防腐防垢机理研究
磁防垢防腐与节能技术及其机理研究综述
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机 械 研 究 与应 用 ・
磁 防 垢 防 腐 与 节 能 技 术 及 其 机 理 研 究 综 述
杨 超, 谢 燕
70 6 ) 30 0 ( 兰州 石 油化 工设 备研 究所 , 肃 兰 卅 甘
摘
要 : 对磁 防垢 、 垢 、 腐 、 节 气 节 油 的作 用条件 和要 求 , 针 除 防 与 对磁 场 强 度 的 高低 、 体 通过 磁 场 切 割 磁 力 线 的速 度 流 大 小 、 体 切 割 磁 力 线 的 次 数 、 处理 介 质 的 化 学 成份 、 酸 盐 垢 的 特 性 、 流 磁 碳 流体 介 质 的温 度 等 之 间 的影 响 关 系 和磁 防 垢 、 垢 、 除 防腐 、 气 、 油的 机 理 进行 了论 述 。为推 广 节 能 减排 磁 水 处 理 技 术 和 研 究设 计 节 能 减 排 磁 节 节
c n e v to tc no o y a o s r a i n e h l g nd t e a im is m c n s h
Ya g Ch o,Xi Ya n a e n
( azo e o u n hmcln ut u m n r er s te L nhuG nu 30 0 hn ) L nhupt l m a dce i s ye i e te ac i tu , azo a s 7 0 6 ,C i re ai r qp d s h nit a
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水处理产品提供 了有价值的参考。 文献标识码 : A 文章编号 :0 6— 4 4 2 1 )6— 14— 3 10 4 1 (0 0 0 0 3 0
关键 词 : t 垢; 垢; d防 除 防腐 ; 气 节 油 ; 理 节 机
中图分类号 :E 8 T 9
油水井防腐防垢治理策略分析
油水井防腐防垢治理策略分析摘要:油气田生产过程中腐蚀结垢一直影响油井生产开采重要问题之一。
本文对油井腐蚀结垢机理进行分析并提出防腐蚀和防结垢的措施,希望对相关从业者有所帮助。
关键词:油水井;腐蚀;结垢;机理;措施1油井井筒腐蚀机理分析1.1化学腐蚀机理:化学腐蚀是由于沉降水、气体或酸性介质与井筒内壁金属发生化学反应,使金属表面发生腐蚀。
常见的化学腐蚀机理包括以下几种:(1)酸性介质腐蚀:油井中存在硫酸、盐酸、稀酸等酸性介质,当这些介质接触到井筒内壁金属时,会引起腐蚀反应。
酸性介质可以溶解金属表面的氧化物和其他腐蚀产物,从而暴露更多的金属,进一步加剧腐蚀。
(2)氧化腐蚀:油井环境中存在氧气,当氧气与金属表面接触时,会发生氧化反应,形成金属氧化物。
金属氧化物会附着在金属表面,形成一层薄膜,阻碍进一步的氧化反应,但如果薄膜受损或破裂,金属就会继续与氧气接触,加速腐蚀的过程。
(3)硫化物腐蚀:油井中存在硫化物,如硫化氢,当硫化物与金属表面接触时,会发生硫化反应,形成金属硫化物。
金属硫化物的生成会消耗氧气和酸性介质,形成局部缺氧和碱性环境,从而促进金属的腐蚀。
1.2电化学腐蚀机理电化学腐蚀是由于金属表面与电解液(井液)之间形成差异电位,产生电化学反应导致腐蚀。
电化学腐蚀的机理主要包括以下两种:(1)阳极腐蚀:在电化学腐蚀中,金属表面被氧化为阳离子,并释放电子,形成腐蚀产物。
当井液中存在氧气、酸性物质或氯化物等能够从金属表面接受电子的物质时,金属表面就会发生阳极腐蚀。
(2)阴极腐蚀:在电化学腐蚀中,金属表面上的阳离子和电解液中的阴离子结合,还原为金属。
在井液中存在硫酸根、碳酸根等能够提供阴离子的物质时,金属表面就会发生阴极腐蚀。
1.3机械腐蚀机理机械腐蚀是由于井液或固体颗粒的流动或冲刷作用,使井筒内壁出现磨损或腐蚀。
(1)冲刷腐蚀:当井液在井筒内高速流动时,其中携带的固体颗粒会与井筒内壁发生冲击和摩擦,造成局部磨损和腐蚀。
红井子作业区腐蚀结垢机理及阻垢缓蚀剂研究
红井子作业区腐蚀结垢机理及阻垢缓蚀剂研究王伟华;龙永福;徐艳丽;韩涛;陈世军【摘要】通过红井子作业区采油及集输系统的水样及结垢腐蚀产物分析、水质配伍性试验、腐蚀挂片试验等对采油及集输系统结垢、腐蚀问题产生的原因进行了分析。
红井子作业区采油及集输系统腐蚀的原因为水质矿化度过高而引起的电化学腐蚀,结垢的主要原因为水质中的Ca2+、Ba2+、Sr2+、SO2-4及重碳酸根离子形成CaCO3、BaSO4或 SrSO4结垢。
根据红井子作业区采油及集输系统腐蚀结垢机理,针对性开展了防垢防腐药剂研制,研制出新型缓蚀新型阻垢剂 FHZJ。
在模拟水样中,其加量为100mg/L时,可使20#钢片的腐蚀速率由0.082mm/a 降至0.051mm/a;在 Ba2+离子浓度为650mg/L,SO2-4离子浓度为1250mg/L,其加量为50mg/L时,对硫酸钡的阻垢率达到100%,将新研制的阻垢缓蚀剂在红井子作业区采油及集输系统进行现场应用,压力上升仅为原阻垢剂的13,防垢防腐效果优良。
【期刊名称】《长江大学学报(自然版)理工卷》【年(卷),期】2016(013)016【总页数】7页(P11-17)【关键词】腐蚀;结垢;阻垢缓蚀剂【作者】王伟华;龙永福;徐艳丽;韩涛;陈世军【作者单位】中石油长庆油田分公司第三采油厂,宁夏银川 750005;中石油长庆油田分公司第三采油厂,宁夏银川 750005;中石油长庆油田分公司第三采油厂,宁夏银川 750005;中石油长庆油田分公司第三采油厂,宁夏银川 750005;西安石油大学化学化工学院,陕西西安 710065【正文语种】中文【中图分类】TE39油田进入含水期开发后,由于水的热力学不稳定性和化学不相容性,往往造成油井井筒、地面系统及注水底层的结垢问题,给生产带来极大的危害[1~3]。
采油三厂红井子作业区采油及集输系统结垢、腐蚀问题逐渐显现,严重影响正常生产,亟需开展腐蚀结垢机理及防垢防腐技术研究[4,5]。
油田硫酸钡结垢机理及防垢技术研究进展
油田硫酸钡结垢机理及防垢技术研究进展1. 前言- 介绍硫酸钡结垢对油田生产的危害- 引出本文研究的目的和意义2. 硫酸钡结垢机理- 分析硫酸钡结垢的物理化学机理- 探讨影响硫酸钡结垢形成的因素- 分析硫酸钡结垢的形态与构成成分3. 防垢技术综述- 总结经典的防垢技术,如机械清洗、化学反应、电化学技术等- 探讨防垢技术的适用范围和限制- 介绍近年来发展起来的新型防垢技术,如超声波技术、纳米技术等4. 基于神经网络的硫酸钡结垢分析预测- 简要介绍神经网络的原理与优势- 详细阐述基于神经网络的硫酸钡结垢分析预测方法- 分析该方法的应用前景及限制5. 硫酸钡结垢的治理实践- 结合实际油田进行硫酸钡结垢的治理案例分析- 分析不同治理方法的优缺点及适用情况- 提供硫酸钡结垢治理的参考依据6. 结论- 总结本文的研究成果及防垢技术现状- 展望硫酸钡结垢治理技术的未来发展方向第一章节:前言在油田生产过程中,硫酸钡结垢是一种非常常见的问题。
它是由于含硫酸盐的水与钙、镁、钡等金属离子结合而形成的沉淀物,会在管材表面形成结垢,并在管道口、井筒和油藏中产生严重的堵塞问题。
硫酸钡结垢的形成不仅会降低油田的生产效率,还会增加设备维护成本,甚至会导致设备故障,带来重大的安全隐患。
因此,对硫酸钡结垢的治理技术进行研究具有重要的现实意义。
本文将探讨硫酸钡结垢的机理与防垢技术的研究进展。
首先,我们会分析硫酸钡结垢的物理化学机制,介绍影响硫酸钡结垢形成的因素以及硫酸钡结垢的形态与构成成分。
其次,我们会综述经典的防垢技术,如机械清洗、化学反应、电化学技术等,探讨这些技术的适用范围和限制,并介绍近年来发展起来的新型防垢技术,如超声波技术、纳米技术等。
本文还将介绍一种基于神经网络的硫酸钡结垢分析预测方法。
神经网络是一种模仿人脑神经系统的计算模型,以其所具有神经元之间联接权值的特点能够较好地解决复杂的问题。
我们会探讨基于神经网络的硫酸钡结垢分析预测方法的原理与优势,并分析该方法的应用前景及限制。
油田井下工具防腐防垢技术研究
油田井下工具防腐防垢技术研究油田井下工具的腐蚀结垢原因有很多,碳酸亚铁、氧化亚铁、硫化亚铁、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁等都是导致工具结垢腐蚀的具体元素,针对这些情况,企业必须制定出合理的解决措施。
应用发兰处理、镀铭、镍磷镀、离子渗氮技术、渗氮油管等办法改善现状,促进油田井下开发工作更好更快地进步。
标签:油田;井下工具;防腐防垢技术1腐蚀原理1.1化学腐蚀通常是指在非电解质的环境中直接与金属发生的化学腐蚀反应,该腐蚀是表面性的,不易与金属发生更深层腐蚀。
如:4AL+3O2→2AL2O3,在金属表面形成保护膜,它发生的环境常常是气体与金属的反应,发生化学腐蚀的广泛性和危害性不及电化学腐蚀。
1.2电化学腐蚀通常是指在所处环境中电解质发生的有电子转移的腐蚀。
金属与液态输送介质或水及其溶解物接触时,所形成的化合物能溶解或电解质深入到已腐蚀和未腐蚀的界面,腐蚀的过程可向金属的深部蔓延,含有溶解物的水或其他的电解质溶液液相时电流的导体,于是发生并加速腐蚀的电化学过程。
在采油生产中电解溶液成分丰富,电化学腐蚀更广泛造成危害更大是本文探讨的重点。
1.3细菌腐蚀微生物腐蚀也是油管腐蚀的一个因素,如硫酸盐还原菌使金属壁面形成蚀点,其产生的H2S还可以增加水的腐蚀性。
此外还有腐生菌在金属管壁表面的堆积结垢形成垢下腐蚀,尤其是杂容易造成细菌堆积的台阶等不平滑处,如节箍处。
现场对腐蚀管壁的分析也是在油管节箍处腐蚀较为严重。
其次是腐生菌及铁细菌。
2油田井下工具防腐防垢技术的应用2.1发兰处理、镀铭、镍磷镀的应用我国油田井下工具防腐防垢技术中应用最多的就是电法保护制、衬里制、涂层制及缓蚀制等。
对于油田井下工具而言,涂层是最有效的保护方法之一,操作比较简单,在专业领域也将其称之为表面处理技术,例如发兰处理、镀铭、镍磷镀。
油田井下开发是一个长期的过程,而整个过程的顺利实施都离不开工具的帮助,而在工具防腐方面,则可以应用发兰和镀络等方法,这两种方法有着比较好的防腐蚀效果。
长庆油田腐蚀机理及防腐防垢技术研究与应用
目录
01 一、长庆油田腐蚀机 理研究
02
二、长庆油田防腐防 垢技术的研究
长庆油田是中国重要的石油生产基地之一,由于其特定的地质和环境条件, 油田设备的腐蚀和结垢问题较为突出。为了解决这些问题,开展长庆油田腐蚀机 理及防腐防垢技术的研究与应用具有重要的实际意义。本次演示将介绍长庆油田 的腐蚀机理、防腐防垢技术及其应用情况。
感谢观看
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
长庆油田腐蚀机理及防腐防垢技术的研究和应用涉及到多个领域,包括材料 科学、电化学、机械工程等。在实践中,这些技术已经取得了一定的成果和效益。
1、提高设备使用寿命:通过采用合适的防腐防垢技术,长庆油田的设备使 用寿命得到了显著提高。例如,智能防腐防垢技术应用于油管和套管设备后,其 使用寿命延长了20%以上。
防腐防垢技术是解决长庆油田腐蚀问题的有效手段之一。常见的防腐防垢技 术包括化学防腐、电化学防腐和机械防腐等。
1、化学防腐:通过在金属表面添加防腐剂,以抑制金属的腐蚀。防腐剂的 种类很多,如牺牲阳极、缓蚀剂等。这些防腐剂能够与金属表面反应,形成一层 保护膜,从而降低金属的腐蚀速率。然而,化学防腐技术的效果受限于防腐剂的 浓度和作用时间,且有些防腐剂具有一定的毒性,可能对环境和人体造成危害。
针对长庆油田的实际情况,开发一种新型的智能防腐防垢技术。该技术利用 智能传感器实时监测设备的腐蚀情况,同时采用新型防腐涂层材料和自修复技术, 实现在线实时防腐。这种技术可提高设备的耐腐蚀性能,延长其使用寿命,且具 有自我修复功能,减少了设备维护和更换的工作量。
三、长庆油田防腐机理及防腐防垢技术的应用
2、电化学防腐:通过外加电流改变金属的电位,使其成为阳极而受到保护。 这种技术主要用于埋地管道的防腐。但是,电化学防腐技术需要专门的电源和控 制系统,投资成本较高,且对周围环境有一定的要求。
油井防磨、防蜡、防腐防垢技术研究与试验07.3.26
10 8
稳定指数
6 4 2 0 一队16-1 一队10-2 乾北6-1 10 4.82 8.62 6.9 20 4.38 8.17 6.45 30 3.97 7.77 6.04 40 3.6 7.4 5.67 50 3.26 7.06 5.33 60 2.95 6.75 5.03 70 2.67 6.47 4.75 80 2.42 6.21 4.49 90 2.19 5.98 4.26
出泥浆井394口 出砂井983口
脱 11% 断 20% 泵漏 管漏 断 脱 砂卡 蜡卡
管漏 16%
结蜡(结蜡周期小于30天)井461口
其它
6
(一)油井防磨形成的主要技术
扶正技术:接箍式、浇铸式和杆体 式 扶正器优化技术 油杆旋转技术:井下和井口 油管旋转技术 井下杆柱组合优化技术 工作制度优化技术 管杆加重技术 油管锚定技术 内衬管技术 目前吉林油田的主体防磨技术是扶 正技术和工作制度优化技术
x
L
M Q F q
这种方法缺乏依据,往往达不到目 的。
N N Fe Fe X Fe
20 典型实例:
情78-33井,初期根据理论计算,防磨井段为1000-1800米,修井后发现 磨损井段上移了100米,而且1600米附近偏磨严重。根据井身轨迹和实际,对 1600米附近的扶正器重新设计后,下入井中。再次起出后发现,1600米不磨 了,磨损点移到了1550米附近。
衬轴
8
优化油井工作制度:2006年末和2001年对比,冲程由1.89米提高到
2.15米;冲数由6.66次下降到5.63次;泵效由37.0%上升到41.2%。其中:
降低冲数:二次中间减速装置应用588口,安装应用四次曲线轮460套。 减小泵径:应用∮32抽油泵1023台,应用 ∮28抽油泵63台。
油田注水系统防腐防垢技术的研究
油田注水系统防腐防垢技术的研究引言油田注水系统在油田开发过程中起着重要作用。
随着油井运行时间的延长,油田注水系统的防腐防垢技术变得尤为关键。
本文将对油田注水系统防腐防垢技术进行全面、详细、完整且深入的探讨。
现状分析油田注水系统在工作过程中会遭受腐蚀和垢积的影响,导致系统性能下降、设备破损、注水效果不佳等问题。
针对这些问题,研究者已经开展了大量的研究和实践,取得了一定的成果。
本节将对现有研究进行综合分析。
腐蚀防护技术1.使用耐腐蚀材料:使用耐酸、耐碱、耐盐等特殊材料制作注水管道、阀门等设备,以提高其耐腐蚀性能。
2.防护涂层技术:在注水设备表面涂覆一层特殊的防腐涂层,增加抗腐蚀能力,延长设备使用寿命。
垢积防治技术1.化学清洗技术:采用特殊的清洗剂对注水系统进行周期性清洗,有效去除垢积物。
2.物理处理技术:如超声波清洗、振动清洗等,通过物理方式使垢积物脱落,防止其附着在设备表面。
新技术研究新的技术和方法在油田注水系统防腐防垢方面取得了一定的突破,以下是一些研究成果的简要介绍:纳米材料应用纳米材料具有较大的比表面积和独特的表面性能,可以用于涂层、材料增强等方面,用于提高注水设备的耐腐蚀和抗垢能力。
自清洁涂层技术自清洁涂层能够在液体流动过程中形成自洁膜,减少垢积物的附着和生长,从而提高注水系统的工作效率。
电化学技术通过加入适当的电位和电流,可以对注水系统进行防腐蚀和防垢处理。
这种技术可以改善系统的防腐防垢性能,并且对设备的使用寿命没有显著影响。
技术应用前景油田注水系统防腐防垢技术的研究不仅对油田开发具有重要意义,对保护环境和提高资源利用效率也有积极的影响。
未来的研究重点可以关注以下几个方面:绿色环保技术发展绿色环保的防腐防垢技术,减少对环境的污染和破坏。
高效经济技术研究经济高效的防腐防垢技术,降低油田注水系统的维护成本,提高油田开发的经济效益。
综合治理技术通过多种技术手段的综合应用,实现对注水系统的全面治理,提高系统稳定性和工作效率。
油田污水防垢除垢防腐技术研究综述
油田污水防垢除垢防腐技术研究第一章绪论1.1课题研究背景与意义1.1.1课题研究背景油田污水处理的目的是去除水中的油、悬浮物以及其它有碍注水、易造成注水系统腐蚀、结垢的不利成分。
各油田或区块的水质成分复杂、差异较大,处理后回注水的水质要求也不一样,因此处理工艺应有所选择。
为了能合理地、经济地选择水处理工艺流程,应对各单项工艺或组合工艺的处理功能有所了解。
我国油田污水处理回注的整体技术、工艺、管理水平低,不能及时引进、消化国际先进的技术与设备,没有借鉴国外先进的管理经验,这也是我国大部分油田污水处理回注站处理效率低、水质无法达标的主要原因之一。
早期的石油开发称为一次采油,主要是依靠油层自有的能量进行采油,其采收率较低。
二十世纪以来,为提高石油的采收率,开始推广以补充油藏能量为主的注水、注气的二次采油技术。
随着不断的开发,中国的大部分陆上油田已经进入了高含水期,采出液综合含水率高达80%以上,部分油田已超过90%,为达到稳产保产的目的,我国大庆、胜利、辽河等主力油田又发展了施予能量货主如去油剂开采油层残余油的三次采油技术。
在以自喷方式开采的一次采油中,其采出液含水率很低。
在二次采油过程中,我国绝大部分油田是采用注水开发方式,注入水随原油一同采出,使采出液含水率不断上升,加大油田污水处理压力。
在三次采油过程中,我国多采用注聚合物驱油。
油田污水处理的目的是去除水中的油、悬浮物以及其它有碍注水、易造成注水系统腐蚀、结垢的不利成分。
各油田或区块的水质成分复杂、差异较大,处理后回注水的水质要求也不一样,因此处理工艺应有所选择。
为了能合理地、经济地选择水处理工艺流程,应对各单项工艺或组合工艺的处理功能有所了解。
我国油田污水处理回注的整体技术、工艺、管理水平低,不能及时引进、消化国际先进的技术与设备,没有借鉴国外先进的管理经验,这也是我国大部分油田污水处理回注站处理效率低、水质无法达标的主要原因之一[1]。
油田污水水质复杂,含有许多有害成分。
《2024年油田污水防垢与缓蚀技术研究》范文
《油田污水防垢与缓蚀技术研究》篇一一、引言油田开发过程中,由于注入水、采出液及地层中各种化学物质的混合,产生了大量的油田污水。
这些污水中含有大量的矿物质、油类、气体及其他杂质,如不进行有效处理,不仅会对环境造成严重污染,还会导致生产设备的结垢和腐蚀问题,严重影响油田的正常生产和设备的寿命。
因此,油田污水的防垢与缓蚀技术研究显得尤为重要。
本文旨在探讨油田污水的防垢与缓蚀技术,为油田的可持续发展提供技术支持。
二、油田污水防垢技术研究1. 防垢原理防垢技术主要是通过改变水中的矿物质组成和结晶状态,防止或减少结垢现象的发生。
防垢技术主要包括物理法、化学法及物理化学法等。
物理法主要通过改变流体的流速、流向等物理条件来减少结垢;化学法则通过添加化学药剂,如阻垢剂等,来改变水中的矿物质组成,抑制结垢。
2. 常见防垢技术(1)阻垢剂法:在油田污水中加入阻垢剂,改变水中矿物质结晶状态,防止其形成大颗粒的沉淀物。
阻垢剂的选择应根据水质特点、设备材质及环境条件等因素综合考虑。
(2)磁化防垢技术:利用磁场效应改变水分子的结构,从而抑制水中的矿物质结晶,达到防垢的目的。
该技术具有设备简单、操作方便等优点。
(3)膜分离技术:通过膜的选择性透过性,将水中的杂质与矿物质分离,从而达到防垢的目的。
该方法效果显著,但投资成本较高。
三、油田污水缓蚀技术研究1. 缓蚀原理缓蚀技术主要是通过在设备表面形成一层保护膜,防止设备与污水中的腐蚀性物质直接接触,从而减缓设备的腐蚀速度。
缓蚀技术包括电化学保护法、金属表面处理法及涂层保护法等。
2. 常见缓蚀技术(1)电化学保护法:通过牺牲阳极法或外加电流法,使设备成为阴极,避免直接与污水中的腐蚀性物质接触。
该方法效果好,但投资成本较高。
(2)金属表面处理法:通过喷涂防腐涂料或镀上一层防腐金属等方式,使设备表面形成一层保护膜,防止其与污水中的腐蚀性物质接触。
该方法简单易行,但需定期维护和更换涂层或镀层。
油田注水腐蚀结垢机理及防治研究
(3)PH值。水中PH值越高,碳酸钙的溶解度越小,越容易沉淀。PH值越低,碳酸钙沉淀越少。铁化合物结垢也受到同样的影响,因此水中PH值越高,越容易产生碳酸钙垢和铁化合物垢,但对硫酸钙垢的影响不大。
阳极反应:Fe→Fe2++2e阴极反应:O2+2H2O+4e→4OH-
总反应式:4Fe+6H2O+3O2→4Fe(OH)3↓
2)铁锈上的附着氧所形成的浓度差电池,极易造成腐蚀。
3)溶解氧为耗氧细菌提供பைடு நூலகம்繁殖环境,使其大量繁殖而引起腐蚀。
4)其它因素与溶解氧协同作用,使钢材等管材的腐蚀加速。
(2)二氧化碳腐蚀
油田污水处理中较常用的缓蚀剂包括咪唑啉、多元醇磷酸酯和酰胺羧酸类等。缓蚀剂作用机理为,缓蚀剂的亲水极性基团容易吸附在金属外表面,而疏水的非极性基团会从金属表面向溶剂中扩散排列,从而覆盖成一层薄膜,保护金属外表面不受腐蚀,从而起到缓蚀作用。(2)油田常用阻垢剂与阻垢机理
油田污水处理中较常用的阻垢剂包括低分子聚合物和有机磷酸两大类。阻垢剂作用机理为,阻垢剂能通过螯合作用与钙、镁等离子形成稳定的络合物,把容易产生沉淀的金属离子变成可溶性离子溶于水中,从而抑制沉淀物的产生。一方面通过晶体变形作用破坏晶体的正常增长,从而防止或减轻结垢,另一方面通过静电斥力作用吸附于无机盐的微晶上,使微粒之间的斥力变大,阻碍其相互聚结,使之保持散布状态,以达到控制或降低结垢物形成的目的。
二氧化碳与水反应:CO2↑+H2O=CO2(溶解)CO2(溶解)+H2O=H2CO3
碳酸与铁反应:Fe-2e→Fe2+
油田污水防垢与缓蚀技术研究
油田污水防垢与缓蚀技术研究油田污水防垢与缓蚀技术研究摘要:随着油田开发的规模不断扩大,油田污水处理成为一个重要的环保问题。
本文通过对油田污水防垢与缓蚀技术的研究,探讨了防垢与缓蚀技术的原理、方法以及应用,并提出了进一步研究的方向。
1. 引言油田污水是指在油田开发和生产过程中产生的废水,其主要成分为含油污水、含盐污水和含硫污水。
油田污水的处理工作在保证油田生产正常进行的同时,也要保证对环境的保护和污水排放的符合国家标准。
2. 油田污水的防垢与缓蚀机理油田污水中存在着大量的溶解固体和悬浮物质,其中包括钙、镁等硬水离子以及铁、铜、铝等金属离子。
在高温、高压的条件下,这些溶解物质容易沉积和结垢,形成阻塞管道的垢层。
同时,污水中的金属离子容易与管道和设备表面的金属反应,产生腐蚀,造成设备的损坏和泄漏。
3. 油田污水防垢技术3.1 机械清洗技术机械清洗技术是一种常用的防垢技术,通过对管道和设备进行定期或不定期的清洗,去除垢层,保持设备的正常运行。
机械清洗技术操作简单,效果明显,但也存在一定的安全隐患和设备损伤的风险。
3.2 化学清洗技术化学清洗技术通过使用化学清洗剂对管道和设备进行清洗,去除垢层。
常用的化学清洗剂有无机酸、有机酸、界面活性剂等。
化学清洗技术清洗效果好,但化学清洗剂的选择和使用需要谨慎,以免对环境和人体造成损害。
4. 油田污水缓蚀技术4.1 缓蚀剂技术缓蚀剂技术是指在油田污水处理过程中加入一定比例的缓蚀剂,以减小金属离子和污水中的其他溶解物质之间的反应,达到保护设备的目的。
常用的缓蚀剂有有机胺、苯胺等。
缓蚀剂技术使用方便、效果明显,但也存在缓蚀剂耗费和环境影响等问题。
4.2 表面保护涂层技术表面保护涂层技术是指在设备表面形成一层保护涂层,起到隔离金属离子和污水之间的作用。
常用的涂层材料有环氧树脂、聚氨酯等。
表面保护涂层技术能有效延长设备使用寿命,但也存在涂层施工难度大、涂层质量难以保证等问题。
油水井筒腐蚀结垢及防垢除垢工艺研究
油水井筒腐蚀结垢及防垢除垢工艺研究摘要:油田在开发生产的过程中有关油水井筒的腐蚀结垢问题一直是石油天然气开采中急需要解决的技术问题之一,由于油田开采的地质环境复杂,加上外界自然气候条件也会影响油水井开采作业,导致在生产过程中可能会出现腐蚀和结垢的现象。
尤其到了油田开发的高含水期,因为油井含水量的升高,产出水矿化度严重,便会带来大量的二氧化碳、硫化氢以及氯离子等腐蚀性物质,这些物质混合在一起便会使油水井筒产生严重的腐蚀和结垢问题,影响开采系统的工作,也会造成输油输气系统管线及其设备的腐蚀结垢,对油田开采安全造成影响,最终给油田企业带来巨大经济损失。
鉴于此,本文将对油水井筒腐蚀结构作用机理和形成原因进行分析,并在此基础上提出相关防垢除垢的工艺技术,希望对类似工程有一定借鉴参考意义。
关键词:油水井筒;腐蚀;结垢;防垢除垢1油田油水井筒腐蚀结垢现状金属的腐蚀是导致油田井筒发生腐蚀结构的最直接原因,当水中的矿化程度较高时水中便会出现大量的有溶解氧、二氧化碳等物质,使金属遭到严重腐蚀。
此外,油井开采活动和加热炉活动也会使大量碳酸钙、碳酸镁等物质沉淀,从而引起油田井筒的腐蚀结垢。
在含水率不高的阶段,油井的耐腐蚀性较高,而随之含水率的增大便会使油井和井下工具设备的金属表面发生严重的腐蚀,甚至出现油管泄漏、金属管断裂的问题。
油井井下工具设备的腐蚀和油管腐蚀的作用机理相似,在出现游离水之后油井的腐蚀情况便会加剧,加上开采作业带来的机械摩擦,使油井筒腐蚀更加严重。
从腐蚀现况来看,油水井腐蚀主要集中在有关于套管的腐蚀上,套管的内腐蚀比外腐蚀要严重得多。
而出现油田油井结垢的问题,主要发生在含水量较高的油井中,结垢常见部位为井下油管的内壁、筛管和抽油泵、套管内部的位置,结垢严重时会使抽油杆被强行拉断。
想要解决油田油水井腐蚀结垢的问题,首先应明确发生腐蚀和结垢的机理,然后找到具体原因,最后制定针对性的防护和治理方案。
2油水井筒腐蚀结垢机理首先,油水井的采出液中含有大量硫酸盐还原菌物质,这类菌种物质长期存在于地层水和岩石中,在开采时受到外界的刺激会大量繁殖,在菌种的作用下会使油水井筒发生严重的腐蚀,腐蚀产物主要是含硫化合物垢类物质。
电磁水处理技术的防垢机理了解
电磁水处理技术的防垢机理了解电磁水处理技术的防垢机理了解工业用水由于存在着钙盐和镁盐,通常在加热到 35 度以上时,就会析出针状结晶体,并牢固的附着在器壁上,形成一层厚厚的水垢。
鸡西水处理设备水垢的导热系数很低,只有钢材的1/15~1/100 ,因此水垢的存在将大大降低热效率,浪费能源,严重时还会引起管路的堵塞,甚至出现由于传热的不均匀,引起器壁热膨胀的不均匀,导致管壁破裂爆炸,因此水垢的存在危害极大。
传统上利用离子交换法去除水中的钙镁离子达到防垢的效果,或利用化学清洗法作为除垢的方法,这类化学方法的优点是效果明显,见效快,但存在着设备投资大,或腐蚀管道,引起环境污染,在清洗的过程中需要停机等缺点。
因此人们一直在探索着简单有效的物理方法,以代替成本高,有污染的化学方法。
物理方法自产生到现在,经历了五代产品的更新换代。
第一代产品是永磁法, 1945 年比利时工程师 Vermeiren 发现通过 3000 高斯磁场的水具有防垢除垢的特征,并开发了永久磁铁作成的,具有无须人管,无须加药,无须通电,无污染,节能型的防垢除垢设备,开创了物理法的先河。
但有一个致命的缺点:褪磁。
金属管路形成磁路导致退磁较快,刚开始使用效果良好,一年半载后效果逐渐减退,直至无效。
为了消除退磁的弱点,用电磁铁代替永久磁铁开发了第二代产品。
其缺点是需要较大的电流,导致线圈发热,不能连续工作,且耗能较大。
既然磁场能防垢除垢,电场是否也能达到防垢除垢的效果呢?人们发现经 3500V 以上高压静电处理过的水同样具有防垢除垢、防腐阻锈的作用,同时还具有杀菌灭藻功能。
它克服了前一代产品的缺点却产生了新的缺点:绝缘材料在水中易老化,设备常需检修;而且高压电容易对其他控制设备产生影响。
为了克服以上缺点,人们研制成功了利用电解法的第四代产品。
由一根金属阳极和筒体阴极组成,在极间加 10—20V 的直流电,形成电场以达处理水目的,其弱点是阳极由于氧化易腐浊,需经常更换,水处理也不大。
卫城油田注水系统的防腐防垢研究
卫城油田注水系统的防腐防垢研究摘要:卫城油田注水系统的总体腐蚀程度都比较平缓,不算很高,然而,在卫四线上有一口油井腐蚀超标,腐蚀速率高达0.0814mm/a,因此,导致明一联采出井的腐蚀平均值也升高。
本文针对以上出现的问题,进行了分析和探讨,并且对注水系统的防腐蚀防成垢的措施以及方式方法进行了研究和讨论,并对其进行概括和总结,达到有效缓解注水系统的防腐蚀防成垢的问题,全方面提高油田的工作效益和经济利益,也使油田工作得到了明显的经济效益和社会效益。
关键词:卫城油田注水系统防腐防垢措施腐蚀速率中原油田今年的生产系统平均腐蚀速率为0.0162mm/a(不含污水站滤前水),其中油系统平均腐蚀的速率为0.0135mm/a,水系统平均腐的蚀速率为0.0313mm/a。
在采油三厂明一联生产的系统腐蚀监测网络中,采油出油井共有7个监测点,分别分布在卫城的六条主要干线上,其中平均腐蚀的速率为0.0152mm/a,发现卫四线上有一口油井的腐蚀超标,腐蚀的速率高达0.0814mm/a,这一现象也导致明一联采出井的腐蚀平均值升高!一、油田注水系统腐蚀和结垢的原因分析1.结垢样品的分析对结垢后的结垢样品进行分析,一般是通过注水系统以及水井方面的管理垢样数据,进行分析后可以得知的,注水系统的结垢样品的成分,一般都是以腐蚀后的产物为主要判断数据,碳酸钙的结垢样品的成分,其含量一般比较少[1]。
2.对带有腐蚀性质的气体进行检测从不同的位置,收集不同的检测数据,并对相关数据进行分析和讨论,可得出,诸多腐蚀性的气体当中,一般容易超标的腐蚀性气体是硫化氢气体和游离二氧化碳气体,对于溶解氧的总含量一般都是低于0.05mg/L,这个数据是在规定方位之内的,普遍不会有超标的现象。
3.注入的水腐蚀概率的检测在腐蚀率的检测中,对注入水的腐蚀率也会进行检测,因此,可以根据腐蚀率的最终检测数据得知,注入水的腐蚀概率与温度成正比的,温度越高,注入水的腐蚀概率也就越高,相反的,温度越低,注入水的腐蚀概率也就越低,尤其是当温度达到6069℃的时候,腐蚀概率的增加幅度就会变得较大。
外围低渗透油田油井腐蚀\结垢机理研究及防治对策
外围低渗透油田油井腐蚀\结垢机理研究及防治对策摘要随着油田开发时间的增长,综合含水不断上升,井下腐蚀、结垢现象越来越严重。
通过现场调查,分析腐蚀、结垢原因,并在此基础上进行了室内试验,评价出了适合外围低渗透油田油井的缓蚀防垢剂,取得了很好的效果。
关键词腐蚀;结垢;缓蚀防垢剂1外围低渗透油田腐蚀、结垢现状外围油田多为注水开发低渗透油田,由于地层水和注入水的热力学不稳定性和化学不相容性,以及采油过程中压力、温度等一系列因素的变化,往往造成油井井筒、地面系统的腐蚀、结垢问题,给生产带来极大危害。
自油田投入开发以来,油井腐蚀、结垢现象逐渐严重。
目前,全区619口油井中腐蚀、结垢井已达234口,占全区总井数的37.8%。
2腐蚀、结垢机理研究及除垢方法2.1腐蚀、结垢机理研究经过对14油井腐蚀、结垢产物进行分析,确定腐蚀、结垢类型,大致分为三种,矿物质垢、铁垢和CaCO3垢。
其矿物质垢主要是由油层矿物运移作用形成的Si、Al化合物所构成,这些化合物不易溶于酸。
其铁垢可能是油田水对采油设备的腐蚀、硫酸盐还原菌的腐蚀、二氧化碳的腐蚀和硫化氢的腐蚀等过程引起结垢。
CaCO3垢主要是地下水中含有大量的钙离子,在采出过程中,地层水进入井筒后随着压力的降低,二氧化碳分压下降,造成碳酸盐溶解度下降,由于,水中溶解的碳酸根及钙离子产生过饱和现象,就会有数个分子聚集形成晶核,当晶核大于临界直径时,开始有碳酸钙析出,而结垢。
2.2除垢方法1)化学法防垢。
化学法防垢只要使用防垢剂,它能抑制晶体垢的生成和聚集,因此能防垢,防垢剂的作用机理是选择防垢剂的理论依据。
在化学防垢方法中,主要采用点滴法、周期加药法等。
2)物理法防垢。
主要有以下几种:维持地层压力防垢:地层压力下降是碳酸钙垢形成的一个重要原因。
随着CO2分压升高,CaCO3溶解度也随之上升,因此碳酸钙垢沉淀相应减少。
憎水涂层防垢:在管线和设备的表面涂敷憎水涂层,使管线和设备表面无法沉积盐垢。
超疏水涂层在防腐阻垢领域研究进展
2023年6月刘战剑等:超疏水涂层在防腐阻垢领域研究进展方向接近晶核,最终形成黏附力较强的方解石。
而超疏水表面所具有的纳微结构对结晶的生长产生了空间限制,使晶体的生长方向受限,更容易形成针状的文石或者不标准的方解石,极大降低了结垢的黏附力,使其更容易从接触面脱落。
此外,Liu 等[33]研究发现裸铝基体覆盖有经典的菱形方解石晶体,如图5(a)、(b)所示;而超疏水表面上则生长了形状不规则、体积较小的文石,如图5(c)、5(d)。
与方解石相比,文石的附着性较弱,在流体环境中极易从金属基体表面脱落。
因此,超疏水表面纳微粗糙结构形成的“空间限制作用”是实现表面优异阻垢性能的关键因素。
2 超疏水涂层在防腐及阻垢领域的研究进展受自然界特殊浸润性表面的启发,超疏水涂层作为防腐阻垢的新技术逐渐引起了广大研究人员的注意,随着研究的不断深入,人们制备了不同类型的具有优异防腐阻垢性能的超疏水涂层。
本小节将简要地介绍近年来超疏水涂层在防腐、阻垢两个领域的研究进展。
2.1 防腐领域研究进展金属腐蚀会造成装备失效、作业效率降低、资源浪费、经济损失、环境污染等问题,严重时甚至会威胁工作人员的人身安全[34]。
目前比较常用的金属防腐手段主要包括:添加缓蚀剂、电化学保护、涂层保护[35-37]等方法。
但由于腐蚀环境复杂多变,工业生产及生活中对金属材料的防腐性能需求越来越高,普通的防腐手段已经无法满足当前的需求。
在金属基体上制备人工超疏水表面为解决金属材料腐蚀问题提供了一种新型高效的技术办法[38-41],目前超疏水防腐涂层根据其使用的材料主要分为无机超疏水涂层、有机超疏水涂层、有机/无机杂化超疏水涂层三大类。
2.1.1 无机超疏水防腐涂层通过激光刻蚀[42]、电化学沉积[43]、水热法[44]等方法可以在金属基体表面直接构建特殊的纳微结构,随后通过低表面能修饰,从而使金属表面具备超疏水的特性,以达到防腐的目的。
例如,Chu 等[45]通过简单的水热法制备了一种由CeO 2和硬脂酸铈[Ce(CH 3(CH 2)16COO)3]组成的超疏水涂层。
(石科院博士后出站)输油管道的防垢与防腐
输油管道的防垢与防腐司 利 平(中国蓝星化学清洗总公司,北京 100029)摘 要 我国目前油田采出油成分中,油仅占到5%~10%,其他主要为水.由于采出油中水分含量较高,且采出水的水质很差,经常会造成输油管道的结垢与腐蚀.文章介绍了输油管线水处理药剂及PIG 在油田输油管线中防垢与防腐方面的研究.关键词 油田 输油管线 防垢 防腐1输油管道结垢的原因随着工业的迅速发展,石油的需求量日益增加,石油的开采亦加大了步伐,不断有新油井被勘探出来,旧油井的产油量在不断降低.为了提高油井的产油量,国内经常采用油井注水提高单产量,这样势必会造成采出油中含水量愈来愈高.加之地下矿层的差异经常造成回收油中水的成分的复杂性,而且水温也相对偏高( 80 ),这一切都给管道结垢和腐蚀带来了很大的可能性.有些输油管道段在很短时间内就会堵塞,压力升高,输油不畅,需要周期的停机、停输、检修;或是由于水质中的硬度偏低,盐分升高,腐蚀性增强,造成管道腐蚀、穿孔等.这些问题如不及时处理就会对生产造成严重影响.2输油管道结垢的处理方法及措施对于该情况,我们认为水在输油管线中起着决定性作用,这种情况我们可以针对性地用水处理药剂来防止管道的结垢和腐蚀.为确保管线的正常运行,在管线中定量加入水处理药剂以阻止碳酸盐类垢在管道壁表面的形成;同时药剂还有对管线腐蚀的保护作用,在管道中定期投放PIG 可经常性的去除管道中不溶性沉淀物等.水处理药剂和PIG 的结合使用可以经常有效的保护管道的长期运行.水垢形成的原因,首先是水中的硬度的存在,其次是水温升高及水分浓缩倍数的提高,有了这两个条件,垢就很快在管壁上形成;管道腐蚀的主要原因是:水的硬度较低;水温不高,水中的腐蚀性离子增加,如Cl -等离子;结垢后,长期不清除,造成垢下腐蚀;水中溶解氧成分增加等.2 1 水造成的输油管道的结垢与腐蚀判断水造成的输油管道的结垢与腐蚀与水中的自然成分有非常大的关系,水系统的加药处理是根据水质分析报告来确定的.在此基础上,由于水中影响腐蚀和结垢的因素较多.本文就水的硬度对结垢及腐蚀的影响加以说明,并介绍一些常用方法.1)极限碳酸盐硬度法极限碳酸盐硬度的影响因素很多,西安热工所在实验室做了大量工作后,总结出来判断极限碳酸盐硬度的公式如下:(YD t )j =f (YD t )BU (A +B -C -D )式中 (YD t )j 为极限碳酸盐硬度;f 为水的控制系数;A 、B 、C 、D 分别是与水中钙镁硬度有关的系数.2)朗格里尔饱和指数I L =pH 0-pH s式中 I L 为朗格里尔稳定指数;pH 0为水的实际pH 值;pH s 为水的碳酸钙处于平衡时的pH 值.I L >0时结垢,I L <0时腐蚀.3)雷兹纳稳定指数I R =2pH s -pH 0式中 pH s 为碳酸钙溶度积的负对数;收稿日期: 1998-10-06第14卷 第6期化 学 清 洗V o1.14 No.61998年12月CHEM ICA L CLEAN IN G Dec.1998pH 0为水的实测pH 值;I R 为水的雷兹纳稳定指数;I R <6 0时结垢,I R >7 0时腐蚀.判断水的稳定性指数方法很多,有磷酸钙饱和指数法、循环冷却水安定性指数法等.各种方法原理基本相同,一般由给定水成分报告,即可计算出水的结垢与腐蚀趋势,并选定水处理药剂作相应稳定处理.而对于其它因素如Cl -腐蚀、O 2腐蚀,垢下腐蚀等也可以通过加药或其它途径来处理.2 2 阻垢机理及阻垢剂碳酸钙是结晶体,它的成长是按照严格顺序,由带正电荷的Ca 2+与带负电荷的CO 2-3相撞才能结合在一起,并按一定的方向成长.在水中加入阻垢剂时,它会吸咐到活性Ca 2+螯合,抑制了晶格向一定的方向成长,因此使晶格歪曲,长不大,也就是说晶体被阻垢剂表面去活剂的包围而失去活性.这就叫做临界值效应的机理,同样这种效应也阻止其他晶体的沉淀.此外,部分吸附在晶体上的化合物,随着晶体的增长被卷入晶格中,使CaCO 3晶格发生错位,在垢层中形成一些空洞,分子与分子之间的作用力也就逐渐变小,使垢变软.如图1所示.图1 晶体成长歪曲示意图传统的水处理阻垢剂是用六偏磷酸钠作为阻垢剂,在600mg/L 的硬度,温度在40 以内的条件下加入2mg/L 六偏磷酸钠可以起到很好的防垢效果,但当水温高于50 时其阻垢效果极差.见图2及图3.随着科学技术的不断发展,有机磷酸在水处理中的应用愈来愈广,它的化学稳定性好、耐高温,在一定程度上能抑制细菌的形成与繁殖.有机磷酸的阻垢效果也很好.在几个mg /L 的浓度下可有效的阻止1000mg /L 左右的钙硬度沉淀析出,同时它还有可同其他药剂共用的优点,并在一定剂量下具有缓蚀功能.该药剂是目前国内用量较大的药剂,其产品主要有氨基三甲叉磷酸、碳二磷酸、二亚乙基三胺五亚甲基磷酸等,它们几乎都无毒,对环境无污染,在实际应用中有较大的市场.图2六偏磷酸钠防止碳酸钙析出的效果图3 投加2mg/L 六偏磷酸钠在不同温度时防止碳酸钙析出的效果膦羧酸、有机磷酸脂、聚羧酸等都是新研制的水处理药剂.它们都有非常好的阻垢作用,而且使用剂量极微,是非常有发展前途和推广价值的药剂.2 3 输油管道的防腐水对管道的腐蚀控制方法主要有以下几点:1)加药控制如加入缓蚀剂,调高pH 值等,主要针对已设计运行系统,对于系统的运行,加药方法是非常有效的控制手段,其加药缓蚀机理非常复杂.一方面是因为这一过程是一个复杂的界面吸附过程,另一方面有机化合物的组成复杂,这些组成变化会影响到吸附过程.有机物都有不同程度的表面活性,有机物的表面活性可以是由硫、氮原子的游离电子对带来的,也可以是由长尾巴的憎水基团和小的亲水基团带来的.有机物具有的表面活性使它们能够在金属/溶液的界面上比较活泼的地方吸附,吸附的结果可以使界面反应的活化能增大,也可以使界面双电层的结构发生变化,其结果都将使腐蚀电池中的共轭反应26 化 学 清 洗第14卷中的一个(阴极或阳极)或两个(阴极或阳极)受到强烈阻滞,从而使金属腐蚀速度急剧的降低,起到缓蚀效果.目前国内用的缓蚀剂主要有磷酸系,聚磷酸系、有机多元磷酸、苯并三氮唑和甲基并三唑等.2)使用耐腐蚀材料,采用防腐蚀保护措施用耐腐蚀材料是目前解决运输液体问题的最根本最简单的方法.如玻璃钢管道在国外已得到广泛使用.如在中东,几乎大小的输水及输油管道全采用玻璃钢,在日本大口径的输液管中与水相关的管道已占到25%.但目前在国内,还未得到广泛应用.管道的防腐处理也是行之有效的防腐措施.英国YORKSH INE 公司已具备长距离管道的内部涂层技术.国内已有不少单位在进行该方面研究工作.2 4 PIG 的使用PIG 可广泛应用于石油、化工、造纸、市政等行业,用于清理管道中的各种污垢、沉淀物等.其主体由工程塑料做成,具有弹性、清理管线长、用人工少、速度快、无污染、价格合理等优点.PIG 具有非常良好的可塑性,可通过T 形壳,标准弯头和标准U 形管,同时在不停输情况下即可有效清理管道中的残留物,可有效防止垢下腐蚀,减少沉积物在管道中的聚集,还可利用原有管道中液体作为驱动力将PIG 输送并把垢物清除出去,其处理过程见图4.PIG 发射及接收装置分别见图5及图6.图4 PIG清垢过程示意图a 旁路管;b 密封装置;c 泄压孔;d 控制机构;e 接收阀;f 流量阀;g 控制台;h 三通;i PIG 指标器;j 管线;k 与泵的接口;l 双向阀;m 排液孔图5倾斜式发射器示意图图6 水平式接收器示意图3工艺设计的改进综上所述,我们需采用对应措施来保证整个输油管线的正常,长寿命地运行,这就需要在设计过程中考虑PIG 的发射、接收装置,加药系统的配置等,所有这些都应在工艺设计中预留,管道设计应避免第6期司利平:输油管道的防垢与防腐 27变径出现,避免非标准弯头、非标准U 形头出现,以及带中轴的阀门,如蝶阀、截止阀、止回阀等.水处理药剂的加入要根据水质的情况而定,加入阻垢剂种类要根据采出水中水质情况来定.4结论水处理药剂和PIG 的综合使用,是确保输油管线长期稳定运行的措施之一,在系统中可及时清除水中的杂质微粒沉淀(油泥沉淀等),同时可防止水垢在管道中的固化,对管道的结垢、腐蚀都有较好的效果.综合使用,有较好的推广使用价值.参考文献1 能源部西安热工研究所主编 热工技术手册(电厂化学分册) 北京:水利电力出版社,1993 3972 周本省主编 工业水处理技术 北京:化学工业出版社,1997 85~873 任建新主编 化学清洗 兰州:甘肃科学技术出版社,1993 104Anti -scaling and anti -corrosion for oil pipelineSi L ip ing(China Blue Star MEMTEC Water Treatment Technology Co.,Ltd.,Beijing 100029)Abstract The occupancy of oil is 5%~10%of the extractive from oil field at present in our country.Main of the others is w ater.The reason of oil pipeline scaling or corrosion is because of a lot of w ater contained and the w orse quality in extractive oil.The research of water treatment ag ents and PIG for oil pipeline anti-scaling and anti-corrosion are introducedKey words oil field oil pipeline anti-scaling anti-corrosionGHC 型高压水射流除垢机推广应用会在京召开1998年10月29日,由原国家科委成果管理办公室主持,在北京科技大学召开了 GH C 型高压水射流除垢机应用推广会.该除垢机是由北京科技大学高压水射流研究所自行研制的,于1992年6月通过鉴定,1994年被评为北京市新技术产品,1997年被原国家科委列入火炬计划.在会上,原国家科委成果办会同北京科技大学高压水射流研究所对该机的性能及应用进行了介绍,并开展技术咨询及业务洽淡,还用该除垢机进行现场演示.该除垢机具有清洗效果好、效率高、成本低、操作方便、不损伤被清洗物、不污染环境并能清洗常规方法难以完成的物件等优点.可适用于煤炭、冶金、石油、化工、电力、交通、船舶、矿山、航空、制药、国防中的各类热交换器、管线、锅炉、加热装置、各类容器的清洗及民用领域,具有广阔的应用前景.(刘 洁 供稿)28 化 学 清 洗第14卷。
浅析机组防腐、凝汽器防垢及防腐蚀问题研究与实践
浅析机组防腐、凝汽器防垢及防腐蚀问题研究与实践摘要:在电力安全保障方面,设备防垢和防腐是关键问题。
基于此,本文对机组防腐和凝汽器防垢及防腐问题展开了分析,结合不同问题的产生原因,提出了机组防腐措施,并对凝汽器防垢及防腐措施进行了实践研究,为关注这一话题的人们提供参考。
关键词:机组;凝汽器;防垢;防腐引言:伴随着电力事业的发展,发电机组数量和装机容量不断增加。
而机组一旦发生事故,将导致电力生产受到影响,给人民群众生命财产安全带来威胁。
目前在电力事故中,由设备腐蚀引发的事故占据相当的比例,如凝汽器就时常发生结垢和腐蚀问题。
因此,还应加强机组防腐和凝汽器防垢及防腐蚀问题的研究,以便提出有效措施,为设备保护工作的开展提供指导。
1机组防腐,凝汽器防垢及防腐蚀问题1.1机组防腐问题在发电机组运行的过程中,腐蚀问题是影响机组安全、经济运行的重要因素之一。
在热力设备中,烟气侧的温度较高,过热器管、空气预热管等长期受烟气或悬浮灰分作用影响,容易发生高温腐蚀。
具体来讲,就是材料在高温环境中与介质发生化学或电化学反应,造成材料变质,如高温氧化腐蚀、熔盐腐蚀、硫化物腐蚀等。
而在发电机组冷却上,主要采用水冷技术,但是发电机组内水冷机组容易出现腐蚀性阴离子和盐类物质超标的问题,造成机组发生严重腐蚀。
针对超临界机组,如果存在除盐水水质不合格、混床释放氯离子、凝汽器泄漏、氨水或疏水水质不合格、精处理树脂泄漏等问题,都会导致机组受污染物腐蚀[1]。
而在内冷水中,普遍含铜量较高,主要是由于铜导线发生了腐蚀。
1.2凝汽器防垢及防腐蚀凝汽器作为发电机组冷水系统核心部件,工作性能将对整个机组运行的经济性、安全性产生影响。
但实际上,凝汽器容易发生结垢问题,导致冷凝效果不佳,引起机组出力下降。
而凝汽器冷却管作为主要传热元件,容易发生腐蚀问题,造成凝汽器泄漏,造成机组停机。
因此针对凝汽器进行管理,需要加强防垢与防腐蚀工作的开展。
以某燃气-蒸汽联合循环机组为例,配套凝汽器为单背式、双流程设备,型号为N14550,总冷却面积14450㎡,采用管材为TP361L,规格为φ25×0.5/0.7,设计蒸汽流量418t/h,冷却水进口温度为21℃,。
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有结垢趋势 有结垢趋势 有结垢趋势 有结垢趋势 有结垢趋势 有结垢趋势 有结垢趋势 有结垢趋势 有结垢趋势 有结垢趋势
一、油井腐蚀防垢机理研究
2、 碳酸钙结垢趋势的预测
Valone和Skillman以Texaco方法为基础得出了CaCO3生成量的 PTB预测公式。 1 2 K pH PTB 17500 [G ( X 4 10 ) 2]
氯离子可以达到较高浓度,再
加上它的强穿透性,使腐蚀加 剧。
Cl-浓度,mg/l
一、油井腐蚀防垢机理研究
②二氧化碳的腐蚀
水中有游离CO2存在,水呈酸性反应,即CO2+H2O→H++ HCO3-, 由于水中H+离子的量增多,产生氢去极化腐蚀。
③硫酸盐还原菌的腐蚀
从单井采出液中发现存在SRB,且垢样分析中存在FeS垢,能 够证实存在细菌腐蚀。
可创经济效益:84+108.8-48= 144.8(万元)
三、结论及建议
结论
1、采出液结垢趋势严重主要由于采出液中气体(烃、二氧化 碳等)的脱出,使处于平衡状态的溶液失去溶解平衡,从而 引起结垢。 2、油井腐蚀以氯根离子促进作用下的二氧化碳腐蚀腐蚀和细 菌腐蚀,腐蚀类型为局部坑蚀或点蚀,腐蚀产物为FeS、 Fe2O3。 3、结垢与腐蚀相辅相成,相互促进。 4、固体缓蚀阻垢剂能起到一定程度的阻垢作用,可投入现场 应用。
选题理由
10-18垢卡泵 3-19
疲劳断裂 垢下腐蚀断裂 垢下腐蚀
3-231
序号 井号 1 10-18 2 3-19 3 3-231 4 7-23 下井时间 2005-10-17 2005-10-25 2005-12-11 2005-9-11
7-23
检泵时间 生产天数 备注 2006-4-11 176 腐蚀疲劳断裂 2006-3-25 151 疲劳断裂 2006-4-17 127 垢下腐蚀断裂 2006-4-30 231 接箍腐蚀
结晶沉淀 结晶沉淀
结晶沉淀
二、油井防腐、防垢应用情况
2、缓蚀阻垢剂的研制
缓蚀阻垢剂性能评价
① 作出液体缓蚀阻垢剂的浓度与缓蚀率的标准曲线
二、油井防腐、防垢应用情况
2、缓蚀阻垢剂的研制
缓蚀阻垢剂性能评价
②定量静态溶解实验 取不同配合比例的固体缓 蚀阻垢剂(含缓蚀阻垢剂4g)
置于10L装满油井污水的瓶内,
缓蚀剂IMC-97在使用浓度在20mg/L时,缓蚀率都能达到60%以上, 再增加浓度到30mg/L时,缓蚀率增加缓慢,缓蚀效果好。
二、油井防腐、防垢应用情况
2、缓蚀阻垢剂的研制
阻垢剂配方研究
阻垢剂性能评价结果
试验温度:60℃ 序号 垢型名称 CaSO4 + CaCO3 挂片时间:318h 材质:N80钢 阻垢率% 0 试验现象 结晶沉淀
防 垢 剂
浓度mg/L 空白 代 号
1
2
CaSO4 + CaCO3
CaSO4 + CaCO3
10
10
F02
SL-2C
97.6
19.5
无沉淀物
结晶沉淀
3 4
5
CaSO4 + CaCO3 CaSO4 + CaCO3
CaSO4 + CaCO3
20 20
20
KX1-1 IM
XW-4
39.0 -23.2
-6.3
井号
S3-161 S4-221 S5-231 S12-9 S9-101 S5-11 S8-24 S11-18
PTB值 619 348 307 303 153 248 451 351
结垢程度 严重的垢 严重的垢 严重的垢 严重的垢 产生的垢较多且比较硬 产生的垢较多且比较硬 严重的垢 严重的垢
PTB<0时无垢; 0< PTB < 100产生很少的垢;100< PTB <250 ,产生的较多且 比较硬的垢; PTB >250 ,产
3、防腐防垢技术及应用效果——固体防垢技术
1)原理 悬挂于泵挂下方,通过缓慢的释放药剂于产出液
中,达到缓蚀阻垢的目的。
2)应用情况:目前在10-11、5-241、6-111、3-17、4-161、 6-15、316、516、419井试验,3-17井于2006年5月3日下入,9 月9日起出,试验周期105天,防垢效果明显,但防腐效果差, 其余井效果正在跟踪中。
生严重的垢。
PTB预测
一、油井腐蚀防垢机理研究
3 油井腐蚀原因及机理分析:
①垢下腐蚀与Cl-的影响
油井污水含有在404mg/L~
Cl 响
0.3
腐蚀速率,mm/a
-浓度对腐蚀速率的影
10000mg/L的Cl-,能在金属表
面发生优先吸附,特别是在金 属表面保护膜有缺陷或薄弱处,
0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0 2000 4000 6000 8000
二、油井防腐、防垢应用情况
3、防腐防垢技术及应用效果——固体防垢技术
10-11
10-11试验前检泵周期200天,于2005年12月31日试验缓蚀防 垢剂,06年8月25日起出,试验周期286天,防垢效果明显。
二、油井防腐、防垢应用情况
3、防腐防垢技术及应用效果——固体缓蚀技术 4-161
4-161于2006年3月28日试验缓蚀防垢剂,06年10月8日起出, 试验周期194天,防垢效果明显。
二、油井防腐、防垢应用情况
2、缓蚀阻垢剂的研制
缓蚀剂配方研究
腐蚀速度测定结果
试验温度:60℃ 挂片时间:318h 材质:N80钢
药剂名称或代号 空 白
浓度,mg/L 0 10
腐蚀速度,mm/a 0.8715 0.7689
缓蚀率,% 0 11.8
IMC-97
20 30
0.3393 0.3259
61.1 62.6
一、油井腐蚀防垢机理研究
3)二氧化碳分压与温度的影响
一、油井腐蚀防垢机理研究
2、 碳酸钙结垢趋势的预测
饱和指数法
井号
S3-161
S4-221 S5-231 S12-9 S9-101 S5-11 S8-24 S11-18
SI pH K pCa
SI值 判断
palk
8.26
7.57 7.13 6.96
一、油井腐蚀防垢机理研究
④pH值偏低
30 腐蚀率 0 2 4 6 8 10 pH值
碳钢在含微量盐类水中的腐蚀率与pH值的关系图
多数油井产出水pH值为6,显酸性,因此存在酸性腐蚀。
腐蚀速率
一、油井腐蚀、防垢机理研究
0.1200 0.1000 0.0800 0.0600 0.0400 0.0200 0.0000 1900(外) 1900(内) 2400(外) 2400(内)
钝化膜型缓蚀剂
是一种氧化剂 , 也称氧化膜型缓蚀剂。亚硝酸盐、钼酸盐等。 主要作用使二价铁氧化成三价铁。
缓 蚀 剂 的 类 型
沉淀膜型缓蚀剂
能与水中某种离子或腐蚀下来的金属离子形成难溶的沉淀物, 并在金属表面沉积成膜。
吸附膜型缓蚀剂
应用最为广泛的一类缓蚀剂 , 它们都是有机化合物 , 分子中含有 氮、硫、磷等元素。形成吸附膜保护.
0.0254
1502米(外)
井下位置
1502米(内)
504米(外)
腐蚀速率标准:0.076mm/a
二、油井防腐、防垢应用情况
1、国内外防腐、防垢方法
阴极保护
物理 特殊防腐材料 缓蚀方法
防 腐 防 垢 方 法
化学
防腐涂料 投加缓蚀剂。
物理
磁防垢
阻垢方法
化学 投加防垢剂
二、油井防腐、防垢应用情况
2、缓蚀阻垢剂的研制
二、油井防腐、防垢应用情况
3、防腐防垢技术及应用效果——效益评价。
若按防垢效果预测,平均延长免修期160天,规模应用40口井,可减 少32井次检泵作业,平均单井产量2.5t/d,排液期6天,累计增油600t/d。
经济效益:
每吨原油价格:1400元/吨;单井检泵费用:3.4万元/井次 增产原油价值:2.5×40×6×1400=840000(元) =84(万元) 合计作业费用:32×3.4=108.8(万元) 缓蚀阻垢费用:40× 1.2=48(万元)
鄯善油田中高含水期防垢、 防腐蚀机理研究
采油工程室 2007年2月13日
汇报提纲
一、油井腐蚀、结垢机理研究
二、油井防腐、防垢应用情况 三、结论建议
选题理由
随着油田综合含水上升,有杆泵腐蚀结垢情 况日趋严重,极易造成抽油杆腐蚀疲劳断裂及结垢 卡泵事故的发生,降低油井免修期,使采油成本上 升,影响油井正常生产。因此分析其腐蚀结垢原因
一、油井腐蚀防垢机理研究
定点取样井垢样化验分析表
含量% 井号 17-2 10-71 6-221 619 19-6 10-11 17-2 4-191 6-111 5-151 3-151 12-171 4-25 83.8 12.3 25.2 22.1 26.5 29 14.2 0 CaCO3 18.1 FeS 9.1 37.2 15.8 16.6 31.7 0 46.2 12.9 42.1 15.3 11.6 9.4 10.9 13 35.8 20.3 0 50.3 43.6 26.3 33.5 42.5 5 12.4 34.1 36.4 0 0 5.1 30.8 Fe 2 O3 CaSO4 MgCO3 酸不溶物 36.2 28.1 25.8 15.7 14.4 17.6 19.8 17.9 17.2 12.4 8.2 24.4 8 17.8 9.4 2.5 10.8 26.7 4.5 7.1 6.8 17.4 4.8 3.5 3.5 8.4 4 4.6 4.4 其它 5 4.7 5.2 3.3