Корпус узла установки погружных центробежных насосов для добычи нефти

Полезная модель относится к установкам погружных центробежных насосов для добычи нефти, в частности к корпусам их узлов, таких как: электродвигатель, гидрозащита, насос и концевые детали. Корпус узла установки погружных центробежных насосов для добычи нефти выполнен из конструкционной или низкоуглеродистой стали с защитным покрытием на его наружной поверхности, включающим подслой из напыленного на поверхность корпуса сплава, выбранного из следующей группы сплавов: NiAl, NiCr, FeNiBCrSi, FeNiCr, и внешний слой из коррозионностойкого сплава. Наличие подслоя обеспечивает электрохимическую защиту основного металла корпуса, исключая коррозию из-за проникновения агрессивной среды сквозь поры внешнего слоя покрытия. Защитное покрытие может быть также выполнено с пропиткой раствором фторсодержащих поверхностно активных веществ, с целью придания поверхности дополнительной коррозионной стойкости и влагозащиты.

Полезная модель относится к установкам погружных центробежных насосов для добычи нефти, в частности к корпусам их узлов, таких как: электродвигатель, гидрозащита, насос и концевые детали.

Известен корпус узла установки погружного центробежного насоса для добычи нефти из конструкционной стали с нанесенным на его наружную поверхность коррозионностойким металлическим покрытием, в частности в виде напыленного слоя толщиной 0,05-1,2 мм на основе порошка, включающего в себя железо, хром, никель, молибден, кремний и углерод (Патент РФ на полезную модель №38817, 2004 г.).

Недостаточная коррозионная стойкость корпусов узлов установки погружного центробежного насоса значительно снижает ресурс работы установки. Защита корпусов от коррозии путем применения металлических покрытий является наиболее эффективной, однако металлические покрытия должны обладать высокой плотностью, высокой адгезией, высокой коррозионной стойкостью, высокой твердостью и износостойкостью, высокой эластичностью, а также низким электрохимическим потенциалом по отношению к основному металлу. Малейшей несплошности покрытия достаточно, чтобы началась интенсивная коррозия элемента, поэтому важно, чтобы покрытие обладало всеми вышеперечисленными свойствами. Вместе с тем, разность потенциалов между наносимым покрытием и основным материалом может даже усиливать коррозию основного металла в порах. Несмотря на то, что известное покрытие обладает высоким уровнем физико-механических и коррозионных свойств, на практике все же имеет место проникновение агрессивных компонентов среды, особенно на границе раздела основного металла и покрытия и, как следствие, отслаивание покрытия из-за подпленочной коррозии ввиду образования гальванопары с основным материалом.

Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение коррозионной стойкости корпусов узлов установки погружных центробежных насосов для добычи нефти, за счет обеспечения их дополнительной электрохимической защиты.

Технический результат достигается тем, что в корпусе узла установки погружных центробежных насосов для добычи нефти, выполненным из конструкционной или низкоуглеродистой стали с защитным покрытием на его наружной поверхности, включающим слой из коррозионностойкого сплава, защитное покрытие включает также подслой из напыленного на поверхность корпуса сплава, выбранного из следующей группы сплавов: NiAl, NiCr, FeNiBCrSi, FeNiCr.

Кроме того, защитное покрытие может быть выполнено с пропиткой раствором фторсодержащих поверхностно активных веществ.

Выполнение на наружной поверхности корпуса защитного покрытия, с подслоем из сплава, выбранного из следующей группы сплавов: NiAl, NiCr, FeNiBCrSi, FeNiCr, являющихся близкими по потенциалу по отношению к конструкционной или низкоуглеродистой стали и промежуточными по отношению к коррозионностойким сплавам внешнего слоя покрытия, позволяет организовать дополнительную электрохимическую защиту корпуса, вследствии смещения потенциала, уменьшая или полностью устраняя коррозию основного металла в порах покрытия. Кроме того, вышеперечисленные сплавы при нанесении на корпус имеют развитую поверхность, что обеспечивает прочное сцепление подслоя с внешним слоем, а также эти сплавы сами обладают достаточной коррозионной стойкостью, что позволит в случае повреждения внешнего слоя покрытия обеспечить коррозионную защиту корпуса.

Выполнение защитного покрытия с пропиткой раствором фторсодержащих поверхностно активных веществ также позволяет организовать дополнительную защиту от коррозии, так как обеспечивает образование на поверхности покрытия тонкой (около 30-50 А) пленки,

обладающей высокими гидофобизирующими свойствами и рядом других положительных свойств, в том числе способностью защитить контактирующие поверхности от окисления и истирания.

Установка погружного центробежного насоса, как правило, включает в себя электродвигатель, гидрозащиту, насос и концевые детали.

Корпус узла установки погружного центробежного насоса для добычи нефти (в основном узла, находящегося глубоко в скважине), например корпус электродвигателя, корпус гидрозащиты или корпус насоса выполнен в виде полого цилиндра из конструкционной или низкоуглеродистой стали. На наружную поверхность корпуса нанесен сначала слой одного из следующих сплавов: NiAl, NiCr, FeNiBCrSi, FeNiCr, а затем слой из коррозионностойкого материала, например, никельмедного сплава, нержавеющей стали или износо и коррозионностойкого сплава, включающего железо, никель, хром, молибден, кремний и углерод.

После нанесения на поверхность корпуса покрытие обрабатывается составом, представляющим собой композицию фторсодержащих поверхностно активных веществ в специально подобранных растворителях. Такие растворы применяются с целью придания поверхности коррозионной стойкости, влагозащиты и низкой поверхностной энергии и, как следствие этого повышение износостойкости, и обладают высокой проникающей и смачивающей способностью. Защитная пленка, образованная раствором фторсодержащих поверхностно активных веществ, прочно сцепляется практически с любыми поверхностями, в том числе металлами.

Внешний слой покрытия, обладая требуемым уровнем прочностных и коррозионных свойств, обеспечивает защиту корпуса при работе в очень агрессивной среде, и противостоит истиранию и растрескиванию его наружной поверхности при достаточно частых подъемах и спусках погружной установки в скважину, при этом наличие подслоя исключает коррозию основного металла корпуса из-за проникновения агрессивной среды сквозь поры внешнего слоя покрытия, допуская, тем самым, даже высокую пористость наружного слоя

покрытия. Снижение требований к пористости внешнего слоя защитного покрытия позволяет расширить возможности использования различных способов нанесения покрытия.

При работе установки погружного центробежного насоса в скважине защитный слой покрытия, обработанный раствором фторсодержащих поверхностно активных веществ, проникающим в поры покрытия, предохраняет наружную поверхность корпусов его узлов от коррозии, возникающей в результате взаимодействия с агрессивной средой, а также от абразивного истирания при подъемах и спусках насосного оборудования в скважину, повышая гарантированный ресурс эксплуатации установки.

1. Корпус узла установки погружных центробежных насосов для добычи нефти, выполненный из конструкционной или низкоуглеродистой стали с защитным покрытием на его наружной поверхности, включающим слой из коррозионностойкого сплава, отличающийся тем, что защитное покрытие включает также подслой из напыленного на поверхность корпуса сплава, выбранного из следующей группы сплавов: NiAl, NiCr, FeNiBCrSi, FeNiCr.

2. Корпус по п.1, отличающийся тем, что защитное покрытие выполнено с пропиткой раствором фторсодержащих поверхностно-активных веществ.