SY/T 5390-2024 钻井液腐蚀性能检测方法 钻杆腐蚀环法

　　ICS75.020CCSE13

　　中华人民共和国石油天然气行业标准

　　SY/T5390—2024代替SY/T5390—1991

　　钻井液腐蚀性能检测方法钻杆腐蚀环法

　　Test method for corrosion performance of drill fluid—Drill pipe corrosion ringcoupon

　　2024-09-24发布2025-03-24实施

　　国家能源局发布

　　SY/T5390—2024

　　目次

　　前言 Ⅲ

　　1范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 主要仪器、试剂、材料 1

　　5试验程序 2

　　6计算腐蚀率及腐蚀分级 3

　　7 安全与环境控制要求 3

　　附录A (资料性)腐蚀环结构及技术要求 5

　　附录B (资料性)腐蚀环试件数据表 7

　　附录C (资料性)钻井液腐蚀性能报告单 8

　　SY/T5390—2024

　　前言

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　本文件代替SY/T 5390—1991《钻井液腐蚀性能检测方法 钻杆腐蚀环法》,与SY/T 5390—1991相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：

　　a) 增加了“安全与环境控制要求”(见第7章);

　　b) 更改了“腐蚀环试件数据表”(见附录B,1991 年版的附录B)。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由石油工业标准化技术委员会石油钻井工程专业标准化委员会提出并归口。

　　本文件起草单位：中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司天然气研究院、中国石油天然气股份有限公司工程技术研究院有限公司、中国石油集团川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院、西南石油大学、中国石油化工股份有限公司西南油气分公司石油工程技术研究院、北京石油机械有限公司。

　　本文件主要起草人：陈娟、陈鹏飞、熊颖、赵万伟、刘友权、梁国超、刘爽、张洁、王建华、何佳、苏俊霖、夏海英、高晔。

　　本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：

　　—1991年首次发布为SY/T5390—1991:

　　——本次为第一次修订。

　　钻井液腐蚀性能检测方法钻杆腐蚀环法

　　1范围

　　本文件描述了用安装在钻杆柱内的腐蚀环检测钻井液腐蚀性能的试验程序和计算腐蚀率及腐蚀分级的方法。

　　本文件适用于油气井钻井液腐蚀性能的现场检测。

　　本文件不适用于氢脆、应力腐蚀、裂断或其他裂缝等类型的钻具腐蚀。

　　2 规范性引用文件

　　本文件没有规范性引用文件。

　　3术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　腐蚀速率corrosion rate

　　又称腐蚀率，通常表示的是单位时间的腐蚀程度平均值。

　　4主要仪器、试剂、材料

　　4.1仪器

　　本文件试验用的主要仪器如下：

　　a)天平：感量1mg。

　　b) 放大镜：放大20倍。

　　c)金相显微镜：放大50～500倍。

　　4.2试剂

　　本文件试验用主要试剂如下：

　　a) 无水丙酮或无水乙醇;

　　b)石油醚;

　　c)亚硝酰铁氰化钠[Na₂Fe(CN)₅NO];

　　d) 六次甲基四胺[(CH₂)₆N4] 或7019缓蚀剂;

　　e) 盐酸;

　　f) 环氧漆;

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　　g)乙二胺;

　　h)甲苯 ;

　　i)正丁醇。

　　4.3材料

　　能密封的塑料包装袋。

　　4.4试件

　　4.4.1腐蚀环结构

　　腐蚀环试件结构及技术要求见附录A。

　　4.4.2腐蚀环尺寸

　　腐蚀环试件数据见附录B。

　　4.4.3腐蚀环的标记

　　腐蚀环应用钢字码打上编号，以便能永久辨认。

　　5试验程序

　　5.1腐蚀环的准备

　　本文件试验用腐蚀环的准备步骤如下：

　　a) 用硬纤维毛刷及洗涤剂擦洗腐蚀环，再用水洗净;

　　b) 将水洗后的腐蚀环再用无水丙酮或无水乙醇冲洗，冷风吹干，置于干燥器内恒质;

　　c) 用天平进行称量(准确至1mg),然后立即用塑料袋密封。

　　5.2腐蚀环的安装

　　戴上干净手套，将准备好的腐蚀环安装在钻铤上面第一根钻杆顶部的接头处，在方钻杆接头处也可另安装一个腐蚀环，以检测该处的钻井液腐蚀性能。

　　5.3腐蚀环的取出

　　取出在钻井液中至少试验40h 的腐蚀环，擦去腐蚀环上的钻井液残留物，肉眼观察腐蚀是否严重(若严重，应立即采取防护措施),然后立即在腐蚀环表面涂一层油或油脂，装入塑料袋密封，送回试验室。

　　5.4腐蚀环的初洗

　　用丙酮或石油醚清洗，除去腐蚀环表面的油或油脂类物质。

　　5.5点滴试验

　　用10g/L 的亚硝酰铁氰化钠溶液作点滴试验，观察腐蚀环的腐蚀产物和矿物垢层，若颜色变成紫红色-红色，证明有硫化物存在。

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　　5.6酸洗和称重

　　用硬纤维毛刷擦洗，然后将腐蚀环放入每升含有110g～172g 盐酸和5g六次甲基四胺或5g7019缓蚀剂的溶液中清洗2～3次，每次浸泡5s～10s。然后用水彻底冲洗，并用无水乙醇或丙酮充分漂洗，干燥后称重(准确至1mg)。如果机械磨损引起的质量损失严重，应注明。

　　5.7点蚀测定

　　5.7.1若发现腐蚀环表面有明显的点腐蚀，则测定单位面积内的点蚀数目、点蚀大小、点蚀形状及最大点蚀深度，并在报告上描述。

　　5.7.2用肉眼和放大镜，找出点蚀;用金相显微镜，按两次聚焦法测量点蚀深度。

　　6计算腐蚀率及腐蚀分级

　　6.1计算

　　按公式(1)计算腐蚀率qA:

　　式中：

　　△m——腐蚀环损失质量，单位为毫克(mg);

　　AA——腐蚀环总表面积，单位为平方厘米(cm²);t— 腐蚀环放置总时间，单位为小时(h)。

　　6.2 腐蚀分级

　　钻井液腐蚀性能评价分级见表1。

　　………………………

　　(1) 表1钻井液腐蚀性能评价分级

　　腐蚀状况 评价级别 平均腐蚀速率(0～0.1)kg/(m²-a),无点蚀 好 平均腐蚀速率(0.1～0.4)kg/(m²·a),无点蚀 尚好 平均腐蚀速率大于0.4kg/(m²-a),或有点蚀 差 注：若腐蚀环有点蚀，评价级别应依次降低一级。

　　6.3填写报告单

　　试验获得的钻井液腐蚀性能及评价级别，应填入钻井液腐蚀性能报告单，见附录C。

　　7 安全与环境控制要求

　　7.1安全控制要求

　　在试验过程中，试验员应采取适当的安全和健康防护措施，穿工作服，佩戴化学安全防护眼镜、 手套等防护用品。皮肤接触有害化学品时，立即脱去污染的工作服，用流动清水冲洗至少15min,严重时立即就医;眼睛接触时，立即用冲眼器冲洗，严重时及时就医;吸入时，迅速拖离现场至空气新鲜处，保持呼吸畅通，严重时立即就医。危险化学品应有明显的提示标识。

　　7.2环境控制要求

　　本文件试验全过程遵守以下环保要求：

　　a)各种试验液体使用后应收集处理，不得随意排放。

　　b) 环境控制要求严格执行国家和地方的环保法律、法规。

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　　附录A

　　(资料性)

　　腐蚀环结构及技术要求

　　A.1 腐蚀环结构

　　腐蚀环结构见图A.1a)及b)。

　　A.2 腐蚀环技术要求

　　本文件试验用腐蚀环符合以下要求：

　　a) 腐蚀环与钻杆接头的内径尺寸相匹配，能恰好放入靠近螺纹末端的钻杆内螺纹凹槽内，以便使钻井液的紊流减到最小限度，腐蚀环试件数据可参见附录B。

　　b) 为消除电偶腐蚀，采用抗高温塑料保护层。当然，如果腐蚀环直接选用钻杆材料或类似材料 [如符合美国钢铁协会(AISI)的4130型钢材],就可直接加工。若采用抗高温塑料保护层，则与金属环配合使用，其配合结构及安装如图A.1 c)所示。

　　c)腐蚀环的表面粗糙度要求Ra为3.2μm, 如机械加工未达到要求，则再用细砂打磨，直至达到要 求。

　　b) 带塑料保护层的腐蚀环

　　c) 腐蚀环安装示意图

　　图A.1钻杆腐蚀环结构及安装示意图

　　d)用精度为0.02mm的游标卡尺准确测量腐蚀环的内径和宽度，计算环的内表面面积。

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　　e) 腐蚀环应打上编号。

　　f)为防止腐蚀环沿塑料保护层或钻杆接头与环之间的缝隙腐蚀，需要用环氧漆涂层封涂。

　　g) 环氧漆涂层配方：用体积比为4:1的甲苯一正丁醇作溶剂，称量20g环氧漆，加1.5mL乙二胺搅匀，加溶剂稀释至适当的浓度，用毛刷均匀涂于外表面，放入100℃的烘箱中烘0.5h即可。

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　　附录B

　　(资料性)

　　腐蚀环试件数据表

　　腐蚀环的型号、内径、外径和宽度见表B.1。

　　表B.1 腐蚀环试件数据表

　　单位为毫米

　　腐蚀环型号 试件尺寸 内径 外径 宽度 3-1/2 FH 69.85 74.73

　　11.11 3-1/2IF 76.2 84.15 4FH 82.55 88.90 4IF 95.25 103.19 4IF 92.08 101.61 4-1/2FH 92.08 101.61 4-1/2IF 92.08 101.61 4-1/2IF 114.3 112.24 5-1/2 FH 117.48 130.18 8.76 5-1/2 APIR 117.48 130.18

　　11.11 6-5/8 APIR 117.48 130.18 6-5/8 FH 119.06 124.14 5TJ 101.36 111.91

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　　附录C

　　(资料性)

　　钻井液腐蚀性能报告单

　　钻井液腐蚀性能报告宜按表C.1 填写。

　　表C.1钻井液腐蚀性能报告单 试验日期 试验井 腐蚀环编号 腐蚀环材质 试验井段 腐蚀产物颜色 试验时间 腐蚀环试验前质量 钻井液性能 腐蚀环试验后质量 腐蚀环在钻杆内位置 腐蚀速率 点蚀测定结果 其他腐蚀信息描述 评价级别 评价意见 试验人：

　　报告编写人：

　　审核人：