“海洋环境及海上油井管防腐技术研究”专刊主编 邢希金

邢希金,高工、油田化学资深工程师,海洋石油勘探开发油井管防腐研究学科带头人,中国海油青年岗位能手,海洋石油企业标准《海上油气井油管和套管防腐设计指南》及石油行业标准《二氧化碳环境油井和套管防腐设计规程》核心起草人,常用油井管二氧化碳环境防腐选材图版的制定者,海上低成本防腐策略的提出者与倡导者。     

“海洋环境及海上油井管防腐技术研究”专刊序言

近年来随着我国经济建设的高速发展需要,石油天然气消耗量逐年增加,2020年我国石油天然气对外依存度高达72.98%,天然气对外依存度达到45.5%,能源安全超越了警戒线。为确保国家能源安全,我国石油行业纷纷增储上产,海洋石油作为我国能源供给的重要力量异军突起。然而,海洋石油勘探开发成本高昂,海洋环境特殊,环保要求高,生产系统的任何一个泄露事件都可能带来灾难性后果。     

压气机叶片用耐冲刷防腐有机涂层的制备及性能研究

目的 提高压气机叶片有机涂层的耐冲刷和防腐性能.方法 以氨基改性环氧树脂为粘接剂,通过加入高硬度Al2O3填料以及其他着色、防锈颜料,并充分分散,制备一种具有耐冲刷防腐功能的有机涂层.通过摆杆硬度测试、磨耗测试、冲刷测试、腐蚀测试及其他力学性能测试,对耐冲刷防腐有机涂层的综合性能进行评价,对比高硬度Al2O3填料含量对...     

AV30涂料应用于飞机结构件防腐性能的研究

针对飞机内部典型结构的局部腐蚀环境进行了加速腐蚀环境及加速腐蚀试验方法研究,提出了适用于飞机内部结构重腐蚀区涂层的加速试验环境谱.结果表明,与现役飞机涂层相比,AV30脱水防腐涂层的抗环境腐蚀性良好,同时总结了轻质材料钛合金连接结构涂层的腐蚀失效特点.     

三种除锈方式对Q235钢表面涂层耐蚀性能的影响

目的对比研究3种不同除锈方式(打磨除锈、先除锈后磷化、除锈-磷化一体化)处理Q235钢表面后,对涂层的耐腐蚀性能的影响。方法在3种除锈方式处理后的Q235钢表面喷涂石墨烯环氧富锌底漆,测试涂层的附着力,通过中性盐雾试验测试涂层的耐腐蚀性能。结果Q235钢经过除锈-磷化一体化处理后,表面性能变优,涂层附着力达到13.6MPa,1000h中性盐雾试验后,涂层不起泡、不脱落,腐蚀程度小。结论除锈-磷化处理Q235钢表面可有效提高防腐涂层的耐蚀性能,与先除锈后磷化相比,简化了工艺过程。     

一种新型静电强化旋风除尘器的研究

对一种新型电强化旋风除尘器模型进行了系统的实验研究 ,通过对这种旋风器加电前后各性能的实验测定和作用机理研究 ,总结出该型电旋风器的特点 ,并对电强化前后的总效率和分级效率作了分析 ,揭示出该型旋风器电强化方式的规律     

新型介孔吸附剂的制备及吸附性能

采用挥发诱导自组装(EISA)技术,以乙醇为溶剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为结构导向剂,合成了孔径为5.4nm的巯基功能化介孔材料,并用FTIR、EA、N2吸附-脱附和XRD分析技术对介孔材料进行了表征.同时,以Cr3+、Pb2+为目标污染物,考察了介孔吸附剂对污染物的吸附性能.结果表明,介孔吸附剂的吸附性能受pH值(初始与终态值)、振荡时间、温度和重金属离子初始浓度的影响显著.在T=303K、pH=5、振荡时间为1h,振荡频率为150r·min-1,污染物初始浓度低于0.4mmol·L-1时,吸附剂对Cr3+、Pb2+的去除率分别在85%和90%以上.介孔吸附剂对Cu2+、Pb2+的等温吸附行为与Langmuir模型相吻合(R2>0.992).     

某机械陀螺长贮性能演变规律及性能退化模型研究

目的 针对长期贮存后机械陀螺的性能退化会影响制导系统侧偏和射程的问题,提出一种性能退化预测模型的建立方法,用于掌握机械陀螺长贮性能退化规律。方法 首先,针对机械陀螺结构特性和贮存环境,确定敏感应力为温度,加速模型为阿仑尼乌斯模型,开展机械陀螺的加速贮存试验。其次,对加速贮存试验过程中的机械陀螺进行周期性的参数检测,分析各性能参数随试验时间的性能退化演变规律,确定垂直漂移为其退化敏感参数。最后,拟合垂直漂移参数在各温度应力下的性能退化曲线,建立性能退化轨迹模型。结果 采用实际自然环境贮存6、7、8、10 a的性能数据对模型进行验证,模型预测准确度分别为86.70%、96.28%、91.53%、85.92%。结论 建立的性能退化模型评估准确度在85%以上,该模型可应用于指定贮存时间下机械陀螺仪的性能退化行为预测。     

一种鱼腥草生物炭对水中Cr (Ⅵ)吸附性能研究

本研究采用在高温下煅烧鱼腥草,用HNO3处理制备吸附剂。在以空气为载气的条件下用SHMADZU DTG-60差热-热重分析仪得到鱼腥草的最佳热解温度为476℃,XRD分析结果表明其主要由半晶体涡轮层炭和一些矿物质组成,傅里叶红外光谱分析(FTIR)表明其表面的芳香环和吡啶环的C═C和O─H伸缩振动位移较大,可能是吸附活性位。单因素实验结果表明在p H为1、吸附剂用量为0.3 g、吸附时间为120 min时对Cr(Ⅵ)去除率最高,达到99.2%。用Langmuir和Freundlich吸附模型对该吸附过程进行拟合,发现鱼腥草生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附更符合Langmuir吸附模型。此外,吸附热力学研究结果表明该吸附为自发过程。     

一种新型滑动集电材料的研制及性能研究

利用粉末冶金 /挤压的方法制作了一种新型的Cu C滑动集电材料 ,并对该材料的机械物理、摩擦磨损性能进行了检测 ,结果证明该材料具有较高的抗拉强度、适中的表面硬度、较低的电阻率、优良的摩擦磨损性能 ,是一种较为优良的电力机车滑板材料。其性能测试结果和铁道部标准要求相比 ,优于铁道部标准要求。     

我国海上油井管腐蚀与防护研究进展

总结了我国海洋环境油井管的防腐实践,为类似油气田开发提供技术参考。指出了我国海上油气井的环境与腐蚀状况,针对腐蚀环境特征,分仅含二氧化碳井下环境、含硫井下环境及热采井高温环境进行防腐技术总结。海洋环境油井气井内、外腐蚀均较严重,外腐蚀主要为海洋环境大气腐蚀,内腐蚀失效的原因多为CO2引发的腐蚀,此外因作业需要,井筒内流体性质的变化也加剧了内腐蚀失效。针对单独CO2腐蚀环境,建立了海上特色的防腐图版,并提出三种低成本防腐策略;针对H2S腐蚀环境,开展了不同材质的腐蚀规律研究与服役寿命预测;针对热采井高温腐蚀环境,开展了氧含量、高温腐蚀与热应力叠加强度变化研究。研究认为,海洋环境油气井外腐蚀可采取涂敷、牺牲阳极、阴极保护,井下CO2腐蚀可以采用防腐选材图版选择合适材质,为降低成本可以采用组合管柱防腐,含H2S环境可采用碳钢或低铬钢,以降低硫化物应力开裂(SSC)和应力腐蚀(SCC)风险,热采井宜控制含氧量及热强度衰减的影响。     

油田用双金属机械复合管失效原因分析与对策

目的 分析研究双金属机械复合管的失效原因,并提出改进措施。方法 对比说明双金属机械复合管几种常见的典型制造方法及其优缺点,介绍应用中典型传统焊接工艺焊接的环焊缝腐蚀剌漏或穿孔、环焊缝开裂、内衬塌陷或鼓包以及爆管等常见的失效形式,利用现场应用的失效实例、统计数据和室内检测结果,分析这些失效类型的原因,并提出针对性建议或措施。结果 双金属机械复合管几种典型的制造方法各有优缺点,但其产品的内衬与基管的结合力均较小。造成其管材失效的主要原因有高压、高温、含CO2/Cl^–腐蚀介质、封焊结构、焊接工艺、外防腐层施工、应力腐蚀或电偶腐蚀等。根据现场应用实践,提出并应用了管端堆焊结构、环焊缝用镍基合金焊材、增加内衬厚度和小管径等防止失效的建议或措施,取得很好的防护效果。结论 造成此类管材失效的因素有腐蚀、封焊结构、焊接、外防腐施工及应力腐蚀或电偶腐蚀等,可采取堆焊结构、镍基合金焊材、厚衬层和小管径等措施。     

油田单井清洁生产探讨

江苏油田某基层采油队边远单井为例,对单井实施清洁生产现状和问题进行分析,从单井采油生产地面工程配套工艺技术、清洁生产配套工艺等方面,探索单井实施清洁生产的有效措施和办法.     

新型钛铜复合管在流动海水中的腐蚀行为

设计了循环管路,通过海水管路冲刷腐蚀试验,对比研究了新研制的爆炸焊钛铜复合管与铜管的耐海水腐蚀性能。宏观和微观腐蚀形貌以及微观成分分析表明,在海水冲刷作用下,铜管受到腐蚀,微观表面呈现颗粒状形貌,钛铜复合管无腐蚀,表现出了良好的应用性能。     

石油长输管道工程对生态环境的影响

分析石油长输管道工程对生态环境要素,即天然植被、人工林地、牧场、农田、绿洲、土壤和野生动物的影响,并提出工程对７种生态类型损失量的计算模型。在环境保护对策方面,提出生态恢复能力的３种指标值,用以表示施工后地表生态环境恢复的程度,并以此提出降低工程损失和加快生态环境恢复的措施。     

某型号伺服排油管动力学特性研究

目的 通过对某型号伺服排油管动力学特性研究,为管路设计方案的确定提供依据。方法 对三种设计方案的伺服排油管进行振动试验,测量其关键位置的应变响应,并结合有限元计算进行结果分析。结果 该伺服排油管的谐振频率在180 Hz附近,当振动环境在180 Hz附近有峰值时,会发生耦合共振,管路应变很大。结论 管路设计时谐振频率应避开环境的危险频率,无法避开时需要对管路进行加强。     

发射药药粒力学性能试验研究

采用从垂直于纵轴方向施加单向静态压缩载荷的方式,对发射药药粒侧面受压力作用时的力学性能进行试验研究,得出抗压强度随压痕尺寸的变化规律。对药粒侧面受力时的抗压强度进行研究具有可行性和重要意义。     

人口密集多网并汇区油气管道的安全性与可靠性分析

介绍了油气管道运行安全现状,阐述了我国多网并汇区域形成的原因,揭示在灾害性载荷下的腐蚀事故及其次生灾害是我国人口密集区多网并汇管道安全性和可靠性管理的重点和难点,其主要灾害性载荷形式是腐蚀环境和第三方作用,且第三方载荷通常以加速腐蚀的形式发生作用,使油气管道的安全隐患与日俱增,为此,提出了相关建议。     

机械能作用下中温快速制备渗钛涂层的研究

将传统的粉末包埋渗和表面纳米化工艺相结合,得到一种中低温快速制备金属涂层的方法,在低温(400～600℃)、短时间(30～120min)下成功制备了一系列金属铝化物涂层.将此方法用于金属表面的渗钛处理,利用两种不同的活化剂NH4F和AlCl3·6H2O Fe2O3,借助介质球的冲击效应,在650℃振动处理180min就可在碳钢表面制备10～15μm厚的渗钛层.SEM和XRD研究结果表明,渗钛层的结构与选用的活化剂种类有关.在HCl质量分数为5%的溶液中进行的极化曲线测试结果显示,用NH4F、AlCl3·6H2O Fe2O3作活化剂,所制备的渗钛层腐蚀速度分别为0.32 mA/cm2、0.07 mA/cm2,相对于碳钢空白样(其腐蚀速度为4.4 mA/cm2),其耐蚀性分别提高了13.75、62.85倍.     

模拟在役井注减氧空气对1Cr-L80井筒管材防腐研究

目的 在充分调研陆上及渤海周边相似油气田注气开发井筒腐蚀情况的基础上,明确注减氧空气开发井对井筒全寿命周期管材腐蚀速率大小.方法 系统性开展注气井不同含氧量条件下的动态腐蚀实验研究,并对生产井动态腐蚀进行评价,深入分析减氧空气对油井管腐蚀行为,分类分层次分析归纳注减氧空气工况管柱腐蚀特性、腐蚀速率影响因素以及管柱腐蚀风...