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更新日期2023-08-02 16:52
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任何一種金屬處于電解質(zhì)溶液里都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的電極電位,不同的金屬在同一種電解質(zhì)溶液里有不同的電極電位,相同的金屬在不同的電解質(zhì)里也有不同的電極電位:電極電位不同就出現(xiàn)了電位差,這個(gè)電位差將推動(dòng)電子流動(dòng)而形成電流。在電流流出的地方,金屬受到腐蝕叫陽(yáng)極區(qū); 在有電流流入的地方金屬得到電子則不會(huì)腐蝕。陰極保護(hù)的原理是給金屬補(bǔ)充大量的電子,使被保護(hù)的金屬整體處于電子過(guò)剩狀態(tài),因此使金屬原子不容易失去電子而變成離子,溶解到電解質(zhì)中去,實(shí)現(xiàn)金屬材料的防腐。
油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)中的采出液和注入水地層水礦化度較高,含有硫化物、二氧化碳、氧氣、硫酸鹽厭氧菌等屬于強(qiáng)電解質(zhì),對(duì)井下油管、套管都具有較強(qiáng)的腐蝕性。在油套環(huán)空構(gòu)成環(huán)空的套管和油管兩種金屬材料的材質(zhì)是不相同的,在電解質(zhì)中的電極電位也不同, 這就形成電化學(xué)腐蝕的原電池,大部分的套管材質(zhì)都優(yōu)于油管材質(zhì),因此油管的電極電位負(fù)于套管的電極電位,當(dāng)他們處于電解質(zhì)中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時(shí),油管作為陽(yáng)極失去電子而發(fā)生電化學(xué)腐蝕,另一方面采出液體和氣體由于溫度、壓力等因素影響的結(jié)鹽、 結(jié)垢和硫化鐵等對(duì)井下油管均起著腐蝕作用。
通過(guò)對(duì)電化學(xué)腐蝕的分析,結(jié)合陰極保護(hù)技術(shù)對(duì)金屬防腐的適應(yīng)性,將陰極保護(hù)技術(shù)的犧牲陽(yáng)極法用于對(duì)油管電化學(xué)防腐,通過(guò)減緩油管的電化學(xué)腐蝕,延長(zhǎng)油管的使用周期。 將油水井犧牲陽(yáng)極與油管連接,在作業(yè)時(shí)與油管一同下入井內(nèi),油管和犧牲陽(yáng)極處于同一個(gè)電解質(zhì)環(huán)境下構(gòu)成一個(gè)新的宏觀電池,這一負(fù)的電極是新電池的陽(yáng)極,而油管則成為陰極,從陽(yáng)極體上通過(guò)電解質(zhì)向油管提供一個(gè)陰極電流,使油管進(jìn)行陰極極化,實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù),隨著電流的不斷流動(dòng),犧牲陽(yáng)極材料不斷消耗掉,油水井犧牲陽(yáng)極消耗的年限就成為油管壽命延長(zhǎng)的年限。油水井犧牲陽(yáng)極可以應(yīng)用于自噴井、抽油井、潛油電泵井、注水井、天然氣井等各類石油天然氣開(kāi)采的油管防腐。
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