[发明专利]一种防腐耐磨减阻油套管

说明书

本发明公开了一种防腐耐磨减阻油套管，用于解决油气井中，油套管防腐、防垢、防蜡、耐磨和减摩阻等问题。其技术方案是：依据油套管服役环境，在油套管内外面上电沉积不同离子，组成合金层，然后经过脱氢、抛光、封堵剂封孔等措施，制造出具有防腐、防垢、防蜡、耐磨和减摩阻性能的油套管。这种油套管能显著降低油套管之间、抽油杆与油管之间、套管与井眼之间的摩擦系数，减少流体在油套管中的流动阻力，延长油套管寿命，提高油气开采效率。防腐耐磨减阻油套管加工难度不大，成本可控，使用范围广泛，便于推广运用。

技术领域

本发明涉及地质资源(石油、天然气、地热水及地下矿物)开采用防腐、防垢、防蜡、耐磨和减摩阻油套管，属于机械加工领域。

背景技术

地质资源(石油、天然气、地热水及地下矿物)的开采设备的腐蚀和磨损被称为两大世界级难题，仅国内石油天然气勘探开发行业中，就有约2.92万口油井存在不同程度的腐蚀和磨损。随着国内油气田开发年限和设备使用年限的增长，尤其是高含硫油气藏和其他含有酸性腐蚀介质的油气藏的开发，腐蚀和磨损给油气行业的设备安全稳定运行带来了日渐凸显的不利影响，油井管首当其冲面临着腐蚀和磨损的挑战。

油套管包括油管和套管。油管是地下资源(石油、天然气、地热水及地下矿物)开发中的一种重要工具，套管是地下资源开采中的重要资产，油套管占整个油井管长度的80-90％，通常情况下，油管被循环使用，套管一次使用定终生。油套管在服役期间，一是长期受内外压、扭曲、弯曲、振动等交变应力作用；二是长时间经受的磨损；三是长时间经受地层流体中的CO₂、H₂S等腐蚀介质作用；四是作业过程中，承受酸化、压裂等试油施工液体的腐蚀，如HCL、HF等。腐蚀、磨损与应力疲劳使油套管成为油井中失效事故的多发点。腐蚀加速了油套管的磨损，磨损又增加了油套管应力，加剧了油套管的应力疲劳和失效。现场调查表明：国外21％的油气井都不同程度的发生过油套管井下断裂事故，国内各油田每年发生油管疲劳断裂事故400多起，直接经济损失巨大。

由油套管失效分析可知，油套管的失效机理是腐蚀疲劳和磨损；油套管的失效部位主要集中在接头丝扣和接头附近处；油套管失效的形式主要包括管体磨损、腐蚀穿孔、粘扣、涨扣；油套管失效的规律是油管内外壁腐蚀、形成腐蚀坑、产生腐蚀疲劳裂纹、裂纹扩展、刺穿、断裂。虽然部分油套管在其内孔内衬保护层(如内衬高密度聚乙烯、内衬陶瓷等)，或者在油套管的内、外面增加涂覆层或镀层(如涂覆环氧树脂粉、镍磷镀、镍钨镀等)镍钨合金等)，但是因为：1、涂覆层或镀层不能有效覆盖油套管的所有面(内外表面)，裂纹、针孔和漏点多；2、涂覆层或镀层与油套管机械性能差异较大，龟裂形成可见裂纹；3、涂覆层或镀层与油套管结合力弱，涂覆层或镀层脱落导致加速油套管集中腐蚀；4、内衬保护层减少了油套管的内径，降低了油套管输送能力；5、内衬保护层增加了油套管的操作难度；6、内衬保护层在增加油套管防腐耐磨性的同时，还加大了与油套管配合使用工具的磨损(如抽油杆和抽油杆扶正器等)；7、无论内衬保护层，还是涂覆层或镀层都对油套管防垢和防蜡作用甚微，等等。目前还没有一种方法，能够解决上述问题。

发明内容

为了克服上述油套管的不足，本发明提供了一种防腐耐磨减阻油套管，其在油气井中，既能够有效的增强油套管防腐、防垢、防蜡和耐磨性能，又能够减少油套管表面的摩擦系数，保持油套管内径尺寸，延长油套管和与之配套工具的使用寿命。

具体技术方案：