高频感应熔覆制备耐蚀耐磨涂层.研究

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1、关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油大学(华东)或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：塑亟鱼：吼砷年／月／日学位论文使用授权书本人完全同意中国石油大学(华东)有权使用本学位论文(包括但不限于其印刷版和

2、电子版)，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门(机构)送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者躲翅亟鱼：指导教师签名：至型蕉日期：埘年／月／日日期：2口口7年莎月／El中国石油大学(华东)硕士学位论文第一章绪论弟一早珀下匕1．1选题背景油田经过多年开发，现在已经到了中、后期，随着油井含水量的增加，因磨蚀造成的油井维护工作量所占比例大幅上升，而且

3、有逐渐上升的趋势【ll。磨蚀是磨损和腐蚀相互作用的总称，抽油杆偏磨问题，实质是磨蚀问题。因油井磨蚀造成抽油杆过早报废，使人力、物力的投入急剧增加，浪费严重。所以应掌握油田油井磨蚀的现状，分析影响油井偏磨的主要影响因素。目前油田的开发已进入高含水期，部分油田的含水量高达94．5％fzl，井液中含有腐蚀性介质，采出液的矿化度高，由于化学腐蚀和电化学腐蚀的双重作用，导致抽油杆的严重腐蚀，进而造成了油井故障。如胜利采油厂采出井液中分解水的溶解氧含量达0．02---0．12mg／L；硫酸还原菌含量达10--,104个／mg；总矿化度达10000~300

4、00mg／L；天然气中C02含量在O．2％乏％之间，有的高达10％以上；55％的井内抽油杆有明显的腐蚀形貌【3】。服役条件下，油井内含量较高的Cl。、S2’离子与抽油杆表面作用后，首先使表面产生腐蚀裂纹，在随后的拉伸交变载荷作用下，裂纹发生疲劳扩展，并最终导致抽油杆疲劳断裂，从而使其失效，所以，抽油杆的主要失效型式是腐蚀疲劳断裂。抽油杆在使用过程中，除了腐蚀问题之外，还伴有磨损。腐蚀和磨损的结合，比单纯的腐蚀或磨损危害更大，原因是磨损会除去设备表面上起缓蚀作用的腐蚀层，从而加速腐蚀面的磨损造成设备故障甚至停产，使油井产量下降。近几年来，由于井

5、液中含水升高，为了稳定原油产量，势必要增大泵冲次，这就进一步加剧了抽油杆的磨损。因有杆泵井磨蚀造成的报废井、待修井、作业井井次正在逐年上升。以胜利油田东辛采油厂为例，目前发现存在磨蚀井占抽油机井的27％，占抽油井开井数的44％，因磨蚀造成的维护工作量占总维护工作量的35％左右，其它采油厂和油田也存在类似问题【4J。这些都严重影响着我国油田高效、低耗生产的发展，如何解决磨蚀问题已经成为采油工程长期的重点工作。1．2抽油杆防腐蚀磨损的研究现状随着油井中高含水期开采阶段的到来，机采井磨蚀问题日益突出，因磨蚀造成的油井维护工作量所占比例大幅上升。而在

6、常规抽油系统中，有杆泵采油是一种最常用的机械采油方法。磨蚀问题严重影响着各大油田高效、低耗生产的发展。随着油井含水的不断上升，磨蚀现象将更加明显，解决磨蚀问题已经成为采油工程的主要课题。在改善抽油杆的耐蚀性、耐磨性方面，国内外做了大量工作。为了满足油田生产的需要，有关生产厂家、使用单位分别从材料、表面处理和生产工艺等入手提出了降低抽第一章绪论油杆腐蚀偏磨的办法和措施【5】。由于抽油杆的腐蚀主要是电化学腐蚀，因此在抽油杆使用时通常采取阳极保护、加入阻化剂、抽油杆涂饰保护层(例如涂料抽油杆、白催化镍磷合金镀层防腐抽油杆)等措施。归纳起来主要有以下

7、三个方面。(1)通过化学成分、热处理工艺上的调整，提高材质本身的耐蚀性能。(2)定期在井里加缓蚀剂。(3)在产品的表面加保护层。在材质方面，解决问题的根本办法是要求抽油杆本身就具有耐蚀性。为了得到耐蚀管材，钢管生产厂家主要作法有如下三种：一是改变钢的化学成分，如减少含碳量和加入适量的铝、铬等提高耐蚀性的元素；二是保证钢管热处理后各部分结构均匀，尤其是加厚端与管身的过渡处；三是提高轧钢产品质量，防止表层脱碳、内部裂纹等缺陷的出现。国外采用20Ni2Mo、2Crl3、4Crl7Mo、铝合金甚至钛合金来制造耐腐蚀的抽油杆【6】。铝合金抽油杆耐腐蚀能

8、力很强，质量较轻，操作轻便，是一种有发展前途的新型抽油杆。国内所用材料主要有20CrMo、35Mn2等调质钢，42CrMo正火与回火钢，以及近几年发展的部分非调质钢