油水井光能强制防腐站系列.doc

濮阳市轩辕石油机械配件有限公司油水井光能强制防腐站型号：LSACP系列 2011年05月一、腐蚀和石油天然气开采中的腐蚀分析腐蚀是金属材料在周围环境的作用下引起的破坏或变质现象。石油天然气开采中的腐蚀是油田开发过程中对油水井生产和井筒影响十分严重的现象，因油水井套管腐蚀穿孔造成的油水井报废、各种管线腐蚀穿孔、生产设备因腐蚀而频繁地更换和报废、井下管杆泵等因腐蚀损坏造成作业周期缩短等，均给油田的生产带来巨大的经济损失。石油天然气开采中的腐蚀分为：化学腐蚀：主要在石油天然气开采的施工过程中，如酸化、压裂、管线和大罐的清洗施工等。电化学腐蚀：电化学腐蚀是石油天然气开采中腐蚀的主要存在形式，石油管道、井下套管、油管、抽油杆及其井下工具等长期与土壤、井液、天然气和地层水（海水）接触，而使用的金属种类、组织、结晶方向、内应力、外力、表面光洁度、表面处理状况等的差别，金属不同部位接触的电解质的种类、浓度、温度、流速等的差别，在金属表面出现许许多多的阳极区和阴极区，阳极区和阴极区通过金属本身互相闭合形成腐蚀电池，不同的井筒所接触的地层、井液电解质不同、含水不同使井筒构成不同的宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池。石油天然气开采中的电化学腐蚀是所有金属腐蚀中最复杂最特殊的腐蚀。硫化氢腐蚀：硫化氢水溶液呈弱酸性，含有H+、HS-、S2-和H2S分子，具有氢去极化腐蚀，生成硫化铁，吸附的HS-使金属电位移向负值，加速阳极过程使金属电化学腐蚀加快。生成的黑色的硫化铁（Fe9S8）层与钢材形成腐蚀电池，硫化铁（Fe9S8）是较强的还原物在腐蚀电池中，钢材是阳极硫化铁是阴极，使腐蚀速度比未覆盖硫化铁的部位高若干倍，形成典型的垢下腐蚀。H2S还会引起钢材的氢脆和硫化物应力腐蚀破裂等多种腐蚀。二氧化碳腐蚀：二氧化碳腐蚀是非含硫油气田的腐蚀介质，二氧化碳溶于水后生成碳酸，对钢材产生氢去极化腐蚀，对含硫井二氧化碳会加速硫化氢对金属的腐蚀。氧气腐蚀：氧气腐蚀是一种最常见的氧气腐蚀，对石油天然气的管道储罐等产生氧去极化腐蚀和氧浓差腐蚀。大气腐蚀：暴露在大气中的管道储罐等受氧气、水蒸气等影响产生的氧去极化腐蚀。土壤腐蚀：石油天然气井套管穿过地层不同的层位，接触不同的土壤、岩层、水层、盐层等电解质，形成的电化学腐蚀。细菌腐蚀：石油天然气开采中最典型的细菌腐蚀是硫酸盐厌氧菌腐蚀。二、阴极保护技术和电化学防腐原理任何一种金属处于电解质溶液里都有一个对应的电极电位，不同的金属在同一种电解质溶液里有不同的电极电位，相同的金属在不同的电解质里也有不同的电极电位；电极电位不同就出现了电位差，这个电位差将推动电子流动而形成电流。在电流流出的地方，金属受到腐蚀叫阳极区；在有电流流入的地方金属得到电子则不会腐蚀。阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护的金属整体处于电子过剩状态，因此使金属原子不容易失去电子而变成离子，溶解到电解质中去，实现金属材料的防腐。要达到这一目的，可以采用两种办法：牺牲阳极和外加电流法阴极保护。阴极保护技术分为外加电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护两种方法：外加电流法是通过外加电源，迫使被保护的的金属电位低于周围环境，使电流流向被保护金属。牺牲阳极是在正在作用的腐蚀电池体系中接入一个电极，该电极的电位较负，与原腐蚀的电池构成一个新的宏观电池，这一负的电极是新电池的阳极，原腐蚀电池即成为阴极，从阳极体上通过电解质向被保护体提供一个阴极电流，使被保护体进行阴极极化，实现阴极保护，随着电流的不断流动，阳极材料不断消耗掉。其做法就是将电位更负的金属与被保护金属连接，使该金属的电子转移到被保护金属上，而阳极则逐渐被消耗掉，所以叫牺牲阳极。阴极保护技术目前已广泛应用于港口船舶、埋地管道、城市供水供暖系统、储罐等各个领域。阴极保护方法牺牲阳极法、强制电流法三、油水井光能强制防腐站原理：油水井光能强制防腐站是采用光能源作电源的强制电流阴极保护产品，针对油田油水井腐蚀特征专门设计的防腐站，防腐站应用强制电流阴极保护技术，其恒电源由光能电池提供。将防腐站安装在井口或需要防腐的管道上，防腐站会给被保护体提供阴极保护电流，实现连续长期的保护。技术要点：采用太阳能作电源，不需要其它外接电源。对使用环境没有要求。利用电化学防腐的强制电流保护方案，使被保护体长期处于负电位保护状态，防腐效果好。地面地下同时保护，可以减少其他井下防腐工具和材料的使用。防腐站有效期长，一次性投入安装完成，可以使用十年以上。整体安装，易于安装，不需要再投入人力管理防盗设计，便于野外使用。技术参数：LSACP油水井光能强制防腐站规格型号LSACP-60LSACP-120LSACP-200牺牲阳极牌号活性镁阳极 Mg-Zn-Al-Mn活性镁阳极 Mg-Zn-Al-Mn活性镁阳极 Mg-Zn-Al-Mn太阳能电池容量 W60120200防腐有效期 a101010恒电位电压： V-1.08- -1.25-1.08- -1.25-1.08- -1.25地下管道深度 m250045004500保护面积 m2200035006000地面安装深度 mm800-1000800-1000800-1000适用范围2500米以上单井4500米以上单井井组和计量站使用安装要求：将防腐站安装在被保护体附近，将输出电缆用螺钉连接或焊接在被保护体上，即完成安装。四、油水井光能强制防腐站工作情况监测油水井光能强制防腐站安装测试数据产品名称油水井光能强制防腐站规格型号LSACP-120牺牲阳极Mg-Al-Zn-Mn编号安装日期安装位置使用单位测试数据单位理论值测试值结论备注管道自然电位V-1.03-0.74土壤电阻率.m25-40参比阳极电位V0.316开路电位V-4.3保护电位V-4.08-4.25防腐站输出电流mA2000-3500工作指示：参比电压：参比电压指示参比电极与保护体之间的电位差。保护电压：保护电压指示防腐站输出的保护电位差。