本发明属于防腐技术领域，具体涉及一种磁性防腐自修复涂料及其在油气田套管防腐蚀中的应用。
背景技术：
油气田套管腐蚀一直是个石油公司无法避免的问题。套管腐蚀严重影响油气田生产的正常运行，严重的甚至致使油井报废，带来了高额的修井和材料更换费用。国内外一直在寻求经济有效的油气田套管防腐技术。目前各石油公司普遍采用的是环氧冷缠带与牺牲阳极技术相结合的防腐技术。环氧冷缠带包覆在套管外表面，与套管本体粘结紧密，可隔绝腐蚀介质，能耐酸碱盐腐蚀，同时兼有良好机械性能，降低了裸露金属面积，即起到物理屏障的作用。但是，冷缠带不可避免地会存在针孔，并且在施工和作业时经常会发生大钳咬伤和地层磨损等外界因素造成的损伤，给套管的安全使用带来隐患。
具有自修复功能的涂料可以在无需外界人工介入的情况下自动检测修复材料内部产生的裂纹，通过含有修复剂的微胶囊和催化剂发生化学反应来达到自修复的作用。虽然，在套管外层涂覆一层防腐自修复涂料可以明显减缓套管的腐蚀。但是，修复剂与催化剂的接触具有随机性，现有的自修复防腐涂料发生自修复所用的时间较长，而且涂料的成膜性能差，在使用过程中收到物理冲击、温度变化等因素，容易产生龟裂和剥落，这在一定上增加了腐蚀发生的机会，在环氧冷缠带发生破裂时，及时涂覆这类自修复的涂料，油气田套管的防腐效果仍不是很好。因此，研究一种自修复时间短、同时涂料的成膜性能好的防腐自修复涂料具有重要的意义，将其应用于油气田套管防腐，可以减缓由于外界作用导致套管外冷缠带破裂造成套管腐蚀的情况。
技术实现要素：
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种磁性防腐自修复涂料及其在油气田套管防腐蚀中的应用，该防腐涂料的自修复时间短、成膜性能好。
一种磁性防腐自修复涂料，包括底层部分、自修复部分和面层部分，底层部分和面层部分的组成相同，都由组分a和组分b组成，其中，组分a由以下重量份的原料组成：成膜物质40-70份，环氧树脂40-70份，有机溶剂20-50份；组分b由以下重量份的原料组成：聚酰胺50-80份、有机溶剂40-60份；自修复部分由以下重量份的原料组成：磁性微胶囊10-20份，有机溶剂70-80份；
其中，所述成膜物质为植物油在180-200℃加热后的冷凝物，即将植物油在180-200℃下加热3-5h，收集容器以及排烟管道内壁的冷凝物；所述磁性微胶囊是由氯化铵，间苯二酚，脲，合金软磁颗粒，环氧树脂，甲醛水溶液制备而成。
所述环氧树脂为e51环氧树脂。
所述合金软磁颗粒为fe-ni软磁合金颗粒或者fe-si-al软磁合金颗粒。
优选地，组分a中还包括颜料3-17份，填料5-15份，消泡剂2-10份。
所述磁性微胶囊是通过以下方法制备而成：将1份氯化铵、1份间苯二酚、10份脲、0.1份合金软磁颗粒混合，加入15份去离子水，搅拌，调节ph为3.5-4，然后加入环氧树脂，然后加入30份甲醛水溶液，在50-60℃下加热3.5-4h，冷却后，过滤，即得到磁性微胶囊。
所述甲醛水溶液的质量浓度为30-40%。
所述颜料为钛白、锌钡白、甲苯胺红、氧化铁红、锌绿、酞菁蓝、炭黑中的任意一种。
所述填料为滑石粉、硅灰石、高岭土、重晶石、云母粉中的任意一种。
所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯甘油醚或聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的任意一种。
所述有机溶剂为丙酮或乙酸乙酯。
本发明所述磁性防腐自修复涂料的制备方法：
（1）面层部分和底层部分中组分a的制备：加入有机溶剂，在搅拌的状态下加入剩余各组分，当组分a中含有颜料、填料、消泡剂时，颜料和填料需经过粉碎和研磨，过100目筛，搅拌2-3h，即得到组分a；
（2）面层部分和底层部分中组分b的制备：将聚酰胺和有机溶剂混合后，搅拌2-3h，即得到组分b；
（3）混合：组分a与组分b必须分开储存；在应用于油气田套管涂覆前1-2h，再将组分a和组分b混合并搅拌均匀，即所述磁性防腐自修复涂料在使用前1-2h时，才需将组分a和组分b混合，在储存时二者需分开单独储存；混合后即得到所述的磁性防腐自修复涂料中的面层部分和底层部分；
（4）自修复部分的制备：将磁性微胶囊和有机溶剂混合后，搅拌2-3h，即得到自修复部分。
在使用时，先涂覆底层部分，再涂覆自修复部分，最后再涂覆面层部分。
所述磁性防腐自修复涂料用于油气田套管防腐蚀中的应用，在油气田套管外部均匀地固定牺牲阳极，然后涂覆所述磁性防腐自修复涂料，待涂料固化后，在油气田套管外部缠绕环氧冷缠带即可。
所述涂覆磁性防腐自修复涂料的步骤为：依次在油气田套管表面涂覆磁性防腐自修复涂料中的底层部分、自修复部分、面层部分。
本发明的优点：
（1）本发明提供的磁性防腐自修复涂料的自修复时间短，修复时间为10-20min，而且涂料的成膜性能好，成膜均匀，成膜后在套管上附着好，酸碱浸泡时不起皮、不剥落；
（2）将该磁性防腐自修复涂料应用于油气田套管防腐蚀，可以避免因为环氧冷缠带扎破而导致腐蚀发生的情况，防腐效果好。
具体实施方式
实施例1
1.一种磁性防腐自修复涂料，包括底层部分、自修复部分和面层部分，底层部分和面层部分的组成相同，都由组分a和组分b组成，
其中，组分a由以下重量份的原料组成：成膜物质40份，e51环氧树脂40份，有机溶剂20份；所述成膜物质为植物油在180℃加热后的冷凝物，即将植物油在180℃下加热5h，收集容器以及排烟管道内壁的冷凝物；
组分b由以下重量份的原料组成：聚酰胺50份、有机溶剂40份；
自修复部分由以下重量份的原料组成：磁性微胶囊10份，有机溶剂70份，其中，所述磁性微胶囊是通过以下方法制备而成：将1份氯化铵、1份间苯二酚、10份脲、0.1份fe-ni软磁合金颗粒混合，加入15份去离子水，搅拌，调节ph为3.5，然后加入e51环氧树脂，再加入30份质量浓度为30%的甲醛水溶液，在50℃下加热4h，冷却后，过滤，即得到磁性微胶囊。
所述有机溶剂为丙酮。
2.所述磁性防腐自修复涂料的制备方法：
（1）面层部分和底层部分中组分a的制备：加入有机溶剂，在搅拌的状态下加入剩余各组分，搅拌2h，即得到组分a；
（2）面层部分和底层部分中组分b的制备：将聚酰胺和有机溶剂混合后，搅拌2h，即得到组分b；
（3）混合：组分a与组分b必须分开储存；在应用于油气田套管涂覆前1-2h，再将组分a和组分b混合并搅拌均匀，即所述磁性防腐自修复涂料在使用前1-2h时，才需将组分a和组分b混合，在储存时二者需分开单独储存；混合后即得到所述的磁性防腐自修复涂料中的面层部分和底层部分；
（4）自修复部分的制备：将磁性微胶囊和有机溶剂混合后，搅拌2h，即得到自修复部分。
在使用时，先涂覆底层部分，再涂覆自修复部分，最后再涂覆面层部分。
实施例2
1.一种磁性防腐自修复涂料，包括底层部分、自修复部分和面层部分，底层部分和面层部分的组成相同，都由组分a和组分b组成，
其中，组分a由以下重量份的原料组成：成膜物质70份，e51环氧树脂70份，有机溶剂50份；所述成膜物质为植物油在200℃加热后的冷凝物，即将植物油在200℃下加热3h，收集容器以及排烟管道内壁的冷凝物；
组分b由以下重量份的原料组成：聚酰胺80份、有机溶剂60份；
自修复部分由以下重量份的原料组成：磁性微胶囊20份，有机溶剂80份，其中，所述磁性微胶囊是通过以下方法制备而成：将1份氯化铵、1份间苯二酚、10份脲、0.1份fe-si-al软磁合金颗粒混合，加入15份去离子水，搅拌，调节ph为4，然后加入e51环氧树脂，再加入30份质量浓度为40%的甲醛水溶液，在60℃下加热3.5h，冷却后，过滤，即得到磁性微胶囊。
所述有机溶剂为乙酸乙酯。
2.所述磁性防腐自修复涂料的制备方法：同实施例1。
实施例3
1.一种磁性防腐自修复涂料，包括底层部分、自修复部分和面层部分，底层部分和面层部分的组成相同，都由组分a和组分b组成，
其中，组分a由以下重量份的原料组成：成膜物质40份，e51环氧树脂40份，有机溶剂20份，颜料3份，填料5份，消泡剂2-份；所述成膜物质为植物油在180℃加热后的冷凝物，即将植物油在180℃下加热5h，收集容器以及排烟管道内壁的冷凝物；
组分b由以下重量份的原料组成：聚酰胺50份、有机溶剂40份；
自修复部分由以下重量份的原料组成：磁性微胶囊10份，有机溶剂70份，其中，所述磁性微胶囊是通过以下方法制备而成：将1份氯化铵、1份间苯二酚、10份脲、0.1份fe-ni软磁合金颗粒混合，加入15份去离子水，搅拌，调节ph为3.5，然后加入e51环氧树脂，再加入30份质量浓度为30%的甲醛水溶液，在50℃下加热4h，冷却后，过滤，即得到磁性微胶囊。
所述有机溶剂为丙酮。
所述颜料为钛白。
所述填料为滑石粉。
所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
2.所述磁性防腐自修复涂料的制备方法：
（1）面层部分和底层部分中组分a的制备：加入有机溶剂，在搅拌的状态下加入剩余各组分，其中，颜料和填料粉碎后研磨过100目筛，搅拌3h，即得到组分a；
（2）面层部分和底层部分中组分b的制备：将聚酰胺和有机溶剂混合后，搅拌3h，即得到组分b；
（3）混合：组分a与组分b必须分开储存；在应用于油气田套管涂覆前1-2h，再将组分a和组分b混合并搅拌均匀，即所述磁性防腐自修复涂料在使用前1-2h时，才需将组分a和组分b混合，在储存时二者需分开单独储存；混合后即得到所述的磁性防腐自修复涂料中的面层部分和底层部分；
（4）自修复部分的制备：将磁性微胶囊和有机溶剂混合后，搅拌3h，即得到自修复部分。
实施例4
1.一种磁性防腐自修复涂料，包括底层部分、自修复部分和面层部分，底层部分和面层部分的组成相同，都由组分a和组分b组成，
其中，组分a由以下重量份的原料组成：成膜物质70份，e51环氧树脂70份，有机溶剂50份，颜料17份，填料15份，消泡剂10份；所述成膜物质为植物油在200℃加热后的冷凝物，即将植物油在200℃下加热3h，收集容器以及排烟管道内壁的冷凝物；
组分b由以下重量份的原料组成：聚酰胺80份、有机溶剂60份；
自修复部分由以下重量份的原料组成：磁性微胶囊20份，有机溶剂80份，其中，所述磁性微胶囊是通过以下方法制备而成：将1份氯化铵、1份间苯二酚、10份脲、0.1份fe-si-al软磁合金颗粒混合，加入15份去离子水，搅拌，调节ph为4，然后加入e51环氧树脂，再加入30份质量浓度为40%的甲醛水溶液，在60℃下加热3.5h，冷却后，过滤，即得到磁性微胶囊。
所述有机溶剂为乙酸乙酯。
所述颜料为锌钡白。
所述填料为高岭土。
所述消泡剂为聚氧丙烯甘油醚。
2.所述磁性防腐自修复涂料的制备方法：同实施例3。
实施例5
1.一种磁性防腐自修复涂料，包括底层部分、自修复部分和面层部分，底层部分和面层部分的组成相同，都由组分a和组分b组成，
其中，组分a由以下重量份的原料组成：成膜物质55份，e51环氧树脂55份，有机溶剂38份，颜料9份，填料11份，消泡剂14份；所述成膜物质为植物油在185℃加热后的冷凝物，即将植物油在185℃下加热4.5h，收集容器以及排烟管道内壁的冷凝物；
组分b由以下重量份的原料组成：聚酰胺65份、有机溶剂50份；
自修复部分由以下重量份的原料组成：磁性微胶囊15份，有机溶剂75份，其中，所述磁性微胶囊是通过以下方法制备而成：将1份氯化铵、1份间苯二酚、10份脲、0.1份fe-si-al软磁合金颗粒混合，加入15份去离子水，搅拌，调节ph为3.7，然后加入e51环氧树脂，再加入30份质量浓度为37%的甲醛水溶液，在55℃下加热3.8h，冷却后，过滤，即得到磁性微胶囊。
所述有机溶剂为乙酸乙酯。
所述颜料为氧化铁红。
所述填料为云母粉。
所述消泡剂为聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚。
2.所述磁性防腐自修复涂料的制备方法：同实施例3。
对比例1（不加入成膜物质，其他同实施例5）
一．检测磁性防腐自修复涂料的性能
1.将磁性防腐自修复涂料通过喷涂的方式，涂覆在套管表面，自然固化，检测各涂料的性能，结果见表1。
表1涂料的检测结果
2.将各实施例制备得到的涂料喷涂在套管上，待涂料自然固化后，选取5cm×5cm的区域，用小刀在套管表面划两道划痕，划痕与套管轴向平行，划痕以小刀接触到套管表层为准，即用小刀划痕时必须保证小刀将涂料形成的膜完全切割形成划痕，以保证各个实施例之间的划痕具有可比性，观察划痕的修复时间，见表2。
表2涂料的修复时间
由表1和表2可知，本发明提供的涂料成膜性能稳定，防腐效果好，成膜后不开裂、不起泡；而且，涂层膜发生破裂时，涂料的自修复时间短，为10-20min，可以进一步减少腐蚀。
二．应用
将本发明提供的磁性防腐自修复涂料用于油气田套管防腐蚀中的应用，即在现有的牺牲阳极和环氧冷缠带结合的这种防腐技术中，在镶嵌牺牲阳极后，先采用磁性防腐自修复涂料涂覆套管表层，然后缠绕环氧冷缠带，具体如下：在油气田套管外部均匀地固定牺牲阳极，然后涂覆所述磁性防腐自修复涂料，涂覆前1-2h，先将涂料中的组分a和组分b混合，涂覆时依次在油气田套管表面涂覆磁性防腐自修复涂料中的底层部分、自修复部分、面层部分，待涂料固化后，在油气田套管外部缠绕环氧冷缠带即可。