УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ КОЛОННЫ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ ДЛЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

Предложенное техническое решение относится к электрохимической защите объектов от коррозии, а именно к устройствам катодной защиты колонны насосно-компрессорных труб для нефтяных и газовых скважин.
Известно устройство электрохимической защиты стальных труб от коррозии, к числу которых относятся колонны насосно-компрессорных труб для нефтяных и газовых скважин, в котором защищаемая конструкция контактирует с протекторным элементом, изготовленным из металла, имеющего меньший, чем у него стандартный электрохимический потенциал.
(см. Краткая химическая энциклопедия. Статья «Защита металлов электрохимическая - протекторная система катодной защиты» М., Изд-во «Советская энциклопедия», 1967 г. т. II, с. 87).
Функцию анода в данном способе выполняют оба металла, при этом электрохимическое растворение металла протекторного элемента, расположенного вне объекта защиты, обеспечивает протекание через защищаемую конструкцию необходимого минимума катодного тока.
К недостаткам этого устройства относится его низкая эффективность.
Техническим результатом предложенного технического решения является повышение эффективности устройства для электрохимической защиты от коррозии колонны насосно-компрессорных труб.
Заявленный технический результат достигается устройством для электрохимической защиты от коррозии колонны насосно-компрессорных труб для нефтяных и газовых скважин, в котором защищаемая конструкция контактирует с протекторным элементом, изготовленным из металла, имеющего меньший, чем у нее стандартный электрохимический потенциал, содержит вертикальный полый корпус, верхняя часть которого выполнена в виде муфты с внутренней резьбой, а нижняя - в виде патрубка с наружной резьбой, с возможностью установки в составе колонны насосно-компрессорных труб, протекторный элемент установлен в полости корпуса, выполнен в виде набора одинаковых перфорированных, в виде круглых отверстий, цилиндрических вставках, из алюминиевого сплава, жестко соединенных между собой, с возможностью соосного расположения отверстий, корпус содержит кабельный ввод для прижатия к протекторному элементу жилы кабеля заземления и ее герметизации с помощью сальникового соединения.
При движении потока углеводородов по колонне насосно-компрессорных труб накапливаемое статическое электричество вызывает сквозную коррозию металла. Снятие зарядов статического электричества с транспортируемого потока с помощью протекторного элемента, расположенного в потоке, позволяет препятствовать коррозии труб эффективнее, чем при расположении протектора за пределами защищаемого объекта.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства.
На фиг .2 - сечение А-А на фиг. 1
Конструкцию и работу устройства иллюстрируется примером.
0
0
Устройство для электрохимической защиты от коррозии колонны насосно-компрессорных труб для нефтяных и газовых скважин (фиг. 1, 2) содержит вертикальный полый корпус 1, верхняя часть которого выполнена в виде муфты 2 с внутренней резьбой НКТ 73, а нижняя - в виде патрубка 3 с наружной резьбой НКТ 73 для установки в составе колонны насосно-компрессорных труб, протекторный элемент 4 длиной 200 мм установлен в средней полости корпуса диаметром 55 мм, выполнен в виде набора из четырех одинаковых перфорированных, в виде круглых отверстий 5, цилиндрических вставок 6 из алюминиевого сплава, жестко соединенных между собой посредством точечной сварки по торцевым фаскам, с возможностью соосного сопряжения отверстий, и зафиксирован разрезным пружинным кольцом 7, корпус содержит кабельный ввод 8 для подвода и прижатия к протекторному элементу алюминиевого кабеля заземления 9 с диаметром жилы 5 мм и ее герметизации с помощью сальникового соединения 10. Все детали протекторного элемента изготавливают из алюминиевого сплава АД16Т, легко поддающегося механической обработке и имеющего значение стандартного электрохимического потенциала (ϕ=-1,7) меньшее, по сравнению с железом (ϕ=-0,44).
При сборке во внутреннюю полость корпуса 1 устройства вставляют протекторный элемент 4 и фиксируют его с помощью разрезного пружинного кольца 7. Устройство монтируют в колонну насосно-компрессорных труб, соединяя верхнюю муфтовую 2 и нижнюю 3 части корпуса с технологическими трубами. В кабельный ввод 8 вводят оголенную жилу кабеля заземления 9, с усилием прижимают ее к протекторному элементу, вдавливая жилу в металл для обеспечения электрического контакта, и герметизируют с помощью сальникового соединения 10. Транспортируемый поток проходя через отверстия 5 в цилиндрических вставках 6 отдает заряд на сопряженные с его движением поверхности протекторного элемента и далее в заземляющий кабель, защищая колонну насосно-компрессорных труб от коррозии. Поскольку все детали протекторного элемента изготовлены из алюминиевого сплава АД16Т, имеющего значение стандартного электрохимического потенциала меньшее, чем у стали, из которой изготовлен трубопровод, электрохимическое растворение металла вставок обеспечивает уровень катодного тока, проходящего через стенки труб необходимый для их антикоррозионной защиты. Ремонтопригодность устройства обеспечивается возможностью легкой замены набора протекторных элементов, разрушающихся в процессе эксплуатации.
Испытания устройства показали, что защита колонны насосно-компрессорных труб для нефтяных и газовых скважин с использованием предложенного устройства позволяет в сравнении с известным в 2-5 раз замедлить все коррозийные процессы, что увеличивает срок межремонтного периода и, соответственно, сокращает эксплуатационные расходы.