一种钻进钻杆用化学镀液及其防腐蚀用图
【专利摘要】本发明公开了一种钻进钻杆用化学镀液及其防腐蚀用途，通过如下重量份的原料制备而成：甲基丙烯酸镁，65～75份；纳米二氧化钛，15～25份；络合剂EDTA二钠，10～20份；磷酸氢二钾，3～5份；磷酸二氢钾，6～8份；硫酸铜，3～5份；枸橼酸，2～4份；硫脲，0.2～0.4份；水，900～1100份；硫酸亚铁和三聚磷酸钠共7～9份，硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为6～8:1。本发明提供的化学镀液性质稳定，对钻进钻杆处理后可以显著提高钻进钻杆的耐腐蚀性能，这种技术效果与原料中硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比有关，硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为6～8:1时，对钻杆的防腐效果最优。
【专利说明】
一种钻进钻杆用化学镀液及其防腐蚀用途
技术领域
[0001] 本发明属于钻进钻杆领域，具体涉及一种钻进钻杆用化学镀液及其防腐蚀用途。
【背景技术】
[0002] 在钻井过程中，钻具的腐蚀严重，并且随着钻井井深向纵深发展，温度、压力、井层 地质结构的变化等各种因素使得钻具的腐蚀破坏日趋严重。国外经几十年的技术发展经验 表明，每钻进Im的钻具损失已控制在1~1.5kg范围，而目前我国近年则每钻进Im的钻具损 失高达4kg，由此可见，我国的钻具损失是国外的两倍多。这种钻具的年损失量根据各井区 的地质条件、泥浆组成和选用材料的不同，腐蚀造成的损失占其中的20%~50%，我国每年 钻井按1500 X 104m计，腐蚀损失就高达0.9~2.5亿元。另外，钻杆的腐蚀甚至会造成钻杆突 然断裂，从而造成井下事故等。这些安全事故的发生会造成恶劣的社会影响，难以用经济指 标衡量。
[0003] 国内外对钻具采用的防护方法主要有三种，其中一种为化学镀液防护法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种钻进钻杆用化学镀液及其防腐蚀用途。
[0005] 本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
[0006] -种钻进钻杆用化学镀液，通过如下重量份的原料制备而成：甲基丙烯酸镁，65~ 75份;纳米二氧化钛，15~25份;络合剂EDTA二钠，10~20份;磷酸氢二钾，3~5份;磷酸二氢 钾，6~8份;硫酸铜，3~5份;枸橼酸，2~4份;硫脲，0.2~0.4份;水，900~1100份;硫酸亚铁 和三聚磷酸钠共7~9份，硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为6~8:1。
[0007] 进一步地，所述的钻进钻杆用化学镀液通过如下重量份的原料制备而成：甲基丙 烯酸镁，70份;纳米二氧化钛，20份;络合剂EDTA二钠，15份;磷酸氢二钾，4份;磷酸二氢钾，7 份;硫酸铜，4份;枸橼酸，3份;硫脲，0.3份;水，1000份;硫酸亚铁和三聚磷酸钠共8份，硫酸 亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为7:1。
[0008] 进一步地，所述的钻进钻杆用化学镀液通过如下重量份的原料制备而成：甲基丙 烯酸镁，65份;纳米二氧化钛，15份;络合剂EDTA二钠，10份;磷酸氢二钾，3份;磷酸二氢钾，6 份;硫酸铜，3份;枸橼酸，2份;硫脲，0.2份;水，900份;硫酸亚铁和三聚磷酸钠共7份，硫酸亚 铁和三聚磷酸钠的重量份之比为6:1。
[0009] 进一步地，所述的钻进钻杆用化学镀液通过如下重量份的原料制备而成：甲基丙 烯酸镁，75份;纳米二氧化钛，25份;络合剂EDTA二钠，20份;磷酸氢二钾，5份;磷酸二氢钾，8 份;硫酸铜，5份;枸橼酸，4份;硫脲，0.4份;水，1100份;硫酸亚铁和三聚磷酸钠共9份，硫酸 亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为8:1。
[0010] 上述钻进钻杆用化学镀液的配制方法，包括如下步骤：
[0011] 步骤Sl，用水溶解磷酸氢二钾和磷酸二氢钾后，加入枸橼酸、硫脲，搅拌溶解，再加 入纳米二氧化钛，搅拌均匀；
[0012] 步骤S2,向上述溶液中加入络合剂EDTA二钠、硫酸亚铁和三聚磷酸钠，搅拌溶解；
[0013] 步骤S3，最后加入甲基丙烯酸镁和硫酸铜，搅拌溶解。
[0014] 利用上述钻进钻杆用化学镀液对钻进钻杆进行防护的方法，包括如下步骤：
[0015] 步骤Sl，预处理:依次对钻杆进行水洗、碱洗、水洗、酸洗、水洗；
[0016] 步骤S2，化学镀液处理:预处理后，用化学镀液浸泡施镀，施镀温度70~80 °C，施镀 时间为1~3小时；
[0017] 步骤S3，后处理:化学镀液处理后，再次水洗即可。
[0018]本发明的优点：
[0019]本发明提供的化学镀液性质稳定，对钻进钻杆处理后可以显著提高钻进钻杆的耐 腐蚀性能，这种技术效果与原料中硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比有关，硫酸亚铁和 三聚磷酸钠的重量份之比为6~8:1时，对钻杆的防腐效果最优。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范 围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对 本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
[0021 ]实施例1:化学镀液的制备以及对钻杆施镀防腐方法 [0022] 原料重量份比：
[0023]甲基丙烯酸镁，70份;纳米二氧化钛，20份;络合剂EDTA二钠，15份;磷酸氢二钾，4 份;磷酸二氢钾，7份;硫酸铜，4份;枸橼酸，3份;硫脲，0.3份;水，1000份;硫酸亚铁和三聚磷 酸钠共8份，硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为7:1。
[0024]配制方法：
[0025] 步骤Sl，用水溶解磷酸氢二钾和磷酸二氢钾后，加入枸橼酸、硫脲，搅拌溶解，再加 入纳米二氧化钛，搅拌均匀；
[0026]步骤S2,向上述溶液中加入络合剂EDTA二钠、硫酸亚铁和三聚磷酸钠，搅拌溶解； [0027]步骤S3,最后加入甲基丙烯酸镁和硫酸铜，搅拌溶解。
[0028]对钻进钻杆进行防护的方法：
[0029]步骤S1，预处理:依次对钻杆进行水洗、碱洗、水洗、酸洗、水洗；
[0030] 步骤S2，化学镀液处理:预处理后，用化学镀液浸泡施镀，温度75°C，时间为2小时； [0031] 步骤S3，后处理:化学镀液处理后，再次水洗即可。
[0032]实施例2:化学镀液的制备以及对钻杆施镀防腐方法 [0033] 原料重量份比：
[0034]甲基丙烯酸镁，65份;纳米二氧化钛，15份;络合剂EDTA二钠，10份;磷酸氢二钾，3 份;磷酸二氢钾，6份;硫酸铜，3份;枸橼酸，2份;硫脲，0.2份;水，900份;硫酸亚铁和三聚磷 酸钠共7份，硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为6:1。
[0035]配制方法：
[0036] 步骤Sl，用水溶解磷酸氢二钾和磷酸二氢钾后，加入枸橼酸、硫脲，搅拌溶解，再加 入纳米二氧化钛，搅拌均匀；
[0037]步骤S2,向上述溶液中加入络合剂EDTA二钠、硫酸亚铁和三聚磷酸钠，搅拌溶解；
[0038]步骤S3,最后加入甲基丙烯酸镁和硫酸铜，搅拌溶解。
[0039]对钻进钻杆进行防护的方法：
[0040]步骤Sl，预处理:依次对钻杆进行水洗、碱洗、水洗、酸洗、水洗；
[0041 ] 步骤S2，化学镀液处理:预处理后，用化学镀液浸泡施镀，温度75°C，时间为2小时； [0042] 步骤S3，后处理:化学镀液处理后，再次水洗即可。
[0043] 实施例3:化学镀液的制备以及对钻杆施镀防腐方法
[0044] 原料重量份比：
[0045] 甲基丙烯酸镁，75份;纳米二氧化钛，25份;络合剂EDTA二钠，20份;磷酸氢二钾，5 份;磷酸二氢钾，8份;硫酸铜，5份;枸橼酸，4份;硫脲，0.4份;水，1100份;硫酸亚铁和三聚磷 酸钠共9份，硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为8:1。
[0046] 配制方法：
[0047] 步骤Sl，用水溶解磷酸氢二钾和磷酸二氢钾后，加入枸橼酸、硫脲，搅拌溶解，再加 入纳米二氧化钛，搅拌均匀；
[0048]步骤S2,向上述溶液中加入络合剂EDTA二钠、硫酸亚铁和三聚磷酸钠，搅拌溶解；
[0049] 步骤S3,最后加入甲基丙烯酸镁和硫酸铜，搅拌溶解。
[0050] 对钻进钻杆进行防护的方法：
[0051] 步骤Sl，预处理:依次对钻杆进行水洗、碱洗、水洗、酸洗、水洗；
[0052] 步骤S2，化学镀液处理:预处理后，用化学镀液浸泡施镀，温度75°C，时间为2小时； [0053] 步骤S3，后处理:化学镀液处理后，再次水洗即可。
[0054]实施例4:化学镀液的制备以及对钻杆施镀防腐方法 [0055] 原料重量份比：
[0056]甲基丙烯酸镁，70份;纳米二氧化钛，20份;络合剂EDTA二钠，15份;磷酸氢二钾，4 份;磷酸二氢钾，7份;硫酸铜，4份;枸橼酸，3份;硫脲，0.3份;水，1000份;硫酸亚铁和三聚磷 酸钠共8份，硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为6:1。
[0057] 配制方法：
[0058] 步骤Sl，用水溶解磷酸氢二钾和磷酸二氢钾后，加入枸橼酸、硫脲，搅拌溶解，再加 入纳米二氧化钛，搅拌均匀；
[0059]步骤S2，向上述溶液中加入络合剂EDTA二钠、硫酸亚铁和三聚磷酸钠，搅拌溶解； [0060]步骤S3,最后加入甲基丙烯酸镁和硫酸铜，搅拌溶解。
[0061]对钻进钻杆进行防护的方法：
[0062]步骤S1，预处理:依次对钻杆进行水洗、碱洗、水洗、酸洗、水洗；
[0063] 步骤S2，化学镀液处理:预处理后，用化学镀液浸泡施镀，温度75°C，时间为2小时； [0064] 步骤S3，后处理:化学镀液处理后，再次水洗即可。
[0065] 实施例5:化学镀液的制备以及对钻杆施镀防腐方法
[0066] 原料重量份比：
[0067]甲基丙烯酸镁，70份;纳米二氧化钛，20份;络合剂EDTA二钠，15份;磷酸氢二钾，4 份;磷酸二氢钾，7份;硫酸铜，4份;枸橼酸，3份;硫脲，0.3份;水，1000份;硫酸亚铁和三聚磷 酸钠共8份，硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为8:1。
[0068]配制方法：
[0069] 步骤SI，用水溶解磷酸氢二钾和磷酸二氢钾后，加入枸橼酸、硫脲，搅拌溶解，再加 入纳米二氧化钛，搅拌均匀；
[0070] 步骤S2，向上述溶液中加入络合剂EDTA二钠、硫酸亚铁和三聚磷酸钠，搅拌溶解； [0071 ]步骤S3，最后加入甲基丙烯酸镁和硫酸铜，搅拌溶解。
[0072]对钻进钻杆进行防护的方法：
[0073]步骤S1，预处理:依次对钻杆进行水洗、碱洗、水洗、酸洗、水洗；
[0074] 步骤S2，化学镀液处理:预处理后，用化学镀液浸泡施镀，温度75°C，时间为2小时； [0075] 步骤S3，后处理:化学镀液处理后，再次水洗即可。
[0076] 实施例6:对比实施例，硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为5:1 [0077] 原料重量份比：
[0078]甲基丙烯酸镁，70份;纳米二氧化钛，20份;络合剂EDTA二钠，15份;磷酸氢二钾，4 份;磷酸二氢钾，7份;硫酸铜，4份;枸橼酸，3份;硫脲，0.3份;水，1000份;硫酸亚铁和三聚磷 酸钠共8份，硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为5:1。
[0079]配制方法：
[0080] 步骤Sl，用水溶解磷酸氢二钾和磷酸二氢钾后，加入枸橼酸、硫脲，搅拌溶解，再加 入纳米二氧化钛，搅拌均匀；
[0081 ]步骤S2,向上述溶液中加入络合剂EDTA二钠、硫酸亚铁和三聚磷酸钠，搅拌溶解；
[0082]步骤S3，最后加入甲基丙烯酸镁和硫酸铜，搅拌溶解。
[0083]对钻进钻杆进行防护的方法：
[0084]步骤Sl，预处理:依次对钻杆进行水洗、碱洗、水洗、酸洗、水洗；
[0085] 步骤S2，化学镀液处理:预处理后，用化学镀液浸泡施镀，温度75°C，时间为2小时； [0086] 步骤S3，后处理:化学镀液处理后，再次水洗即可。
[0087] 实施例7:对比实施例，硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为9:1 [0088] 原料重量份比：
[0089]甲基丙烯酸镁，70份;纳米二氧化钛，20份;络合剂EDTA二钠，15份;磷酸氢二钾，4 份;磷酸二氢钾，7份;硫酸铜，4份;枸橼酸，3份;硫脲，0.3份;水，1000份;硫酸亚铁和三聚磷 酸钠共8份，硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为9:1。
[0090] 配制方法：
[0091] 步骤Sl，用水溶解磷酸氢二钾和磷酸二氢钾后，加入枸橼酸、硫脲，搅拌溶解，再加 入纳米二氧化钛，搅拌均匀；
[0092]步骤S2,向上述溶液中加入络合剂EDTA二钠、硫酸亚铁和三聚磷酸钠，搅拌溶解；
[0093]步骤S3，最后加入甲基丙烯酸镁和硫酸铜，搅拌溶解。
[0094]对钻进钻杆进行防护的方法：
[0095]步骤Sl，预处理:依次对钻杆进行水洗、碱洗、水洗、酸洗、水洗；
[0096] 步骤S2，化学镀液处理:预处理后，用化学镀液浸泡施镀，温度75°C，时间为2小时； [0097] 步骤S3，后处理:化学镀液处理后，再次水洗即可。
[0098]实施例8:效果实施例
[0099]将实施例1~7施镀处理后的钻杆和未施镀的钻杆(空白对照)置于含钻井液和石 英砂的动态模拟装置中进行摩擦强化实验，实验条件为:温度85 °C，线速度2.5m/s，钻井液 泥浆与石英砂的质量比为2:1，其中石英砂为20~60目，腐蚀50小时后测定镀层腐蚀情况。 [0100] 结果如下表。
[0102] 实施例2、3测试结果与实施例4、5基本一致。
[0103] 上述结果表明，本发明提供的化学镀液性质稳定，对钻进钻杆处理后可以显著提 高钻进钻杆的耐腐蚀性能，这种技术效果与原料中硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比有 关，硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为6~8:1时，对钻杆的防腐效果最优。
[0104] 上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护 范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换， 而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。
【主权项】
1. 一种钻进钻杆用化学镀液，其特征在于，通过如下重量份的原料制备而成：甲基丙烯 酸镁，65~75份；纳米二氧化钛，15~25份;络合剂EDTA二钠，10~20份;磷酸氢二钾，3~5 份;磷酸二氢钾，6~8份;硫酸铜，3~5份;枸橼酸，2~4份;硫脲，0.2~0.4份;水，900~1100 份;硫酸亚铁和三聚磷酸钠共7~9份，硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为6~8:1。2. 根据权利要求1所述的钻进钻杆用化学镀液，其特征在于，通过如下重量份的原料制 备而成：甲基丙烯酸镁，70份;纳米二氧化钛，20份;络合剂EDTA二钠，15份;磷酸氢二钾，4 份;磷酸二氢钾，7份;硫酸铜，4份;枸橼酸，3份;硫脲，0.3份;水，1000份;硫酸亚铁和三聚磷 酸钠共8份，硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为7:1。3. 根据权利要求1所述的钻进钻杆用化学镀液，其特征在于，通过如下重量份的原料制 备而成：甲基丙烯酸镁，65份;纳米二氧化钛，15份;络合剂EDTA二钠，10份;磷酸氢二钾，3 份;磷酸二氢钾，6份;硫酸铜，3份;枸橼酸，2份;硫脲，0.2份;水，900份;硫酸亚铁和三聚磷 酸钠共7份，硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为6:1。4. 根据权利要求1所述的钻进钻杆用化学镀液，其特征在于，通过如下重量份的原料制 备而成：甲基丙烯酸镁，75份;纳米二氧化钛，25份;络合剂EDTA二钠，20份;磷酸氢二钾，5 份;磷酸二氢钾，8份;硫酸铜，5份;枸橼酸，4份;硫脲，0.4份;水，1100份;硫酸亚铁和三聚磷 酸钠共9份，硫酸亚铁和三聚磷酸钠的重量份之比为8:1。5. 权利要求1~4任一所述钻进钻杆用化学镀液的配制方法，其特征在于，包括如下步 骤： 步骤S1，用水溶解磷酸氢二钾和磷酸二氢钾后，加入枸橼酸、硫脲，搅拌溶解，再加入纳 米二氧化钛，搅拌均匀； 步骤S2，向上述溶液中加入络合剂EDTA二钠、硫酸亚铁和三聚磷酸钠，搅拌溶解； 步骤S3,最后加入甲基丙烯酸镁和硫酸铜，搅拌溶解。6. 利用权利要求1~4任一所述钻进钻杆用化学镀液对钻进钻杆进行防护的方法，其特 征在于，包括如下步骤： 步骤S1，预处理:依次对钻杆进行水洗、碱洗、水洗、酸洗、水洗； 步骤S2，化学镀液处理:预处理后，用化学镀液浸泡施镀，施镀温度70~80°C，施镀时间 为1~3小时； 步骤S3，后处理:化学镀液处理后，再次水洗即可。
【文档编号】C23C18/16GK106086825SQ201610599293
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月25日 公开号201610599293.9, CN 106086825 A, CN 106086825A, CN 201610599293, CN-A-106086825, CN106086825 A, CN106086825A, CN201610599293, CN201610599293.9
【发明人】吴用镜
【申请人】吴用镜