油气输送管道腐蚀的研究及纳米复合涂层的去除外文翻译资料

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油气输送管道腐蚀的研究及纳米复合涂层的去除

摘要：

石油工业等大工业设备的腐蚀健康及其传输质量的忽视会造成停产、维修等状况，所以这些问题既是重要问题也是基础问题。本文采用了一种纳米复合镀层以防止大气腐蚀和绝缘腐蚀。该涂料由3%的丙烯酸树脂基水和3%的纳米复合材料以及纳米隧道（隧道厚度仅为几纳米）完全覆盖表面，所以没有任何空气可以渗透微观空间（渗流）。除了疏水性外，它还能将从保温表面去除水分。因此，这种纳米涂层绝缘防止水分进入油气输送管道，这种类型的绝缘是半透明的。另一方面，它下面的空间是可见的。为了测试这个纳米涂层，gm0453p测试已被批准为使用环境腐蚀试验。第一阶段测试后，没有覆盖的表面被完全腐蚀了，但涂层部分在进行了45个阶段的测试成功后，没有发现任何腐蚀。虽然有许多方法和材料，以创建耐腐蚀的物质，在本测试中使用了两个属性，但绝缘和抗腐蚀性能并不被认为可以是同步的。

关键词：

纳米复合涂层；大气腐蚀；绝缘腐蚀；油气输送管道

正文：

一、简介

根据我们的气候和气候变化，在伊朗有许多腐蚀性区域。据我们所知波斯湾和征兆的海水很有趣，是世界上最具腐蚀性的水之一。在水下工作的设备，包括固定设施如码头、石油平台和移动设备如油轮，将面临严重的腐蚀。伊朗的中央沙漠，工业环境北方多雨的气氛、和南方的附加热与尘的条件可以提供合适的设施腐蚀的场地。毫无疑问，该行业的腐蚀成本很高，例如，根据统计，伊朗石油和天然气行业的腐蚀成本估计为411亿2000万美元。伊朗每年花费124至400万美元更换腐蚀裤在这个行业。同时，由于其潜在的高腐蚀性，管道极为重要，必须引起高度的关注。存在数千公里高压输气管线和数千公里的天然气管网也阐明讨论这个问题的重要性。此外，石油和天然气生产从国内来源和亚洲中部的石油资源，炼油厂和石油产品传输到国家的省份，这些传输都是通过15公里的管道进行的。大气腐蚀和绝缘腐蚀在不同行业，尤其是石油、天然气、石化等行业，都是腐蚀问题的两个主要原因。

二、保温层下腐蚀

对于绝缘腐蚀来说，它被认为是各行业最大和最昂贵的问题之一。每年，它花费许多工厂和工业的财富来建立新的系统。腐蚀绝缘发生在金属与绝缘之间的接触区域。

由于这种类型的腐蚀是很难察觉，它相比于其他类型的腐蚀是非常危险的。由于在检查绝缘时，金属表面的绝缘必须清除，对于绝缘下的腐蚀检测，是非常困难和昂贵的。在大多数情况下，根据我们已经使用过的情况下，管道，储罐和设备的腐蚀一般都在绝缘下发生的。现在我们应该找到问题的根源。

绝缘下的腐蚀一般发生在氧和水的作用下。当水和氧在金属表面，腐蚀的发生是由于金属溶解（阳极效应）。

这种化学过程是通过减少氧来平衡的。绝缘下的腐蚀速率取决于绝缘类型、氧气的可用性、水的杂质、温度和热、金属表面的传输特性以及金属表面的干燥或潮湿的情况。

在缺氧的情况下，腐蚀是可以被忽略的{ 0 }

虽然碳和低合金钢通常在碱性环境中具有最低的腐蚀速率，但奈德氯离子（Cl-）的覆盖导致局部点蚀。

如果硫和氮氧化物，（这是酸性的），或如果水是酸性的，一般腐蚀将发生在杂质内的水或空气渗透进绝缘内部。水或空气，特别是硝酸根离子在碳钢或低合金钢的掩护下，会造成外部应力腐蚀开裂SCC。提到的现象，特别是当交替干燥和潮湿环境的过程中杂质浓度增加时，这种情况更为显著。

问题来自于这一事实，由于绝缘的条件，管道，坦克和其他设备在绝缘遭受腐蚀。理解这个问题很简单。其中绝缘被应用时，温度差总是观察到绝缘和它的领域。不管周围的管道有多紧密的绝缘或施加在它之间，在两者之间的空间，有高温的差异，因为在这部分高温与低温物体相接触，从而实现冷凝。

热迁移最基本的规律是热传递到冷区。温暖的空气比寒冷的空气更滋润。当暖空气与绝缘体接触时迅速冷却，降低了传热速率，释放了水分，也就是说，冷凝发生了，空气中的湿气和氧气的出现使生锈和腐蚀发生了。

在金属表面的绝缘可以防止水分蒸发，在这种情况下绝缘作为载体，它和更多的水分积聚在一个地区到其他地区，导致腐蚀形成的区域移到别处。表面覆盖着传统的隔热材料如玻璃纤维和岩棉，能够捕捉水分防止蒸发。

传统的绝缘含有酰氯，如果暴露于水分，携带着水分的酰氯可以出现在金属表面如石油和天然气管道，由于腐蚀，在表面上可以造成孔洞或裂缝。

由在欧洲的埃克森美孚美孚化工有限公司，在九月，腐蚀联盟秩序的研究表明，孔延伸的最重要的因素是由于在炼油厂和化学诱导的腐蚀过程造成的，而不是一般的绝缘下的腐蚀。

另外03%到53%的维修费用与管道的腐蚀有关，是因为绝缘下的腐蚀。

三、涂层的影响

腐蚀在所有类型的绝缘下都是有可能的。

绝缘的类型只影响腐蚀的速度和质量。{ 4 }涂层在这种腐蚀中的主要作用是提供足够的圆形空间，用于组装和保持水或灰尘现象。在南部的石油地区在铁{ 5 }水可以从永恒的资源，如雨或液体中，从而造成冷凝。

化学成分和镀层的性能也与腐蚀有关。覆盖材料凸轮吸水，为电化学反应提供合适的条件。此外，化学物质如氯化物和硫酸盐在涂层内部，可以起到电解液的作用，造成加速腐蚀。此外，如果涂层没有适当的重叠和灰尘颗粒通过它，这会导致和加速腐蚀过程。

分析

每英尺成本分析

几乎总是有一些不确定性的最佳时间终止一个位运行，并开始跳闸操作。如果岩性是均匀的，每英尺计算成本可以作为标准。在这种情况下，终止位运行的最佳时间是当每个脚的最低成本达到。然而，当岩性是不统一的，这个过程并不总是导致最低总井成本。在这种情况下，一个有效的标准，以确定最佳的比特运行得到足够的威尔斯钻在该地区，以确定岩性变化。例如，有时需要用一个已经迟钝的钻头钻一个磨粒，然后在下一个页岩段放置一个锋利的钻头。另外，它可能是最好的终止一个位运行，以便在一个非常硬的磨料部分硬形成位[ 0 ]。

成本通常分为两类：（1）固定成本和（4）可变经营成本[ 0 ]。钻井时的通常目的是钻取最低的总成本。乍一看，这似乎是一个要求钻尽可能快，因为许多费用，如钻机日率，工资等，是随时间变化的。然而，一些成本是固定的，例如钻头的成本，它可能并不总是经济付钻头稍微快一点，成本很高，特别是如果其他成本低[ 1 ]。除非点运行被终止的具体原因，如记录或套管井，每个bitrun成本可以最小化通过计算每英尺成本为孔越深。这是通过总结固定和随时间变化的成本和除以总进尺期间钻头运行[ 5 ]：

当它与新钻头在孔中运行时，新钻头所产生的费用和花费时间在孔中运行，但没有钻孔。成本--因此是无限的。然而，一旦开始钻探，“脚钻钻头运行”的因素开始增加，因此每英尺成本降低。随着钻井的继续，固定成本保持不变，但与时间相关的成本增加，以及进尺。最初，固定成本大于时间相关的成本，但最终的相关成本开始主导表达的顶线。在实际情况下，钻头逐渐磨损，因此每增加一小时的额外脚数随时间的增加而减少。时间相关的成本继续稳步增长，但是，因此最终成本每英尺达到最低，然后开始再次上升。它是在这个最小值， 达到最低成本每英尺的位运行，因此应更换位。

最后，请注意，每脚计算的成本，可以使用，即使位运行必须终止其他原因。在这种情况下，所有需要做的是找到一组条件，使每脚的最低成本的深度运行的位被终止[ 1 ]。

优化牙轮钻头运行

接下来调查位是否可能已经运行不同的操作条件，以节省时间或成本。程序包括一个循序渐进的方法，调查不同的参数序列。

水力学优化：

使用不同的钻头喷嘴和不同的泥浆流速重复运行钻头。数据如表0所示。关于泥浆流量（对于任何特定的喷嘴尺寸），只要泵的最大压力或流量不超过，一般来说，更多的液压功率，可以传递到孔底部，它是更好的。然而，这种观点忽略了泵的磨损和孔上过多的流量可能产生的不利影响冲洗。因此，认为最佳条件是给予较高的ROP没有过多的流动。由模拟器预测的值正好在所有情况下，从字段报告的值。至于喷嘴使用的大小，他们都是最佳的，除了运行数五，其中发现，最好的一组喷嘴是10 / 04“（而不是10 / 04）”。在一个443加仑的流量，这给4324英尺/小时的机械，与1020位的恒生指数惠普/ SQ。使用此喷嘴尺寸时消耗的时间为5.5小时，节省了524小时。成本下降到064056004美元（$ 06431）。

钻压和转速优化：

下一步包括改变钻头上的重量和旋转速度的组合，以确定在这方面是否可以节省一些时间。在一般情况下，它被发现，得到更好的结果与较低的重量上位和更高旋转的速度，通常在136333–436333磅的钻压与103–153 rpm转速范围。总储蓄超过0036333的预测。

调查结果指出，使用更高的旋转速度和较低的重量，组合，往往增加轴承磨损超过牙齿磨损，并因此鼓励司钻承担轴承故障和随之而来的圆锥损失。在优化的条件下，模拟器轴承磨损值至多4，这是在安全范围内。轴承的失效，但是，难以预测，并可能经历告诉司钻犯错更谨慎的一面降低转速而保持在点ROP重量相应增加。

钻头类型优化：

最后，使用位类型的可能的优点进行调查以外的领域中使用的碳化钨插入位。这是预测中最不确定的部分，因为必须假定穿透的相对速率可以被预测，并且在构成要钻的间隔的地层的不同类型的钻头的磨损。

总的来说，铣齿钻头具有吸引力，主要是因为他们有较高的渗透率，分别承担的成本的一个注点不到一半的价格（046,33 vs. 006433）。PDC钻头一般有很高的穿透率，但价格昂贵（这个钻头假定成本为0446333）。在一些情况下，他们被证明是节省成本，但注意到，该区间包含相当比例的砂岩，如果低估了PDC钻头的磨损率磨粒，建议可能是错误的。同样，谨慎的律师会可能倾向于选择TCI或研磨齿位，应该指出，真正的井实际上是野猫，所以谨慎将已在顺序。最后，自然钻石钻头的行为进行了检查，但，作为预计，他们是昂贵的，他们的渗透率太低。

总之，通过优化液压，重量上的比特和旋转速度，使用相同的（TCI）位在现场使用的估计节省0056333。用铣削齿位代替的总估计，使用优化的条件04102333while PDC钻头的相应值为01046333。最终的优化显示数字0-4.bit运行优化方法都采用原来的点位运行是碳化钨硬质合金刀片式。第一个4033英尺的岩性钻使用一个10的1 / 4“位和泥浆密度为0 PPG。在4033feet深度，10／0，“套管设置，泥浆密度增加到13.4分和14个1 / 5“点法。

拿.做了这些优化，44404美元的总井成本被保存，这是约141的原始井成本。

结论

1.绝缘系统的回收和去除，成本非常高，传统的绝缘材料为吸收腐蚀性的水分和腐蚀剂创造了良好的环境。

2.纳米技术定义了一个简单的方法，进行腐蚀检查需要删除绝缘，从而大大降低绝缘管道，坦克和其他设备的成本和腐蚀的问题。

3.从多个试验结果可以看出，纳米复合镀层的薄层压缩程度很低，孔隙率很低，腐蚀原因不能穿透层。

4.这种涂层具有非常有效的渗透腔表面基团，涂层操作是单独对他们进行的。

石油天然气管道技术交流无人值守安全控制系统设计

摘要：

本文介绍了用于设计石油和天然气管道无人值守技术交流点安全控制系统的方法; 给出了安全控制系统设计审查，研究领域的相关性和研究方法; 它描述了无人值守的技术交流点的结构，具体的危险因素，影响因素;本文重点介绍可能的安全系统结构，提出选择必要安全系统结构的方法，其中心的设计和危险因素信息源的定性内容; 它量化地描述了安全评估数学模型，并显示了正在运行的安全系统研究成果实施的结果。

关键词：方法论，设计，安全，安全系统，技术交流，无人值守通信点，管道

1.介绍

目前，石油和天然气分支被视为俄罗斯的重要产业。这些油田分公司的关键因素之一是油气从油田到消费者的最有效和最安全的运输。 这种活动通常通过石油和天然气管道进行。 管道条件的控制需要不同的电力机械系统; 与这些系统相连接的是由沿着管道设置的专业技术通信线路提供。

技术交流效率直接影响交通运输效率-沟通中断，即缺乏实时管线状况数据，被视为踢球，则必须马上取消。

图1

图1给出了标准技术通信单元的简化方案。

APTC（技术交流参与点）被定义为安装数据传输系统设备的通信建设。 操作人员24小时工作。

UPTC（无人值守技术交流点）被定义为安装数据传输系统设备的通信建设。 在这种情况下，不需要任何人员; 该点可以自动运行（不是石油和天然气管道上典型的）或完全远程操作（在大多数情况下也不是石油和天然气管道中典型的），或者当操作员仅在特定非名义情况下需要时 在自动化模式下操作。

数据传输通道是进行数据传输（铜缆，光缆，无线电信道）的物理环境。

如果我们把技术交流视为一个连续的系统，任何部件的突破都会导致整个系统的崩溃，我们可以说技术交流的效率是由最弱的元素的效率决定的。

技术交流的最弱点是无人值守的交流点，因为这些点没有人能在非名义情况下作出反应。

因此，我们面临无人值守技术交流点运行效率和安全性的问题。 为了解决这个问题，要采取安全控制系统; 这些系统应特别设计用于石油和天然气管道的技术交流。

2.调查

安全系统设计方法的问题通常在大量的科学和实践导向的作品中得到体现。

Tikhonova V.A.和Vorona V.A.在他们关于设计方法论和安全控制系统的不同要素的论文中[1，2，3，4，5，6，7]。

Ryzhova V.A.开发某些方法学方面[8]。彼得罗夫[9]在他的论文中提出了如何提供生产单位安全的建议。

效力评估的问题涵盖在Ryabinin I.A [10]

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