外应力对套管腐蚀速率的影响

受腐蚀性油气介质的影响，油气井套管在生产过程中将发生腐蚀，从而导致服役管柱的损坏，除化学腐蚀外，管体中由于流体压力而产生的应力也将影响管柱的腐蚀。针对管体所受外部应力会加速腐蚀速率、严重缩短管柱服役寿命这一现象，结合化学力学效应理论，分二向应力和三向应力2 种情况，建立了外应力影响套管腐蚀速率的解析模型，给出了计算应力影响管柱寿命衰减的解析公式。算例计算结果显示，该模型所得结果与目前文献中应力对腐蚀速率的影响实验研究结果相符；管柱所受应力越大，管柱实际寿命衰减得越快。该结论对精确确定管柱的寿命具有重要的参考意义。     

井筒载荷-腐蚀耦合作用对碳钢套管服役寿命的影响

基于应力-腐蚀介质协同作用原理,结合化学力学效应理论,对高温高压超深井碳钢油、套管在使用过程中面临着CO2、H2S等腐蚀介质以及拉、压等复杂载荷建立了结合热应力影响套管腐蚀速率的解析模型,给出了计算应力影响管柱寿命衰减的解析公式,研究了碳钢油井管服役寿命,并对内压力、挂片实验实测腐蚀速率以及壁厚对碳钢套管服役寿命的影响进行了研究。结果表明,解析模型所得结果与文献报道的应力对腐蚀速率的影响结果相符。在井筒载荷及腐蚀工况下,增加壁厚相对于减小套管内压力,增加套管使用寿命效果不明显。初始腐蚀速率对套管的服役寿命影响较大,当管柱所受应力越大,管柱实际寿命衰减得越快。     

磨损套管应力集中对腐蚀速率的影响

在套管服役的过程中,酸性气体硫化氢、二氧化碳会对套管产生严重的腐蚀作用,导致套管的强度和寿命降低,甚至造成严重后果。同时,在钻井过程中,套管不可避免地受到钻柱的磨损作用,这不仅导致套管强度降低,而且对酸性气体的腐蚀产生一定的加速作用,导致套管提前失效。论文首先通过磨损套管段应力分布的解析模型确定套管磨损部位的应力集中系数,然后讨论在富含硫化氢环境下套管应力集中对其磨损部位腐蚀速率的影响作用,得到了套管磨损导致其腐蚀速率加速的计算方法。通过实例分析发现,套管磨损产生的应力集中确实在一定程度上加速套管腐蚀,因而在酸性气井钻井过程中更有必要采取有效措施来预防套管磨损。     

渤海油田油管腐蚀规律及剩余强度研究

近年来,部分老油田地层能量衰减,产量持续降低,需要通过注水进行二次开采,导致油田进入高含水开采期。高含水率的产出流体加速了CO2对油管柱的腐蚀,使油管柱壁厚减薄,强度降低,甚至引起油管柱穿孔、断裂,严重威胁了安全生产。为此,考虑含水率、CO2含量、温度、产量、压力等影响因素,基于ECE腐蚀预测模型,计算了不同条件下油管的腐蚀速率,建立了腐蚀后剩余强度及服役寿命计算方法。最后,运用此模型方法对实例井不同的生产阶段腐蚀规律进行了研究,并利用剩余强度理论对该井油管服役寿命进行预测。同时,分析了主控因素对油管柱腐蚀速率的变化规律。结果表明,CO2含量较低时,含水率成为油管腐蚀的主控因素。通过该模型计算得到的腐蚀速率与现场实测油管柱的腐蚀速率较符合,能有效指导安全生产。     

基于腐蚀速率模型的压力管道剩余寿命预测方法

针对均匀腐蚀压力管道的剩余寿命多根据经验判断缺少理论分析的问题,研究了基于API 579标准的均匀腐蚀压力管道腐蚀速率模型,并基于场指纹法检测技术,创新地提出了分段统计腐蚀速率计算模型。同时,探索了模型对应的压力管道剩余寿命预测的方法,丰富了压力管道安全评定的理论成果,有利于保证压力管道的安全使用。     

融合腐蚀速率与数据驱动的油气管道寿命预测

油气管道在复杂恶劣的运行条件下会受到各种腐蚀因素与管道自身退化的影响，大幅降低管道运行的安全性和可靠性。为提高管道寿命预测的准确度，建立了一种融合腐蚀速率模型和数据驱动的寿命预测方法。首先根据管道的历史退化数据建立维纳退化模型，其次利用腐蚀速率模型对漂移系数进行描述，从而估计模型中的未知参数，最终获得管道剩余寿命的概率密度函数及预测值。以某腐蚀油气管道的退化数据为例，验证该模型的准确性。研究结果表明：结合维纳过程和数据驱动模型，将影响管道腐蚀的外部环境因素和管道自身退化数据充分利用，能够有效预测管道的寿命，具有较好的可行性与适用性。研究结果可为油气管道维修策略制定提供参考。     

腐蚀管道的可靠性评价

油气管道随着服役时间的增加,由腐蚀引起的管道穿孔和断裂等事故隐患加大,因此,对腐蚀管道进行可靠性评价具有重要作用。腐蚀管道的可靠性评价主要涉及对管道剩余强度的评估和剩余寿命的预测。文章介绍了现在常用的腐蚀管道剩余强度的评估方法和剩余寿命的预测方法,运用可靠性理论建立最大安全压力和工作压力的干涉模型以及临界腐蚀深度和实际腐蚀深度的干涉模型。这种基于可靠性理论的评价模型具有一定的合理性,能够最大限度地降低管道工程建设的投资成本,为管道的维修和安全管理提供科学依据,并提出了做好管道基础数据统计工作、加强工程技术人员可靠性理论培训和尽快建立一套完整的评价模型的建议。     

腐蚀缺陷对高压管汇剩余强度的影响分析

对含缺陷的高压管汇进行剩余强度分析很有必要。借助ANSYS有限元分析软件,针对高压管汇常见的内腐蚀缺陷类型,建立矩形均匀腐蚀和球形凹坑腐蚀模型,分析缺陷类型以及形状参数对高压管汇剩余强度的影响。建模时在腐蚀高压直管模型的轴向及环向对称面上加对称约束,为了防止模型产生刚体位移,在纵向对称面外侧加径向方向约束。分析结果认为,缺陷长度和深度对高压直管所受应力的影响较大,宽度对应力的影响较小;凹坑群沿轴向分布时,随缺陷中心距离的增大,缺陷处应力集中程度有减小的趋势。     

油套管力学-化学腐蚀规律分析

从金属的力学-化学腐蚀原理出发,分析了应力对油套管腐蚀的影响规律,结果表明:腐蚀模拟试验中利用N2补压至地层压力在试样上产生的正压力对腐蚀的促进作用很小,可以不予考虑;油套管防腐设计中,管壁表面的液柱压力产生的径向应力对腐蚀的促进作用很小,而内压、外挤等载荷作用在管壁上的应力对腐蚀起到明显促进作用;三轴应力条件下力学因素会对油套管寿命预测结果产生较大影响,不考虑应力对腐蚀的促进作用所预测的油套管寿命延长46.7%。这些研究结果对于具有复杂地应力特征的腐蚀性油气田井下管柱类型(材质、钢级与壁厚)优化设计具有指导意义。     

硫化氢环境下老旧管道失效概率评价方法研究

老旧管道在服役过程中存在着失效风险,而影响老旧管道失效的因素有很多,在众多影响因素中硫化氢对管道产生的腐蚀损伤较严重。为解决受腐蚀损伤的老旧管道安全评估问题,文章建立了一种在硫化氢环境下老旧管道失效概率评价方法。以在硫化氢环境中使用了约20年的老旧集气管道为研究对象,采用蒙特卡洛法模拟管道服役过程中的动态压力和腐蚀损伤引起的剩余强度的变化,计算了单一腐蚀因素引起管道失效的概率,并通过正态分布概率给出管道使用的安全范围。研究结果表明：投运20年以上的含硫老旧管道在氢致开裂实验与应力腐蚀开裂实验中,均未发生开裂。根据模型计算得出,老旧管道依旧可以安全服役,但服役6年后失效概率超过0.5,需要进行整修工作,服役27年后,管道内腐蚀严重,剩余强度降到3.82 MPa,需要更换管道。通过模拟得到了失效概率与腐蚀缺陷和服役时间的关系,为老旧集气管道再服役提供理论依据和参考价值。     

咪唑啉类缓蚀剂腐蚀抑制作用

CO2-H2S腐蚀一直是石油工业的一个棘手问题和研究热点。CO2-H2S腐蚀引起的设备和管道腐蚀失效,造成了巨大的经济损失以及严重的社会后果,所以开展抑制CO2-H2S腐蚀的研究具有深远的经济和社会效应。而咪唑啉类缓蚀剂具有优良的缓蚀性能,随着缓蚀剂质量浓度增加,缓蚀率增加,当N-烷基苯并咪唑啉阳离子缓蚀剂质量浓度为50 mg/L时,缓蚀率达到97.15%。近年,针对CO2-H2S腐蚀问题,采用咪唑啉缓蚀剂处理的研究较多,通过金属与酸性介质接触在其表面形成单分子吸附膜,从而降低其电位达到缓蚀的目的。文中对新型咪唑啉类缓蚀剂(季铵盐、酰胺基、硫脲基、苯并和膦酰胺味唑啉类缓蚀剂)的缓蚀机理以及研究现状作了详尽的概述。     

使用新型二元防腐剂提高油气井防腐效果

油田化学防腐剂又取得了新的进展,一种由环氧树脂和胺类固化剂组合而成的新型二元防腐剂已获专利批准,并且已通过了现场检验。正确使用这种独特的化学剂可在井下金属表面形成氧化膜附着层,即形成防腐剂隔层。与常规极性成膜胺类防腐剂相比,这种化学剂的附着性更强,可减少防腐剂注入次数,降低人力成本,尤其是可减少井下事故。该二元防腐剂比其他类的环氧树脂胺类防腐产品性能更好,应用范围更广。     

谈海上平台的腐蚀与防护

分析了海洋平台结构处于不同环境下的腐蚀机理，提出了相应的防护措施，以保证海洋平台的使用安全性和可靠性。     

气田腐蚀与防腐技术

气田之产物除了天然气、凝析油外，常伴随有水、Ｈ２Ｓ、ＣＯ２、盐分、酸、沉积物等腐蚀性物质，这些腐蚀性物质对气田开采大量采用的钢制设备具有很强的腐蚀性。一旦发生腐蚀破损，不仅造成经济损失，而且危及人身安全。因此正确实措防腐蚀技术是保证气田安全生产的重要举措。本文着重探讨酸性天然气－气田水腐蚀的现象和类型；气田钢制设备腐蚀破坏的特点及典型破坏事例；影响腐蚀的因素及其防腐蚀措施。     

咪唑啉型复配缓蚀剂的缓蚀性能

为满足现场缓蚀要求,咪唑啉型缓蚀剂在实际应用中存在用量大、成本高的问题。对咪唑啉型缓蚀剂进行复配能够提高其缓蚀效果,降低使用成本。按现场要求,对缓蚀剂原液进行复配、稀释,并在饱和CO2模拟盐水和高矿化度模拟盐水中进行静态挂片实验。结果表明,复配后的缓蚀剂加药浓度为5.1 mg/L时具有良好的缓蚀效果;当咪唑啉型缓蚀剂、亚硫酸钠、硫脲和水以质量比为30∶2∶3∶65复配时,复配缓蚀剂的效果最好,适用于含有CO2和高矿化度的油田水处理。     

己内酰胺装置管道腐蚀与防护

己内酰胺装置管道腐蚀主要表现为保温碳钢管道的外腐蚀、磨损腐蚀、不锈钢管道焊接接头的晶间腐蚀和应力腐蚀。文章对各种腐蚀现象进行了分析,对防护措施进行了探讨,并为该装置管道安全运行提出了建议。     

关于腐蚀

较为详细地介绍了腐蚀一词的来源,腐蚀定义的演变过程,通常意义腐蚀的范围和广义腐蚀的范围。     

油品储罐的腐蚀检测与腐蚀防护

分析了油品储罐的腐蚀现象及腐蚀原因 ,指出采用漏磁检测仪代替传统的超声波测厚可以更真实地反映储罐底板的腐蚀情况。涂料 -电化学联合保护是防止油罐底板腐蚀的最佳方案     

加工高酸原油腐蚀与工艺防腐

对含酸高酸原油加工工程中的腐蚀部位、腐蚀机理以及可以采取的防腐蚀措施进行了阐述,特别介绍了从工艺角度可以采取的防腐蚀措施也就是注入防止环烷酸腐蚀的高温缓蚀剂,以及可以注入的部位和所取得的防腐蚀效果等,还就注入缓蚀剂后VGO中铁离子的变化等进行了分析,为确保二次加工原料的合格创造了条件。     

长输管道腐蚀及检测技术

文章分析了长输管道的腐蚀原因,由外及里的土壤腐蚀和由里及外的输送介质腐蚀是长输管道失效的主要原因。介绍了长输管道腐蚀的常用检测技术,比较了常用检测技术的优缺点,指出对管道进行外防腐蚀层、阴极保护效果和内壁检测是全面评价管道腐蚀状况的有效手段。开发智能检测爬行机、管道腐蚀风险评估和预测技术应成为国内管道监检测技术的研究重点。