[發明專利]自拋光防腐防垢涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 201911243807.7
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN110863165A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 冉照輝;奚運濤;尹書爭;張驍勇;雒設計;王寶龍;王慶國;李立
• 申請（專利權）人: 中國石油集團西部鉆探工程有限公司;中國石油天然氣集團有限公司
• 主分類號: C23C4/129
• 分類號: C23C4/129;C23C4/06;B05D7/14
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 湯建武;周星瑩

本發明涉及拋光防腐防垢技術領域，是一種自拋光防腐防垢涂層及其制備方法，前者為復合涂層，復合涂層由內至外包括惰性金屬涂層、活潑金屬涂層和封孔層，按照下述方法制備得到：將自腐蝕電位高的合金采用熱噴涂方式噴涂在管壁上，得到惰性金屬涂層；將自腐蝕電位低的合金采用熱噴涂方式在噴涂惰性金屬涂層上，得到活潑金屬涂層；將高分子或鈍化液態合金采用刷涂方式涂刷在活潑金屬涂層上，得到封孔層。本發明是將電化學犧牲陽極防腐機理和高電位涂層物理隔離機理的綜合應用，避免了單一機理失效后而導致的加速腐蝕問題，使得涂層表面緩慢消耗，既不會被垢覆蓋，也不會被腐蝕穿孔，從而實現了油氣田苛刻工況下井筒的防腐、防垢雙重目的。

技術領域

本發明涉及拋光防腐防垢技術領域，是一種自拋光防腐防垢涂層及其制備方法。

背景技術

隨著油氣田勘探開發的不斷深入，油氣開采面臨的環境越來越惡劣，特別是高礦化度水、高含二氧化碳和硫化氫等工況的出現,使得油氣田井筒和地面的腐蝕和結垢問題越來越突出，包括發生在油管、套管和地面管道的內外壁。部分管線或井筒，僅生產1個月就要檢泵或清管一次，給生產帶來較大影響和安全隱患。

腐蝕和結垢存在協同作用關系。首先，油井管或地面管道局部腐蝕后，粗糙度增加，垢很容易在該處沉積和堆積，導致結垢速率顯著增加。其次，油井管或地面管道局部結垢后，很容易造成垢下腐蝕。由于該處垢下和周圍的自腐蝕電位或氧含量存在一定差異，會形成氧的濃差電池，導致電化學腐蝕，使其腐蝕速率顯著增加。因此，腐蝕和結垢是相互促進，相互影響的協同作用關系。

目前在用的油井管或地面管道的防腐涂層主要以有機涂層居多，但應用過程中發現，油管在下井過程中不可避免的要發生摩擦和碰撞，造成涂層破損，裸露出來的金屬在井下服役過程中很容易出現“大陰極小陽極”的電化學腐蝕現象，反而會加速管柱的穿孔失效。

發明內容

本發明提供了一種自拋光防腐防垢涂層及其制備方法，克服了上述現有技術之不足，使油井管或地面管線腐蝕速率和結垢速率顯著下降，保護油井管或地面管線，保障油氣田正產生產，顯著降低安全隱患。

本發明的技術方案之一是通過以下措施來實現的：一種管壁上的自拋光防腐防垢涂層為復合涂層，復合涂層由內至外包括惰性金屬涂層、活潑金屬涂層和封孔層，按照下述方法制備得到：第一步，將自腐蝕電位高的合金采用超音速熱噴涂方式噴涂在管壁上，得到惰性金屬涂層；第二步，將自腐蝕電位低的合金采用超音速熱噴涂方式在噴涂惰性金屬涂層上，得到活潑金屬涂層；第三步，將高分子或鈍化液態合金采用刷涂方式涂刷在活潑金屬涂層上，得到封孔層。

下面是對上述發明技術方案之一的進一步優化或/和改進：

上述自腐蝕電位高的合金為鎳基合金、不銹鋼和鈦合金中的一種。

上述自腐蝕電位低的合金為鋁合金和鎂合金中的一種。

上述高分子或鈍化液態合金為鋅涂料、有機涂料和改性樹脂中的一種。

本發明的技術方案之二是通過以下措施來實現的：一種管壁上的自拋光防腐防垢涂層的制備方法，按照下述方法進行：第一步，將自腐蝕電位高的合金采用超音速熱噴涂方式噴涂在管壁上，得到惰性金屬涂層；第二步，將自腐蝕電位低的合金采用超音速熱噴涂方式在噴涂惰性金屬涂層上，得到活潑金屬涂層；第三步，將高分子或鈍化液態合金采用刷涂方式涂刷在活潑金屬涂層上，得到封孔層。

下面是對上述發明技術方案之二的進一步優化或/和改進：

上述自腐蝕電位高的合金為鎳基合金、不銹鋼和鈦合金中的一種。

上述自腐蝕電位低的合金為鋁合金和鎂合金中的一種。

上述高分子或鈍化液態合金為鋅涂料、有機涂料和改性樹脂中的一種。