井筒酸化洗井工艺措施

为了解决常规洗井无法有效避免煤泥垢严重的井发生卡堵的问题,可采取井筒酸化洗井工艺,通过向油套环空中注入酸液的方式,对沉积在井筒内、射孔段的堵塞物(煤泥垢)进行溶解清洗,利用泵的抽排作用将溶解液排出井筒,起到解除井筒卡堵,清洗炮眼的目的。

图7-59 H338井排采曲线

(一)酸化洗井的原理及工艺

酸化洗井同酸化解堵的主要机理相同,是利用酸液体系将煤泥中的无机矿物成分溶解稀释。所用酸液为盐酸和氢氟酸混合而成的土酸。煤泥垢矿物组分中,碳酸盐矿物和含铁化合物可以与盐酸反应,石英及硅酸盐矿物可与氢氟酸发生反应,只有少量的硫酸盐矿物与酸液不反应。

酸洗工艺的具体反应机理为:

(1)与氢氟酸反应:

SiO2(石英)+4HF SiF4+2H2O

SiF4+2HF H2SiF6

NaAlSi3O8(斜长石)+22HF NaF+AlF3+3H2SiF6+8H2O

KAlSi3O8(钾长石)+22HF KF+AlF3+3H2SiF6+8H2O

韩城区块煤层气井煤粉产出机理及主控因素研究

韩城区块煤层气井煤粉产出机理及主控因素研究

CaCO3(方解石/文石)+2HF CaF2+H2O+CO2

(2)与盐酸反应:

CaCO3(方解石/文石)+2HCl CaCl2+H2O+CO2

CaMg[CO3]2(白云石)+4HCl CaCl2+MgCl2+2H2O+2CO2

韩城区块煤层气井煤粉产出机理及主控因素研究

FeS+2HCl FeCl2+H2S

井筒酸洗工艺的地面工艺设备主要为:酸罐、水罐与离心泵、注入泵通过管线与井口相连,井口处的压力表流量计用以监测注入量,并通过阀门加以控制(图7-60)。

图7-60 井筒酸洗地面工艺流程图

(二)酸化洗井的应用效果

井筒酸洗工艺能够有效解除煤粉卡堵,延长检泵周期。酸洗过程中,水质由浑水连续变为超黑连续,最后变为清水连续,酸洗时清洗出井下大量的煤粉混合物。

酸洗工艺现场应用24井次,其中软卡酸洗12井次,筛管堵塞酸洗6井次,泵漏失酸洗4井次,炮眼酸洗2井次,酸洗井在全区基本都有分布。其中20井次效果极其明显,工艺有效率达到833%。

以W108井为例,酸洗前泵堵不出液,示功图显示,下冲程时悬点载荷难以顺利减小(图7-61);酸洗后出液正常,示功图形态恢复正常(图7-62),泵效从0%上升到83%。目前已经连续排采233天,有效延长检泵周期26倍(图7-63)。

图7-61 W108井酸洗前功图形态

图7-62 W108井酸洗后功图形态

另一方面,酸洗井工艺在清洗炮眼、提高单井产能方面具有显著效果,H5022井酸洗后,日气量大幅度上涨,目前达到1340m3/d,累计产气265×104m3。

图7-63 W108井排采曲线

(三)酸化洗井注意的问题

由于韩城区块不同开发单元、不同开发层系中煤粉矿物组分分布规律不同,需要研究出适合韩城区块不同区域对应酸液体系;并针对不同井下故障类型,制定出适合不同井下排除设备和地面生产设备的最优酸洗配套参数。

为了防止酸洗对地层的伤害,在进入地层的酸液中加入黏土稳定剂与铁离子稳定剂等相关试剂。黏土稳定剂能够吸附于黏土表面,防止水敏性矿物水化膨胀及分散运移而对地层造成的伤害。铁离子稳定剂作用是络合或螯合铁离子,防止铁离子凝胶沉淀,达到稳定铁离子的目的。

不锈钢酸洗添加剂、不锈钢酸洗、硝酸洗添加剂、酸洗添加剂、不锈钢硝酸洗添加剂、酸洗、

主要用途：本品主要用于不锈钢酸洗过程中配合硝酸使用，起到除油、除锈、去氧化皮、缓蚀、抑雾等功效，实现了除油除锈二合一，同时促进顽固氧化皮的清除，特别是热扎、退火、回火过程中生成的高温难清除氧化皮，大大缩短清洗时间，同时防止氢脆的产生；抑制烟雾的产生，大大改善生产环境；大大降低金属的腐蚀速度，成倍的延长酸液的使用寿命，最终使产品表面清洁干净，形成均匀的银白色亚光结构。适用于各种型号的不锈钢。

突出特点：本品由除油剂、溶解促进剂、高效缓蚀剂、抑雾剂等复配而成，除油、除锈、除氧化皮一步完成，除氧化皮速度快、效率高，对金属基体的腐蚀小、缓蚀率高，清洗操作过程中没有酸雾。

理化指标：状态：粉状固体；酸碱性：中性；有效物含量：＞98%；可燃性：不燃不爆

使用方法：1、使用量：本品配合各种浓度的硝酸使用,硝酸的使用浓度一般为15~20%（w），本品的使用浓度一般为3~5%,添加量越多效果越好；2、配制一吨酸液的添加量：（1）硝酸（46%）：350~450千克；添加剂：50千克；水：600-500千克；（2）硝酸（60-68%）：250~350千克；添加剂：50千克；水：700-600千克；（3）硝酸（98%）：150~200千克；添加剂：50千克；水：800-750千克；3、配液：可以将本品加入硝酸中直接使用；也可以将本品加入浓度较高的硝酸中兑水使用。一般情况下直接将本品撒入酸洗液中，搅拌均匀即可。原先使用的酸洗液不用排放，可以先将酸洗槽底部的淤渣清理干净，补加适量的本品、硝酸、水即可使用。添加本品后可以大大降低硝酸的使用浓度，成倍的延长酸液的使用寿命和工件的处理量；4、处理：将要处理的不锈钢浸泡在上述配好的溶液中或涂刷在板材表面，常温处理1~3分钟或更长时间（由材质、氧化皮的厚度和处理要求而定），至表面氧化皮、锈完全清除干净，然后用水将表面冲洗干净，最后用碱液冲洗中和，清洗干净后干燥即可（晾干、吹干或烘干）。

理化指标：状态：粉状固体；酸碱性：中性；有效物含量：＞98%；可燃性：不燃不爆

包装规格：塑料袋：25千克/袋。

带钢酸洗表面质量缺陷主要有欠酸洗缺陷、过酸洗缺陷，停车斑、水印等。造成带钢出现酸洗质量缺陷的主要原因有：热轧来料质量情况、酸洗拉伸矫直机工艺和设备功能、酸洗工艺段工艺和工艺段设备、缓蚀剂的使用情况等。

一、欠酸洗的发生

带钢经酸洗后，表面残留局部未洗掉的氧化铁皮，经轧制后板面颜色暗，严重的板面发黑或花脸状，通常称之为欠酸洗缺陷。由于氧化铁皮与带钢本体相比，其相对摩擦较小，易造成润滑条件发生变化，严重的可能造成带钢延伸不均，出现浪形等缺陷；同时，氧化铁皮的压入，使最终产品的表面质量带来不利影响；当氧化铁皮出现脱落现象时，易粘在轧辊表面，产生辊印缺陷。

1、欠酸洗缺陷产生原因

影响带钢酸洗质量的主要因素有：带钢表面氧化铁皮的成分与厚度分布、拉矫机工艺、带钢板形质量，酸洗工艺等。

1)带钢表面氧化铁皮的成分与厚度分布

带钢表面氧化铁皮的成分与厚度分布影响着沿热轧带钢卷取时各部分的温度，导致带钢冷却速不同，即沿带钢长度方向的头、中、尾以及沿宽度方向的边部和中部的温度和冷却速度不同，造成同一带钢各部分的氧化铁皮结构和厚度不同，在冷轧酸洗过程中产生局部欠酸洗现象。

2)拉矫机工艺

冷轧拉矫机不正常工作或拉矫延伸系数不够，使铁皮未经充分破碎、剥离，影响酸洗效果。

3)带钢板形质量

带钢板形差，如镰刀弯，浪形等，特别是热轧来料浪形比较普遍，易造成局部欠酸洗。

4)酸洗工艺

酸洗工艺不适当，如酸洗浓度、温度偏低、酸洗速度太快、酸洗时间不足、亚铁浓度高、未及时补充酸液、酸洗过程中酸洗槽内带钢张力过大、带钢垂度小，使带钢未全部浸入酸液中等。

2、控制措施

当带钢在规定的运行速度情况下，出现欠酸洗质量缺陷，则采取如下措施：

1）拉矫工艺控制

如果冷轧所用的原料浪形问题严重，在进入冷轧机组前最好地办法是最大程度地优化拉矫工艺，最大程度的改善板形，尽量保证进入酸洗槽的带钢板形良好。同时，针对来料双边浪严重的情况，除通过拉矫机尽量调整板形外，在条件允许的前提下，适当增加带钢在酸洗槽内的垂度，以最大限度地提高带钢在酸洗槽内的浸泡量，从而减少由于双边浪对带钢酸洗效果的影响。

2）酸洗工艺段工艺参数控制

当带钢出现欠酸洗缺陷时，首先应该适当降低酸洗工艺段速度。如速度减到一定程度，如下降20%，仍有欠酸洗时，应适当升高酸液温度。如此时仍然存在欠酸洗缺陷，则相应适当提高酸液浓度，最终达到控制欠酸洗缺陷的目的。

二、过酸洗的发生

带钢在酸液中停留时间过长，表面逐渐变成粗糙的麻面，板面发黑，称之为过酸洗。存在过酸洗缺陷的带钢，其表面粗糙度大于酸洗质量正常的带钢，其在轧制过程中产生的铁屑量大大增加，从而影响到乳化液系统的清洁性和轧后带钢表面残留物的多少，给后工序生产带来不利因素。

1、过酸洗出现的原因

过酸洗出现的原因有多方面：

①酸洗时间过长，酸洗液腐蚀带钢基体。

②酸洗液浓度太高，使铁的氧化物增多、酸反应速度加快，在反应充分完毕后，带钢还未离开酸洗槽进而腐蚀基体。

③酸洗液温度偏高，同样使铁氧化物增多，酸反应速度加快，反应完毕后腐蚀铁基体。

2、预防控制措施

主要是从酸洗工艺入手，合理控制酸洗温度、酸洗速度、酸洗液浓度、加适当的缓蚀剂等来控制铁基体和酸的反应时间和反应速度。其中添加适当缓蚀剂是比较方便、有效且可操作性强的控制手段。

缓蚀剂的主要作用是比氢更紧地吸附在钢表面上，从而有效地阻止了氢的反应，因为对于铁的溶解过程伴有电子的得失，因此这一反应受到了很大的抑制。在铁的酸洗操作中，缓蚀剂抑制腐蚀的作用极为重要。铁离子特别是在酸度下降的情况下能水解成难溶解的氢氧化铁。氢氧化铁形成给酸洗工艺带来一系列问题，因此应当避免。

根据酸洗缓蚀剂的原理，一种良好的缓蚀剂应满足以下要求：能够有效地降低金属铁的溶解速度，但对氧化铁皮的溶解无减慢作用；能够有效地阻止氢原子往钢材中扩散；能够很好地溶解在酸溶液中，具有较高的缓蚀效率；在酸洗温度下稳定，并保持其缓蚀效率；形成的保护膜要易于用水洗掉；能够在酸液表面形成泡沫，以减少酸雾产生；不妨碍废酸液中铁盐的提取处理，也不影响副产物的质量，价格便宜，易于制取，且能长期存放不变质。

如果热轧来料中Al含量偏低，低合金钢中Si含量偏高，Al在反应中可作为阴极保护铁基体，而Si则会产生硅胶吸附氧化铁皮和其他杂质，针对这种情况，我们应选用相应的适合本厂实际情况的缓蚀剂。

酸洗用酸有硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、铬酸、氢氟酸和混合酸等。最常用的是硫酸和盐酸。

酸洗工艺主要有浸渍酸洗法、喷射酸洗法和酸膏除锈法。一般多用浸渍酸洗法，大批量生产中可采用喷射法。

钢铁零件一般在10%～20%(体积)硫酸溶液中酸洗，温度为40℃。当溶液中含铁量超过80g/L，硫酸亚铁超过215g/L时，应更换酸洗液。常温下，用20%～80%(体积)的盐酸溶液对钢铁进行酸洗，不易发生过腐蚀和氢脆现象。

由于酸对金属的腐蚀作用很大，需要添加缓蚀剂。清洗后金属表面成银白色，同时钝化表面，提高不锈钢抗腐蚀能力。采用浓度为5%~20%的硫酸水溶液，清除工件表面氧化皮和粘附盐类的工艺称为硫酸酸洗法。

扩展资料：

影响酸洗速率之因素：

影响酸洗速率之因素很多，举凡锈皮厚度与组成、锈皮缺陷率、酸液浓度与温度、铁离子浓度、抑制剂、钢材与酸液之相对运动速度、凡及钢材之合金成份等均与酸洗速率息息相关。

1、锈皮厚度与组成：锈皮之厚度及组成与底材厚度、轧延温度、盘卷温度及冷却速率有关；底材厚度、轧延温度、盘卷温度越高或冷却速率越慢，则锈皮就越厚。反之，则越薄。锈皮厚度越厚，所需的酸洗时间就越长。

2、锈皮缺陷率：锈皮缺陷率越高，酸液经由孔隙进入锈皮内部溶解FeO及造成Fe/酸液/Fe3O4局部电池的机率也越大，故有提高酸洗速率之作用。

5、 抑制剂：抑制剂乃是藉由隔绝金属底材；避免酸液与之反应，而产生氢气或底材表面粗糙化之现象， 具有防止过度酸洗、氢脆化之效果。

参考资料来源：百度百科-酸洗

可按如下方法进行，黄铜可以全光亮，银可基本不黑（因酸洗都要用到硝酸，硝酸与银作用生成硝酸银，见光会变黑，以下配方中用硝酸极少，又银基本无腐蚀，也就可以基本不黑）。

银焊黄铜除黑膜、光亮酸洗工艺方法：

一

除油（去油污）

氢氧化钠

10~15

g/L

碳酸钠

20~30

g/L

磷酸三钠

40~60

g/L

OP乳化剂

1~3

g/L

温度

80度~90度

时间

至油除尽

二

预浸蚀（去黑色氧化皮）

盐酸

400～500mL/L

缓蚀剂

适量

温

度

室温3～10min

时

间

视制件表面情况而定，直至氧化物及锈蚀除尽为止

三

出光（起光亮）

硝酸钠

65～80g/L

硫酸

400mL/L

盐酸

5mL/L

光亮剂N-1

10g/L

（上海永生化工厂生产，各地大的电镀原料商店有售）

温度

15～45℃

时间

05～1min

1

工序中间都要用水仔细清洗，并烘干。

2

要注意安全，尽量委托电镀厂帮你清洗。

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