一种防腐套管及布置方案和应用的制作方法

本发明属于油气田腐蚀与防护技术领域，具体涉及一种防腐套管及布置方案和应用。

背景技术：

在油田开发过程中，套管长期受到地层水的侵蚀，由于地层水具有高矿化度、硫化氢、溶解氧、二氧化碳、硫酸盐还原菌等腐蚀因素，在温度、压力、流速和交变应力等因素的复合作用下，会使套管外壁腐蚀严重。阴极保护是一种防止管材腐蚀的有效防护方法，国内外关于此技术的专利较多，但普遍存在导电连接点少、易脱落、易失效等现象。

如（一）实用新型专利cn202989282u是将阳极材料预先铸造成型，并通过各种连接方式将阳极材料和套管外表面紧密连接。但由于连接点较少，无法为被保护金属提供稳定的保护电流；（二）实用新型专利cn201704408u公开了一种套管防腐多点连接的牺牲阳极装置。该装置主要由牺牲阳极、圆钢、套管卡子和丝帽组成，保证了空心圆柱体牺牲阳极的牢固，增加了阳极各部分的电导通。该专利中，虽然增加了阳极同套管的联通，但仍然存在提前失效等问题；（三）发明专利cn101397671a公开了一种牺牲阳极保护阴极-油管防腐装置。该装置是将牺牲阳极材料熔融浇铸到400～500mm油管短节上，每60～80米下入一组油管阳极。此方法保证了阳极材料和油管的紧密连接，但由于短节较短（400～500mm），在油管下入过程中，液压管钳、吊卡等工具无法使用，无法下入。另，油管短节串联于油管时，会破坏井筒完整性，影响井身安全。

套管由于制作工艺等原因，为不规整的空心圆柱体，尤其是外径各点不尽相同。因此，根据套管外径尺寸预铸成型的阳极材料无法和套管外壁紧密无缝连接。地层水侵入时，会进入缝隙并产生缝隙腐蚀，进而导致阳极和套管接触不良而失效，甚至脱落造成卡堵事故。

技术实现要素：

本发明的目的是解决传统的根据套管外径尺寸预铸成型的阳极材料无法和套管外壁紧密无缝连接、缝隙腐蚀造成阳极失效和阳极使用寿命短的问题。

为此，本发明提供了一种防腐套管，包括套管，所述套管的外表面上铸造有熔化后的锌阳极，锌阳极沿轴向的长度为500mm。

所述锌阳极沿轴向分布在套管前、中、后端三处，前端处的锌阳极距离套管端部螺纹1000mm，后端处的锌阳极距离套管端部接箍1000mm。

所述锌阳极外径大于套管接箍外径0.3mm～0.5mm。

所述套管采用5½″套管时，接箍外径为153.7mm，锌阳极外径为154mm，壁厚为7.15mm；套管采用7″套管，接箍外径为194.5mm，锌阳极外径为195mm，壁厚为8.60mm。

一种防腐套管的布置方案，防腐套管与普通套管间隔连接组成套管管串，相邻两个防腐套管之间串接1～4节普通套管。

一种防腐套管的布置方案的应用，所述防腐套管与普通套管连接成套管管串后，下入含水层、盐膏层、未封固井段的井内。

本发明的有益效果：本发明提供的这种防腐套管及布置方案和应用，将锌阳极熔化后，直接铸造于套管外表面，制成防腐套管。锌阳极和套管无缝紧密导电连接，阳极提供稳定持续保护电流，有效减少阳极材料不均匀腐蚀、缝隙腐蚀造成的阳极失效现象，显著延长阳极使用寿命。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是防腐套管的示意图。

图2是防腐套管布置方案的示意图。

附图标记说明：1、套管；2、锌阳极；3、防腐套管；4、普通套管。

具体实施方式

实施例1：

为了解决传统的根据套管外径尺寸预铸成型的阳极材料无法和套管外壁紧密无缝连接、缝隙腐蚀造成阳极失效和阳极使用寿命短的问题，本实施例提供了如图1所示的一种防腐套管，包括套管1，所述套管1的外表面上铸造有熔化后的锌阳极2，锌阳极2沿轴向的长度为500mm。

本实施例提供的防腐套管的工作原理是：

将锌阳极2熔化后，直接铸造于套管1外表面，制成防腐套管。锌阳极2和套管1无缝紧密导电连接，锌阳极2提供稳定持续保护电流，有效减少阳极材料不均匀腐蚀、缝隙腐蚀造成的阳极失效现象，显著延长阳极使用寿命。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述锌阳极2沿轴向分布在套管1前、中、后端三处，前端处的锌阳极2距离套管1端部螺纹1000mm，后端处的锌阳极2距离套管1端部接箍1000mm。

锌阳极2分布在套管1外表面前、中、后端三处，其中前、后两处分别距离螺纹和接箍1000mm，保证在防腐套管下入过程中，液压管钳、吊卡、卡瓦等工具的正常使用。

实施例3：

在实施例2的基础上，所述锌阳极2外径大于套管1接箍外径0.3mm～0.5mm。

锌阳极2的外径和套管1接箍外径接近，防腐套管在下入过程中，井壁不磨损阳极表面，保证防腐套管的正常下入。

实施例4：

在实施例2的基础上，所述套管1采用5½″套管时，接箍外径为153.7mm，锌阳极2外径为154mm，壁厚为7.15mm；套管1采用7″套管，接箍外径为194.5mm，锌阳极2外径为195mm，壁厚为8.60mm。包括以上数据，套管1和锌阳极2的其他参数如下：

套管和锌阳极规格尺寸

在实际井场应用中，套管常用尺寸是5½″套管和7″套管，因此，本实施例给出以上数据，但本实施例不完全限于此尺寸，其他尺寸的套管可根据实际需要调整锌阳极的相关尺寸。

实施例5：

一种防腐套管的布置方案，所述防腐套管3与普通套管4间隔连接组成套管管串，相邻两个防腐套管3之间串接1～4节普通套管4。

防腐套管3和普通套管4间隔布置，布置方案为防腐套管3∶普通套管4=1∶3或1∶4。方案设计时，可参考邻井固井质量，在腐蚀严重井段，加密阳极数量，布置方案也可采用防腐套管3∶普通套管4=1∶2甚至1∶1，从而降低未封固空井段无阳极保护套管的概率。

防腐套管下入工序为：

按照实际测量套管长度，确定最终套管管串结构及下入顺序；按顺序对入井套管编好次序，防腐套管单独进行编号；套管上钻台，使用吊车、专用绳套，挂好尾绳起吊，起吊套管专人指挥；套管到位后扣好吊卡，拦好缆绳缓慢上提游车；套管公扣端距离井口套管母扣端面20-30cm位置，卸护丝，涂刷丝扣油；人工扶正套管对扣、使用液压套管钳上扣、紧扣；上好扣后，缓慢上提套管接箍离开吊卡端面5cm后刹车，开、移吊卡；下放套管至吊卡距转盘面2米位置减速、平稳坐吊卡于转盘面；拉开耳环，挂好空吊卡继续进行下一根套管作业程序，同时灌好泥浆，每下10根灌满一次。

实施例6：

一种防腐套管的布置方案的应用，所述防腐套管3与普通套管4连接成套管管串后，下入含水层、盐膏层、未封固井段的井内。

深井用防腐套管具有现场施工工艺简单，保护寿命长，耐温性强等鲜明技术特点，可广泛应用于含水层、盐膏层、未封固井段的套管保护，应用前景广阔。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。