一种保护油管、套管内壁的阴极保护装置制造方法
【专利摘要】一种保护油管、套管内壁的阴极保护装置，短接的中间或中间与其中一端各安装多个套管导电器；管外牺牲阳极浇注在短接的管壁上，位于套管导电器的两端或两组套管导电器之间；管内牺牲阳极浇注在短接的管外位于两组管外牺牲阳极之间或一组管外牺牲阳极的另一端；丝扣位于短接的两端；解决了目前条件下油田油井与注水井油管、套管内壁腐蚀控制采取的牺牲阳极保护技术不能保护油管内壁与套管内壁的不足，拓展了油井与注水井油管与套管腐蚀控制牺牲阳极保护技术的范围，使油套管的腐蚀控制能够得到更全面有效的保护，降低油田生产过程对油套管的腐蚀损坏，为油田的可持续发展与经济效益的提高
【专利说明】一种保护油管、套管内壁的阴极保护装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油田生产系统防腐【技术领域】，特别涉及对油田生产系统中油井与注水井油管内外壁与套管内壁进行腐蚀控制的一种保护油管、套管内壁的阴极保护装置。
【背景技术】
[0002]油田生产系统中，随油田开发时间的延长，油井产出液含水不断上升，由于产出液分离水矿化度高，含有大量的二氧化碳、硫化氢，一定量的细菌导致产出液介质对油井油管与套管的内壁产生严重腐蚀；注水井则由于其注入的污水来源于油井，污水具有与油井相同的腐蚀性，注入污水的过程中对注水井油管内壁造成严重的腐蚀，同时、由于注水井环形空间是一个死水区，细菌的繁殖与增生较油井更加严重，导致注水井环形空间的水质恶化，对油管的外壁、套管的内壁造成严重的腐蚀。
[0003]目前、对油井与注水井油套管的腐蚀控制采取的牺牲阳极保护技术不能保护油井或注水井的油管内壁，不能保护油井或注水井的套管内壁，只能保护油管的外壁。因而、在油田生产过程，出现油管内腐蚀导致油管穿孔、断脱，套管内壁腐蚀导致套管强度降低，套管变形与错断、套管穿孔，造成油井与注水井作业与大修，甚至报废，经济损失重大、同时还影响油田生产的正常进行，导致油田原油产量下降，经济效益降低等。
【发明内容】
[0004]为了克服上述油井与注水井油套管腐蚀控制所采取的牺牲阳极保护技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种保护油管、套管内壁的阴极保护装置，根据需要既可以保护油管的内外壁或油管的外壁，同时可以保护套管的内壁。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型的目的是这样实现的:
[0006]一种保护油管、套管内壁的阴极保护装置，包括短接1，套管导电器2，管外牺牲阳极3，丝扣4和管内牺牲阳极5，短接I的中间或中间与其中一端各安装多个套管导电器2 ;管外牺牲阳极3浇注在短接I的管壁上，位于套管导电器2的两端或两组套管导电器2之间；管内牺牲阳极5浇注在短接I的管外位于两组管外牺牲阳极3之间或一组管外牺牲阳极3的另一端；丝扣4位于短接I的两端。
[0007]所述的短接I有两种结构，一种是短接I包括外壁槽Ia与内壁槽lb，外壁槽Ia与内壁槽Ib分别在短接I的两端；另一种短接I包括外壁槽Ia与内壁槽lb，短接I的两端各设计一个外壁槽la，短接I的中间设计一个内壁槽lb。
[0008]一种保护油管、套管内壁的阴极保护装置，包括短接1，套管导电器2，管外牺牲阳极3和丝扣4，短接I的中间或两端各安装多个套管导电器2 ;管外牺牲阳极3浇注在短接I的管壁上，位于两组套管导电器2之间或I组套管导电器2的两端；丝扣4位于短接I的两端。
[0009]所述的短接I为一根管柱。
[0010]所述的套管导电器2包括固定挡板l_2a,导电杆l_2b和弹簧l_3c ;导电杆l_2b在固定挡板l-2a内，弹簧l_3c在导电杆l_2b内，其一端与固定挡板l_2a的底座中间部位连接；固定挡板l_2a的高度小于套管内径的30?40mm，套管导电器2中的导电杆l_2b全伸展时的外径大于套管内径3mm?5mm。
[0011]所述的管内模具6包括熔融牺牲阳极挡板5a，挡板底密封座5b，熔融牺牲阳极浇注管5c ;熔融牺牲阳极挡板5a是一根圆管，在熔融牺牲阳极挡板5a的一端焊接上挡板底密封座5b，熔融牺牲阳极浇注管5c在熔融牺牲阳极挡板5a内与熔融牺牲阳极挡板5a的壁连接。
[0012]所述的管外模具7包括熔融牺牲阳极腔体6a，熔融牺牲阳极腔体6b，熔融牺牲阳极浇注管6c，腔体固定螺栓6d ;熔融牺牲阳极浇注管6c在熔融牺牲阳极腔体6a中间，熔融牺牲阳极腔体6a与熔融牺牲阳极腔体6b通过腔体固定螺栓6d连接密封。
[0013]本实用新型的有益效果是:
[0014]解决了目前条件下油田油井与注水井油管、套管内壁腐蚀控制采取的牺牲阳极保护技术不能保护油管内壁与套管内壁的不足，拓展了油井与注水井油管与套管腐蚀控制牺牲阳极保护技术的范围，使油套管的腐蚀控制能够得到更全面有效的保护，降低油田生产过程对油套管的腐蚀损坏，为油田的可持续发展与经济效益的提高提供了技术保证。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的保护油管、套管内壁的阴极保护装置I的第一种结构示意图。
[0016]图1-1为本实用新型的装置I的第一种短接I的结构示意图。
[0017]图1-2为本实用新型的套管导电器2结构示意图。
[0018]图2为本实用新型的保护油管、套管内壁的阴极保护装置I的第二种结构示意图。
[0019]图2-1为本实用新型的装置I的第二种短接I的结构示意图。
[0020]图3为本实用新型的保护油管、套管内壁的阴极保护装置2的第一种结构示意图。
[0021]图3-1为本实用新型的装置2的短接I的结构示意图。
[0022]图4为本实用新型的保护油管、套管内壁的阴极保护装置2的第二种结构示意图。
[0023]图5为本实用新型的管内模具结构示意图。
[0024]图6为本实用新型的管外模具结构示意图。
[0025]图7为本实用新型浇注阳极用的管内模具6与管外模具7安装的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型做详细叙述。
[0027]参照图1、图2，一种保护油管、套管内壁的阴极保护装置，包括短接1，套管导电器2，管外牺牲阳极3，丝扣4和管内牺牲阳极5，短接I的中间或中间与其中一端各安装多个套管导电器2 ;管外牺牲阳极3浇注在短接I的管壁上，位于套管导电器2的两端或两组套管导电器2之间；管内牺牲阳极5浇注在短接I管内位于两组管外牺牲阳极3之间或一组管外牺牲阳极3的另一端；丝扣4位于短接I的两端。
[0028]参照图1-1和2-1，所述的短接I有两种结构，一种是短接I包括外壁槽Ia与内壁槽lb，外壁槽Ia与内壁槽Ib分别在短接I的两端；另一种短接I包括外壁槽Ia与内壁槽lb，短接I的两端各设计一个外壁槽la，短接I的中间设计一个内壁槽lb。
[0029]参照图3、图4，一种保护油管、套管内壁的阴极保护装置，包括短接1，套管导电器2，管外牺牲阳极3，丝扣4组成，短接I的中间或两端各安装多个套管导电器2 ;管外牺牲阳极3浇注在短接I的管壁上，位于两组套管导电器2之间或I组套管导电器2的两端；短接I内没有浇注管内牺牲阳极5，丝扣4位于短接I的两端。
[0030]参照图3-1，所述的短接I为一根管柱。
[0031]参照图2-1和2-2,所述的套管导电器2包括固定挡板l_2a,导电杆l_2b和弹簧l-3c ;导电杆l_2b在固定挡板l_2a内，弹簧l_3c在导电杆l_2b内，其一端与固定挡板
l-2a的底座中间部位连接；固定挡板l_2a的高度小于套管内径的30?40mm，套管导电器2中的导电杆l-2b全伸展时的外径大于套管内径3mm?5mm。
[0032]该装置对油管的保护原理是:牺牲阳极焊接在短接I的内壁与外壁上，内壁上的牺牲阳极通过油管内介质与油管内壁构成一个电流回路，外壁上的牺牲阳极通过油套管环形空间内介质与油管外壁构成一个电流回路，牺牲阳极失去电子供给油管的内壁与外壁，使油管壁的表面电位降低到-0.85以下，达到保护油管内外壁不受介质腐蚀。
[0033]该装置对套管内壁的保护原理是:焊接在短接I外壁上的牺牲阳极，通过短接I上的套管导电器2与套管内壁接触，从而使短接I外壁上的牺牲阳极与套管内壁连接了，短接I外壁上的牺牲阳极通过油套管环形空间内介质与套管外壁构成一个电流回路，牺牲阳极失去电子供给套管的内壁，使套管内壁的表面电位降低到-0.85以下，达到保护套管内壁不受介质腐蚀。
[0034]本实用新型的制作方法:
[0035]步骤一、制作好短接1，短接I内径与油井、注水井的油管内径相同或大于油井、注水井的油管内径0.05mm，短接I内浇注有管内牺牲阳极5的，短接I比套管内径小30?40mm，短接内没有浇注管内牺牲阳极5的，短接I的外径与油管相同或不大于油管外径Imm ；
[0036]步骤二、浇注管内牺牲阳极5，浇注方法是用管内模具6，涂敷上脱模剂，参照图5，管内牺牲阳极5的浇注采用的管内模具包括熔融牺牲阳极挡板5a，挡板底密封座5b，熔融牺牲阳极浇注管5c ;熔融牺牲阳极挡板5a是一根圆管，在熔融牺牲阳极挡板5a的一端焊接上挡板底密封座5b，熔融牺牲阳极浇注管5c在熔融牺牲阳极挡板5a内与熔融牺牲阳极挡板5a的壁连接，按照图7的结构方式将管内模具6安装在短接I中，安装好管内模具后在管内模具的挡板底密封座5b、短接I内壁槽Ib下端之间与短接I的空隙间注入细沙子，将熔融的牺牲阳极通过管内模具6的熔融牺牲阳极浇注管5c浇注到短接I的内壁槽Ib中，冷却固化后脱模，并铣去小于短接I内径的多余的牺牲阳极，管内牺牲阳极5浇注成功；
[0037]步骤三、浇注管外牺牲阳极3，浇注方法是用管外模具7，涂敷上脱模剂，参照图6，管内牺牲阳极5的浇注采用的管外模具7包括熔融牺牲阳极腔体6a，熔融牺牲阳极腔体6b，熔融牺牲阳极浇注管6c，腔体固定螺栓6d ;熔融牺牲阳极浇注管6c在熔融牺牲阳极腔体6a中间，熔融牺牲阳极腔体6a与熔融牺牲阳极腔体6b通过腔体固定螺栓6d连接密封，按照图7的结构方式安装在短接I中，将熔融的牺牲阳极通过管外模具7的熔融牺牲阳极浇注管6c浇注到短接I的外壁上，冷却固化后脱模，并铣去大于管外牺牲阳极3的外径要求的多余的牺牲阳极，管外牺牲阳极3浇注成功，管外牺牲阳极3的外径要求必须小于套管内径10?15_ ；
[0038]步骤四、按照油管公扣的要求加工短接I两端的丝扣4，将套管导电器2的固定挡板l-2a焊接在短接I的设计位置上，每一组沿短接I的四周水平均匀的分布焊接2个套管导电器2,套管导电器2中的导电杆l_2b全伸展时的外径必须大于套管内径3_?5_之间。
[0039]短接I的管外牺牲阳极3是浇注在短接I的管外壁槽Ia中或管壁上的，外径小于套管内径10mm。
[0040]短接I的管内牺牲阳极5是浇注在短接I的管内内壁槽Ib中的，内径大于或等于短接I的内径。
[0041]管内模具6的挡板底密封座5b的外径与短接I的内径相同，熔融牺牲阳极挡板5a的高度在短接I内槽长度的基础上增加50mm。
[0042]管外模具7的制作其内径小于套管内径30?40mm，其长度大于短接I外壁槽la20mmo
【权利要求】
1.一种保护油管、套管内壁的阴极保护装置，其特征在于，包括短接(1)，套管导电器(2)，管外牺牲阳极(3)，丝扣(4)和管内牺牲阳极(5)，短接(I)的中间或中间与其中一端各安装多个套管导电器(2);管外牺牲阳极(3)浇注在短接(I)的管壁上，位于套管导电器(2)的两端或两组套管导电器(2)之间；管内牺牲阳极(5)浇注在短接(I)的管外位于两组管外牺牲阳极(3)之间或一组管外牺牲阳极(3)的另一端；丝扣(4)位于短接(I)的两端。
2.根据权利要求1所述的一种保护油管、套管内壁的阴极保护装置，其特征在于，所述的短接I有两种结构，一种短接(I)，包括外壁槽(Ia)与内壁槽(Ib)，外壁槽(Ia)与内壁槽(Ib)分别在短接(I)的两端；另一种短接(I)，包括外壁槽(Ia)与内壁槽(Ib)，短接(I)的两端各设计一个外壁槽(Ia)，短接(I)的中间设计一个内壁槽(lb)。
3.一种保护油管、套管内壁的阴极保护装置，其特征在于，包括短接(1)，套管导电器(2)，管外牺牲阳极(3)和丝扣(4)，短接(I)的中间或两端各安装多个套管导电器(2);管外牺牲阳极(3)浇注在短接(I)的管壁上，位于两组套管导电器(2)之间或一组套管导电器⑵的两端；丝扣⑷位于短接⑴的两端。
4.根据权利要求3所述的一种保护油管、套管内壁的阴极保护装置，其特征在于，所述的短接(I)为一根管柱。
5.根据权利要求1或3所述的一种保护油管、套管内壁的阴极保护装置，其特征在于，所述的套管导电器(2)包括固定挡板(l_2a)，导电杆(l-2b)和弹簧(l-3c);导电杆(l_2b)在固定挡板(l_2a)内，弹簧(l-3c)在导电杆(l_2b)内，其一端与固定挡板(l_2a)的底座中间部位连接；固定挡板(l_2a)的高度小于套管内径的30?40mm，套管导电器(2)中的导电杆(l_2b)全伸展时的外径大于套管内径3mm?5mm之间。
6.根据权利要求1或3所述的一种保护油管、套管内壁的阴极保护装置，其特征在于，所述的管内模具(6)包括熔融牺牲阳极挡板(5a)，挡板底密封座(5b)和熔融牺牲阳极浇注管(5c);熔融牺牲阳极挡板(5a)是一根圆管，在熔融牺牲阳极挡板(5a)的一端焊接上挡板底密封座(5b)，熔融牺牲阳极浇注管(5c)在熔融牺牲阳极挡板(5a)内与熔融牺牲阳极挡板(5a)的壁连接。
7.根据权利要求1或3所述的一种保护油管、套管内壁的阴极保护装置，其特征在于，所述的管外模具(7)包括熔融牺牲阳极腔体(6a)，熔融牺牲阳极腔体(6b)，熔融牺牲阳极浇注管^c)和腔体固定螺栓^d);熔融牺牲阳极浇注管^c)在熔融牺牲阳极腔体^a)中间，熔融牺牲阳极腔体^a)与熔融牺牲阳极腔体^b)通过腔体固定螺栓^d)连接密封。
【文档编号】E21B17/00GK204024503SQ201420457381
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】杜素珍, 王香增, 杨悦, 郭学辉, 张永强, 李建东, 李磊 申请人:西安石油大学