CN111574982A - 一种具有防腐除垢功能的自溶性复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有防腐除垢功能的自溶性复合材料及其制备方法，属于材料技术领域。本发明的自溶性复合材料包括置入自溶层中的固体碱棒/酸棒，所述固体碱棒/酸棒由固体碱/固体酸、固体缓蚀剂、水溶性粘结剂制成。本发明的自溶性复合材料原材料来源广泛，制备工艺简单，成本低廉，现场使用方便，通过交替释放氢氧根离子、氢离子，实现防腐除垢的目的，可有效解决井下管柱、地面集输管线的腐蚀结垢问题，降低了油气生产成本，具有显著的经济和社会效益。

Description

一种具有防腐除垢功能的自溶性复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料及其制备方法，尤其涉及一种具有防腐除垢功能的自溶性复合材料及其制备方法，属于材料技术领域。
背景技术
目前，我国大部分油田已经进入二次或三次采油阶段，二次或三次采油虽然可以提高油井产油量，但同时也会带来油井含水率逐渐升高的问题，在某些油田内的油井含水率已超过90%，高含水率必然会导致井下管柱、地面集输管线发生严重的腐蚀结垢问题。向油井分别注入缓蚀剂、阻垢剂可以有效缓解腐蚀结垢问题，但在实际使用过程中存在以下缺点：一是大多数油田加入都是液体的缓蚀剂和阻垢剂，容易被油井产出液冲走，达不到缓蚀阻垢的效果；二是液体药剂的加注需要加药泵等设备，存在管理问题，当加药泵发生故障时不能及时向油井加药；三是阻垢剂一般是通过分散、螯合钙镁离子达到阻垢的目的，实际使用的阻垢剂不能完全阻止结垢的发生，只是延缓垢的生成时间，不具有长效性。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缓蚀阻垢剂加注工艺复杂、管理繁琐，缓蚀阻垢效率不高的缺点，提出了一种具有防腐除垢功能的自溶性复合材料及其制备方法，简化加注工艺，提高缓蚀效率，有效清除垢层。
本发明通过以下技术方案解决技术问题：一种具有防腐除垢功能的自溶性复合材料，包括置入自溶层中的固体碱棒/酸棒，所述固体碱棒/酸棒由固体碱/固体酸、固体缓蚀剂、水溶性粘结剂制成；所述自溶层是镁合金筒，所述固体碱是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙，所述固体酸是氨基磺酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸，所述固体缓蚀剂是市售固体缓蚀剂粉末，所述水溶性粘结剂是动物胶、植物胶、羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素或聚乙烯醇中至少一种。
上述技术方案中，所述自溶层是采用粉末冶金技术制作成内径20-75mm，厚度1-3mm，外径22-81mm，长度800-1000mm的镁合金筒。
所述固体碱是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙的混合物，重量比为：氢氧化钠：氢氧化钾：氢氧化钙=1:1：（3-8）。
所述固体酸是氨基磺酸、柠檬酸或乙二胺四乙酸中至少一种。
所述固体缓蚀剂是市售固体缓蚀剂粉末，如Lan826、GR-914。
所述固体酸和固体缓蚀剂的重量比为1：（0.02-0.05）
所述固体碱与水溶性粘结剂的重量比为1：（0.1-0.2）。
所述固体酸与水溶性粘结剂的重量比为1：（0.1-0.2）。
本发明进一步提供具有防腐除垢功能的自溶性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
第一步、制作固体碱棒和固体碱筒，将重量比1：（0.1-0.2）的固体碱和水溶性粘结剂倒入混料器中，开动混料器混合5-15分钟得到混合料；用气动输送装置将混合后的固体碱注入机械压力装置中，压缩成固体碱棒和固体碱筒；
第二步、制作固体酸棒、固体酸筒，将重量比1：（0.1-0.2）：（0.02-0.05）的固体酸、水溶性粘结剂和固体缓蚀剂倒入混料器中，开动混料器混合5-15分钟得到混合料；用气动输送装置将混合后的固体酸注入机械压力装置中，压缩成固体酸棒和固体酸筒；
第三步、组装自溶性复合材料，将固体碱棒或固体酸棒放入镁合金筒中，筒两端用镁合金薄板焊接密封，该组合记为组合1；将组合1放入固体碱筒或固体酸筒中，将带有组合1的固体碱筒或固体酸筒放入镁合金筒中，筒两端用镁合金薄板焊接密封，该组合记为组合2；将组合2放入固体碱筒或固体酸筒中，将带有组合2的固体碱筒或固体酸筒放入镁合金筒中，筒两端用镁合金薄板焊接密封，即得自溶性复合材料。
上述方法的所述机械压力装置是挤出机、注塑机、液压机中的一种。
本发明的自溶性复合材料原材料来源广泛，制备工艺简单，成本低廉，现场使用方便，降低了油气生产成本，具有显著的经济和社会效益。其有益效果是：自溶性复合材料可单独释放氢氧根离子，提高产出液的pH，实现防腐目的；也可单独释放氢离子，降低产出液的pH值，溶解以形成的垢，达到除垢的目的；也可交替释放氢氧根离子、氢离子，从而实现同时防腐除垢的目的。
具体实施方式
实施例1
本实施例的自溶性复合材料由0.5kg氢氧化钠、0.5kg氢氧化钾、3.1kg氢氧化钙、0.41kg羧甲基纤维素、1#镁合金筒（内径20mm、壁厚1mm、长度1000mm）、2#镁合金筒（内径38mm、壁厚2mm、长度1002mm）、3#镁合金筒（内径58mm、壁厚1mm、长度1004mm）构成。
(1)将0.5kg氢氧化钠、0.5kg氢氧化钾、3.1kg氢氧化钙、0.41kg羧甲基纤维素倒入混料器中，开动混料器混合5分钟得到混合料；
(2)用气动输送装置将混合后的固体碱注入挤出机中，挤出直径20mm、长度1000mm的固体碱棒一根，挤出内径22mm、厚度8mm、长度1000mm的1#固体碱筒一根，挤出内径42mm、厚度8mm、长度1000mm的2#固体碱筒一根；
(3) 将固体碱棒放入1#镁合金筒中，采用焊接的方式将镁合金薄板固定在1#筒两端；将1#固体碱筒套在1#镁合金筒上，然后整体放入2#镁合金筒内，采用焊接的方式将镁合金薄板固定在2#筒两端；将2#固体碱棒套在2#镁合金筒上，然后整体放入3#镁合金筒，采用焊接的方式将镁合金薄板固定在3#筒两端，可得本产品，外观为棒状。可释放氢氧根离子，提高采出液的pH值，具有防腐功能。
实施例2
本实施例的自溶性复合材料由4.88kg氨基磺酸、0.5kg淀粉、0.098kg固体缓蚀剂Lan826、1#镁合金筒（内径20mm、壁厚1mm、长度1000mm）、2#镁合金筒（内径38mm、壁厚2mm、长度1002mm）、3#镁合金筒（内径58mm、壁厚1mm、长度1004mm）构成。
(1)将4.88kg氨基磺酸、0.5kg淀粉、0.098kg固体缓蚀剂Lan826倒入混料器中，开动混料器混合10分钟得到混合料；
(2)用气动输送装置将混合后的固体酸注入挤出机中，挤出直径20mm、长度1000mm的固体酸棒一根，挤出内径22mm、厚度8mm、长度1000mm的1#固体酸筒一根，挤出内径42mm、厚度8mm、长度1000mm的2#固体酸筒一根；
(3) 将固体酸棒放入1#镁合金筒中，采用焊接的方式将镁合金薄板固定在1#筒两端；将1#固体酸筒套在1#镁合金筒上，然后整体放入2#镁合金筒内，采用焊接的方式将镁合金薄板固定在2#筒两端；将2#固体酸棒套在2#镁合金筒上，然后整体放入3#镁合金筒，采用焊接的方式将镁合金薄板固定在3#筒两端，可得本产品，外观为棒状。可释放氢离子，降低采出液的pH值，具有除垢功能。
实施例3
本实施例的自溶性复合材料由0.3kg氢氧化钠、0.3kg氢氧化钾、2.22kg氢氧化钙、0.3kg羟甲基纤维素、1.5kg氨基磺酸、0.15kg聚乙烯醇、0.03kg固体缓蚀剂Lan826、1#镁合金筒（内径20mm、壁厚1mm、长度1000mm）、2#镁合金筒（内径38mm、壁厚2mm、长度1002mm）、3#镁合金筒（内径58mm、壁厚1mm、长度1004mm）构成。
(1)将0.3kg氢氧化钠、0.3kg氢氧化钾、2.22kg氢氧化钙、0.3kg羟甲基纤维素倒入混料器中，开动混料器混合5分钟得到混合料；
(2)用气动输送装置将混合后的固体碱注入挤出机中，挤出直径20mm、长度1000mm的固体碱棒一根，挤出内径42mm、厚度8mm、长度1000mm的固体碱筒一根；
(3) 将1.5kg氨基磺酸、0.15kg聚乙烯醇、0.03kg固体缓蚀剂Lan826倒入混料器中，开动混料器混合10分钟得到混合料；
(4)用气动输送装置将混合后的固体酸注入挤出机中，挤出内径22mm、厚度8mm、长度1000mm的固体酸筒一根；
(5) 将固体碱棒放入1#镁合金筒中，采用焊接的方式将镁合金薄板固定在1#筒两端；将固体酸筒套在1#镁合金筒上，然后整体放入2#镁合金筒内，采用焊接的方式将镁合金薄板固定在2#筒两端；将固体碱棒套在2#镁合金筒上，然后整体放入3#镁合金筒，采用焊接的方式将镁合金薄板固定在3#筒两端，可得本产品，外观为棒状。可交替释放氢氧根离子和氢离子，循环调节采出液的pH值，同时具有防腐除垢功能。
除上述实施外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有防腐除垢功能的自溶性复合材料，其特征在于：包括置入自溶层中的固体碱棒/酸棒，所述固体碱棒/酸棒由固体碱/固体酸、固体缓蚀剂、水溶性粘结剂制成；所述自溶层是镁合金筒，所述固体碱是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙，所述固体酸是氨基磺酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸，所述固体缓蚀剂是市售固体缓蚀剂粉末，所述水溶性粘结剂是动物胶、植物胶、羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素或聚乙烯醇中至少一种。
2.根据权利要求1所述具有防腐除垢功能的自溶性复合材料，其特征在于：所述自溶层是采用粉末冶金技术制作成内径20-75mm，厚度1-3mm，外径22-81mm，长度800-1000mm的镁合金筒。
3.根据权利要求1所述具有防腐除垢功能的自溶性复合材料，其特征在于：所述固体碱是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙的混合物，重量比为：氢氧化钠：氢氧化钾：氢氧化钙=1:1：（3-8）。
4.根据权利要求1所述具有防腐除垢功能的自溶性复合材料，其特征在于：所述固体酸是氨基磺酸、柠檬酸或乙二胺四乙酸中至少一种。
5.根据权利要求1所述具有防腐除垢功能的自溶性复合材料，其特征在于：所述固体缓蚀剂是市售固体缓蚀剂粉末，如Lan826、GR-914。
6.根据权利要求1所述具有防腐除垢功能的自溶性复合材料，其特征在于：所述固体酸和固体缓蚀剂的重量比为1：（0.02-0.05）。
7.根据权利要求1所述具有防腐除垢功能的自溶性复合材料，其特征在于：所述固体碱与水溶性粘结剂的重量比为1：（0.1-0.2）。
8.根据权利要求1所述具有防腐除垢功能的自溶性复合材料，其特征在于：所述固体酸与水溶性粘结剂的重量比为1：（0.1-0.2）。
9.根据权利要求1所述具有防腐除垢功能的自溶性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
第一步、制作固体碱棒和固体碱筒，将重量比1：（0.1-0.2）的固体碱和水溶性粘结剂倒入混料器中，开动混料器混合5-15分钟得到混合料；用气动输送装置将混合后的固体碱注入机械压力装置中，压缩成固体碱棒和固体碱筒；
第二步、制作固体酸棒、固体酸筒，将重量比1：（0.1-0.2）：（0.02-0.05）的固体酸、水溶性粘结剂和固体缓蚀剂倒入混料器中，开动混料器混合5-15分钟得到混合料；用气动输送装置将混合后的固体酸注入机械压力装置中，压缩成固体酸棒和固体酸筒；
第三步、组装自溶性复合材料，将固体碱棒或固体酸棒放入镁合金筒中，筒两端用镁合金薄板焊接密封，该组合记为组合1；将组合1放入固体碱筒或固体酸筒中，将带有组合1的固体碱筒或固体酸筒放入镁合金筒中，筒两端用镁合金薄板焊接密封，该组合记为组合2；将组合2放入固体碱筒或固体酸筒中，将带有组合2的固体碱筒或固体酸筒放入镁合金筒中，筒两端用镁合金薄板焊接密封，即得自溶性复合材料。
10.根据权利要求9所述自溶性复合材料的制备方法，其特征在于：所述机械压力装置是挤出机、注塑机、液压机中的一种。
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