任何一種金屬處于電解質(zhì)溶液里都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的電極電位,,不同的金屬在同一種電解質(zhì)溶液里有不同的電極電位,,相同的金屬在不同的電解質(zhì)里也有不同的電極電位:電極電位不同就出現(xiàn)了電位差,這個(gè)電位差將推動(dòng)電子流動(dòng)而形成電流,。在電流流出的地方,,金屬受到腐蝕叫陽(yáng)極區(qū); 在有電流流入的地方金屬得到電子則不會(huì)腐蝕,。陰極保護(hù)的原理是給金屬補(bǔ)充大量的電子,使被保護(hù)的金屬整體處于電子過(guò)剩狀態(tài),,因此使金屬原子不容易失去電子而變成離子,,溶解到電解質(zhì)中去,,實(shí)現(xiàn)金屬材料的防腐。
油田開發(fā)生產(chǎn)中的采出液和注入水地層水礦化度較高,,含有硫化物,、二氧化碳、氧氣,、硫酸鹽厭氧菌等屬于強(qiáng)電解質(zhì),,對(duì)井下油管、套管都具有較強(qiáng)的腐蝕性,。在油套環(huán)空構(gòu)成環(huán)空的套管和油管兩種金屬材料的材質(zhì)是不相同的,,在電解質(zhì)中的電極電位也不同, 這就形成電化學(xué)腐蝕的原電池,,大部分的套管材質(zhì)都**油管材質(zhì),,因此油管的電極電位負(fù)于套管的電極電位,當(dāng)他們處于電解質(zhì)中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時(shí),,油管作為陽(yáng)極失去電子而發(fā)生電化學(xué)腐蝕,,另一方面采出液體和氣體由于溫度、壓力等因素影響的結(jié)鹽,、 結(jié)垢和硫化鐵等對(duì)井下油管均起著腐蝕作用,。
通過(guò)對(duì)電化學(xué)腐蝕的分析,結(jié)合陰極保護(hù)技術(shù)對(duì)金屬防腐的適應(yīng)性,,將陰極保護(hù)技術(shù)的犧牲陽(yáng)極法用于對(duì)油管電化學(xué)防腐,,通過(guò)減緩油管的電化學(xué)腐蝕,延長(zhǎng)油管的使用周期,。 將油水井犧牲陽(yáng)極與油管連接,,在作業(yè)時(shí)與油管一同下入井內(nèi),油管和犧牲陽(yáng)極處于同一個(gè)電解質(zhì)環(huán)境下構(gòu)成一個(gè)新的宏觀電池,,這一負(fù)的電極是新電池的陽(yáng)極,,而油管則成為陰極,從陽(yáng)極體上通過(guò)電解質(zhì)向油管提供一個(gè)陰極電流,,使油管進(jìn)行陰極極化,,實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù),隨著電流的不斷流動(dòng),,犧牲陽(yáng)極材料不斷消耗掉,油水井犧牲陽(yáng)極消耗的年限就成為油管壽命延長(zhǎng)的年限,。油水井犧牲陽(yáng)極可以應(yīng)用于自噴井,、抽油井、潛油電泵井,、注水井,、天然氣井等各類石油天然氣開采的油管防腐,。