[发明专利]一种提高油管耐蚀性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油领域，具体而言，涉及一种提高油管耐蚀性的方法。

背景技术

油管长期埋在井下，经受各种腐蚀性介质的腐蚀，而且由于各地的地质情况不同，油管腐蚀的情况也不尽相同。通常应用较多的防腐方法有：1)金属镀层防腐法，如镀锌，镀铬等；2)非金属材料包敷防腐法，如涂焦油沥青，溶剂性涂料，粉末涂料等；3)金属和非金属元素的渗入法，如渗入铝，铬，硫，氮，硼等元素；4)电化学防腐法；5)防止微生物腐蚀法。在上述防腐方法中，以采用非金属材料包敷的方法，应用较多，效果较好。

向金属表面渗入金属和非金属元素，用来提高抗蚀性，在机械化工等行业早已大规模应用，如渗铝、渗铬、渗氮和氧化等技术应用比较普遍，但很少在油管防腐方面采用该技术。近年来有的油田开始采用渗氮技术处理油管，渗氮处理后油管的抗蚀性有明显的提高，但油管的脆性大，力学性能明显降低，以致达不到API标准规定的指标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高油管耐蚀性的方法，以解决上述问题。

本发明提供的提高油管耐蚀性的方法，包括下列步骤：

1）前清洗：清除油管内外表面的油污和锈迹；

2）装卡：将油管装入工装；

3）预热：将油管置于空气加热炉中预热，温度为300～450℃，时间为20～40min；

4）氮碳钇离子渗入：经预热的油管进入氮碳钇离子渗入炉，温度为550～660℃，时间为30～120min；氮碳钇离子渗剂按重量百分比组成为：Na₂CO₃10%～15%、K₂CO₃10%～20%、NaCl20%～25%、CO(NH₂)₂30%～40%、K₂SO₃1%～3%、CeCO₃1%～3%、LiOH5%～10%、YCl₃0.03%～1%;

5)离子活化：经氮碳钇离子渗入的油管进入离子活化炉，温度为450～550℃，时间为30～120min；离子活化渗剂按重量百分比组成为：Na₂SO₄5%～10%、Na₂CO₃10%～20%、K₂CO₃10%～20%、NaCl20%～25%、CO(NH₂)₂30%～40%、K₂SO₃1%～3%、CeCO₃1%～3%、LiOH5%～10%、KCl3%～5%；

6）氧离子渗入：经离子活化的油管进入氧离子渗入炉，温度为370～430℃，时间为15～30min；氧离子渗剂按重量百分比组成为：Na₂CO₃20%～30%、NaNO₃30%～40%、NaNO₂20%～30%、CeCO₃10%～20%；

7）后清洗：清除油管内、外表面渗剂，水清洗干净，烘干或自然晾干；

8）离子稳定化：油管进入离子稳定化炉，温度为120～200℃，时间为20～50min；离子稳定剂按重量百分比组成为：烷烃80%～93%、环烷烃5%～15%、聚烯烃1%～5%、元明粉0.2%～1%；

9）浸油：经离子稳定化后的油管浸入盛装10～20＃机油的油槽，时间为3～10min。

前清洗的目的是清除油管内表面的油污和外表面的锈迹，防止在可控离子渗入过程中油污和锈迹的阻渗作用，同时保证油管处理完后表面均匀一致。

为了烤干油管表面从清洗槽中带出来的水分，需要在进行氮碳钇离子渗入处理前对油管进行预热处理，使油管处理后外观更均匀一致，不产生表面缺陷，同时油管经预热对元素的渗入有一定的催化作用。

本发明中，采用所述的氮碳钇离子渗剂进行渗入处理，在活性离子分解、扩散以及吸附的过程中，在油管表面形成预期厚度的渗层，该渗层由金属元素的氮碳化合物以及氮在铁中的固溶体组成，具有很高的耐蚀特性。

本发明中，油管在进行氮碳钇离子渗入后，还需要进行活化处理，目的是使吸附于油管表面的活性离子进一步活化并向油管基体方向扩散，再次完成扩散以及吸附过程，调整金属元素氮碳化合物的比例和增加复合渗层厚度，从而提高油管的抗疲劳性能。