石油鉆井機械設備腐蝕原因及措施研究

梁敬鋒

摘? 要： 我國石油鉆井創造了巨大的經濟效益、社會效益，為了保證石油行業的穩態發展，需要對石油鉆井機械設備進行考察，提升石油鉆井機械 設備質量。值得注意的是，石油鉆井機械設備容易受到外部環境影響，與介質發生化學反應，導致機械無法正常運轉。為了避免出現這一情況， 需要采 用防腐手段，解決機械故障問題。

關鍵詞： 石油鉆井;機械設備;腐蝕原因;措施

引言

鉆井行業的施工過程中腐蝕現象十分普遍，腐蝕主要指的就是機 械設備在使用的過程中與水或者其他介質接觸產生的化學反應，對設備 的外觀、尺寸都產生了較大的影響，嚴重的情況下可能造成設備出現變 形。機械設備在不斷的腐蝕情況下外壁就會變得越來越薄，最終可能造 成設備出現穿孔現象，對設備的正常使用和操作人員的人身安全都產生 一定的威脅。

1 機械設備常見腐蝕的類型

（ 1 ）均勻腐蝕。對于一些金屬而言，出現的腐蝕比較均勻。其危害性 較小，這是因為均勻腐蝕的范圍大，容易被工作人員及時發現并予以相關 處理，因此能及時防止設備出現更嚴重的腐蝕。（ 2 ）局部腐蝕。這種類型 的腐蝕只出現在特定區域或局部區域，其危害性比均勻腐蝕大，因為局部 腐蝕不易被發現和預防，容易加重腐蝕程度，很可能造成重大安全事故。

2 石油鉆井機械設備腐蝕原因分析

石油鉆井機械設備的腐蝕原因如下所示：第一，在鉆井設備生產中， 不同類型的金屬材料同時應用，材料晶粒的粗細程度對抗腐蝕能力產生影 響， 金屬材料的晶粒越細， 其抗腐蝕能力越強 ;金屬材料的晶粒越粗， 其 抗腐蝕能力越弱。除了受到晶粒粗細影響外，金屬材料還受到粗糙程度的 影響，金屬材料的粗糙度越大，其腐蝕速度越快 ;金屬材料的粗糙度越 小，其腐蝕速度越慢[1]。第二，①工作環境中的氧、酸、堿和水分等會對 設備造成不同程度的腐蝕;②在石油鉆井過程中機械設備與鉆井中存在的 各種液體直接接觸，這些液體包含水、泥土、壓縮空氣，同時還可能夾雜 部分具有清潔功能的沖洗液、乳狀液等，這些液體攜帶的化學成分就極有 可能腐蝕設備上與液體接觸的表面;③石油中的多硫化物、硫化物和氯化 物與機械表面發生化學反應，引起機械設備的腐蝕，同一臺設備接觸多種 物化性質各異的介質，會加速腐蝕;④設備的腐蝕與介質的流速有關，無 論是液體還是氣體，其流速越快腐蝕程度越嚴重。⑤與介質的溫度在關， 溫度越高，腐蝕越嚴重。第三，石油鉆井機械設備在實際生產中會接觸鉆 井液。鉆井液，是鉆井過程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環 流體總稱。鉆井液是鉆井的血液，又稱鉆孔沖洗液。鉆井液按組成成分可 分為清水、泥漿、無粘土相沖洗液、乳狀液、泡沫和壓縮空氣等，鉆井液 中的化學成分會對設備腐蝕程度產生影響。第四，防腐設計體系不健全。 防腐設計工作的開展缺乏針對性，脫離實際而呈現出理論化趨勢。對防腐 設計的關注度不高，一旦發生事故，很難及時處理。沒有對設計方案進行 反復審核，容易埋下隱患。另外，在實施過程中對于細節和全局的銜接沒 有做好把控，影響到石油機械設備防腐設計的可靠性和可行性。

3 石油鉆井機械設備腐蝕防護措施

3.1? 優化材料選擇

目前我國大部分石油機械設備的材質都是碳鋼，碳鋼的機械設備成本 都比較高，因此還是有一些企業為了節約成本，沒有采購碳鋼材質的石油 機械設備，只是選擇一些成本比較低的合成材料，在表面進行簡單的防腐 處理，從材質上就沒有選擇抗腐蝕強的材料，產生的防腐蝕效果自然不夠 理想。工程項目施工過程中，一般使用的材料外側都有防腐層，起到了很 好的防腐效果，但是防腐層很容易受到各種因素的影響而發生破損，因此 石油機械設備的局部可能出現腐蝕現象，其中比較常見一種就是電化學腐 蝕，增加了機械設備的維修保養成本，還對周邊的環境產生污染。材料是 石油鉆井機械設備在生產時的首要考慮因素，針對實際的使用環境，考慮 其的耐腐蝕性，同時還要考慮環保因素，選擇環保材料，最后還要對材料 的使用壽命進行判斷[2]。

3.2? 開展培訓，提升相關工作人員能力與意識

為了相關抗腐蝕與反腐蝕工作能夠順利開展，應當積極展開相關的技 術能力培訓，通過對相關地理知識、化學知識等延展知識的培訓，促進他 們跨學科交叉發展自身的知識結構，提升相關工作人員對防腐蝕工作的立 體認知，應用于工作當中，全面提升相關工作人員的工作水平。通過開展 相關的教育，提高工作人員對防腐蝕工作的重要性的認知，促進他們在制 度框架內更積極的進行相關的工作，積極溝通、認真工作，保證機械設備 時刻處于最佳狀態運轉工作。

3.3? 通過化學方法提高化工設備的防腐性能

鉆井設備一般工作在周圍布滿液體的環境，這就為采用化學方法防 腐提供了良好的環境。利用電解過程中溶解陰極保護養雞的原理，通過在 鉆井設備上外接電源，將設備作為陽極，阻止設備通過失去離子或電子形 成的腐蝕，達到保護的作用。利用電解原理進行鉆井設備防護在理論上可 行，但在實際操作過程也出現了一些實際問題。如實際使用過程部分鉆井 設備本身帶電或者需要在帶電的情況下工作，就需要對現有的電解防腐方 法進行改進了，需要在實際使用過程中將正極的金屬設備材料更換為非金 屬導電材料或者其他的惰性金屬，這樣可以在保證正常運行的情況下對設 備起到腐蝕防護的作用的[3]。

3.4? 改進結構工藝

石油鉆井機械設備的防腐蝕能力與結構工藝有著密切的關系，所以我 們需要充分考慮到涂層可能被破壞等因素，對石油鉆井機械設備內部結構 進行適當的調整、優化。石油鉆井機械設備的工作環境比較復雜，長時間 與原油接觸，原油大都具有腐蝕性，因此石油鉆井機械設備的強度也要滿 足使用需求。石油機械設備工藝設計過程中，充分考慮到石油鉆井機械設 備的運行效率，還要注意預留腐蝕余量，最大程度的降低石油鉆井機械設 備受到介質腐蝕的幾率。

3.5? 構建防護機制

沒有規矩不成方圓，企業需要建立健全石油鉆井機械設備維護保養機 制。完善的石油鉆井機械設備維修和保養計劃是業規劃中的重點工作，石 油鉆井機械設備的腐蝕是經過長時間的積累造成的，因此想要做好石油鉆 井機械設備的防腐工作，就要從日常的機械設備維修和保養做起，才能從 根本上解決石油鉆井機械和設備的腐蝕問題。石油鉆井機械設備腐蝕并不 是短時間內形成的，這是經過時間積累的結果。想要推動石油鉆井工作的 順利開展，必須從石油鉆井機械設備入手，積極解決石油鉆井機械設備腐 蝕問題。一方面，企業應該形成調查機制，對石油鉆井機械設備腐蝕原因 進行調查，對腐蝕問題進行歸類，制定類型問題的應對方法。另一方面， 企業應該形成監督機制，考察維護保養人員是否嚴格遵照防腐工作標準， 對石油鉆井機械設備進行處理，使石油鉆井機械設備防護工作更加高效[4] 。 4 結束語

綜上所述，為了提升設備的使用壽命，保障設備使用過程中的穩定性 和安全性，必須綜合分析造成石油鉆井機械設備腐蝕的具體原因，對癥施治，進行有針對性的維護工作。

參考文獻：

[1]李丙虎.石油鉆井機械設備腐蝕原因及措施[J].化工管理，2020（24）：151- 152.

[ 2] 雷宇. 石油鉆井機械設備管理和維護淺談[ J ] . 化學工程與裝備， 20 1 9 （02）：158-159.

[3]宋洋.如何提高石油鉆采設備的抗腐性[J].清洗世界，2019，35（05）：33-34.

[4]李宏偉.淺析如何做好石油鉆井機械設備的管理與維護[J].中國石油和化 工，2016（S1）：278.

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