專利名稱：用于石油管的防護(hù)涂料及其制備方法和施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與用于石油天然氣鉆井、采油和輸送中的石油管及井口和井下裝備的防護(hù)涂料及其制備方法和施工方法有關(guān)。
背景技術(shù)：
石油管包括鉆桿、油管、套管和油氣輸送管及抽油桿。井下與井口裝備包括井口高壓控制系統(tǒng)、站場設(shè)備和井下泵及封隔器等。石油管及井口和井下裝備的工作環(huán)境十分惡劣(如油氣井溫度可能高達(dá)180℃、壓力可能高達(dá)100MPa、高含硫化氫和二氧化碳、高氯根含量等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì))，其使用壽命和性能已經(jīng)嚴(yán)重影響勘探開發(fā)和油氣田經(jīng)營效益，對于含硫氣田，還有可能導(dǎo)致環(huán)境問題和重大安全事故。
目前，石油管防護(hù)采用的方法主要為惡劣腐蝕環(huán)境使用不銹鋼管材，但是不銹鋼價格昂貴，同時其使用條件也有一定的限制，需要針對溫度、二氧化碳、硫化氫、氯根含量有針對性的選用適應(yīng)的鋼種。溫度低于100℃的油氣井，國內(nèi)外主要采用環(huán)氧酚醛系列涂料或襯里。這些涂料的主要問題是溫度敏感性，溫度高于100℃時，其綜合性能降低。申請人委托我國石油工業(yè)權(quán)威機(jī)構(gòu)所作的高溫高壓惡劣環(huán)境腐蝕評價試驗(yàn)(試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)采用美國腐蝕工程師協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)NACETMO185-93《管類塑料內(nèi)涂層防腐的高壓釜評價試驗(yàn)方法》)，發(fā)現(xiàn)上述涂料在石油管惡劣腐蝕環(huán)境(即油氣井高溫(140℃)、高壓(35MPa)、高含硫化氫和二氧化碳、高含氯根、高含鹽等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì))中浸泡一周后，涂層發(fā)生鼓泡、脫層。分析原因發(fā)現(xiàn)采用以上介紹的方法實(shí)施時，涂層與石油管基體的附著力差、涂層變脆。當(dāng)溫度高于140℃時其綜合性能的可靠性降低，使用范圍受到限制。
中國專利申請公開號1100124A“高溫防粘防腐涂料”公開了一種以聚苯硫醚為基料的涂料，該涂料可以用于橡膠模具、反應(yīng)釜，具有一定的不粘性。中國專利申請公開號1100123A“耐磨減磨涂料”公開了一種耐磨減磨涂料，該涂料具有較好的熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)腐蝕性、機(jī)械性能、附著力、自潤滑性和耐磨性，可應(yīng)用于礦山、冶金、建材、能源、農(nóng)機(jī)、交通等部門的各種機(jī)械產(chǎn)品的零件上。中國專利申請公開號1133331A“聚苯硫醚樹脂防腐涂料”公開了一種用于焦化廠煤焦油小釜上的聚苯硫醚樹脂防腐涂料，該涂料因耐酸耐堿，用于噴涂在碳鋼鋼板制作的煤焦油小釜的內(nèi)表面上，經(jīng)塑化形成防護(hù)層，滿足了釜的工藝要求。中國專利申請公開號1253979A“一種用于金屬材料表面的耐熱、耐酸涂料”公開了一種用于金屬材料表面的耐熱、耐酸涂料，該發(fā)明處理后的金屬材料在高溫及高濃度硫酸的苛刻環(huán)境中，具有良好的耐腐蝕性。
目前，中國石油工業(yè)的石油管(鉆桿、油管等)防腐蝕涂料主要進(jìn)口，涂料為環(huán)氧酚醛。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種防止或降低井下高溫、高壓、高含硫化氫和二氧化碳、高含鹽等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)對管道的腐蝕和結(jié)蠟、結(jié)垢及水合物堵塞，提高石油管防腐蝕、耐磨損、防沖蝕、防結(jié)蠟、防結(jié)垢、降摩阻，降低了生產(chǎn)成本，提高石油管的綜合性能和使用壽命的用于石油管和井口或井下裝備的防護(hù)涂料。本發(fā)明的另一個目的是為了提供這種防護(hù)涂料的制備方法。本發(fā)明的再一個目的是為了提供這種防護(hù)涂料的施工方法。
本發(fā)明的目的是這樣來實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明用于石油管的防護(hù)涂料，其特征是按重量百分比包括如下組分聚苯硫醚55～95％，附著力增強(qiáng)劑3～30％，耐磨蝕增強(qiáng)劑1～20％。
上述的附著力增強(qiáng)劑至少為微米級或納米級二氧化鈦(TiO2)、三氧化二鉻(Cr2O3)、三氧化二鈷(Co2O3)、碳纖維中的一種，耐磨蝕增強(qiáng)劑至少為微米級或納米級三氧化二鋁(Al2O3)、硫化銅(CuS)，碳化硅(SiC)、二硫化鋁(MoS2)、碳纖維、二氧化硅中的一種，也可采用其它附著力增強(qiáng)劑或耐磨蝕增強(qiáng)劑。
上述的防護(hù)涂料按重量百分比包括如下組分聚苯硫醚55～95％，附著力增強(qiáng)劑3～30％，耐磨蝕增強(qiáng)劑1～20％，表面潤濕性轉(zhuǎn)換劑1～15％。
上述的表面潤濕性轉(zhuǎn)換劑至少為氟四六(F46)、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、二硫化鉬(MoS2)中的一種，也可采用其它表面潤濕性轉(zhuǎn)換劑。
上述的防護(hù)涂料按重量百分比包括如下組分
聚苯硫醚55～95％，附著力增強(qiáng)劑3～30％，耐磨蝕增強(qiáng)劑1～20％，表面潤濕性轉(zhuǎn)換劑1～15％，表面平整劑 0.5～5％。
上述的表面平整劑至少為微米級或納米級二氧化鈦、硅烷、丙烯酸辛酯共聚物中的一種，也可采用其它表面平整劑。
上述的防護(hù)涂料按重量百分比包括如下組分聚苯硫醚55～95％，附著力增強(qiáng)劑3～30％，耐磨蝕增強(qiáng)劑1～20％，表面平整劑 0.5～5％。
上述的表面平整劑至少為微米級或納米級二氧化鈦、硅烷、丙烯酸辛酯共聚物中的一種。
本發(fā)明用于石油管的防護(hù)涂料的制備方法是將聚苯硫醚粉末與其它組分及3～5倍于聚苯硫醚重量的乙醇放入球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，時間為4～24小時，球磨后過篩，粉末粒度控制在0.074～0.096毫米，制得防護(hù)涂料的懸浮液待用；再將懸浮液110℃～160℃溫度下干燥4～6小時，可制得防護(hù)涂料的干粉。
本發(fā)明用于石油管的防護(hù)涂料的施工方法包括如下步驟1)，工件表面預(yù)處理除掉工件表面上的覆蓋物；2)，采用高壓無氣噴涂工藝或靜電粉末噴涂工藝噴涂；a)，采用防護(hù)涂料懸浮液進(jìn)行高壓無氣噴涂采用高壓無氣方式在工件上一次噴涂完成或在工件上噴涂底層、面層和/或中間層；首先在工件上噴涂底層，噴涂結(jié)束后，將工件放入60～80℃的烘箱里預(yù)烘20～30分，充分除掉底層的溶劑，然后將工件送入塑化爐中塑化，塑化溫度為300～350℃，塑化時間為15～60分；對中間層和面層均采用熱噴涂工藝，即將工件從塑化爐中取出，分別快速噴涂上中間層或面層，然后放入塑化爐中塑化，塑化溫度為320℃～400℃，塑化時間為30～120分，最后將涂有面層的塑化好的工件從爐中取出后立即進(jìn)行快速水冷卻淬火，噴涂中間層或面層的次數(shù)視防腐所需涂層厚度而定；b)，采用防護(hù)涂料干粉在工件上一次或在底層、面層和/或中間層進(jìn)行靜電粉末噴涂；利用高壓電場感應(yīng)效應(yīng)，涂料粉末帶負(fù)電，工件接地，使涂料粉末吸附到工件表面上，工件附上粉末涂料后送入塑化爐內(nèi)，粉末受熱熔融流平并交聯(lián)固化成膜，底層厚度為30～100μm，塑化溫度為300℃～350℃，塑化時間為15～60分，中間層和面層的塑化溫度為320℃～400℃，塑化時間為30～120分，最后將塑化好的工件從爐中取出后迅速放入水中冷卻淬火，噴涂中間層或面層的次數(shù)視防腐所需涂層厚度而定。
本發(fā)明以聚苯硫醚為基料，通過添加某些改性材料來達(dá)到提高石油管的防護(hù)性能。最常用的改性材料為二氧化鈦，它可使涂層表面光滑，減少針孔，而且可提高附著力。添加石墨后，改善了涂層的潤滑性。添加Cr2O3、Co2O3、MoS2等鈷和鉬的硫化物或氧化物可以給涂料著色，還可以促進(jìn)塑化，提高涂層的附著力和機(jī)械性能，增加涂層自身的硬度、耐磨性，降低表面的摩擦系數(shù)，涂層的耐腐蝕性能好，增強(qiáng)涂層在高溫高壓條件下的綜合性能。加入碳纖維可以大大改善其抗磨損和耐磨性能。同時添加碳纖維、MoS2具有協(xié)同效應(yīng)，可以極大地增強(qiáng)涂層的耐磨損性能。添加氟四六、聚四氟乙烯等來改變涂層表面的表面能和潤濕性，使原油、水和鹽等不能附著在涂層表面(具有憎油和憎水性)，達(dá)到防結(jié)垢、結(jié)蠟的目的。硅烷、丙烯酸辛脂共聚物對表面流平性也十分有效。
本發(fā)明防護(hù)涂料是一種熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性、柔韌性、硬度、光澤、延伸性、抗沖擊、耐磨性、附著力和自潤滑性均佳的石油管的新型防護(hù)涂料，其性能特點(diǎn)如下(1)耐熱性能好。長期使用溫度可達(dá)170-200℃，短時超高溫度可達(dá)270℃。
(2)耐化學(xué)腐蝕性能好。能耐酸、堿、鹽、多種溶劑的強(qiáng)腐蝕，同時不存在多數(shù)不銹鋼難于承受的氯化物應(yīng)力腐蝕開裂等問題。
(3)與目前國內(nèi)外最先進(jìn)的環(huán)氧酚醛系列比較，本發(fā)明防護(hù)涂料抗高溫、耐沖蝕、耐老化、抗惡劣環(huán)境腐蝕等性能均高于目前國內(nèi)外普遍采用的環(huán)氧酚醛系列涂料。
(4)機(jī)械性能優(yōu)良，柔韌性好、抗沖擊、耐磨損、與金屬壁具有牢固粘結(jié)性能。經(jīng)評價，耐沖蝕性能比進(jìn)口環(huán)氧酚醛涂料約高5-10倍，非常適合用于天然氣氣流腐蝕和沖蝕嚴(yán)重的工況。耐磨性突出，加入某些改性材料，可大幅度提高其耐磨性。
(5)可根據(jù)實(shí)際工況需要改性為具有某種特性低摩阻性，用于降低油管內(nèi)和輸送管內(nèi)的流動阻力；高強(qiáng)度和高抗沖蝕，用于井口設(shè)備；高柔韌性和雙疏性(憎油憎水性)，可改變涂層表面潤濕性，有利于防結(jié)蠟、結(jié)垢。為提高涂層的致密性，加入納米級的改性劑和/或增強(qiáng)劑，會使其與聚苯硫醚間的結(jié)合力更緊密，有利于阻止硫化氧的滲透。在石油管道內(nèi)壁噴涂本發(fā)明涂料，既能降低管壁表面自由能又能降低管壁表面的粗糙度，減少摩阻損失，達(dá)到防結(jié)蠟、防結(jié)垢、減阻等目的。
(6)可修復(fù)性對涂層存在的漏點(diǎn)和使用過程中出現(xiàn)的損壞可以進(jìn)行修復(fù)，但環(huán)氧酚醛類涂料不具有此特點(diǎn)。
本發(fā)明防護(hù)涂料的特點(diǎn)為1.高溫高壓條件下本發(fā)明防護(hù)涂料的綜合防護(hù)性(1)綜合防護(hù)測試裝置及采用的標(biāo)準(zhǔn)涂層材料綜合防護(hù)性能評價采用美國腐蝕工程師協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)NACE TMO185-93《管類塑料內(nèi)涂層防腐的高壓釜評價試驗(yàn)方法》，評價涂層對金屬的保護(hù)作用，是將高壓釜作為一靜置的試驗(yàn)容器，將工件暴露在腐蝕性介質(zhì)環(huán)境中，在高溫高壓條件下通過涂層與腐蝕介質(zhì)作用可能發(fā)生的變化來評價涂層在特定環(huán)境條件下的綜合防護(hù)性能。
(2)高溫高壓綜合防護(hù)試驗(yàn)一試驗(yàn)條件氯根含量15×104PPM，PH＝5.0，試驗(yàn)壓力34±1MPa，二氧化碳分壓P二氧化碳＝3.5MPa，試驗(yàn)溫度為150℃。試驗(yàn)時間升溫時間3小時、降溫時間5小時、有效實(shí)驗(yàn)時間231小時，總計(jì)239小時(約10天)。
環(huán)氧酚醛類涂層試驗(yàn)結(jié)果在150℃高溫高壓腐蝕試驗(yàn)條件下，涂層嚴(yán)重鼓泡，涂層本身抗腐蝕性較差。陶粒系列涂層試驗(yàn)結(jié)果涂層幾乎全部脫落、變脆。本發(fā)明防護(hù)涂料試驗(yàn)結(jié)果涂層完好沒有被破壞，具有高抗腐蝕性和優(yōu)異的綜合防護(hù)性能。
(3)高溫高壓綜合防護(hù)試驗(yàn)二與前述高溫高壓綜合防護(hù)試驗(yàn)一基本相同，僅溫度降至120℃，加入硫化氫，硫化氫的分壓P硫化氫＝1.6MPa(5％)，試驗(yàn)時間9天。
環(huán)氧酚醛類涂層試驗(yàn)結(jié)果涂層沒有腐蝕痕跡，性能較好。陶粒系列涂層試驗(yàn)結(jié)果有密集的小泡，顏色有輕微變化。本發(fā)明防護(hù)涂料試驗(yàn)結(jié)果涂層的顏色、光澤無變化，金屬切割處的接口涂層沒有損傷，機(jī)械切割處并沒有引起涂層松脫起皮，涂層具有高抗腐蝕性和優(yōu)異的綜合防護(hù)性能。
(4)高溫高壓綜合防護(hù)試驗(yàn)三試驗(yàn)時間212小時，壓力31～32MPa，溫度100℃，硫化氫的分壓P硫化氫＝6.5MPa(5％)，二氧化碳分壓P二氧化碳＝3.2Mpa，氯根含量含量15×104PPM，PH＝5.0。
本發(fā)明防護(hù)涂料試驗(yàn)結(jié)果涂層沒有被破壞，具有高抗腐蝕性和優(yōu)異的綜合防護(hù)性能。
(5)高溫高壓防結(jié)垢試驗(yàn)?zāi)M某油田井下腐蝕環(huán)境，進(jìn)行了高壓釜試驗(yàn)。試驗(yàn)時間168小時；壓力35MPa；溫度120℃；二氧化碳分壓P二氧化碳＝3.5Mpa，氯根含量CL-10×104PPM，PH＝5.5。
本發(fā)明防護(hù)涂料試驗(yàn)結(jié)果涂層沒有被破壞，附著力很好，試驗(yàn)很成功。沒有噴涂本發(fā)明防護(hù)涂料的空白試樣的腐蝕非常嚴(yán)重，且生成了一層碳酸鈣垢層。采用本發(fā)明防護(hù)涂料的試件沒有發(fā)現(xiàn)腐蝕痕跡，且表面沒有碳酸鈣垢層。
(6)抗硫化物應(yīng)力腐蝕斷裂試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康臋z測試件在承受80％鋼材屈服極限的拉伸應(yīng)力狀態(tài)下，涂層是否會產(chǎn)生微裂紋或脫層。檢測涂層抗硫化氫氫脆，即抗氫原子穿透的能力。如果涂層破壞，硫化氫與鋼接觸將很快導(dǎo)致試樣斷裂。
試驗(yàn)結(jié)果未經(jīng)過任何處理的兩根管材N80試樣在4小時內(nèi)被拉斷。采用本發(fā)明防護(hù)涂料的試樣經(jīng)720小時未斷裂。本發(fā)明新型防護(hù)涂料抗硫化氫氫脆的能力很強(qiáng)，適合于高含硫化氫、二氧化碳的惡劣腐蝕環(huán)境。
2.耐磨性落砂耐磨性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)采用SY/T 0315-97。環(huán)氧酚醛類涂層落砂耐磨性試驗(yàn)結(jié)果5.4L/μm；陶粒系列涂層落砂耐磨性試驗(yàn)結(jié)果6.2L/μm；本發(fā)明防護(hù)涂料落砂耐磨性試驗(yàn)結(jié)果40.0L/μm。本發(fā)明防護(hù)涂料具有高耐磨性，適用于高抗沖蝕的氣井。
3.耐沖擊性抗沖擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)采用SY/T 0315-97。環(huán)氧酚醛類涂層抗沖擊(1.5J)通過；陶粒系列涂層抗沖擊(1.5J)通過；本發(fā)明防護(hù)涂料抗沖擊(1.5J)通過。
4.附著力附著力試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)采用SY/T 0315-97。本防護(hù)涂料附著力等級為1級。
5.外觀目測發(fā)現(xiàn)其色澤均勻、平整光滑。
本發(fā)明防護(hù)涂料是以聚苯硫醚(PPS)為基料，針對不同的用途和性能要求，添加多種有機(jī)或無機(jī)微米或納米改性劑。本發(fā)明是一種熱塑性材料，可以對涂層缺陷或損壞點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)。本發(fā)明針對油氣井結(jié)蠟、結(jié)垢嚴(yán)重影響油氣田正常生產(chǎn)的實(shí)際情況，使用本發(fā)明防護(hù)涂料可以改變管壁的潤濕性，達(dá)到防結(jié)蠟、結(jié)垢及水合物堵塞等目的。
本發(fā)明防護(hù)涂料在全面的性能評價實(shí)驗(yàn)中，已證明其抗高溫、抗腐蝕和耐沖蝕等性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于環(huán)氧酚醛系列、氟碳等系列涂料，能夠顯著提高石油管的使用壽命和性能，長期工作溫度可達(dá)170～200℃。與國外進(jìn)口的防護(hù)涂料相比，本發(fā)明防護(hù)涂料成本大大降低。
本發(fā)明防護(hù)涂料的制備方法簡單。采用本發(fā)明防護(hù)涂料的施工方法可在石油管、石油井口或井下裝備上涂上本發(fā)明防護(hù)涂料，確保涂層的質(zhì)量。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本發(fā)明防護(hù)涂料按重量百分比由如下原料組成聚苯硫醚(PPS)65％三氧化二鉻(Cr2O3) 5％二氧化鈦(TiO2) 15％碳化硅(SiC) 14％硅烷 1％上述的材料均為微米級材料。
主要應(yīng)用高硬度、高抗磨損、表面光滑、無針孔，用于鉆桿內(nèi)涂層、高產(chǎn)量的氣井油管內(nèi)涂層。
本實(shí)施例防護(hù)涂料的制備方法是(1)將聚苯硫醚粉末及上述增強(qiáng)劑和5倍于聚苯硫醚重量的乙醇放入球磨機(jī)中進(jìn)行球磨。
(2)采用陶瓷球球磨，球磨時間為12小時。
(3)過篩，粉末粒度小于0.096mm，制得防護(hù)涂料的懸浮液待用。
本實(shí)施例防護(hù)涂料的施工方法是1，工件表面預(yù)處理采用燒結(jié)除掉石油管表面的油漆等覆蓋物，用機(jī)械噴砂方法除銹，磷化處理以增加涂層與工件的粘接強(qiáng)度，提高涂層的綜合性能。
2，高壓無氣噴涂、塑化工藝底層的噴涂、塑化工藝采用高壓無氣方式對底層進(jìn)行噴涂，然后把工件放入80℃的烘箱里預(yù)烘30分，烘干懸浮液涂料中的溶劑，再進(jìn)行塑化。塑化溫度為320℃，塑化時間為30分。
中間層和面層的噴涂、塑化工藝(1)中間層采用熱噴涂工藝。將工件從爐中取出，迅速噴涂，然后在溫度320℃下進(jìn)行塑化30分。
(2)對于面層，塑化溫度為340℃，塑化時間為60分，最后將塑化好的工件從爐中取出后，迅速放入準(zhǔn)備好的冷卻水中，快速冷卻(淬火)。
涂層質(zhì)量檢測與控制塑化完成后，還需要檢測以下指標(biāo)(1)采用涂層測厚儀測量涂層的厚度用磁性測厚儀Mikrotest-F6(2)采用電火花檢測儀檢測涂層是否存在針孔用LCD-3型直流電火花檢測儀；(3)采用硬度計(jì)測量涂層硬度GB6739-86硬度計(jì)；(4)采用抗沖擊儀測量涂層抗沖擊強(qiáng)度；GB1732-79抗沖擊測定儀；(5)采用附著力儀測定涂層附著力等級GB9286-88附著力測定儀；(6)采用落砂耐磨試驗(yàn)機(jī)測試涂層的耐沖蝕磨損性能SY/T0315-97；實(shí)施例2本實(shí)施例2的防護(hù)涂料按重量百分比如下組分組成聚苯硫醚(PPS) 80％三氧化二鈷(納米級)5％二氧化鈦(納米級) 10％三氧化二鋁(納米級)5％。
主要應(yīng)用高抗磨損、表面光滑、無針孔，用于惡劣環(huán)境(含硫化氫)的井下油管、輸送管的內(nèi)涂層。
本實(shí)施例2防護(hù)涂料的施工方法采用靜電粉末噴涂工藝，其粉末制備過程是按實(shí)施例1方法，將已球磨好的懸浮液放入烘箱中，在110℃下烘6小時過篩，控制粉末顆粒直流小于0.074mm。該方法是利用高壓電場感應(yīng)效應(yīng)，粉末吸附到工件表面上的涂裝方法。然后將工件送到烘烤爐內(nèi)，粉末受熱熔融流平并交聯(lián)固化成膜。
底層的噴涂、塑化工藝底層厚度宜小于60μm，塑化溫度為320℃，塑化時間30分。
面層的噴涂、塑化工藝將工件放在一個防塵罩內(nèi)，當(dāng)噴上的粉料不再熔化、工件上有一層粉狀物料出現(xiàn)時停止噴涂，然后迅速放進(jìn)塑化爐中塑化，循環(huán)二次，直至所要求的涂層厚度達(dá)150～250μm。塑化溫度為340℃，塑化時間為60分鐘。
最后將塑化好的工件從爐中取出，迅速放入準(zhǔn)備好的冷卻水中，快速冷卻(淬火)。
石油管屬于細(xì)長管，如石油行業(yè)使用較多的2 7/8”油管的內(nèi)徑為60mm，管長9.6m。本發(fā)明防護(hù)涂料的熔點(diǎn)高、塑化溫度高，目前國內(nèi)還沒有能夠噴涂本發(fā)明防護(hù)涂料粉末到石油管的設(shè)備和技術(shù)。為了保證涂層的厚度均勻、無針孔、表面光滑平整，采用自行研制的MPS-P粉末噴涂系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用信息技術(shù)、自動化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動監(jiān)控與噴涂。MPS-P粉末噴涂系統(tǒng)，控制中頻電磁局部加熱系統(tǒng)的運(yùn)行軌跡及溫度分布，控制噴粉槍的運(yùn)行軌跡，保證粉末能夠均勻、快速、螺旋型地噴涂到細(xì)長石油管的內(nèi)壁，控制石油管的運(yùn)行速度，把石油管送到天然氣塑化爐中塑化。天然氣塑化爐應(yīng)使細(xì)長石油管各部分的溫度分布均勻，確保涂層質(zhì)量。
實(shí)施例3本實(shí)施例3防護(hù)涂料按重量百分比由如下原料組成聚苯硫醚(PPS)60％氟四六(F46) 10％三氧化二鉻(Cr2O3) 5％二氧化鈦(TiO2) 15％碳化硅(SiC) 10％上述的材料均為微米級材料。
主要應(yīng)用高硬度、高抗磨損、防止石油管結(jié)蠟、結(jié)垢，用于惡劣環(huán)境的井下油管、輸送管的內(nèi)涂層。
本實(shí)施例3防護(hù)涂料的制備方法及施工方法與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例4本實(shí)施例4，按重量百分比由如下組分組成聚苯硫醚(PPS) 57％聚四氟乙烯(F4) 10％
三氧化二鈷(Co2O3) 5％二氧化鈦(TiO2) 25％碳纖維 3％上述的材料均為微米級材料。
主要應(yīng)用防止石油管結(jié)蠟、結(jié)垢、表面較光滑、附著力較好、具有較低的摩擦系數(shù)。
本實(shí)施例4防護(hù)涂料的制備方法及施工方法與實(shí)施例2相同。
上述各實(shí)施例是對本發(fā)明的上述內(nèi)容作進(jìn)一步的說明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于上述實(shí)施例。凡基于上述內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.用于石油管的防護(hù)涂料，其特征在于重量百分比包括如下組分聚苯硫醚55～95％，附著力增強(qiáng)劑3～30％，耐磨蝕增強(qiáng)劑1～20％。
2.如權(quán)利要求1所述的用于石油管的防護(hù)涂料，其特征在于附著力增強(qiáng)劑至少為微米級或納米級的二氧化鈦、三氧化二鉻、三氧化二鈷、碳纖維中的一種，耐磨蝕增強(qiáng)劑至少為微米級或納米級的三氧化二鋁、硫化銅，碳化硅、二硫化鉬、碳纖維、二氧化硅中的一種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于石油管的防護(hù)涂料，其特征在于按重量百分比包括如下組分聚苯硫醚55～95％，附著力增強(qiáng)劑3～30％，耐磨蝕增強(qiáng)劑1～20％，表面潤濕性轉(zhuǎn)換劑1～15％。
4.如權(quán)利要求3所述的用于石油管的防護(hù)涂料，其特征在于表面潤濕性轉(zhuǎn)換劑至少為氟四六、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、二硫化鉬中的一種。
5.如權(quán)利要求3所述的用于石油管的防護(hù)涂料，其特征在于按重量百分比包括如下組分聚苯硫醚55～95％，附著力增強(qiáng)劑3～30％，耐磨蝕增強(qiáng)劑1～20％，表面潤濕性轉(zhuǎn)換劑1～15％，表面平整劑 0.5～5％。
6.如權(quán)利要求5所述的用于石油管的防護(hù)涂料，其特征在于表面平整劑至少為微米級或納米級的二氧化鈦、硅烷、丙烯酸辛酯共聚物中的一種。
7.如權(quán)利要求1或2所述的用于石油管的防護(hù)涂料，其特征在于按重量百分比包括如下組分聚苯硫醚55～95％，附著力增強(qiáng)劑3～30％，耐磨蝕增強(qiáng)劑 1～20％，表面平整劑 0.5～5％。
8.如權(quán)利要求7所述的用于石油管的防護(hù)涂料，其特征在于表面平整劑至少為微米級或納米級二氧化鈦、硅烷、丙烯酸辛酯共聚物中的一種。
9.用于石油管的防護(hù)涂料的制備方法，其特征在于該方法是將聚苯硫醚粉末與其它組分及3～5倍于聚苯硫醚重量的乙醇放入球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，時間為4～24小時，球磨后過篩，粉末粒度控制在0.074～0.096毫米，制得防護(hù)涂料的懸浮液待用；再將懸浮液在110℃～160℃溫度下干燥4～6小時，即制得防護(hù)涂料的干粉。
10.用于石油管的防護(hù)涂料的施工方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)，工件表面預(yù)處理除掉工件表面上的覆蓋物；2)，采用高壓無氣噴涂或靜電粉末噴涂工藝噴涂；a)，采用防護(hù)涂料的懸浮液進(jìn)行高壓無氣噴涂采用高壓無氣方式在工件上一次噴涂完成或者在工件上噴涂底層、面層和/或中間層首先在工件上噴涂底層，噴涂結(jié)束后，將工件放入60～80℃的烘箱里預(yù)烘20～30分，充分除掉底層的溶劑，然后將工件送入塑化爐中塑化，塑化溫度為300～350℃，塑化時間為15～60分；對中間層和面層均采用熱噴涂工藝，即將工件從塑化爐中取出，分別快速噴涂上中間層或面層，然后放入塑化爐中塑化，塑化溫度為320℃～400℃，塑化時間為30～120分，最后將涂有面層的塑化好的工件從爐中取出后立即放入水中冷卻淬火；b)，采用防護(hù)涂料的干粉在工件上一次或在底層、面層和/或中間層上進(jìn)行靜電粉末噴涂是利用高壓電場感效應(yīng)，涂料粉末帶負(fù)電、工件接地，使涂料吸附到工件表面上，工件附上粉末涂料后送入塑化爐內(nèi)，粉末受熱熔融流平并交聯(lián)固化成膜，底層厚度為30～100μm，塑化溫度為300℃～350℃，塑化時間為15～60分，中間層或面層的塑化溫度為320℃～400℃，塑化時間為30～120分，最后將塑化好的工件從爐中取出后迅速放入水中冷卻淬火。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于石油天然氣鉆井、采油和輸送中的石油管及井口和井下裝備的防護(hù)涂料。本防護(hù)涂料按重量百分比包括聚苯硫醚55～95％，附著力增強(qiáng)劑3～30％，耐磨蝕增強(qiáng)劑1～20％。還可包括表面潤濕性轉(zhuǎn)換劑1～15％?？煞乐够蚪档途赂邷亍⒏邏?、高含硫化氫和二氧化碳、高含鹽等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)對管道的沖蝕，腐蝕和結(jié)蠟、結(jié)垢及水合物堵塞，降摩阻，降低生產(chǎn)成本，提高石油管的綜合性能和使用壽命。本發(fā)明還提供了這種防護(hù)涂料的制備方法及其施工方法。
文檔編號F16L58/10GK1733854SQ200410040429
公開日2006年2月15日 申請日期2004年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月11日
發(fā)明者施太和, 楊蟬聰, 張智, 曾清泉, 何更生, 張?zhí)旖? 張列平, 陳良浩, 馮少波, 王明遠(yuǎn), 張遠(yuǎn)銀 申請人:西南石油學(xué)院, 成都保瑞特油氣田前沿應(yīng)用技術(shù)有限公司