[发明专利]一种适用于高温高压井下环境的热喷涂封孔剂及其使用方法

说明书

本发明公开了一种适用于高温高压井下环境的热喷涂封孔剂及其使用方法，该封孔剂的制备原料以质量分数计，包括60‑70％聚倍半硅氧烷，5‑10％填料以及25‑30％溶胶，使用时，采用雾化喷涂方法将封孔剂均匀地涂覆于热喷涂涂层表面，涂覆厚度为10‑20μm，使封孔剂充分渗入到涂层的孔隙中，然后将封孔剂在60‑80℃温度下进行烘干。本发明提供的封孔剂具有良好的渗透性和稳定性，而且耐H₂S、CO₂腐蚀优异。

技术领域

本发明属于热喷涂配套技术领域，涉及一种封孔剂制备及其使用方法，具体涉及一种适用于高温高压井下环境的热喷涂封孔剂及其使用方法。

背景技术

国内一些中低产气井含有H₂S、CO₂酸性气体，同时气井地层水中Cl^-和矿化度较高，在H₂S、CO₂、Cl^-综合作用下，碳钢管柱腐蚀严重，部分井3-5年即发生腐蚀穿孔。这类井由于单井产量低，选择高级耐蚀合金的话，单井管材成本大幅升高，影响油田开发效益，需寻求经济高效的防腐措施来提高管材的耐蚀性。

热喷涂作为表面处理防腐工艺，可以在不改变在用金属管材力学性能的前提下，在金属管材表面形成防腐层，以较低的费用提高管材防腐性能，在国内外油田和海洋环境中广泛应用，取得了很好的防腐效果。但是热喷涂防腐层在喷涂材料熔融和冷却过程中，不可避免地有孔隙。孔隙会导致酸性腐蚀气体等渗入防腐层，降低防腐层附着力，甚至失效，因此，性能优异的封孔剂对于提高热喷涂防腐层防腐效果意义重大。

针对热喷涂封孔剂，国内进行了很多研究，中国专利CN 104789086 A介绍了基于酚醛树脂和环氧树脂的耐高温热喷涂封孔剂及其使用方法，需要400-460℃高温6-8小时固化。中国专利CN 104789087 A介绍了基于改性环氧树脂的热喷涂封孔剂及其使用方法，需要350-400℃高温4-5小时固化。中国专利CN 104804613 A介绍了一种耐腐蚀的热喷涂封孔剂及其使用方法，需要400-550℃高温4-5小时固化。中国专利CN 104804615 A介绍了基于海因环氧树脂的高温稳定性热喷涂封孔剂及其使用方法，需要400-550℃高温4-5小时固化。这两种膜层的高温固化成型工艺不适合双金属复合喷涂层在油管外的工业化应用，甚至会影响其性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于高温高压井下环境的热喷涂封孔剂及其使用方法，以克服上述现有技术存在的缺陷，本发明高效稳定，适用于井下高温、高压、含H₂S、CO₂、Cl^-腐蚀环境中，有效地提高涂层的使用效果。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于高温高压井下环境的热喷涂封孔剂，以质量分数计，其制备原料包括：60-70％聚倍半硅氧烷，5-10％填料以及25-30％溶胶。

进一步地，所述的聚倍半硅氧烷制备方法如下：

将3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷与正硅酸乙酯按质量比(70-90)：(10-30)混合，加入去离子水，以HCl为催化剂，其中H₂O、HCl与3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的摩尔比为(1-3)：(0.0003-0.001)：1，在60-90℃的温度下充分搅拌反应10-60min，生成聚倍半硅氧烷。

进一步地，所述的填料为粒径20-50nm的陶瓷粉。

进一步地，所述的溶胶为粒径10-20nm的二氧化硅水溶胶。

一种适用于高温高压井下环境的热喷涂封孔剂的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：以质量分数计，将60-70％聚倍半硅氧烷，5-10％填料以及25-30％溶胶混合，充分搅拌得到封孔剂；