hg等合金元素。
经过多次试验，优选出以Al为主体，Zn含量在5％-7％左右，In0.03％-0.06％左右，Mg0.5％-1.5％左右，Ti0.01％-0.08％等为辅的多相合金。实验测得，可该阳极材料可以极大降低N80腐蚀速率到0.0454mm/a，自身的腐蚀速率为14.4279mm/a。
如图3所示，可以将上述材质做成手镯状短接，套在油管上，通过油管上封隔器的卡瓦与套管的接触，形成保护电流回路。具体地，可以根据腐蚀程度，要保护的范围，预计保护时间的长短来选择需要短接的数量。
通过上例所提供的合金短接，可以很好地缓解待保护套管的腐蚀速率，且结构简单，施工成本低。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种短接，其特征在于，包括：
大体呈环状；
套在待保护套管的外侧，与所述待保护套管之间有间隙；
通过连接部与所述待保护套管相连，以与所述待保护套管形成保护电流回路。
2.如权利要求1所述的短接，其特征在于，所述短接的材质为铝合金。
3.如权利要求2所述的短接，其特征在于，所述铝合金是铝与以下至少之一的金属材质的合金：锌、镁、铟和钛。
4.如权利要求3所述的短接，其特征在于，所述铝合金中锌的含量为5％至7％，铟的含量为0.03％至0.06％，镁的含量为0.5％至1.5％，钛的含量为0.01％至0.08％。
5.如权利要求1所述的短接，其特征在于，所述连接部为所述待保护套管所在的油管上的封隔器的卡瓦。
6.如权利要求1所述的短接，其特征在于，所述短接的最大外径为105mm，最小内径为73mm，长度为100mm。
7.如权利要求1所述的短接，其特征在于，所述待保护套管的外侧套有多个短接。
8.如权利要求7所述的短接，其特征在于，所述短接的数量根据所述短接的材质的腐蚀速度、要保护的范围和预计的保护时间确定。
9.如权利要求1所述的短接，其特征在于，所述短接包括：N个外套和2N个连接块，形成所述环状结构，其中，N为大于等于2的正整数。
10.如权利要求9所述的短接，其特征在于，N取值为2或者3。
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