李丙虎(中石化西南石油工程有限公司重慶鉆井分公司，重慶 400000)

0 引言

石油鉆井機械設備的腐蝕問題，是影響到石油開采工作安全、精度、質(zhì)量等諸多方面的一項重要問題。因為石油鉆井機械設備勢必會接觸到不同的地形地貌下的各種地下礦物質(zhì)、化學物質(zhì)，在各種物質(zhì)的共同影響下，必定會造成石油鉆井機械設備不同程度的腐蝕。又由于在工作中，操作人員、保護人員知識水平的不同、經(jīng)驗的差異，也會處于不同的判斷，對石油鉆井機械設備采取不同的維護保養(yǎng)措施，不同的措施勢必也會造成不同的保護程度，不當?shù)木S護措施甚至會造成適得其反的結果。為了提升設備的使用壽命，保障設備使用過程中的穩(wěn)定性和安全性，必須綜合分析造成石油鉆井機械設備腐蝕的具體原因，對癥施治，進行有針對性的維護工作。

1 石油鉆井機械設備腐蝕造成的不同問題

石油是決定一國經(jīng)濟水平的重要指標。因此，石油的開采是一國發(fā)展內(nèi)容的重中之重，是維護一國能源安全、經(jīng)濟安全的必然工作。但是，石油的開采工作是一項技術難度高、作業(yè)要求嚴、設備精度高的工作。石油開采中機械設備、人員等出現(xiàn)的問題，更是“牽一發(fā)而動全身”的影響到了整體工程安全性和進度。因此，必須重視其中的每一個重要環(huán)節(jié)，嚴格把關人員、設備等眾多因素。石油鉆井機械設備的腐蝕問題，不僅對被腐蝕設備本身有破壞作用，還會進一步造成一系列的機械設備損壞，最終對石油鉆井設備造成巨大的損失，影響整體石油開采工作的順利穩(wěn)定進行。具體而言，有以下幾點影響。

第一，石油鉆井機械設備的腐蝕，會直接造成被腐蝕設備的損傷、穿孔、開裂等損傷；第二，在石油鉆井機械設備被腐蝕后，隨著損傷開口的增大，滲入內(nèi)部的油、水、化學物質(zhì)就會進一步的破壞設備的內(nèi)部機械部件，造成設備的進一步損壞，出現(xiàn)影響工作的具體問題；第三，在地下物質(zhì)的化學反應下，石油鉆井機械設備相關部件的化學、物理性質(zhì)可能會產(chǎn)生改變，造成機械散熱不良、硬度不夠等問題，進而造成工作中的突發(fā)問題、事故；第四，腐蝕會導致設備的物理性質(zhì)發(fā)生改變，設備間的連接部位出現(xiàn)銹蝕、結晶，導致設備間的連接縫隙變大或設備關節(jié)卡死；第五，石油鉆井機械設備的內(nèi)部腐蝕會造成相關元器件、線路設備的短路、虛接乃至損壞。

因此，必須重視石油鉆井機械設備產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象，并采取針對性的措施著手解決。對于一些簡單的銹蝕和磨損情況，應及時修復，使得設備可以保持在最佳運行狀態(tài)，防止設備在被腐蝕的情況下，不斷積累問題，導致最終發(fā)生更嚴重的生產(chǎn)問題。保障石油開采工作的順利安全穩(wěn)定推進。

2 不同環(huán)境對石油鉆井機械設備腐蝕情況的影響

2.1 沙漠環(huán)境對石油鉆井設備的影響

沙漠環(huán)境對于石油鉆井機械設備有著極大的影響。在沙漠地區(qū)，相關氣候環(huán)境干燥、地理環(huán)境多沙土塵埃，因此極易差生大量的揚塵以及相應的地下化合物，通過干、濕不同形式滲入機械設備、與其發(fā)生化學反應，導致腐蝕現(xiàn)象。進一步的，沙漠地區(qū)的晝夜溫差大，在夏季時最高溫度甚至會超過60℃，而相對應的夜晚則會低至10℃，由此，劇烈的晝夜溫差變動，導致空氣中的水蒸氣快速冷卻液化，與滲入的揚塵和化合物進一步反應，加快其與機械設備的化學反應、加劇腐蝕的程度。另外，晝夜溫差大會導致機械設備的物理性質(zhì)快速變化，隨著環(huán)境溫度的升高，內(nèi)部微觀分子結構變得脆弱、活躍，使得腐蝕過程更為劇烈。

2.2 海洋環(huán)境對石油鉆井設備的影響

在海洋石油鉆井平臺的工作中，石油鉆井機械設備直接接觸海水，與復雜的化合溶液必定會產(chǎn)生強烈的反應。在海洋中，大量地存在著氯化鈉，也就是我們常說的“鹽”。除了氯化鈉這種穩(wěn)定的化合物以外，海水中還存在著大量的游離態(tài)鈉離子，與氯化鈉不同，鈉離子是可以與機械設備中的金屬單質(zhì)、化合物發(fā)生反應的。鈉離子會使石油鉆井機械設備產(chǎn)生嚴重的腐蝕問題，在機械設備的金屬表面生成銹蝕的氧化層，甚至會產(chǎn)生設備的穿孔、斷裂等問題。除此之外，海洋內(nèi)還存在著大量的酸性、堿性化合物，以及其他的活性金屬離子，在水環(huán)境的促進作用下，會進一步加深石油鉆井機械設備的腐蝕程度，縮短其設計壽命，甚至造成生產(chǎn)中的事故發(fā)生。

2.3 土地環(huán)境對石油鉆井設備的影響

我國幅員遼闊，從北到南、從東到西涵蓋多種不同的氣候帶及地質(zhì)帶，其中最常見的有黃土地貌、海岸地貌、河流沖抵平原、喀斯特地貌等。其中，在黃土、沖積平原等地貌類型上開展石油勘探開采工作，機械設備所受的腐蝕較輕；而喀斯特地貌等則因為地下包含了大量的碳酸鹽類化合物，必須采取針對性的防護措施。

因此，總的來說，不同的土地地貌下會積存不同的腐蝕成本，對機械設備有不同程度、不同種類的腐蝕，因此必須采取相對應、相匹配的防腐蝕措施。

3 石油鉆井機械設備不同部分腐蝕產(chǎn)生的原因

3.1 石油鉆井機械設備外部的腐蝕

在石油鉆井機械設備的工作中，勢必會與相關開采環(huán)境產(chǎn)生直接接觸，進而產(chǎn)生化學性質(zhì)和物理性質(zhì)上的變化。

在化學層面，在其和地下或水下的眾多化合物、游離態(tài)離子等化學物質(zhì)的接觸中，隨著防腐蝕涂層的被腐蝕被破壞，機械設備本體勢必會受到一定程度的侵蝕。在目前的鉆井機械設備制造加工工藝中，雖然進行了相關的防腐蝕處理，部分抗腐蝕性能優(yōu)異的設備可以抵抗微量的化學物質(zhì)的侵蝕。但是隨著這些化學物質(zhì)的不斷積蓄，又加上部分的石油鉆井機械設備的抗腐蝕能力并不是很強，最終就會導致機械設備的外部攜帶了化合反應產(chǎn)生的雜質(zhì)。隨著進一步的化學反應，這些雜質(zhì)又進行二次反應、多次反應，對機械設備產(chǎn)生了不可逆轉(zhuǎn)的嚴重破壞。

在物理層面，石油鉆井機械設備在直接與石油、海水、地下水等液體的接觸中，會直接在物理層面造成沖蝕、沖擊。當機械設備進行快速運轉(zhuǎn)、開采工作時，和周邊的相關液體就會產(chǎn)生極強的作用力和反作用力，石油鉆井機械設備就會受到這些液體的劇烈沖擊，導致機械外部的防腐蝕保護膜、氧化保護膜磨損，進一步導致鉆井機械設備的本體收到腐蝕損害。物理摩擦導致的高溫高壓的工作環(huán)境，也會進一步加劇腐蝕等化學反應的劇烈程度，加速設備的腐蝕、損壞。

3.2 石油鉆井機械設備內(nèi)部的腐蝕

石油鉆井機械設備的核心工作就是開采石油，很明顯，石油在被抽取的過程中也必定會接觸到石油鉆井機械設備，并且是在其內(nèi)部產(chǎn)生接觸。石油原油中含有大量的復雜的各種化學物質(zhì)溶解或混合于其中，在抽取的過程中必定會和機械設備內(nèi)部的金屬外層產(chǎn)生化學反應。并且，石油鉆井機械設備本身也是由不同的金屬部件組合拼接而成的，因此不同部件受到腐蝕、反應之后產(chǎn)生的化合物在互相接觸后又有可能發(fā)生置換反應等反應，導致不同機械金屬部件之間的腐蝕物產(chǎn)生粘連問題，某些部件還會因為反應導致的物質(zhì)流失而破碎、穿孔、斷裂。

4 石油鉆井機械設備產(chǎn)生腐蝕的外在原因

4.1 機械設備所用材料及工藝的原因

石油鉆井機械設備通常使用金屬進行鑄造，不同的金屬原料的化學活躍性質(zhì)從根本上決定了其抗腐蝕的能力，然而，處于成本的考慮，必不可能使用最穩(wěn)定的金、鉑等金屬作為制造石油鉆井機械設備的主要材料。因此，就會選擇采取各種不同的金屬化合物進行鑄造，并使用惰性金屬進行鍍膜、涂裝。但不同的金屬進行組合、鍍膜、涂裝，就會使得其在被腐蝕的情況下，由于腐蝕程度不一、產(chǎn)生的化合物不同，導致設備內(nèi)部的化學環(huán)境復雜，各個腐蝕物之間相互影響，形成二次腐蝕。

4.2 機械設備固有結構的原因

由于石油鉆井機械設備對精度有著其具體的要求，因此其構建復雜，勢必會產(chǎn)生眾多連接縫隙，這些固有的結構問題，導致抗腐蝕涂層、鍍膜、隔離劑在這些角落、縫隙、關節(jié)處并不能很好的發(fā)揮作用，進而從點到面造成設備整體的銹蝕損壞。

4.3 相關維護人員工作效率的原因

在石油鉆井機械設備的防腐蝕、反腐蝕實際工作中。一方面由于部分工程維護人員不能很好的將個人利益與企業(yè)利益相統(tǒng)一，因此上導致相關工作的水平、效率并不高，不能做到即使更新保護涂層，及時撤換損壞部件；另一方面，由于石油開采屬于國有企業(yè)，相關工程項目屬于國家項目，因此賬目報備流程復雜，損壞部件的更換、維修的報備流程長，基層工作人員的自主操作空間小，導致相關機械設備維護效率不高，損壞部件不能被及時替換，導致機械整體受到更大的影響。

5 石油鉆井機械設備腐蝕問題的解決措施

5.1 做好科學詳盡的事前工程考察工作

由于我國幅員遼闊，地形復雜、地貌多樣，因此有必要對具體的施工環(huán)境做出細致到位的考察。以當時當?shù)氐沫h(huán)境氣候為參考，對石油鉆井機械設備的防腐蝕準備工作和反腐蝕維護工作做出細致具體的調(diào)整和安排。

5.2 嚴格把關設備所用材料及涂裝

應充分考慮到不同環(huán)境下不同材料的腐蝕程度、腐蝕方式以及相關的化學副產(chǎn)物，結合實際安排機械設備的防腐蝕鍍層、涂裝材料，防止設備間二次腐蝕、互相損壞的問題發(fā)生。

另外，還應嚴格把關相關設備的采購環(huán)節(jié)，科學考察上游設備供貨商所供機械設備的用料是否符合相關抗腐蝕標準，從源頭保障機械設備的抗腐蝕能力。

5.3 開展培訓，提升相關工作人員能力與意識

為了相關抗腐蝕與反腐蝕工作能夠順利開展，應當積極展開相關的技術能力培訓，通過對相關地理知識、化學知識等延展知識的培訓，促進他們跨學科交叉發(fā)展自身的知識結構，提升相關工作人員對防腐蝕工作的立體認知，應用于工作當中，全面提升相關工作人員的工作水平。通過開展相關的教育，提高工作人員對防腐蝕工作的重要性的認知，促進他們在制度框架內(nèi)更積極的進行相關的工作，積極溝通、認真工作，保證機械設備時刻處于最佳狀態(tài)運轉(zhuǎn)工作。

6 結語

石油鉆井機械設備的腐蝕問題，是開展石油鉆井開采工作中需要面臨的重要問題。而腐蝕這一問題及其相關問題，受著當?shù)氐牡乩碜匀坏孛箔h(huán)境、機械設備本身的材料、人員技術水平責任意識和相關報備報銷制度等多方面的影響。必須通過科學的事前考察、嚴格的材料選取、與時俱進的人員培訓等措施對其進行改善，以推進我國石油的開采建設不斷進步。