石油钻井机械设备腐蚀原因及措施研究

梁敬锋

摘  要： 我国石油钻井创造了巨大的经济效益、社会效益，为了保证石油行业的稳态发展，需要对石油钻井机械设备进行考察，提升石油钻井机械 设备质量。值得注意的是，石油钻井机械设备容易受到外部环境影响，与介质发生化学反应，导致机械无法正常运转。为了避免出现这一情况， 需要采 用防腐手段，解决机械故障问题。

关键词： 石油钻井;机械设备;腐蚀原因;措施

引言

钻井行业的施工过程中腐蚀现象十分普遍，腐蚀主要指的就是机 械设备在使用的过程中与水或者其他介质接触产生的化学反应，对设备 的外观、尺寸都产生了较大的影响，严重的情况下可能造成设备出现变 形。机械设备在不断的腐蚀情况下外壁就会变得越来越薄，最终可能造 成设备出现穿孔现象，对设备的正常使用和操作人员的人身安全都产生 一定的威胁。

1 机械设备常见腐蚀的类型

（ 1 ）均匀腐蚀。对于一些金属而言，出现的腐蚀比较均匀。其危害性 较小，这是因为均匀腐蚀的范围大，容易被工作人员及时发现并予以相关 处理，因此能及时防止设备出现更严重的腐蚀。（ 2 ）局部腐蚀。这种类型 的腐蚀只出现在特定区域或局部区域，其危害性比均匀腐蚀大，因为局部 腐蚀不易被发现和预防，容易加重腐蚀程度，很可能造成重大安全事故。

2 石油钻井机械设备腐蚀原因分析

石油钻井机械设备的腐蚀原因如下所示：第一，在钻井设备生产中， 不同类型的金属材料同时应用，材料晶粒的粗细程度对抗腐蚀能力产生影 响， 金属材料的晶粒越细， 其抗腐蚀能力越强 ;金属材料的晶粒越粗， 其 抗腐蚀能力越弱。除了受到晶粒粗细影响外，金属材料还受到粗糙程度的 影响，金属材料的粗糙度越大，其腐蚀速度越快 ;金属材料的粗糙度越 小，其腐蚀速度越慢[1]。第二，①工作环境中的氧、酸、碱和水分等会对 设备造成不同程度的腐蚀;②在石油钻井过程中机械设备与钻井中存在的 各种液体直接接触，这些液体包含水、泥土、压缩空气，同时还可能夹杂 部分具有清洁功能的冲洗液、乳状液等，这些液体携带的化学成分就极有 可能腐蚀设备上与液体接触的表面;③石油中的多硫化物、硫化物和氯化 物与机械表面发生化学反应，引起机械设备的腐蚀，同一台设备接触多种 物化性质各异的介质，会加速腐蚀;④设备的腐蚀与介质的流速有关，无 论是液体还是气体，其流速越快腐蚀程度越严重。⑤与介质的温度在关， 温度越高，腐蚀越严重。第三，石油钻井机械设备在实际生产中会接触钻 井液。钻井液，是钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环 流体总称。钻井液是钻井的血液，又称钻孔冲洗液。钻井液按组成成分可 分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等，钻井液 中的化学成分会对设备腐蚀程度产生影響。第四，防腐设计体系不健全。 防腐设计工作的开展缺乏针对性，脱离实际而呈现出理论化趋势。对防腐 设计的关注度不高，一旦发生事故，很难及时处理。没有对设计方案进行 反复审核，容易埋下隐患。另外，在实施过程中对于细节和全局的衔接没 有做好把控，影响到石油机械设备防腐设计的可靠性和可行性。

3 石油钻井机械设备腐蚀防护措施

3.1  优化材料选择

目前我国大部分石油机械设备的材质都是碳钢，碳钢的机械设备成本 都比较高，因此还是有一些企业为了节约成本，没有采购碳钢材质的石油 机械设备，只是选择一些成本比较低的合成材料，在表面进行简单的防腐 处理，从材质上就没有选择抗腐蚀强的材料，产生的防腐蚀效果自然不够 理想。工程项目施工过程中，一般使用的材料外侧都有防腐层，起到了很 好的防腐效果，但是防腐层很容易受到各种因素的影响而发生破损，因此 石油机械设备的局部可能出现腐蚀现象，其中比较常见一种就是电化学腐 蚀，增加了机械设备的维修保养成本，还对周边的环境产生污染。材料是 石油钻井机械设备在生产时的首要考虑因素，针对实际的使用环境，考虑 其的耐腐蚀性，同时还要考虑环保因素，选择环保材料，最后还要对材料 的使用寿命进行判断[2]。

3.2  开展培训，提升相关工作人员能力与意识

为了相关抗腐蚀与反腐蚀工作能够顺利开展，应当积极展开相关的技 术能力培训，通过对相关地理知识、化学知识等延展知识的培训，促进他 们跨学科交叉发展自身的知识结构，提升相关工作人员对防腐蚀工作的立 体认知，应用于工作当中，全面提升相关工作人员的工作水平。通过开展 相关的教育，提高工作人员对防腐蚀工作的重要性的认知，促进他们在制 度框架内更积极的进行相关的工作，积极沟通、认真工作，保证机械设备 时刻处于最佳状态运转工作。

3.3  通过化学方法提高化工设备的防腐性能

钻井设备一般工作在周围布满液体的环境，这就为采用化学方法防 腐提供了良好的环境。利用电解过程中溶解阴极保护养鸡的原理，通过在 钻井设备上外接电源，将设备作为阳极，阻止设备通过失去离子或电子形 成的腐蚀，达到保护的作用。利用电解原理进行钻井设备防护在理论上可 行，但在实际操作过程也出现了一些实际问题。如实际使用过程部分钻井 设备本身带电或者需要在带电的情况下工作，就需要对现有的电解防腐方 法进行改进了，需要在实际使用过程中将正极的金属设备材料更换为非金 属导电材料或者其他的惰性金属，这样可以在保证正常运行的情况下对设 备起到腐蚀防护的作用的[3]。

3.4  改进结构工艺

石油钻井机械设备的防腐蚀能力与结构工艺有着密切的关系，所以我 们需要充分考虑到涂层可能被破坏等因素，对石油钻井机械设备内部结构 进行适当的调整、优化。石油钻井机械设备的工作环境比较复杂，长时间 与原油接触，原油大都具有腐蚀性，因此石油钻井机械设备的强度也要满 足使用需求。石油机械设备工艺设计过程中，充分考虑到石油钻井机械设 备的运行效率，还要注意预留腐蚀余量，最大程度的降低石油钻井机械设 备受到介质腐蚀的几率。

3.5  构建防护机制

没有规矩不成方圆，企业需要建立健全石油钻井机械设备维护保养机 制。完善的石油钻井机械设备维修和保养计划是业规划中的重点工作，石 油钻井机械设备的腐蚀是经过长时间的积累造成的，因此想要做好石油钻 井机械设备的防腐工作，就要从日常的机械设备维修和保养做起，才能从 根本上解决石油钻井机械和设备的腐蚀问题。石油钻井机械设备腐蚀并不 是短时间内形成的，这是经过时间积累的结果。想要推动石油钻井工作的 顺利开展，必须从石油钻井机械设备入手，积极解决石油钻井机械设备腐 蚀问题。一方面，企业应该形成调查机制，对石油钻井机械设备腐蚀原因 进行调查，对腐蚀问题进行归类，制定类型问题的应对方法。另一方面， 企业应该形成监督机制，考察维护保养人员是否严格遵照防腐工作标准， 对石油钻井机械设备进行处理，使石油钻井机械设备防护工作更加高效[4] 。 4 结束语

综上所述，为了提升设备的使用寿命，保障设备使用过程中的稳定性 和安全性，必须综合分析造成石油钻井机械设备腐蚀的具体原因，对症施治，进行有针对性的维护工作。

参考文献：

[1]李丙虎.石油钻井机械设备腐蚀原因及措施[J].化工管理，2020（24）：151- 152.

[ 2] 雷宇. 石油钻井机械设备管理和维护浅谈[ J ] . 化学工程与装备， 20 1 9 （02）：158-159.

[3]宋洋.如何提高石油钻采设备的抗腐性[J].清洗世界，2019，35（05）：33-34.

[4]李宏伟.浅析如何做好石油钻井机械设备的管理与维护[J].中国石油和化 工，2016（S1）：278.

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