一種高溫高壓管流式?jīng)_刷腐蝕實驗裝置的制造方法
【專利摘要】一種高溫高壓管流式?jīng)_刷腐蝕實驗裝置，裝置主要包括：高溫高壓釜、第一壓力表、溫度計、試樣測試管、實物測試管、試樣槽、磁力泵、輸液管、超聲波流量計，其中，高溫高壓釜用于提供具有一定溫度和壓力的流體；實物測試管通過第二法蘭連接在輸液管的第三接頭和第四接頭上，實物管通過第一耐蝕密封圈固定在實物測試管內(nèi)；試樣測試管通過第一法蘭連接在輸液管的第一接頭和第二接頭上，試樣測試管開有懸掛試樣的試樣槽；磁力泵用來為實驗裝置提供動力，帶動流體循環(huán)；超聲波流量計用于測量循環(huán)流體的速度；整個實驗裝置的材料均為耐蝕合金，且所有部件外壁均覆有絕熱層，以避免溫度損失。本發(fā)明適合于石油與天然氣鉆采工程技術(shù)領(lǐng)域。
【專利說明】
一種高溫高壓管流式?jīng)_刷腐蝕實驗裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明專利涉及石油與天然氣鉆采工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種高溫高壓管流式?jīng)_刷腐蝕實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]沖刷腐蝕是腐蝕性流體與材料間存在較高相對運動時造成材料加速破壞的現(xiàn)象，是機械性沖刷磨損和電化學(xué)腐蝕交互作用的結(jié)果。研究表明:沖刷與腐蝕交互作用造成的金屬材料失重遠大于沖刷和腐蝕單獨作用之和，當(dāng)過流部件(如用于開采和輸送石油、天然氣的管線)受到流體的沖刷腐蝕作用，尤其是當(dāng)輸送介質(zhì)中含有固相顆粒時，這些過流部件的破壞更為嚴重，其壽命會顯著縮短，造成了巨大的經(jīng)濟損失和安全隱患。國外調(diào)查統(tǒng)計顯示，沖刷腐蝕已成為油氣田管道腐蝕防護的首要問題。長期以來，流體對金屬材料的沖刷腐蝕引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，且部分學(xué)者利用噴射實驗裝置和計算機模擬的方法，對流體噴射作用下產(chǎn)生的沖刷腐蝕機理及影響因素進行了大量研究，并發(fā)現(xiàn)沖刷腐蝕的影響因素很多，如溫度、壓力、PH值、流體速度、被沖刷材料的材質(zhì)特性和表面粗糙度等，同時指出了今后噴射條件下金屬材料沖刷腐蝕的研究方向。
[0003]然而，在開發(fā)高溫高壓高酸性深井的過程中，油氣開采環(huán)境變得越來越嚴重，而用于油氣開采和輸送的管線大部分處于高溫高壓流體流動的腐蝕環(huán)境中，受到高溫高壓管流式的沖刷腐蝕作用(而不是流體噴射下的沖刷腐蝕作用)，導(dǎo)致管線的壽命顯著縮短，提前發(fā)生失效，給油田帶來嚴重地經(jīng)濟損失和安全隱患。
[0004]由于流體動力學(xué)和多項介質(zhì)腐蝕動力學(xué)理論本身就很復(fù)雜且處于發(fā)展之中，而沖刷腐蝕受到多相流體動力學(xué)和腐蝕動力學(xué)的雙重作用，且影響沖刷腐蝕的因素較多，因而迄今為止，人們對沖刷腐蝕的認識仍很有限。
[0005]綜上所述，有必要研究一種能夠開展油氣管線在真實環(huán)境下沖刷腐蝕實驗的裝置，開展相關(guān)沖刷腐蝕實驗，弄清油氣管線在真實環(huán)境(高溫、高壓、管流式的腐蝕流體沖刷)下的沖刷腐蝕機理及各影響因素對沖刷腐蝕的作用規(guī)律，從而提出適用的防護措施。因此，為提出油氣管線在真實環(huán)境下的沖刷腐蝕防護措施，并評價不同沖刷腐蝕防護措施的適用性，本發(fā)明提出一種高溫高壓管流式?jīng)_刷腐蝕實驗裝置，該裝置可開展全尺寸管線及其試樣在高溫高壓管流式酸性流動流體作用下的沖刷腐蝕實驗，從而弄清油氣管線在真實環(huán)境下的沖刷腐蝕機理及相關(guān)因素對沖刷腐蝕的作用規(guī)律，同時能評價不同防護措施的適用性，為防護措施的選擇提供非常重要地理論依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種高溫高壓管流式?jīng)_刷腐蝕實驗裝置，以解決實物管線及其試樣在高溫高壓管流式酸性流動流體作用下的沖刷腐蝕機理難以準確預(yù)測地技術(shù)難題，該裝置操作簡單、方便，且極易滿足油氣管線在不同環(huán)境下的真實工況。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0008]本發(fā)明提出了一種高溫高壓管流式?jīng)_刷腐蝕實驗裝置，主要包括:高溫高壓釜、第一壓力表、溫度計、第一閥門、第二閥門、第一接頭、第二接頭、試樣測試管、第一法蘭、第三接頭、第四接頭、實物測試管、實物管、第一耐蝕密封圈、第二法蘭、第二壓力表、試樣槽、第三閥門、第四閥門、絕熱層、磁力栗、輸液管、超聲波流量計、螺栓、蓋板、試樣、第二耐蝕密封圈，其中，高溫高壓釜用于提供具有一定溫度和壓力的流體，第一壓力表和溫度計分別用來顯示高溫高壓釜的壓力和溫度;實物測試管通過第二法蘭連接在輸液管的第三接頭和第四接頭上，實物管通過第一耐蝕密封圈固定在實物測試管內(nèi)，第二壓力表用于測量實物管與實物測試管之間的環(huán)空壓力，檢測實物管在沖刷腐蝕作用下是否已發(fā)生刺穿，第一閥門和第三閥門用于控制實物測試管內(nèi)的流體;試樣測試管通過第一法蘭連接在輸液管的第一接頭和第二接頭上，試樣測試管開有懸掛試樣的試樣槽，第二閥門和第四閥門用于控制試樣測試管內(nèi)的流體;磁力栗用來為實驗裝置提供動力，帶動流體循環(huán);超聲波流量計用于測量循環(huán)流體的速度;整個實驗裝置均位于同一水平位置，其材料均為耐蝕合金，且所有部件外壁均覆有絕熱層，以避免溫度損失。
[0009]本發(fā)明所述的試樣槽由試樣測試管、螺栓、蓋板和第二耐蝕密封圈組成，蓋板與試樣測試管之間為臺肩密封。
[0010]本發(fā)明所述的實驗裝置，當(dāng)?shù)谝婚y門和第三閥門打開，第二閥門和第四閥門關(guān)閉，可開展實物管的沖刷腐蝕實驗，其中實物管是基于油氣管線的實際運行參數(shù)，運用相似原理進行設(shè)計的；當(dāng)流體進入實物管與實物測試管之間的環(huán)空，第二壓力表讀數(shù)增加，表明實物管在沖刷腐蝕作用下已被刺穿；當(dāng)?shù)谝婚y門和第三閥門關(guān)閉，第二閥門和第四閥門打開，可開展試樣的沖刷腐蝕實驗。
[0011]本發(fā)明具有以下的優(yōu)點:
利用該實驗裝置可開展油氣管線的實物及試樣在真實環(huán)境下(油氣管線所處的不同溫度、壓力、PH值、流體速度、腐蝕介質(zhì)等)的沖刷腐蝕實驗，評價不同防護措施的適用性及油氣管線材質(zhì)和表面粗糙度對沖刷腐蝕的影響規(guī)律，為沖刷腐蝕防護措施的選擇提供非常重要的理論依據(jù)。
【附圖說明】
圖1是本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)之示意圖。
圖2是試樣槽之示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行詳細的描述。
[0013]參見附圖，本發(fā)明提出了一種高溫高壓管流式?jīng)_刷腐蝕實驗裝置，主要包括:高溫高壓釜1、第一壓力表2、溫度計3、第一閥門4、第二閥門5、第一、第二接頭6和6\試樣測試管7、第一法蘭8、第三、第四接頭9和9 ’、實物測試管1、實物管11、第一耐蝕密封圈12、第二法蘭13、第二壓力表14、試樣槽15、第三閥門16、第四閥門17、絕熱層18、磁力栗19、輸液管20、超聲波流量計21、螺栓22、蓋板23、試樣24、第二耐蝕密封圈25，其中，高溫高壓釜I用于提供具有一定溫度和壓力的流體，第一壓力表2和溫度計3分別用來顯示高溫高壓釜的壓力和溫度;實物測試管1通過第二法蘭13連接在輸液管20的第三接頭9和第四接頭9'上，實物管11通過第一耐蝕密封圈12固定在實物測試管10內(nèi)，第二壓力表14用于測量實物管11與實物測試管10之間的環(huán)空壓力，檢測實物管11在沖刷腐蝕作用下是否已發(fā)生刺穿，第一閥門4和第三閥門16用于控制實物測試管10內(nèi)的流體;試樣測試管7通過第一法蘭8連接在輸液管20的第一接頭6和第二接頭6'上，試樣測試管7開有懸掛試樣24的試樣槽15，第二閥門5和第四閥門17用于控制試樣測試管7內(nèi)的流體;磁力栗19用來為實驗裝置提供動力，帶動流體循環(huán)；超聲波流量計21用于測量循環(huán)流體的速度;整個實驗裝置均位于同一水平位置，其材料均為耐蝕合金，且所有部件外壁均覆有絕熱層18，以避免溫度損失。
[0014]本發(fā)明所述的實驗裝置，當(dāng)?shù)谝婚y門4和第三閥門16打開，第二閥門5和第四閥門17關(guān)閉，可開展實物管11在高溫高壓下的沖刷腐蝕實驗，其中實物管11是基于油氣管線的實際運行參數(shù)，運用相似原理進行設(shè)計的；當(dāng)流體進入實物管11與實物測試管10之間的環(huán)空，第二壓力表14讀數(shù)增加，表明實物管11在沖刷腐蝕作用下已被刺穿；當(dāng)?shù)谝婚y門4和第三閥門16關(guān)閉，第二閥門5和第四閥門17打開，可開展試樣24在高溫高壓下的沖刷腐蝕實驗。
[0015]本發(fā)明所述的試樣槽15由試樣測試管7、螺栓22、蓋板23和第二耐蝕密封圈25組成，蓋板23與試樣測試管7之間為臺肩密封。
【主權(quán)項】
1.一種高溫高壓管流式?jīng)_刷腐蝕實驗裝置，其特征在于該裝置包括:高溫高壓釜(I)、第一壓力表(2)、溫度計(3)、第一、第二接頭(6，6 υ、試樣測試管(7)、第三、第四接頭(9，9?、實物測試管(10)、實物管(11)、第一耐蝕密封圈(12)、第二壓力表(14)、試樣槽(15)、磁力栗(I9)、超聲波流量計(21)、螺栓(22)、蓋板(23)、第二耐蝕密封圈(25)，其中，高溫高壓釜(I)用于提供具有一定溫度和壓力的流體，第一壓力表(2)和溫度計(3)分別用來顯示高溫高壓釜的壓力和溫度;實物測試管(10)通過第二法蘭(13)連接在輸液管(20)的第三、第四接頭(9，90上，實物管(11)通過第一耐蝕密封圈(12)固定在實物測試管(10)內(nèi)，第二壓力表(14)用于檢測實物管(11)與實物測試管(10)之間的環(huán)空壓力，第一閥門(4)和第三閥門(16)用于控制實物測試管(10)內(nèi)的流體;試樣測試管(7)通過第一法蘭(8)連接在輸液管(20)的第一、第二接頭(6，6')上，試樣測試管(7)開有懸掛試樣(24)的試樣槽(I5)，第二閥門(5)和第四閥門(17)用于控制試樣測試管(7)內(nèi)的流體;磁力栗(19)用來為實驗裝置提供動力，帶動流體循環(huán);超聲波流量計(21)用于測量循環(huán)流體的速度;整個實驗裝置均位于同一水平位置，其材料均為耐蝕合金，且所有部件外壁均覆有絕熱層(18)，以避免溫度損失。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓管流式?jīng)_刷腐蝕實驗裝置，其特征在于:當(dāng)?shù)谝婚y門(4)和第三閥門(16)打開，第二閥門(5)和第四閥門(17)關(guān)閉，可開展實物管(11)在高溫高壓下的沖刷腐蝕實驗，其中實物管(11)是基于油氣管線的實際運行參數(shù)，運用相似原理進行設(shè)計的；當(dāng)流體進入實物管(11)與實物測試管(10)之間的環(huán)空，第二壓力表(14)讀數(shù)增加，表明實物管(11)在沖刷腐蝕作用下已被刺穿；當(dāng)?shù)谝婚y門(4)和第三閥門(16)關(guān)閉，第二閥門(5)和第四閥門(17)打開，可開展試樣(24)在高溫高壓下的沖刷腐蝕實驗。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓管流式?jīng)_刷腐蝕實驗裝置，其特征在于:試樣槽(15)由試樣測試管(7)、螺栓(22)、蓋板(23)和第二耐蝕密封圈(25)組成，蓋板(23)與試樣測試管(7)之間為臺肩密封。
【文檔編號】G01N3/56GK105842097SQ201610173072
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】林元華, 鄧寬海, 劉建軍, 曾德智, 陳松松, 潘勇, 王書亮, 王垚, 王建東, 韓禮紅
【申請人】西南石油大學(xué)