CN111577156B - 功能合金管柱腐蚀防护器 - Google Patents
功能合金管柱腐蚀防护器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111577156B CN111577156B CN202010451755.9A CN202010451755A CN111577156B CN 111577156 B CN111577156 B CN 111577156B CN 202010451755 A CN202010451755 A CN 202010451755A CN 111577156 B CN111577156 B CN 111577156B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- functional alloy
- pipe
- auxiliary section
- functional
- alloy layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 97
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 63
- 230000001012 protector Effects 0.000 title claims abstract description 33
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 14
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 7
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 6
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 claims description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- OSMSIOKMMFKNIL-UHFFFAOYSA-N calcium;silicon Chemical compound [Ca]=[Si] OSMSIOKMMFKNIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 18
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 12
- 238000005536 corrosion prevention Methods 0.000 abstract description 6
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000007528 sand casting Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
- B22D13/02—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of elongated solid or hollow bodies, e.g. pipes, in moulds rotating around their longitudinal axis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/08—Casting in, on, or around objects which form part of the product for building-up linings or coverings, e.g. of anti-frictional metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/10—Alloys based on aluminium with zinc as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/02—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working in inert or controlled atmosphere or vacuum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/053—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with zinc as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
- C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
- C23F13/06—Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
- C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
- C23F13/06—Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
- C23F13/08—Electrodes specially adapted for inhibiting corrosion by cathodic protection; Manufacture thereof; Conducting electric current thereto
- C23F13/16—Electrodes characterised by the combination of the structure and the material
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
- E21B41/02—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00 in situ inhibition of corrosion in boreholes or wells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
本发明涉及油田注采井管柱防腐防垢技术领域，特别涉及一种功能合金管柱腐蚀防护器。该装置包括接箍，接箍下端连接吊卡工艺辅助段，吊卡工艺辅助段下端连接防护器本体，防护器本体下端连接液压大钳工艺辅助段，所述防护器本体包括内管，内管外表面浇铸有功能合金层。本发明实现了注采井管柱内外表面、套管内表面的防腐、防垢，减少注采管柱因腐蚀、结垢而产生的井内液体泄漏的可能性。克服了现有注采井管柱易发生腐蚀和结垢的不足。
Description
技术领域：
本发明涉及油田注采井管柱防腐防垢技术领域，特别涉及一种功能合金管柱腐蚀防护器。
背景技术：
目前，由于油田冷采、热采开发方式造成了对注采井管柱内外表面、套管内表面的腐蚀、结垢，管柱包括套管、隔热油管、油管、抽油泵、抽油杆及井下工具等，被腐蚀和结垢的管柱随着时间的延长易引发安全及环保事故。因此，需要研制一种减缓管柱腐蚀和结垢的功能合金管柱腐蚀防护器。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种功能合金管柱腐蚀防护器，该防护器实现了注采井管柱内外表面、套管内表面的防腐、防垢，减少注采管柱因腐蚀、结垢而产生的井内液体泄漏的可能性。克服了现有注采井管柱易发生腐蚀和结垢的不足。
本发明所采取的技术方案是：一种功能合金管柱腐蚀防护器，包括接箍；接箍下端连接吊卡工艺辅助段，吊卡工艺辅助段下端连接防护器本体，防护器本体下端连接液压大钳工艺辅助段，所述防护器本体包括内管，内管外表面浇铸有功能合金层；
所述功能合金层的功能合金材料配方按重量百分比如下：0＜硅≤0.05％、0＜锡≤1.2％、0＜铜≤0.2％、0＜锰≤0.1％、0＜镁≤0.1％、0＜铟≤0.35％、0＜锌≤10％、铁0.005％、其余为铝。
内管上端与吊卡工艺辅助段下端为一体结构，内管下端与液压大钳工艺辅助段上端为一体结构，在功能合金层上下端的内管上分别设计有上防撞凸台和下防撞凸台，内管上功能合金层的外径均小于上防撞凸台外径和下防撞凸台外径。
防护器本体还包括承力外管，承力外管套装在内管外侧，承力外管与内管外表面的功能合金层之间形成环空，内管上端开有多个连通内管内部空间和承力外管与内管外表面的功能合金层之间的环空的液流孔道，防护器本体上端通过上接头与吊卡工艺辅助段相连接，防护器本体下端通过下接头与液压大钳工艺辅助段相连接，内管、承力外管上端分别连接在上接头下部的上、下端母扣上，承力外管下端连接在下接头上部母扣上，内管下端插入下接头上部内孔。
承力外管外表面浇铸有功能合金层，承力外管外表面的功能合金层外径均小于上接头外径和下接头外径。
吊卡工艺辅助段长度为50-1000毫米，液压大钳工艺辅助段长度为50-1000毫米，功能合金层长度为50-800毫米。
功能合金层的功能合金材料制备过程如下：铝熔化后，均匀加入锌、铜粉、锰铁粉并搅拌均匀，所述铜粉、锰铁粉尺寸均为1000目以上，加入锌、铜粉和锰铁粉的铝液完全融化3分钟后加入400目的硅粉、锡均匀搅拌2分钟，加入占功能合金材料总质量10％～15％的硅钙脱氧剂、铟、镁并均匀搅拌1.5分钟，形成功能合金材料；上述锌、铜粉、锰铁粉、硅粉在加入熔融铝液前预热，预热温度为250-300度，在具有氮气保护的热处理炉中进行预热，保温时间为20分钟。
功能合金层的功能合金材料利用金属模重力旋转铸造工艺技术浇铸在内管外表面上，内管外表面首先需要喷砂除锈，然后在氮气保护的热处理炉中预热，预热温度为300-400℃，预热时间为0.35-0.45h，功能合金材料浇铸温度为680-780℃，浇铸好的功能合金材料进入具有氮气保护的热处理炉中进行等温晶粒细化处理，等温温度为380度，保温时间2小时，之后需要随炉冷却至常温。
功能合金层的功能合金材料利用金属模重力旋转铸造工艺技术浇铸在内管和承力外管外表面上，内管和承力外管的外表面首先需要喷砂除锈，然后在氮气保护的热处理炉中预热，预热温度为300-400℃，预热时间为0.35-0.45h，功能合金材料浇铸温度为680-780℃，浇铸好的功能合金材料进入具有氮气保护的热处理炉中进行等温晶粒细化处理，等温温度为380度，保温时间2小时，之后需要随炉冷却至常温。
内管预热温度为350℃，预热时间为0.4h，功能合金材料浇铸温度为700℃。
内管和承力外管预热温度为350℃，预热时间为0.4h，功能合金材料浇铸温度为700℃。
本发明的有益效果是：本发明实现了注采井管柱内外表面、套管内表面的防腐、防垢，减少注采管柱因腐蚀而产生的井内液体泄漏的可能性。
附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为包括承力外管的本发明的结构示意图。
图3为承力外管外表面浇铸有功能合金层的本发明结构示意图。
具体实施方式：
如图1所示，一种功能合金管柱腐蚀防护器，包括接箍1；接箍1下端连接吊卡工艺辅助段2，吊卡工艺辅助段2下端连接防护器本体3，防护器本体3下端连接液压大钳工艺辅助段4，所述防护器本体3包括内管5，内管5外表面浇铸有功能合金层6；所述功能合金层6的功能合金材料分别按如下两个实施例配比：
实施例1
功能合金层6的功能合金材料配方按重量百分比如下：硅0.05％、锡1.2％、铜0.2％、锰0.1％、镁0.1％、铟0.35％、锌10％、铁0.005％、其余为铝。
实施例2
功能合金层6的功能合金材料配方按重量百分比如下：硅0.04％、锡1.0％、铜0.1％、锰0.05％、镁0.05、铟0.25％、锌5％、铁0.005％、其余为铝。
按照上述两个实施例获得的功能合金材料经检测显示，在现场井液的浸泡下可降低N80钢片腐蚀速率85％，在现场井液的浸泡下可降低N80钢片结垢速率20％。
内管5上端与吊卡工艺辅助段2下端为一体结构，内管5下端与液压大钳工艺辅助段4上端为一体结构，在功能合金层6上下端的内管5上分别设计有上防撞凸台7和下防撞凸台8，内管5上功能合金层6的外径均小于上防撞凸台7外径和下防撞凸台8外径。
如图2所示，防护器本体3还包括承力外管11，承力外管11套装在内管5外侧，承力外管11与内管5外表面的功能合金层6之间形成环空，内管5上端开有多个连通内管5内部空间和承力外管11与内管5外表面的功能合金层6之间的环空的液流孔道12，防护器本体3上端通过上接头9与吊卡工艺辅助段2相连接，防护器本体3下端通过下接头10与液压大钳工艺辅助段4相连接，内管5、承力外管11上端分别连接在上接头9下部的上、下端母扣上，承力外管11下端连接在下接头10上部母扣上，内管5下端插入下接头10上部内孔，为间隙配合。
如图3所示，承力外管11外表面浇铸有功能合金层6，承力外管11外表面的功能合金层6外径均小于上接头9外径和下接头10外径。管柱处于套管内通径处，井液及各种腐蚀介质通过内管5上部的液流孔道12进入到内管5与承力外管11形成的环形空间与内管5外表面的功能合金层6接触，井液及各种腐蚀介质直接与承力外管11外表面的功能合金层6接触，功能合金层6被腐蚀主动释放电子转移到所有的管柱内外表面、套管内表面上从而减缓管柱内外表面、套管内表面的腐蚀，与井液接触的功能合金层6与井液发生电化学反应，各种合金离子缓慢释放到井液中，阻止井液中的成垢物质“聚集并长大”，防腐和防垢范围覆盖整个管柱。
吊卡工艺辅助段2长度为50-1000毫米，液压大钳工艺辅助段4长度为50-1000毫米，功能合金层6长度为50-800毫米。
功能合金层6的功能合金材料制备过程如下：铝熔化后，均匀加入锌、铜粉、锰铁粉并搅拌均匀，所述铜粉、锰铁粉尺寸均为1000目以上，加入锌、铜粉和锰铁粉的铝液完全融化3分钟后加入400目的硅粉、锡均匀搅拌2分钟，加入占功能合金材料总质量10％～15％的硅钙脱氧剂、铟、镁并均匀搅拌1.5分钟，形成功能合金材料；上述锌、铜粉、锰铁粉、硅粉在加入熔融铝液前预热，预热温度为250-300度，在具有氮气保护的热处理炉中进行预热，保温时间为20分钟。
功能合金层6的功能合金材料利用金属模重力旋转铸造工艺技术浇铸在内管5和承力外管11外表面上，区别普通的砂铸可显著提高功能合金的致密度、降低疏松，保证了最佳的导电能力。内管5和承力外管11外表面首先需要喷砂除锈，然后在氮气保护的热处理炉中预热，预热的目的是为了更好的保证功能合金融化液降温过程中内外管以同一收缩速率进行收缩，防止功能合金内部产生裂纹。预热温度过高会影响本体的机械强度，预热温度过低会引起本体以不同收缩速率与功能合金融化液进行收缩，导致功能合金内部产生裂纹。预热温度为300-400℃，优选预热温度为350℃，功能合金材料预热时间为0.35-0.45h，优选预热时间为0.4h。过高的浇铸温度导致合金液过热造成晶粒过大，过低的浇铸温度易造成各元素分布的不均匀从而影响防腐效果。功能合金材料浇铸温度为680-780℃，优选浇铸温度为700℃。浇铸好的功能合金材料进入具有氮气保护的热处理炉中进行等温晶粒细化处理，等温温度为380度，保温时间2小时，之后需要随炉冷却至常温。
使用时，本发明的接箍1上部母扣与注采管柱公扣连接，液压大钳工艺辅助段4下部公扣与注采管柱母扣相连。本发明设计了吊卡工艺辅助段2、液压大钳工艺辅助段4的结构保证与其他工序的正常施工。
本发明间隔30米-300米设置在油井注采管柱中。本发明的工作原理是注采管柱内外表面、套管内表面和功能合金层处于同一个电解质环境下构成一个新的宏观电池，管柱内外表面、套管内表面成为阴极，功能合金为阳极。阳极受到腐蚀而失去电子，而失去的电子转移到管柱内外表面、套管内表面上。这个过程实质是通过电解质向管柱内外表面、套管内表面提供一个阴极电流，使管柱内外表面、套管内表面进行阴极极化，实现阴极保护，随着电流的不断流动，本发明的功能合金层不断消耗掉，功能合金消耗的年限就成为注采管柱内外表面、套管内表面寿命延长的年限。与此同时发生电化学反应后，各种合金离子缓慢释放到井液中，阻止井液中的成垢物质“聚集并长大”，防腐和防垢范围覆盖整个管柱。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种功能合金管柱腐蚀防护器，包括接箍(1)；其特征在于：接箍(1)下端连接吊卡工艺辅助段(2)，吊卡工艺辅助段(2)下端连接防护器本体(3)，防护器本体(3)下端连接液压大钳工艺辅助段(4)，所述防护器本体(3)包括内管(5)，内管(5)外表面浇铸有功能合金层(6)；
所述功能合金层(6)的功能合金材料配方按重量百分比如下：0＜硅≤0.05％、0＜锡≤1.2％、0＜铜≤0.2％、0＜锰≤0.1％、0＜镁≤0.1％、0＜铟≤0.35％、0＜锌≤10％、铁0.005％、其余为铝；
所述内管(5)上端与吊卡工艺辅助段(2)下端为一体结构，内管(5)下端与液压大钳工艺辅助段(4)上端为一体结构，在功能合金层(6)上下端的内管(5)上分别设计有上防撞凸台(7)和下防撞凸台(8)，内管(5)上功能合金层(6)的外径均小于上防撞凸台(7)外径和下防撞凸台(8)外径；
所述防护器本体(3)还包括承力外管(11)，承力外管(11)套装在内管(5)外侧，承力外管(11)与内管(5)外表面的功能合金层(6)之间形成环空，内管(5)上端开有多个连通内管(5)内部空间和承力外管(11)与内管(5)外表面的功能合金层(6)之间的环空的液流孔道(12)，防护器本体(3)上端通过上接头(9)与吊卡工艺辅助段(2)相连接，防护器本体(3)下端通过下接头(10)与液压大钳工艺辅助段(4)相连接，内管(5)、承力外管(11)上端分别连接在上接头(9)下部的上、下端母扣上，承力外管(11)下端连接在下接头(10)上部母扣上，内管(5)下端插入下接头(10)上部内孔；
所述承力外管(11)外表面浇铸有功能合金层(6)，承力外管(11)外表面的功能合金层(6)外径均小于上接头(9)外径和下接头(10)外径；
所述功能合金层(6)的功能合金材料制备过程如下：铝熔化后，均匀加入锌、铜粉、锰铁粉并搅拌均匀，所述铜粉、锰铁粉尺寸均为1000目以上，加入锌、铜粉和锰铁粉的铝液完全融化3分钟后加入400目的硅粉、锡均匀搅拌2分钟，加入占功能合金材料总质量10％～15％的硅钙脱氧剂、铟、镁并均匀搅拌1.5分钟，形成功能合金材料；上述锌、铜粉、锰铁粉、硅粉在加入熔融铝液前预热，预热温度为250-300度，在具有氮气保护的热处理炉中进行预热，保温时间为20分钟。
2.按照权利要求1所述的功能合金管柱腐蚀防护器，其特征在于：所述吊卡工艺辅助段(2)长度为50-1000毫米，液压大钳工艺辅助段(4)长度为50-1000毫米，功能合金层(6)长度为50-800毫米。
3.按照权利要求1所述的功能合金管柱腐蚀防护器，其特征在于：所述功能合金层(6)的功能合金材料利用金属模重力旋转铸造工艺技术浇铸在内管(5)和承力外管(11)外表面上，内管(5)和承力外管(11)的外表面首先需要喷砂除锈，然后在氮气保护的热处理炉中预热，预热温度为300-400℃，预热时间为0.35-0.45h，功能合金材料浇铸温度为680-780℃，浇铸好的功能合金材料进入具有氮气保护的热处理炉中进行等温晶粒细化处理，等温温度为380度，保温时间2小时，之后需要随炉冷却至常温。
4.按照权利要求3所述的功能合金管柱腐蚀防护器，其特征在于：所述内管(5)和承力外管(11)预热温度为350℃，预热时间为0.4h，功能合金材料浇铸温度为700℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010451755.9A CN111577156B (zh) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | 功能合金管柱腐蚀防护器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010451755.9A CN111577156B (zh) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | 功能合金管柱腐蚀防护器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111577156A CN111577156A (zh) | 2020-08-25 |
| CN111577156B true CN111577156B (zh) | 2022-05-13 |
Family
ID=72117744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010451755.9A Active CN111577156B (zh) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | 功能合金管柱腐蚀防护器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111577156B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112324396A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-02-05 | 杨飞 | 潜油电泵防垢缓蚀装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201245707Y (zh) * | 2008-06-30 | 2009-05-27 | 东营凯维石油科技有限责任公司 | 油管防腐器 |
| DE202009008039U1 (de) * | 2009-06-09 | 2009-08-20 | Zeppenfeld, Kai, Dr.rer.nat. | Vorrichtung zur Verhinderung carbonatischer Ablagerungen ("Kesselstein") in Wasser führenden Systemen und Anlagen |
| CN104372348A (zh) * | 2013-08-15 | 2015-02-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种套管外壁用锌合金牺牲阳极材料 |
| CN204401107U (zh) * | 2014-12-22 | 2015-06-17 | 盘锦辽河油田金宇集团有限公司 | 油井牺牲阳极保护装置 |
| CN104532089B (zh) * | 2014-12-26 | 2016-08-24 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种防腐合金组合物及其装置、制备和应用 |
| CN206666644U (zh) * | 2017-03-08 | 2017-11-24 | 东营市昌瑞石油机械配件有限责任公司 | 油水井牺牲阳极防腐器 |
| CN108118233A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-05 | 于海松 | 抗蚀性锌基合金的合成工艺 |
| CN208038556U (zh) * | 2018-04-13 | 2018-11-02 | 新疆奥睿博节能科技发展有限公司 | 一种油管阴极保护器 |
| CN108707910A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-10-26 | 中国石油化工股份有限公司华东油气分公司泰州采油厂 | 一种油管阴极保护器 |
-
2020
- 2020-05-25 CN CN202010451755.9A patent/CN111577156B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111577156A (zh) | 2020-08-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111577156B (zh) | 功能合金管柱腐蚀防护器 | |
| CN108273974B (zh) | 石油管线用球墨铸铁管、其制备工艺及应用 | |
| CN104862530A (zh) | 一种适用于热海泥环境的锌合金牺牲阳极 | |
| CN101412109B (zh) | 一种可延长rh钢包工作衬使用寿命的修砌方法 | |
| CN1436249A (zh) | 炉壁冷却板 | |
| CN111577155B (zh) | 功能合金管柱腐蚀防护器 | |
| JP5901099B2 (ja) | 冷却エレメントを被覆する方法 | |
| CN104372348A (zh) | 一种套管外壁用锌合金牺牲阳极材料 | |
| CN201785416U (zh) | 一种水冷渣沟工作衬 | |
| AU719587B2 (en) | Refractory wall structure | |
| CN107460367B (zh) | 一种耐含砂海水腐蚀磨损的铜合金及其制备方法 | |
| CN114905033B (zh) | 一种带加热功能的铁水罐结构 | |
| CN103088347B (zh) | 储罐盘管用铝合金牺牲阳极材料及其制备方法 | |
| CN114737193A (zh) | 一种耐高温牺牲阳极及其制备方法 | |
| CN212249967U (zh) | 功能合金管柱腐蚀防护器 | |
| CN202254799U (zh) | 一种熔铝石英坩埚 | |
| CN204829121U (zh) | 一种耐酸耐磨耐高温多重复合管道 | |
| CN221630399U (zh) | 一种矿热炉炉衬 | |
| CN214327891U (zh) | 一种套管防腐器 | |
| CN108131119A (zh) | 一种油管防腐保护装置 | |
| CN204627447U (zh) | 一种天然气井防腐蚀油管接箍 | |
| CN103045807B (zh) | 真空循环脱气插入管 | |
| CN220647114U (zh) | 一种连接反应溶出装置与外接输送管道的连接导流管 | |
| CN212929042U (zh) | 一种内衬管连接结构、内衬管及物料输送管道 | |
| CN202924760U (zh) | 一种复合防腐耐磨气室 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |