CN107716239A - 钻井用抗低温钻杆内涂层工艺 - Google Patents

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宋卫国
章丽娜
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Abstract

一种钻井用抗低温钻杆内涂层工艺，包括以下步骤：1、经过高温清洁后的抗低温钻杆采用全自动内表面喷砂处理；2、抗低温钻杆喷砂处理后采用液体环氧酚醛改性涂料TC2000(底)涂料进行底漆喷涂，然后进入底漆连续炉烘烤；3、抗低温钻杆冷却到常温后采用液体环氧酚醛改性涂料TC2000(面)涂料进行面漆喷涂，然后进入面漆连续炉烘烤；4、最终固化。本发明的应用在新型喷涂设备使用的同时，可以保证抗低温钻杆的防腐性和耐磨性，使抗低温钻杆在更恶劣的地下环境中得到长时间的使用不会发生腐蚀现象，减少了抗低温钻杆的报废现象，满足了生产需要，具有良好的经济效益。

Description

钻井用抗低温钻杆内涂层工艺
技术领域
本发明涉及一种涂层工艺，尤其涉及一种钻井用抗低温钻杆内涂层工艺。
背景技术
随着油田的开发，在进行石油、天然气等的勘探和生产过程中，由于地质结构复杂，井下环境十分恶劣，因此在进行钻探的过程中必须对使用环境温度、压力腐蚀性介质等进行分析，以使所用的抗低温钻杆能满足勘探和生产需要。另外，随着目前深井和超深井的发展，以及北方、西北地区高寒地带油气井的开发，越来越多的钻杆要求具有抗低温或者超低温度的性能需要。
材料因使用环境温度的降低而导致的脆性破坏现象，称为低温脆性或冷脆。不同的材料在低温环境下使用时，具有不同的冷脆倾向，一般来说，面心立方金属及其合金(Cu、Al、高Ni奥氏体钢)，无低温脆性现象，高强度的体心立方合金材料(如高强度、超高强度钢等)本身就较脆，也无低温脆性现象，而体心立方金属材料(如中低碳钢、中低碳合金钢或中碳微合金钢)均有冷脆现象。而常用的钻杆材料就属于后一类金属材料，具有明显的冷脆倾向。因此，在低温环境下服役的钻杆必须要使用耐低温的金属材料。现有的钻探管材都是对普通钻杆、油管和套管进行了内涂层的加工，未对抗低温钻杆进行涂层防护，抗低温钻杆腐蚀现象越来越严重，在进行井下开采的过程中，由于抗低温钻杆的磨损越来越严重，造成管体内壁结垢、结蜡现象发生，降低了流体效率，导致开采进度越来越慢。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种钻井用抗低温钻杆内涂层工艺。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种钻井用抗低温钻杆内涂层工艺，包括抗低温钻杆的高温清洁，还包括以下步骤：
(1)、将经过高温清洁后的抗低温钻杆进行全自动内表面喷砂处理，使抗低温钻杆的内壁锚纹度达25-76um，除锈等级达Sa2.5级；
(2)、喷砂处理后采用液体环氧酚醛改性涂料底漆在抗低温钻杆内表面喷涂一层底漆，然后进入底漆连续炉烘烤，烘烤温度控制在100-110℃，烘烤时间控制在1-1.5小时；
(3)、抗低温钻杆冷却到常温后再采用液体环氧酚醛改性涂料面漆在抗低温钻杆内表面喷涂一层面漆，然后进入面漆连续炉烘烤，烘烤温度控制在100-110℃，烘烤时间控制在1-1.5小时；
(4)、面漆连续炉烘烤完成后，将抗低温钻杆由链条直接送入固化连续炉进行固化，固化温度控制在220-240℃，固化时间控制在1-1.5小时。
喷砂处理的喷砂设备采用多轴承、密封式滚动旋转装置，并在抗低温钻杆的外表面螺旋槽位置加装工装保护，保证抗低温钻杆有效旋转速度。
在进行底漆和面漆喷涂时，所用喷涂设备自动完成从吸料到喷涂全过程，底漆和面漆的涂层湿膜厚度分别控制在175-225um，最终干膜厚度为150-250um。
各连续炉进出口设有金属软帘和隔热保温复合铝箔布帘，减少炉膛内热量散失。
本发明的工作原理是：采用多轴承、密封式滚动喷砂设备，将抗低温钻杆内壁氧化皮等杂质去除干净；然后采用双层环氧酚醛改性涂料进行喷涂，即进行底漆和面漆两道喷涂工艺，同时以链式传动烘烤炉进行烘烤，提高了抗低温钻杆的防腐性和耐磨性；新型喷涂设备的使用，提高了抗低温钻杆的加工能力，扩大了抗低温钻杆的生产产能。可以保证抗低温钻杆的防腐性和耐磨性，使抗低温钻杆在更恶劣的地下环境中得到长时间的使用不会发生腐蚀现象，减少了抗低温钻杆的报废现象，满足了生产需要，具有良好的经济效益。
具体实施方式
本发明的具体实施方式如下：
一种钻井用抗低温钻杆内涂层工艺，将抗低温钻杆高温清洁后，再按以下步骤进行操作：
(1)、将经过高温清洁后的抗低温钻杆采用全自动内表面喷砂处理，喷砂设备旋转装置采用多轴承、密封式滚动，并在抗低温钻杆的外表面螺旋槽位置加装工装保护，保证抗低温钻杆有效旋转速度，喷砂完成后，抗低温钻杆的内壁锚纹度达25-76um，除锈等级达Sa2.5级，近白级标准。
(2)、抗低温钻杆喷砂处理后采用液体环氧酚醛改性涂料底漆TC2000(底)进行底漆喷涂，然后进入底漆连续炉烘烤，烘烤温度为100-110℃，烘烤时间为1-1.5小时。
(3)、抗低温钻杆冷却到常温后采用液体环氧酚醛改性涂料面漆TC2000(面)进行面漆喷涂，然后进入面漆连续炉烘烤，烘烤温度为100-110℃，烘烤时间为1-1.5小时。
(4)、面漆连续炉烘烤完成后由链条直接送入最终固化连续炉，固化连续炉固化温度为220-240℃，固化时间为1-1.5小时。
在进行底漆和面漆喷涂时，采用新型喷涂设备，自动完成从吸料到喷涂全过程，每次喷涂涂层湿膜厚度达175-225um，最终干膜厚度达150-250um。
在进行烘烤和固化的连续炉进出口设有金属软帘和隔热保温复合铝箔布帘，从而减少炉膛内热量散失节约能源。
以下实施例底漆均采用TC2000(底)涂料，面漆均采用TC2000(面)涂料。
实施例1：为5寸抗低温钻杆，底漆采用新型喷涂设备，自动完成从吸料到喷涂全过程，烘烤温度为100℃，烘烤时间为1小时，面漆采用新型喷涂设备，自动完成从吸料到喷涂全过程，烘烤温度为100℃，烘烤时间为1小时，最终固化温度为230℃，固化时间为1.5小时，实施效果：通过性能检测及实验认为涂层质量完全符合石油行业标准SY/T 0544-2010中的各项指标；在国内各油田内使用效果良好，钻井井深7000米以上涂层无变化。
实施例2：为5又1/2寸抗低温钻杆，底漆采用新型喷涂设备，自动完成从吸料到喷涂全过程，烘烤温度为100℃，烘烤时间为1小时，面漆采用新型喷涂设备，自动完成从吸料到喷涂全过程，烘烤温度为100℃，烘烤时间为1小时，最终固化温度为230℃，固化时间为1.5小时，实施效果：通过性能检测及实验认为涂层质量完全符合石油行业标准SY/T 0544-2010中的各项指标；在俄罗斯油田使用效果良好，通过在强碱地理环境中、温度高达170℃的油田开采中长期使用，涂层无变化。
实施例3：为4又1/2寸抗低温钻杆，底漆采用新型喷涂设备，自动完成从吸料到喷涂全过程，烘烤温度为110℃，烘烤时间为1小时，面漆采用新型喷涂设备，自动完成从吸料到喷涂全过程，烘烤温度为110℃，烘烤时间为1小时，最终固化温度为240℃，固化时间为1.5小时，实施效果：通过性能检测涂层质量完全符合石油行业标准SY/T 0544-2010中的各项指标，在俄罗斯北极圈岩层土壤钻井温度高达190℃，地面环境温度-40℃的环境中使用，完成开采任务后涂层质量良好。

Claims (4)

1.一种钻井用抗低温钻杆内涂层工艺，包括抗低温钻杆的高温清洁，其特征在于，还包括以下步骤：
(1)、将经过高温清洁后的抗低温钻杆进行全自动内表面喷砂处理，使抗低温钻杆的内壁锚纹度达25-76um，除锈等级达Sa2.5级；
(2)、喷砂处理后采用液体环氧酚醛改性涂料底漆在抗低温钻杆内表面喷涂一层底漆，然后进入底漆连续炉烘烤，烘烤温度控制在100-110℃，烘烤时间控制在1-1.5小时；
(3)、抗低温钻杆冷却到常温后再采用液体环氧酚醛改性涂料面漆在抗低温钻杆内表面喷涂一层面漆，然后进入面漆连续炉烘烤，烘烤温度控制在100-110℃，烘烤时间控制在1-1.5小时；
(4)、面漆连续炉烘烤完成后，将抗低温钻杆由链条直接送入固化连续炉进行固化，固化温度控制在220-240℃，固化时间控制在1-1.5小时。
2.根据权利要求1所述的钻井用抗低温钻杆内涂层工艺，其特征在于，喷砂处理的喷砂设备采用多轴承、密封式滚动旋转装置，并在抗低温钻杆的外表面螺旋槽位置加装工装保护，保证抗低温钻杆有效旋转速度。
3.根据权利要求1所述的钻井用抗低温钻杆内涂层工艺，其特征在于，在进行底漆和面漆喷涂时，所用喷涂设备自动完成从吸料到喷涂全过程，底漆和面漆的涂层湿膜厚度分别控制在175-225um，最终干膜厚度为150-250um。
4.根据权利要求1所述的钻井用抗低温钻杆内涂层工艺，其特征在于，各连续炉进出口设有金属软帘和隔热保温复合铝箔布帘，减少炉膛内热量散失。
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