[发明专利]一种自抛光防腐防垢涂层及其制备方法

说明书

一种自抛光防腐防垢涂层，由内至外依次为，惰性金属层、活泼金属层、封孔层，依次制备于油管、套管或地面管道内外壁上；其制备方法是，步骤1，采用热喷涂方法，将惰性金属喷涂在管道外壁，作为惰性金属层；步骤2，采用热喷涂方法，将活泼金属喷涂在惰性金属层外，作为中间层；步骤3，采用刷涂方法，将材质为高分子或钝化液态合金刷涂在中间层外，作为复合涂层的表层；在高矿化度水中，该涂层会发生逐层剥蚀，使垢和腐蚀产物难以附着，具有自抛光、防腐、防垢的特点。

技术领域

本发明属于油气田腐蚀与防护技术领域，具体涉及一种自抛光防腐防垢涂层及其制备方法，主要用于油管、套管或地面管道内壁或外壁的防腐防垢。

背景技术

随着油气田勘探开发的不断深入，油气开采面临的环境越来越恶劣，特别是高矿化度水、高含二氧化碳和硫化氢等工况的出现,使得油气田井筒和地面的腐蚀和结垢问题越来越突出，包括发生在油管、套管和地面管道的内外壁。部分管线或井筒，仅生产1个月就要检泵或清管一次，给生产带来较大影响和安全隐患。

腐蚀和结垢存在协同作用关系。首先，油井管或地面管道局部腐蚀后，粗糙度增加，垢很容易在该处沉积和堆积，导致结垢速率显著增加。其次，油井管或地面管道局部结垢后，很容易造成垢下腐蚀。由于该处垢下和周围的自腐蚀电位或氧含量存在一定差异，会形成氧的浓差电池，导致电化学腐蚀，使其腐蚀速率显著增加。因此，腐蚀和结垢是相互促进，相互影响的协同作用关系。

目前在用的油井管或地面管道的防腐涂层主要以有机涂层居多，但应用过程中发现，油管在下井过程中不可避免的要发生摩擦和碰撞，造成涂层破损，裸露出来的金属在井下服役过程中很容易出现“大阴极小阳极”的电化学腐蚀现象，反而会加速管柱的穿孔失效。目前常用涂层，不论是几层结构，最外侧基本都是钝化层或致密层，主要靠阻隔腐蚀介质进入，达到防腐的目的，没有自抛光的作用，垢层很容易在表面附着，且随着附着的增加，粗糙度增加，结垢更加容易，因此，很难实现自抛光防腐、防垢的双重目的。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自抛光防腐防垢涂层及其制备方法，使油井管或地面管线腐蚀速率和结垢速率显著下降，保护油管、套管或地面管道不被腐蚀，最终通过复合涂层的自抛光作用实现防腐、防垢的双重目的，具有自抛光防腐、防垢双重作用。

为实现上述目的，本发明的采用的技术方案是：

一种自抛光防腐防垢涂层，包括有惰性金属层、活泼金属层、封孔层；惰性金属层、活泼金属层、封孔层由内至外依次设在管道内壁或外壁。

所述的惰性金属层为复合涂层的底层，其材质采用自腐蚀电位≥-0.32V的合金。

所述的惰性金属层的材质采用镍基合金、不锈钢或钛合金中的一种。

所述的活泼金属层材质为自腐蚀电位≤-0.53V的合金。

所述的活泼金属层材质为铝合金或锌合金中的一种。

所述的封孔层为复合涂层的表层，复合涂层的材质为高分子或钝化液态合金。

所述的封孔层采用锌涂料、有机涂料或改性树脂。

一种自抛光防腐防垢涂层的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，油管、套管或地面管道表面经除油，喷砂除锈，清洗干燥；

步骤2，采用热喷涂方法，将惰性金属喷涂在管道内壁或外壁，作为惰性金属层；

步骤3，采用热喷涂方法，将活泼金属喷涂在惰性金属层外，作为中间层；

步骤4，采用刷涂方法，将材质为高分子或钝化液态合金刷涂在中间层外，作为复合涂层的表层，即封孔层。

所述的封孔层，刷涂数量M由孔隙度决定；刷涂数量M的具体计算方法如下：