近几年，我国大部分油田都相继进入了中高含水期。由于油田采水量的提高，油水井管串及地面集输系统的腐蚀也日趋严重。在井下管串的防腐蚀工艺中，各油田已广泛推广应用涂料防护技术。由于井下管串都是在千米以下深度的特殊环境中工作，所用防护涂层必须具备优良的耐持续高温、耐磨擦、耐高盐度地层水的性能；此外，为了与阴极保护技术相配套，还要求涂层具有良好的抗静电剥离特性。如此种种严酷的技术条件限制，就使得可以选用作为油管防护的涂料为数不多了。

 

经考察和调查，目前国内在油管的涂料防护技术中以使用环氧-酚醛涂料最为普遍，虽然它能基本满足上述各种要求，但缺点是需要用大量的二甲苯溶剂，对工作环境的污染严重。其次，该涂料涂膜的固化温度高达200℃左右，需要配备特殊的加热设备。为此，我们经试验以氨基-环氧树脂涂料代替环氧-酚醛涂料，使固化温度降至120～140℃范围内。并且尽量不使用有机溶剂作稀释剂，以减少对环境的污染。据文献资料报道，氨基-环氧树脂涂料的机械强度与抗热氧降解性能均不如环氧-酚醛涂料，因而有必要对氨基环氧树脂加以改性。根据在大分子中引入芳杂环结构，可以增加大分子的刚性，从而改善其机械强度及耐热性能的原理，我们选用具有优良抗老化作用的芳香胺作固化剂来代替脂肪族缩胺固化工艺。芳香胺不但抗老化作用强，毒性小，而且为醇溶性物质，与氨基环氧树脂相溶性、配合性良好。但芳香胺单独使用时在常温下同氨基-环氧树脂之间的交联反应速度过慢，不能在室温下应用，因而又用二元酚为促进剂与芳香胺复配制成改性芳香胺固化剂。

 

通过系统的配方设计和固化反应试验及现场实际应用结果表明，经过改性芳香胺固化剂固化的改性氨基-环氧树脂防护涂料的各项技术指标，均已达到或超过环氧-酚醛涂料，为油田涂层防护技术开辟了新的途径。

 

1、LAZ-氨基树脂

 

三聚氰胺衍生物经与醇醚化而成，自制合成产品。

2、E-44环氧树脂，环氧值≥0.44 eq/100g。

3、反应型增韧剂：LDY-052。

4、改性芳香胺固化剂：LHS-120。

5、漆膜冲击试验仪，漆膜柔韧性试验仪，摆杆式漆膜硬度仪，漆膜附着力测定仪(画圈法)等。

 

1、防腐涂料配方

LAJ-氨基树脂                          50份(重量比)

E-44环氧树脂                              50份

LDY-052反应型增韧剂                  10份

LHS-120改性芳香胺固化剂            30份

HGH-400偶联化硅微粉                  50份

重辉络岩粉                                  50份

无水乙醇                                      适量

 

基体树脂的配制：按比例取氨基树脂和环氧树脂，先加热、搅拌反应制取基体树脂。然后再制成涂料。然后，按照GB1727-79规定的方法制备标准样板，经过10小时室温固化，涂膜均可达到表千。然后将涂料样枚置于电热恒温干燥箱中缓缓升温至130℃，在130±5℃下固化20分钟，自然冷却后取出，分别按照GB1730-79、GB1731-79、GB1732-79和GB1720-79规定的方法测定涂膜的硬度、柔韧性、抗冲击强度和附着力。测定结果如下(同时列出经过200℃固化的环氧-酚醛涂膜性能测试结果以资比较)：

氨基-环氧树脂防护涂料           酚醛-环氧树脂防护涂料

硬度 ：                                  0.74                                    0.70

柔韧性 (级)：                            1                                         1

抗冲击强度(Kg·cm)：             ＞50                                   ＞50

咐着力(级)：                              1                                         2

 

为了将改性氨基-环氧树脂防护涂料推广到油田集输系统中去，我们又对室温固化七天的改性氨基-环氧树脂防护涂料的涂膜样板进行了性能测试；结果表明，除涂膜表面硬度略低(硬度为：0.66) 外 ，其它性能与热固化完全一致。我们又将室温固化的涂料样板深埋于1米深的潮湿土层中一年，涂膜完好。

 

在油田进行涂料现场试验考核，我们仍按照氨基-环氧树脂防护涂料原配方及固化工艺配料，制备样板，室温固化。对固化后的涂膜所进行的各项性能测试结果表明，与实验室时无显著差别。在此基础上，对实验室配方做了工业性放大试验，用制得的改性氨基-环氧树脂防护涂料按照实验的涂敷工艺及固化工艺制作了8600米涂料油管，分别效入6口油水井中，下入深度为1400～1600米，井底温度为50～70℃，地层水总矿化度为50～100g/L，水型为氯化钙型或硫酸钠型。经过近一年的现场腐蚀试验，油管涂层基本完好。涂膜下的管件得到完全保护。

 

实验数据说明，采用LHS-120改性芳香胺固化剂和氨基-环氧树脂基体树脂的固化反应是完善的，涂膜的常温固化速度完全适合油水管的现埸涂敷工艺，使LHS-120改性芳香胺在常温下与氯基-环氧树脂基体树脂之间的交联反应具备了实用价值。

 

在固化温度低得多的条件下，改性的氨基-环氧树脂防护涂料涂膜的硬度比酚醛-环氧树脂防护涂料的涂膜还高，而且附着力也较酚醛-环氧树脂防护涂料为优。这一硬度的改进提高了涂膜对于机械撞击和机械磨擦的适应性。

 

实验表明，氨基-环氧环氧树脂防护涂料在室温下其固化反应还不能达到完全反应。这是因为，在常温下所发生的固化反应可能只是氨基-环氧树脂防护涂料中环氧树脂的开环加成反应，这反映在配方体系的凝胶后涂膜表面有一定的硬度，而在高温下所发生的还有其它反应，如氨基树脂同环氧树脂之间的交联反应。因而经过高温固化的涂膜比常温固化的涂膜硬度更高，机械强度更优。但所幸的是油田集输系统的防护属常规工艺，所要求的涂膜硬度及机械强度相对较低，但正是由于固化不够完全，涂膜韧性很好，因而经常温固化的氨基-环氧树脂防护涂料的涂膜，完全可以应用到油田集输系统的常规防护工艺中去。

 

经过现埸6口油水井的现场防腐蚀试验，证明改性氨基-环氧树脂防护涂料涂层的涂敷工艺简单，固化温度较低，适宜于施工条件较差的基层井队的油管防护施工作业。更重要的是改性氨基-环氧树脂防护涂料以乙醇为稀释剂，避免了芳香烃类溶剂的污染，因而受到现场施工人员的欢迎。经过吊装、运输及油管下井作业等全过程的考验，证明本技术在油田油管涂料防护技术中的应用是成功的。