[发明专利]一种套管用抗腐阳极保护环

说明书

技术领域

本发明涉及油井用套管，特别是一种套管用抗腐阳极保护环。 

背景技术

油井套管埋藏在地下并穿过地下水层，所以套管的外腐蚀，特别是表层套管的腐蚀，是典型的电化学腐蚀，油田投资打一口井需要300-1000万元的资金，油井的开发年限要达到几十年，而由于腐蚀使油井寿命缩短，有的油水井因套管腐蚀穿孔，不到十年就报废掉。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种可有效防止套管腐蚀的套管用抗腐阳极保护环。 

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案： 

一种套管用抗腐阳极保护环，包括一螺旋呈环状的镁带，所述镁带采用镁合金制成，所述镁合金由以下重量百分比的元素组成：Al≤0.0036%,Zn 0.010-0.030%, Mn 0.002-0.004%,Fe≤0.002%,Ni≤0.0008%,Cu ≤0.001%,Si≤0.006%,其余为Mg。

以下是本发明的进一步优化方案： 

所述镁带的两端分别连接有用来将镁带固定在套管上的卡箍。

进一步优化方案： 

所述镁合金由以下重量百分比的元素组成：Al≤0.0036%,Zn0.020%, Mn 0.003%,Fe≤0.002%,Ni≤0.0008%,Cu ≤0.001%,Si≤0.006%,其余为Mg。

另一种优化方案： 

所述镁合金由以下重量百分比的元素组成：Al≤0.0036%,Zn0.010%, Mn 0.002%,Fe≤0.002%,Ni≤0.0008%,Cu ≤0.001%,Si≤0.006%,其余为Mg。

另一种优化方案： 

所述镁合金由以下重量百分比的元素组成：Al≤0.0036%,Zn0.030%, Mn 0.004%,Fe≤0.002%,Ni≤0.0008%,Cu ≤0.001%,Si≤0.006%,其余为Mg。

使用时，将卡箍与螺旋形的镁带套装在套管外壁上，将卡箍与套管固定连接后同时下入油井内，在井筒电解质中镁带与套管构成原电池，利用电化学阴极保护的牺牲阳极原理，镁带是作为原电池的阳极，套管作为原电池的阴极，从镁带形成的阳极体上通过电解质向套管形成的阴极提供一个阴极电流，使被套管进行阴极极化，实现套管的阴极保护。随着电流的不断流动，作为阳极材料的镁带不断消耗，在镁带没有全部消耗完之前，套管不会发生电化学腐蚀。 

本发明采用上述方案，可有效防止套管的腐蚀，同时对镁带锰和锌元素含量的控制可有效的提高镁带的导电效率，更有效的保护套管不受腐蚀。 

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。 

附图说明：

附图1为本发明实施例中套管用抗腐阳极保护环的结构示意图；

附图2为镁带中加入百分比的Mn含量后对电流效率影响的示意图；

附图3为镁带中加入百分比的Zn含量后对电流效率影响的示意图。

图中：1-卡箍；2-镁带。 

具体实施方式

实施例，如图1所示，一种套管用抗腐阳极保护环，包括一螺旋呈环状的镁带2，所述镁带2采用镁合金制成，所述镁合金由以下元素组成：Al、Zn、Mn 、Fe、Ni、Cu 、Si、Mg。其中Al、Fe、Ni、Cu、Si为杂质成分，其含量应越少越好。 

所述镁带2的两端分别连接有用来将镁带2固定在套管上的卡箍1。 

  

Mn在镁合金中是比不可少的元素，但是过量的锰反而会造成合金耐腐蚀性的下降，降低阳极的导电率；

如图2所示为镁带中加入百分比的Mn含量对电流效率的影响，对加入锰含量分别为0.002%、0.003%、0.004%，其余为Al≤0.0036%、Fe≤0.002%、Ni≤0.0008%、Cu ≤0.001%、Si≤0.006%,余量为Mg的镁合金进行牺牲阳极电位测试，测试结果表明电位均达到-1.7V以上，当锰含量为0.003%时电流效率达到了51.7%。

Zn的导电性能好，在加入适量Mn元素的镁合金中控制加入Zn元素的含量可对镁合金的电流效率有显著的影响，如图3所示为镁带中加入百分比的Zn含量后对电流效率的影响，对加入锌含量分别为0.010%、0.020%、0.030%，其余为Al≤0.0036%、Mn0.003%、Fe≤0.002%、Ni≤0.0008%、Cu ≤0.001%、Si≤0.006%,余量为Mg的镁合金进行牺牲阳极电位测试，测试结果表明电位均达到-1.7V以上，当锌含量为0.020%时电流效率达到了61%。 

使用时，将卡箍1与螺旋形的镁带2套装在套管外壁上，将卡箍1与套管固定连接后同时下入油井内，在井筒电解质中镁带2与套管构成原电池，利用电化学阴极保护的牺牲阳极原理，镁带2是作为原电池的阳极，套管作为原电池的阴极，从镁带2形成的阳极体上通过电解质向套管形成的阴极提供一个阴极电流，使被套管进行阴极极化，实现套管的阴极保护。随着电流的不断流动，作为阳极材料的镁带2不断消耗，在镁带2没有全部消耗完之前，套管不会发生电化学腐蚀。