[实用新型]防腐合金化表面改性油套管

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田所用油水井内油套管及地面管道的防腐问题，特别是管道表层具有合金防腐层的防腐合金化表面改性油套管。

背景技术

随着油田开采时间的延长，部分地区已进入高含水开发后期，为了提高原油的采收率，已陆续使用注聚及注三元液驱油。然而，这样也加重了油水井油套管及地面管道腐蚀的严重性，不但导致油水井不能正常生产，造成一定的经济损失，而且破损管道中液体的泄漏严重污染了环境，使得报废油套管堆积如山，原材料的大量浪费，导致生产成本增加。

发明内容

为了减少油水井内管路、套管及地面管道因腐蚀而导致原材料的浪费现象，降低生产成本，本实用新型提供一种防腐合金化表面改性油套管。该防腐合金化表面改性油套管可以避免油套管腐蚀问题，将油田废旧油套管变废为宝，即降低生产成本，又可带来具大的经济效益。

本使用新型技术方案是：一种防腐合金化表面改性油套管，包括钢铁材质的原管路，其中，在所述的原管路表层附着有防腐合金层。

所述的防腐合金层为铝－铬合金层表层。

本实用新型的有益效果是：由于该防腐合金化表面改性油套管是将油田废旧油套管表层经过高频感应加热，将铝－铬合金粉末扩渗到油套管表层，使得油套管的表层强度提高，改变并延长油套管的防腐寿命，从而解决了油水井内油管、套管及地面管道的腐蚀问题，将油田废旧油套管变废为宝，即降低生产成本，又可带来具大的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2该防腐合金化表面改性油套管的金相组织结构示意图。

图中 1-原管路，2-防腐合金层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

由图1及图2所示，该防腐合金化表面改性油套管，包括钢铁材质的原管路1，其中，在所述原管路1的表层附着有防腐合金层2。作为一种优选方案，所述的防腐合金层为铝－铬合金层。

防腐合金化表面改性油套管表层的铝－铬合金层形成的具体工艺步骤如下：

首先，将原管路表面通过酸洗处理干净；同时将Al-Cr粉末50％+Al₂O₃48～49%+NH₄Cl1%～2%，在150℃时烘干1～2h；然后在980～1100℃高频感应加热，将铝－铬合金粉末在10-20秒内扩渗到原管路表层，然后迅速淬火处理至室温。

上述的防腐合金化表面改性油套管的表层防腐合金层，是利用高频感应将油田废旧管路表层加热，将铝－铬合金粉末扩渗入管路表面，利用合金粉末与碳的亲合力，从铁中获得碳原子的能力。由于铬的原子直径较大，渗入管路中造成晶格畸变，表面能升高，但由于铬与碳亲和力比铁强，与碳形成碳化物，可使晶格畸变减少，表面能降低，使铝－铬金属原子不断渗入，形成金属合金渗层。因在较高温度下，钢铁中晶格空隙较大，渗入的金属原子动能大，金属原子也较容易进入基体金属中，在渗入铝－铬金属原子向内扩散和基体碳原子向外扩散的双向扩散作用下，渗层厚度比较低温度下渗层厚显著增加。迅速水冷的目的是：由于感应加热是将管表面温度迅速升高，迅速冷却防止热传导，减少热变形及内应力变化；此外，对管路表面渗层直接淬火处理，提高表面渗层厚度；再有就是防止渗层氧化变色。上述在废旧管路的表层形成防腐合金层的过程同样适用于在新管路的表层扩渗铝－铬合金粉末，形成耐腐蚀的合金层，使得油套管的表层改变防腐能力，延长油套管的防腐寿命。

经过高频感应渗层后的金相组织结构如图2所示，表层组织为铝铬碳化物，即铁－铝－铬合金，心部为贝氏体及铁素体。铁－铝－铬合金具有高的强度和硬度，可以显著提高工件耐磨性、抗腐蚀性能及抗高温氧化特性，如下表1所示，从腐蚀速率失重看，渗铝铬合金化后的管路耐蚀性较好，实现了管路表面不锈钢化，延长管路的防腐寿命，从而解决了油水井管路及地面管道的腐蚀问题，将油田废旧管路变废为宝，即降低生产成本，又可带来可观的经济效益。

表1 耐腐蚀性能比较（浸泡24小时）      (单位：g)

腐蚀介质10%HCl10%H2SO10%HCl+10%H2SO4+10%HNO平均原始状态J55试片1.8571.1460.9711.325渗铝铬合金化J55试片0.0340.0280.0570.0401Cr13钢0.4340.7280.7360.633