摘要：目前，使用内喷涂油管作为下井材料，已经成为防治管杆偏磨的一种重要手段。但内喷涂油管应用过程中，发现了地面清蜡时内涂层局部鼓起脱落的问题。为此，本文特针对内喷涂油管的地面清蜡方法进行探讨。
关键词：内喷涂；涂层；清蜡
针对施工现场使用的内喷涂油管在地面清蜡过程中，出现的内涂层局部鼓起脱落的问题，进行科学的原因分析，制定有效的处理方法。提高井下作业施工质量，减低下井材料消耗成本。
一、内喷涂油管的涂层结构
内喷涂油管是应用热喷涂方法，将一种特殊的固态非金属粉末喷涂在油管内壁上，通过涂层的减磨和耐磨特性，达到延缓油管与抽油杆之间磨损程度的目的。涂层的主要成份由金刚砂、复合尼龙、环氧树脂和聚合物四种原料组合而成。金刚砂可以提高涂层的耐磨能力；复合尼龙可以提高涂层的抗冲击能力和耐磨性能；环氧树脂可以提高涂层表面的光洁度，降低涂层摩擦系数；聚合物可以提高涂层的附着力。
二、内喷涂油管地面清蜡存在的问题
作业施工中起出的原井内喷涂油管，常用的清蜡方法是地面清蜡。使用车载蒸汽对管内、外壁进行刺洗。但利用蒸汽刺洗内喷涂管，现场检查过程中发现了有损害涂层的现象，使用锅炉车长时间刺洗后，涂层与管体内壁分离，局部鼓起，下井后涂层剥落的现象。为保证在清蜡过程中将蜡清除的同时，还不损坏内喷涂管的涂层，有必要对蒸汽刺洗内喷涂管的温度、时间及方法进行规范。
三、内喷涂油管地面清蜡刺洗试验分析
地面清蜡刺洗试验一：选用的样品1由内喷涂油管厂家提供新生产出的内喷涂管进行截取。使用车载纯蒸汽对其内壁涂层进行刺洗，刺洗时间30min，车载锅炉温度表显示蒸汽温度128℃，刺洗试验结束后，内涂层刺洗前后未发现显著变化。再用蒸汽带水的方法进行刺洗，刺洗试验结束后，内涂层刺洗前后也未发现显著变化；选用的样品2由内喷涂油管厂家提供新生产出的内喷涂管进行截取的同时，并在试验前特意使用工具对内壁涂层进行了局部破坏，露出管金属内壁。用纯蒸汽的方法进行刺洗，并有意的在刺洗时将蒸汽出口对准涂层被破损部位。刺洗时间45min，车载锅炉温度表显示蒸汽温度125℃，再使用蒸汽连带水进行刺洗，重点也是刺洗涂层被破坏的部分。刺洗试验结束，内涂层刺洗前后未发现明显变化，涂层被破坏的部分也同样无变化。
试验结果分析：把刺洗前后的样品1、样品2进行解剖对比，发现内喷涂涂层厚度的确没有变化，刺洗前后涂层厚度均为0.7mm，符合标准内喷涂管涂层厚度0.6～0.9mm。试验样品使用的是新内喷涂油管，而施工现场进行地面清蜡的是使用过的旧内喷涂油管。为此，选用使用过的旧内喷涂管开展了第二次试验。
地面清蜡刺洗试验二：选用的样品3从损坏内喷涂油管上进行截取，下井时间为2015年9月9日，在井下服役时间为3年。用纯蒸汽的方法进行刺洗，车载锅炉温度表显示蒸汽温度125℃，刺洗5 min时即发现涂层有鼓起现象，对涂层继续刺洗至15min，鼓起现象更加明显，试验结果基本与现场发现的问题相符合。再改用蒸汽连带水的方法进行刺洗。刺洗7 min时即发现涂层有鼓起现象，对涂层继续刺洗至25min，鼓起现象更加明显，试验结果基本也与现场发现的问题相符合。
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试验结果分析：试验一、试验二结束后，我们对三组试验样品分别进行解剖，同时针对整体试验结果进行了分析。
解剖发现样品1内喷涂涂层完好，样品2内喷涂涂层完好，预先涂层被破坏的部分经过蒸汽及上水刺洗，无变化，证明蒸汽对未下井的新内喷涂油管涂层无影响。
对样品3进行解剖发现，涂层局部鼓起，并与管体内表面分离开，涂层鼓起处全部分布在管体根部即与蒸汽管线出口直接接触部位，管体内部其它部位涂层无明显鼓起状态，但局部有涂层与管体分离现象。且样品3在用蒸汽连带水的刺洗方法比纯蒸汽的刺洗方法，同样造成涂层局部鼓起的现象，但消耗的时间有所延长。
对比样品2与样品3发现，样品3管体内涂层整体厚度明显比样品2管体涂层整体厚度大，并且涂层增厚鼓起后，断面的涂层手感较软，和新涂层的强度明显不一样。
经过测量，样品2（新内喷涂管）涂层厚度0.7mm，样品3涂层厚度增加至1.3mm，鼓包处的管体内径缩径至Ф55mm。此次试验的结果与施工现场情况相符。
样品3经过刺洗，Ф57mm活塞无法通过，扶正器也同样无法顺利的通过，并且这种状态的内喷涂油管即使下入井内，也会在较短的时间内，随着杆柱的运动摩擦造成涂层成片状脱落，起不到应有的防偏磨功效。脱落的不规则涂层碎片还会造成卡泵、或卡在凡尔处造成漏失等严重后果。
查阅了相关文献资料了解到，涂层原料中的复合尼龙这种材料具有吸水性。虽然内喷涂的涂层成份选用的是低吸水性的多元复合尼龙粉，但是内喷涂管在井下的长期服役，经过井液的浸泡，低吸水性的复合尼龙也会吸收一定的水份，并且温度越高增重吸水率越高，使整个涂层的静态力学能力下降。经过在井下生产过程中高压、一定温度、井液的浸泡等复杂环境，水分子透过内喷涂涂层的毛细空隙进入涂层内部及涂层与管体内表面之间。长时间的浸泡作用，使涂层厚度增加。作业施工，将内喷涂油管起出地面后，在地面清蜡蒸汽刺洗过程中，由于蒸汽的高温作用，使存在于涂层孔隙内及涂层与管体内表面间隙中的水分子温度升高，气化变成水蒸汽，将涂层与管体之间的间隙逐步撑开，从而导致涂层局部鼓起，与管体分离的现象。
四、经试验得到的几点结论
根据试验结果，尤其是试验二的试验数据，为了保证在地面清蜡时不损坏内喷涂油管内涂层，制定了内喷涂油管地面清蜡操作方法，要求作业施工队进行执行。
1、对内喷涂油管地面清蜡时，蒸汽管线不能在一根油管的同一个位置持续刺洗时间超过4分钟，要及时变换刺洗部位或更换至下一根油管，待前一根油管刺洗部位逐渐冷却后再行刺洗。
2、对内喷涂油管地面清蜡时，禁止使用纯蒸汽进行刺洗，要使用大量水连带蒸汽进行刺洗，并严格控制刺洗温度，不能超过100℃。
3、无结蜡状况的内喷涂管在不影响施工质量的情况下，按照采油矿的要求，可以不用不进行刺洗。
4、如内喷涂管蜡比较多，并且需要刺洗的管比较多，建议使用专业的高压清洗设备进行刺洗。
经过以上内喷涂油管清蜡方法的现场应用，内喷涂油管的清蜡功效非常显著，涂层保护效果非常明显。通过规范施工现场刺洗内喷涂油管的行为，避免不当的操作损坏内喷涂管。为井下作业节约下井材料耗材，节省作业成本费用，提高作业施工时效提供了有效保障。
论文作者:任法德,张庆吉,谭其林
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/10
标签：涂层论文; 油管论文; 蒸汽论文; 样品论文; 鼓起论文; 地面论文; 作业论文; 《基层建设》2018年第20期论文;