+86-13052798822
ул. Ляохай, 9, р-н Иньчжоу, г. Телин, пров. Ляонин, Китай
+86-13052798822
2026-10-24
Коррозия — одна из основных причин снижения надёжности оборудования для добычи нефти и газа. В скважинах, оборудованных штанговыми насосами, вода, диоксид углерода (CO₂), сероводород (H₂S) и другие агрессивные компоненты пластовой жидкости могут вызывать коррозионное повреждение цилиндра, плунжера и других металлических деталей. Если в жидкости присутствует песок и другие твёрдые частицы, коррозия и износ могут усиливать друг друга, ускоряя выход оборудования из строя.
Эффективная защита от коррозии не сводится к нанесению дополнительного покрытия или применению более дорогого металла. Необходимо учитывать реальные условия эксплуатации, правильно подбирать материалы и способы обработки поверхности, контролировать воздействие агрессивной среды и регулярно проверять состояние оборудования.
Для штангового насоса выбор материалов, химическая защита, мониторинг рабочих параметров и анализ причин отказов должны дополнять друг друга. Конкретные решения определяют с учётом состава пластовой жидкости, температуры, давления, обводнённости и содержания твёрдых частиц.
Перед разработкой защитных мер необходимо установить основные причины коррозии. В зависимости от условий эксплуатации могут преобладать разные механизмы разрушения, поэтому оценивать риск только по сроку службы оборудования или содержанию одного химического компонента недостаточно.
При растворении CO₂ в воде, содержащейся в пластовой жидкости, формируется кислая среда, способная вызывать общую и локальную коррозию стальных деталей.
Интенсивность коррозии зависит от температуры, давления, химического состава воды, режима движения жидкости и свойств материала.
При наличии сероводорода особое внимание необходимо уделять совместимости материалов с рабочей средой. Помимо потери металла, при определённом сочетании материала и механических напряжений возможно сульфидное коррозионное растрескивание под напряжением.
Поэтому нельзя считать, что обычная сталь автоматически становится пригодной для эксплуатации в среде с H₂S после повышения твёрдости или нанесения поверхностного покрытия. Материалы необходимо оценивать с учётом фактических условий и применимых стандартов.
Пластовая вода и высокая концентрация солей могут усиливать локальную коррозию. Растворённый кислород и другие источники его поступления также повышают коррозионный риск, особенно при попадании воздуха в систему, остановках скважины или нарушениях технологического процесса обработки жидкости.
Во время работы штангового насоса плунжер перемещается относительно цилиндра. Если пластовая жидкость содержит песок и другие твёрдые частицы, рабочие поверхности подвергаются абразивному износу, гидродинамической эрозии и химическому воздействию.
При повреждении защитного слоя агрессивная среда получает доступ к основному металлу. Поэтому при выборе штангового насоса важно учитывать не только коррозионную стойкость, но и износостойкость, точность размеров и условия эксплуатации.
Выбор материалов — один из ключевых этапов защиты штангового насоса от коррозии.
Перед подбором оборудования необходимо собрать как можно больше информации о скважине:
На основании этих данных можно оценить применимость углеродистых и легированных сталей, коррозионностойких сплавов и различных методов обработки поверхности.
При наличии H₂S необходимо отдельно проверить требования к материалам штангового насоса. NACE MR0176 — один из профильных стандартов, относящихся к металлическим материалам штанговых насосов для коррозионно-активных нефтепромысловых сред. Он может использоваться при оценке пригодности материалов. API 11AX устанавливает требования к штанговым насосам и их компонентам, включая размеры и взаимозаменяемость, но не заменяет полноценную оценку коррозионной стойкости материалов.
Состояние поверхности цилиндра и плунжера влияет на износостойкость, зазор между рабочими элементами и срок службы насоса. В зависимости от конструкции изделия и условий эксплуатации можно рассматривать гальванические покрытия, поверхностное упрочнение и другие технологии обработки.
Однако разные методы защиты имеют разные характеристики. Например, определённое покрытие может хорошо работать в условиях повышенного содержания песка, но не обеспечивать необходимой стойкости при кислотных обработках или высокой коррозионной активности среды.
При выборе следует учитывать:
Если коррозия или износ преимущественно затрагивают рабочие поверхности цилиндра и плунжера, необходимо сначала установить механизм повреждения по результатам дефектовки. Простая замена одного покрытия на другое не всегда решает проблему.
В подходящих условиях ингибиторы коррозии могут снижать воздействие агрессивной среды за счёт формирования защитной плёнки на поверхности металла и других механизмов.
Тип реагента, место подачи, периодичность обработки и дозировку определяют на основании свойств добываемой жидкости и результатов промысловых испытаний.
При использовании ингибиторов необходимо:
Ингибиторы не заменяют правильный выбор материалов. При высокой коррозионной активности среды химическую обработку может потребоваться сочетать с применением более подходящих материалов и конструктивных решений.
Если существует риск попадания кислорода в систему, необходимо установить его источник и принять соответствующие меры в рамках технологического процесса. Также следует проверить, не поступают ли дополнительные коррозионно-активные вещества во время остановки скважины, ремонта, закачки реагентов или обработки жидкости.
Для наземных трубопроводов, резервуаров и другого оборудования отдельно оценивают необходимость наружных защитных покрытий, внутренних футеровок, катодной защиты и других методов предотвращения коррозии.
При этом меры защиты наземных объектов нельзя автоматически переносить на подземный штанговый насос. У этих видов оборудования различаются рабочие условия и механизмы повреждения.
Разные компоненты насоса работают в неодинаковых условиях, поэтому при осмотре необходимо учитывать их назначение и характер возможных повреждений.
| Компонент | Возможные проблемы | Что проверять |
| Цилиндр насоса (barrel) | Коррозия внутренней поверхности, питтинг, износ и локальные повреждения | Состояние внутренней поверхности, изменение размеров, расположение очагов коррозии и целостность покрытия |
| Плунжер (plunger) | Коррозия, износ, задиры и повреждение покрытия | Рабочую поверхность, точность размеров, состояние сопряжения и характер распределения износа |
| Шарик и седло клапана | Коррозия, эрозия, износ и снижение герметичности | Контактные поверхности, герметичность и признаки аномального износа |
| Соединительные элементы и другие металлические детали | Локальная коррозия, трещины и повреждения соединений | Пригодность материала, признаки коррозии и состояние соединений |
Результаты осмотра необходимо сопоставлять с историей эксплуатации. Снижение дебита, изменение эффективности насоса и частые отказы могут быть связаны с коррозией, но также могут возникать из-за газового влияния, неисправности клапанов, твёрдых частиц, механического износа и других эксплуатационных факторов.
Поэтому перед принятием решения о ремонте, замене или изменении режима работы следует по возможности установить причину отказа с помощью дефектовки, измерения размеров, анализа продуктов коррозии и необходимых исследований материалов.
Защита от коррозии не должна начинаться только после выхода оборудования из строя. Регулярная регистрация изменений условий эксплуатации и результатов осмотра помогает выявлять повторяющиеся проблемы и совершенствовать подходы к выбору оборудования.
Отслеживать изменения условий в скважине. Регулярно фиксировать содержание воды, CO₂, H₂S, солей и твёрдых частиц, а также температуру и давление. При изменении состава пластовой жидкости или режима добычи необходимо повторно оценить пригодность выбранных материалов.
Вести историю эксплуатации и ремонтов. Записывать наработку штангового насоса, характер неисправностей, заменённые детали и расположение повреждённых участков. Это позволяет сравнивать результаты эксплуатации в разных условиях.
Проводить анализ причин отказов. При дефектовке необходимо различать общую и локальную коррозию, износ, эрозию и другие механизмы повреждения. Если неисправности повторяются, следует оценить взаимосвязь между материалом, поверхностной обработкой, режимом эксплуатации и химической защитой.
Корректировать защитные меры по результатам проверки. Если фактический срок службы насоса постоянно оказывается ниже ожидаемого, необходимо повторно оценить тип насоса, материалы, поверхностную обработку и применяемые методы защиты. Простое сокращение интервалов замены не устраняет первопричину неисправности.
Штанговый насос, подходящий для одной скважины, может оказаться непригодным для другой из-за различий в составе жидкости и условиях эксплуатации. При выборе необходимо одновременно учитывать механическую прочность, коррозионную стойкость, устойчивость к износу и затраты на обслуживание.
Перед заказом или заменой оборудования рекомендуется уточнить следующие параметры.
Для скважин с высокой коррозионной активностью заказчику следует предоставить изготовителю максимально полные данные об условиях эксплуатации. Это позволит провести более предметную техническую оценку и подобрать подходящую конфигурацию оборудования.
Основные причины — воздействие CO₂ и H₂S, контакт с минерализованной водой, поступление кислорода и неправильный выбор материалов. Степень коррозии также зависит от температуры, давления, состава жидкости и режима эксплуатации.
Нет. Коррозионностойкие материалы снижают риск повреждения в определённых условиях, но их эффективность зависит от состава среды, температуры, давления и состояния материала. Поэтому выбор должен основываться на фактических условиях эксплуатации и при необходимости дополняться химической защитой и регулярным мониторингом.
Коррозия связана преимущественно с химическими или электрохимическими реакциями материала с окружающей средой. Износ обычно возникает из-за относительного движения деталей, воздействия твёрдых частиц или контактных нагрузок. Оба процесса могут протекать одновременно, поэтому причину повреждения определяют по совокупности признаков.
Необходимо комплексно оценивать условия эксплуатации, подбирать материалы цилиндра и плунжера, выбирать подходящую поверхностную обработку, при необходимости применять ингибиторы коррозии, контролировать рабочие параметры и анализировать причины отказов. Конкретные меры должны опираться на данные скважины и историю эксплуатации, а не на универсальную схему для всех объектов.
Контроль коррозии при добыче нефти и газа требует комплексного подхода, объединяющего выбор материалов, конструктивные решения, химическую защиту и регулярный мониторинг. Для штангового насоса особое значение имеют материалы и состояние рабочих поверхностей цилиндра и плунжера. При этом эффективность любой защитной меры необходимо оценивать с учётом фактических условий эксплуатации и данных о повреждениях.
Dongsheng Petroleum Machinery специализируется на производстве штанговых насосов и соответствующих компонентов для подземного насосного оборудования. При подборе оборудования для коррозионно-активных скважин рекомендуется предоставить состав пластовой жидкости, температуру, давление, тип насоса и сведения о повреждениях ранее использовавшегося оборудования. Эти данные помогут уточнить требования к размерам, материалам и подходящему исполнению насоса.
Свяжитесь с нами, чтобы обсудить типоразмер штангового насоса и условия его эксплуатации в вашей скважине.
