CN201605326U - 一种牺牲阳极保护阴极——抽油杆防腐装置 - Google Patents

一种牺牲阳极保护阴极——抽油杆防腐装置 Download PDF

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廖大林
杜振宇
陈欣
董丽丽
李世杰
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Abstract

一种能够防止金属腐蚀的抽油杆，它是利用电化学牺牲阳极保护阴极的原理，用锌、铅、镁等活泼金属作为牺牲阳极，设计成抽油杆阳极。制造时先按抽油杆技术规范加工好抽油杆短节，短节长度在400-500mm，再将抽油杆短节放入特制的棒材型腔内，将镁或铝或锌金属块通过加热溶融的办法化成液体，然后浇铸到抽油杆短节型腔内，经成型、保温、缓冷后脱模，再进行机械加工，将粗糙的毛坯加工成光滑的回旋体，再将抽油杆短节两端螺纹加工好拧上接箍后便成了抽油杆阳极总成。按装下井时，按每60-80米的长度安装一组抽油杆阳极，安装方法是在下抽油杆的过程中，将抽油杆阳极串联在抽油杆柱上，拧紧上下接箍螺纹即可。

Description

一种牺牲阳极保护阴极——抽油杆防腐装置
技术领域
本实用新型涉及一种油田防腐技术，尤其能减缓抽油杆的腐蚀技术。
背景技术
目前公知的油田抽油杆防腐技术主要是采用表面涂层保护的方法，例如：抽油杆采用表面涂刷防锈漆，或覆盖环氧树脂涂料等方法，抽油杆接箍采用表面喷涂，或采取表面发黑的方法，或对材料采用多元渗透的方法，这些方法无疑对抽油杆的防腐起到了一定的保护作用，但是效果欠佳，保护期短，成本高。在工业企业特别是石油化工企业，腐蚀是影响企业正常生产的一个普遍问题，腐蚀是多数金属每时每刻都在发生的一种自发进行的无益消耗，这种消耗造成的损失和后果是非常严重的，不仅浪费大量金属原材料资源，还使生产停顿，物料流逝，设备成本增加，产品质量降低，使用寿命缩短，污染环境，甚至引发各种各样事故。
发明内容
为了克服油田井下抽油杆的腐蚀问题，本实用新型提供一种牺牲阳极保护阴极的防腐技术——一种防腐抽油杆，可以有效减缓油田井下抽油杆的腐蚀，而且制造简单，操作方便，使用寿命长。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：利用电化学牺牲阳极保护阴极原理，用锌、铝、镁等活泼元素的金属作为牺牲阳极，设计成抽油杆阳极，按抽油杆技术规范加工好抽油杆短节，短节长度在400-500mm，再将抽油杆短节放入特制的棒材型腔内，将镁或铝或锌金属块加热熔化成液体，然后浇到抽油杆短节型腔内，经成型保温，冷却后脱模，再进行机械加工，将粗糙的毛坯外圆加工成光滑的回旋体。将抽油杆短节两端螺纹加工好，然后与抽油杆接箍连接后便成为抽油杆阳极。根据油井抽油杆柱的不同配置，可设计直径为
Figure G2010200034749D00021
和
Figure G2010200034749D00022
多种规格的抽油杆阳极，根据阳极消耗速度计算好阳极的体积大小，即确定回旋体的长度，一般按阳极消耗寿命三年进行设计，根据理论计算和实践试验，每只抽油杆阳极形成的自然电流可以保护50米长的抽油杆柱，因此，在安装抽油杆阳极时按每60-80米安装一只，在下抽油杆的过程中，将加工好的抽油杆阳极串联在抽油杆杆柱上，拧紧上下接箍即可完成抽油杆阳极的安装。将该抽油杆阳极与抽油杆柱同时下入井内，随着电极电位的形成，电子电流便不断流动，阳极材料便缓慢消耗，从而达到牺牲阳极保护阴极——抽油杆防腐的目的。
本实用新型的有益效果是：利用牺牲阳极保护阴极的原理制成抽油杆阳极，不仅对抽油杆、接箍有防腐效果，而且结构简单，防腐周期可达三年之久，大大节约金属材料的消耗，消除抽油杆或接箍因腐蚀失效而形成的各类事故，有力压降设施的制造成本。同时，可以人为掌握更换周期，变被动应付为主动控制，有效地掌握油田生产的主动权。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型的结构原理图。
图2是本实用新型安装示意图。
图中：1、接箍，2、抽油杆阳极，3、抽油杆短节，4、抽油杆，5、油管，6、套管。
具体实施方式
在图1中，抽油杆短节3与上部接箍1依靠螺纹连接，阳极2是浇铸在抽油杆短节3上的，抽油杆短节下端与下部接箍1螺纹联接。
在图2所示实施例中，抽油杆4与接箍1螺纹连接，阳极2与抽油杆短节3浇铸在一起，抽油杆短节下端与下部接箍1螺纹连接，下部接箍下端与抽油杆螺纹连接。根据计算和经验，抽油杆阳极形成的自然电位可以保护上下50米的抽油杆杆柱，因此，在安装抽油杆阳极时按每60-80米安装一组，根据井深测算出需要安装几组，然后在下抽油杆过程中将抽油杆阳极串联在抽油杆杆柱上，上紧与接箍的丝扣即可完成抽油杆阳极的安装。抽油杆阳极下井后无需维护，由于阳极中有大量自由电子存在，当金属中存在电势差时，电子可以定向地流动，阳极通过井液电解质向被保护体——抽油杆提供一个阴极电流，使被保护体进行阴极极化，随着电流的不断流动，阳极材料的自由电子不断溢出，这些镁或铝或锌金属的电子转移到被保护的抽油杆上，从而实现阴极保护，而阳极则逐渐被消耗掉。通过上述电子的微观运动，从而对抽油杆的阴极实施了保护，达到了减缓抽油杆的腐蚀，延长了抽油杆的使用寿命。

Claims (2)

1.一种牺牲阳极保护阴极——抽油杆防腐装置，它是由上下接箍、牺牲阳极、抽油杆短节按序连接而成，其特征是：在抽油杆短节的外圆浇铸镁或铝或锌金属阳极，并将其加工成光滑的旋转体，抽油杆短节的上端与上部接箍螺纹连接，其下端与下部接箍螺纹连接。
2.根据权利要求1所述一种牺牲阳极保护阴极——抽油杆防腐装置，其特征是：牺牲阳极是串联在油井的抽油杆柱上的，安装时，抽油杆阳极的下端与下部抽油杆螺纹连接，其上端与上部抽油杆螺纹连接，将其螺纹拧紧即可下入井中，每经过60-80米串联一组牺牲阳极。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108798537A (zh) * 2017-04-27 2018-11-13 垦利县金秀石油机械有限公司 一种防腐耐磨光杆
WO2022219474A1 (en) * 2021-04-15 2022-10-20 Pro-Rod, Inc. Systems and methods for cathodic protection of an oil and gas well system

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Pledgor: Xinyu Petroleum Machinery and Chemical Co., Ltd., Puyang City

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Patentee after: Henan letter space petroleum machinery is manufactured limited company

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Patentee before: Xinyu Petroleum Machinery and Chemical Co., Ltd., Puyang City

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