一种内涂层套管井的牺牲阳极保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种内涂层套管井的牺牲阳极保护装置。
【背景技术】
[0002]在油水井套管应用内涂层，可以有效隔离井筒内腐蚀介质与碳钢套管内壁，达到保护高腐蚀介质产出井及采出水回注井的生产安全及延长套管服役寿命的目的。但在油水井起下油管、下入封隔器等井下工具作业过程中可能发生碰撞、咬伤等情况，造成碳钢套管内涂层发生局部破损，导致碳钢套管局部腐蚀。而内涂层套管一旦入井后，将终生服役，无法起出，除配套机械封隔器隔采和环空保护液等防治措施外，缺少其他有效方法。
[0003]国内外在碳钢套管、管道的外防腐措施中广泛应用牺牲阳极保护技术。牺牲阳极保护套管装置是将阳极铸造成手镯式空心圆柱体并固定在碳钢套管、管道外部，通过锁紧装置将阳极紧密连接。或将圆柱、梯形等不同规格、尺寸的实心阳极通过焊接或电缆连接等方式与被保护体相连。牺牲阳极给腐蚀段提供稳定电流保护，确保碳钢套管、管道不受腐蚀破坏。
[0004]发明专利CN 103498994 A为一种保护海底管道的单片式牺牲阳极装置，采用焊接方式将牺牲阳极连接至海底管道外表面。CN 201686745 U和CN 201704408 U均为保护套管用的手镯式牺牲阳极装置，采用螺纹连接将牺牲阳极固定在套管外表面。
[0005]对于碳钢套管内表面的牺牲阳极保护装置国内外文献鲜有报道。应用中的主要难点有:油井井下环境的特殊性，井筒中含水、原油和溶解性C02、H2S气体等。井筒中的油、蜡等组分容易在牺牲阳极表面附着，导致牺牲阳极的活化性能变差，溶解不均，腐蚀产物不易脱落，电流效率下降，达不到设计要求；2、油管属高强度碳钢，不允许焊接；3、油水井井底温度高于50°C后，常用的铝、锌和镁系牺牲阳极会发生严重的晶间腐蚀，消耗速度快，并且可能发生极性反转，完全丧失保护作用。这些都对牺牲阳极保护装置的抗油、连接方式等方面的设计提出了更高要求。
【发明内容】
[0006]为了克服现有装置寿命短、易破损腐蚀的问题，本发明提供一种内涂层套管井的牺牲阳极保护装置，牺牲阳极保护装置加工工艺简单、成本低、有效期长、易更换，对油水井的日常维护没有影响，实现对碳钢套管内涂层破损处的保护，有效防止破损处腐蚀，延长碳钢套管使用寿命。
[0007]本发明采用的技术方案是:
一种内涂层套管井的牺牲阳极保护装置，包括碳钢油管短节，碳钢油管短节上安装有绝缘衬套，绝缘衬套的外环上套装有牺牲阳极组，碳钢油管短节与牺牲阳极组接触连接，牺牲阳级组的两端安装有锁紧卡箍，牺牲阳级组与锁紧卡箍之间通过绝缘垫环连接，牺牲阳极组外部固定连接有多个弹性扶正锚接器。
[0008]所述弹性扶正锚接器一端通过锚接器固定卡环固定在牺牲阳极组上，弹性扶正锚接器的另一端直接固定在牺牲阳极组的另一端上，锚接器固定卡环通过十字槽螺钉安装在牺牲阳极组上。
[0009]所述弹性扶正锚接器，由弹性簧片、合金接触头组成，弹性扶正锚接器中的弹性簧片两端通过十字槽螺钉形成固定连接点，与牺牲阳极组固定连接；合金接触头通过焊接方式，连接到弹性簧片中部，弹性扶正锚接器以2~6支均匀分布在碳钢油管径向360°范围内。
[0010]锚接器固定卡环为316L，安装在牺牲阳极组靠近母扣端的端部。
[0011]锁紧卡箍由锁紧箍和锁紧卡套两部分组成，锁紧箍与锁紧卡套两者丝扣连接。
[0012]绝缘衬套为PVC或尼龙材质。
[0013]绝缘垫环为尼龙材质。
[0014]本发明的有益效果:
(I)一种内涂层套管井的牺牲阳极保护装置实施工艺简单，安装于碳钢油管串后随油管一起下井，不需要特殊的修井作业等施工措施，而且对油水井的后期修井、更换油管等作业没有影响，降低高腐蚀油水井开采成本。
[0015](2)牺牲阳极保护装置加工工艺简单、成本低、有效期长、易更换，对油水井的日常维护没有影响。
[0016]以下将结合附图对本发明进行详细说明。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的结构示意图。
[0018]图2是本发明的俯视图。
[0019]图中，附图标记:1、碳钢油管短节；2、锁紧卡箍；3、牺牲阳极组；4、绝缘衬套；5、锚接器固定卡环；6、弹性扶正锚接器；7、绝缘垫环；8、十字槽螺钉。
【具体实施方式】
[0020]实施例1:
为了克服现有装置寿命短、易破损腐蚀的问题，本发明提供一种内涂层套管井的牺牲阳极保护装置，牺牲阳极保护装置加工工艺简单、成本低、有效期长、易更换，对油水井的日常维护没有影响，实现对碳钢套管内涂层破损处的保护，有效防止破损处腐蚀，延长碳钢套管使用寿命。
[0021]—种内涂层套管井的牺牲阳极保护装置，包括碳钢油管短节1，碳钢油管短节I上安装有绝缘衬套4，绝缘衬套4的外环上套装有牺牲阳极组3，碳钢油管短节I与牺牲阳极组3接触连接，牺牲阳级组3的两端安装有锁紧卡箍2，牺牲阳级组3与锁紧卡箍2之间通过绝缘垫环7连接，牺牲阳极组3外部固定连接有多个弹性扶正锚接器6。
[0022]牺牲阳极组3套装在绝缘衬套4外环。弹性扶正锚接器6下端为固定端口，打磨光滑后固定在牺牲阳极组3端口内侧，确保弹性簧片与阳极接触良好。将锁紧卡箍2从公扣端套入碳钢油管短节I近母扣端，并上紧丝扣固定位置。安装绝缘垫环7，并将绝缘衬套4套入油管短节，并与绝缘垫环7紧密连接。弹性扶正锚接器6的一端固定在牺牲阳极组3近公扣端的内侧后，套入绝缘衬套4外环。
[0023]安装完绝缘垫环7后，两端分别用锁紧卡箍2卡住，将牺牲阳极组3固定在预留位置，防止牺牲阳极组3上下滑动。弹性扶正锚接器6的耐蚀合金接触头与碳钢套管内涂层接触，将牺牲阳极组3的活泼电子传输至碳钢套管内涂层表面，起到对内涂层破损处碳钢套管本体的保护作用。
[0024]其中绝缘衬套4和绝缘垫环7将牺牲阳极组3与油管短节I和锁紧卡箍2固定并绝缘，避免牺牲阳极组3在碳钢油管外壁的损耗。弹性扶正锚接器6的合金接触头与套管内表面形成电性连接。由于牺牲阳极金属工作电位更负，可提供足够高的驱动电压，对套管输出稳定的阳极保护电流，能够有效实现对内涂层破损处碳钢套管本体的保护。
[0025]本牺牲阳极保护装置采用的牺牲阳极，其主要元素含量为Al:5%?10%，In:
0.1%?0.5%，S1:0.1%?0.2%，