[發明專利]一種防腐耐磨減阻油套管

在審

• 申請號: 202110166183.4
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN114856457A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 劉大紅;田秋成
• 申請（專利權）人: 天津市精成偉業機器制造有限公司;劉大紅
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00;E21B17/10;C25D5/18;C25D21/18;C25D7/04;C25D3/56;C25D5/34;C23C10/26;C25D5/20
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本發明公開了一種防腐耐磨減阻油套管，用于解決油氣井中，油套管防腐、防垢、防蠟、耐磨和減摩阻等問題。其技術方案是：依據油套管服役環境，在油套管內外面上電沉積不同離子，組成合金層，然后經過脫氫、拋光、封堵劑封孔等措施，制造出具有防腐、防垢、防蠟、耐磨和減摩阻性能的油套管。這種油套管能顯著降低油套管之間、抽油桿與油管之間、套管與井眼之間的摩擦系數，減少流體在油套管中的流動阻力，延長油套管壽命，提高油氣開采效率。防腐耐磨減阻油套管加工難度不大，成本可控，使用范圍廣泛，便于推廣運用。

技術領域

本發明涉及地質資源(石油、天然氣、地熱水及地下礦物)開采用防腐、防垢、防蠟、耐磨和減摩阻油套管，屬于機械加工領域。

背景技術

地質資源(石油、天然氣、地熱水及地下礦物)的開采設備的腐蝕和磨損被稱為兩大世界級難題，僅國內石油天然氣勘探開發行業中，就有約2.92萬口油井存在不同程度的腐蝕和磨損。隨著國內油氣田開發年限和設備使用年限的增長，尤其是高含硫油氣藏和其他含有酸性腐蝕介質的油氣藏的開發，腐蝕和磨損給油氣行業的設備安全穩定運行帶來了日漸凸顯的不利影響，油井管首當其沖面臨著腐蝕和磨損的挑戰。

油套管包括油管和套管。油管是地下資源(石油、天然氣、地熱水及地下礦物)開發中的一種重要工具，套管是地下資源開采中的重要資產，油套管占整個油井管長度的80-90％，通常情況下，油管被循環使用，套管一次使用定終生。油套管在服役期間，一是長期受內外壓、扭曲、彎曲、振動等交變應力作用；二是長時間經受的磨損；三是長時間經受地層流體中的CO₂、H₂S等腐蝕介質作用；四是作業過程中，承受酸化、壓裂等試油施工液體的腐蝕，如HCL、HF等。腐蝕、磨損與應力疲勞使油套管成為油井中失效事故的多發點。腐蝕加速了油套管的磨損，磨損又增加了油套管應力，加劇了油套管的應力疲勞和失效。現場調查表明：國外21％的油氣井都不同程度的發生過油套管井下斷裂事故，國內各油田每年發生油管疲勞斷裂事故400多起，直接經濟損失巨大。

由油套管失效分析可知，油套管的失效機理是腐蝕疲勞和磨損；油套管的失效部位主要集中在接頭絲扣和接頭附近處；油套管失效的形式主要包括管體磨損、腐蝕穿孔、粘扣、漲扣；油套管失效的規律是油管內外壁腐蝕、形成腐蝕坑、產生腐蝕疲勞裂紋、裂紋擴展、刺穿、斷裂。雖然部分油套管在其內孔內襯保護層(如內襯高密度聚乙烯、內襯陶瓷等)，或者在油套管的內、外面增加涂覆層或鍍層(如涂覆環氧樹脂粉、鎳磷鍍、鎳鎢鍍等)鎳鎢合金等)，但是因為：1、涂覆層或鍍層不能有效覆蓋油套管的所有面(內外表面)，裂紋、針孔和漏點多；2、涂覆層或鍍層與油套管機械性能差異較大，龜裂形成可見裂紋；3、涂覆層或鍍層與油套管結合力弱，涂覆層或鍍層脫落導致加速油套管集中腐蝕；4、內襯保護層減少了油套管的內徑，降低了油套管輸送能力；5、內襯保護層增加了油套管的操作難度；6、內襯保護層在增加油套管防腐耐磨性的同時，還加大了與油套管配合使用工具的磨損(如抽油桿和抽油桿扶正器等)；7、無論內襯保護層，還是涂覆層或鍍層都對油套管防垢和防蠟作用甚微，等等。目前還沒有一種方法，能夠解決上述問題。

發明內容

為了克服上述油套管的不足，本發明提供了一種防腐耐磨減阻油套管，其在油氣井中，既能夠有效的增強油套管防腐、防垢、防蠟和耐磨性能，又能夠減少油套管表面的摩擦系數，保持油套管內徑尺寸，延長油套管和與之配套工具的使用壽命。

具體技術方案：