[发明专利]一种应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。包括按照重量百分比计的如下成分：自乳化沥青65‑75%，水性丙烯酸树脂乳液15‑25%，水性分散剂0.3‑0.5%、水性消泡剂0.1‑0.2%、水性有机硅流平剂0.2‑0.5%、水性聚酰胺蜡浆0.5‑1%、去离子水4.4‑6%、成膜助剂1‑3%、石墨烯浆0.2‑0.5%。该涂料利用了非离子型乳化沥青的特点，使涂料在抽油杆的表面在低温条件下能够有效提供耐候防腐特性，产生较好的保护作用；同时，又会在温度升高时，完全溶解，不会出现涂层呈颗粒状和呈片脱落的问题。

技术领域

本发明涉及一种应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。

背景技术

钢丝绳抽油杆是抽油机井的细长杆件，它上接光杆，下接抽油泵起传递动力作用。抽油杆单根长度为7.62或8米、9.14m，材质一般是低碳合金钢经过调质处理，在油管内用内螺纹箍一根根连接起来一直延伸到地下油层处的活塞上，通过往复运动来泵油。目前的油井长度一般在两千米左右，以胜利油田为例，最深的以达三千余米。

钢丝绳抽油杆的工作环境非常恶烈，分为以下三种因素：1、一般油井中含有HS、CO、CI-及硫酸盐还原菌，系多元腐蚀介质。不同油田，同一油田的不同油井，同一油井的不同部位存在着不同的腐蚀介质和不同的介质浓度；2、抽油杆工作时，作上下往复运动，承受交变拉伸载荷的作用；3、由于油井有一定的斜度，钢丝绳与油管之间存在滑动摩擦。抽油杆工作在较强烈的腐蚀环境中，其失效主要是因腐蚀引起的破坏；钢丝绳的料选用高碳钢，耐蚀性差；钢丝绳是由若干根钢丝组成，结构具有稀疏性，腐蚀介质可侵入钢丝绳内部，每根钢丝都会与腐蚀介质接触，钢丝绳抽油杆与腐蚀介质的接触面积是钢杆的4.85倍。因此，须对钢丝绳抽油杆进行表面防护。

目前市场上对钢丝绳抽油杆的表面防护方法有很多：如金属涂层：镀锌层、锌铝合金层、热浸铝等；有机涂层：流床法浸渍涂覆塑料、静电涂覆塑料、热挤塑包覆塑料和热喷塑涂覆塑料等。根据油井的腐蚀环境，抽油杆的工作状况及运输要求，在l000多米细长钢丝绳上实施防护工艺的可靠性，现实性和经济性，在分析，比较的基础上决定采用热挤塑包覆塑料和热喷塑涂覆塑料的方法对钢丝绳抽油杆进行表面防护热挤塑包覆塑料用于接体涂层，热喷塑涂覆塑料用于局部(如接头,破损修复)涂层。热挤塑包覆塑料就是使塑料在一定的温度和压力下熔融塑化，并连续通过一个型孔，成为特定断面形状的产品。热挤塑成型主要包括加料、塑化、成型、定型四个过程，其工艺流程如下：钢丝绳检验一钢丝绳除锈一钢丝绳除油一放线准备一挤塑机备料一控制系统动作一挤塑一涂层检验一收线打包。热喷塑涂覆塑料是用火焰加热塑料粉末，将软化的液滴喷射到事先预热到接近粉末熔点的被涂工件上，熔融粉末融合堆积形成涂层。通常，热喷塑工艺流程如下：基体工件表面预处理一表面预热一喷塑一塑(固)化—一检验一潦层修复。

以上防护方法均存在一个安全问题，抽油杆工作时被涂层包覆着，不能将原油摩擦时产生的静电释放，易产生静电火花，加之传统方案不环保，工艺处于被淘汰的边缘。为此，安全要求，抽油杆表面的涂层只能起到临时保护作用，在工作时涂层必须溶解到原油中，不能呈片、呈块脱落，否则会影响抽油机的正常运作。

发明内容

本发明针对钻井机抽油杆的临时性保护需求，开发了一种水性涂料，其利用了非离子型乳化沥青的特点，使涂料在抽油杆的表面在低温条件下能够有效提供耐候防腐特性，产生较好的保护作用；同时，又会在温度升高时，完全溶解，不会出现涂层呈颗粒状和呈片脱落的问题。

技术方案是：

一种应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料，包括按照重量百分比计的如下成分：

自乳化沥青65-75％，水性丙烯酸树脂乳液15-25％，水性分散剂0.3-0.5％、水性消泡剂0.1-0.2％、水性有机硅流平剂0.2-0.5％、水性聚酰胺蜡浆0.5-1％、去离子水4.4-6％、成膜助剂1-3％、石墨烯浆0.2-0.5％。