[实用新型]一种油井管螺纹接头缝隙腐蚀模拟试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种试验装置，尤其涉及一种腐蚀模拟试验装置。 

背景技术

缝隙腐蚀是发生在金属与金属或者金属与非金属之间缝隙处的一种局部腐蚀形态，它是在电解质存在条件下，由于缝隙内介质迁移受到阻滞而产生的。在油气开采中，油管与油管之间或者是进行直连式连接，或者是通过接箍进行连接，在管与管之间或管与接箍之间的接头部位不可避免地形成很小的缝隙，当管内的腐蚀性液体进入这些缝隙时容易发生缝隙腐蚀。因此缝隙腐蚀是导致油井管螺纹接头失效的一种常见腐蚀。此外，有些接箍为了防止粘扣还会进行镀铜等表面处理，从而形成异种金属接触，这时不仅存在缝隙腐蚀还会发生电偶腐蚀。关于缝隙腐蚀性能评价方法，目前已形成了国际和国家标准，如ASTM G48-03和GB/T 10127，对缝隙腐蚀试验方法做了详细规定：试验采用两个聚四氟乙烯圆棒将不锈钢片状试样夹在中间并用橡胶O型圈固定，浸入一定浓度的FeCl₃和HCl混合溶液，一定时间后根据试样的失重、缝隙部位腐蚀深度、点蚀深度等进行评定。试验在常压下进行，最高温度50℃。 

在油气开采工业中，油井管一般都处于高温高压的腐蚀性服役环境中，井下最高温度超过150℃，有些油气井含有很高浓度的腐蚀性气体，如H₂S和CO₂，气体分压有时会超过10MPa，在对井下岩层进行酸化处理时油井管还要承受强腐蚀性酸化液的侵蚀，有些油井管接头部位还存在异种金属接触的情况。因此，采用现有的缝隙腐蚀模拟试验装置无法模拟实际服役条件下的腐蚀环境，也无法模拟异种金属耦合条件下的缝隙腐蚀试验，所用试样夹具也不能承受如此苛刻的试验条件，不能对材料在高温高压井下腐蚀环境下的缝隙腐蚀性能进行预测和评价。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种油井管螺纹接头缝隙腐蚀模拟试验装置，该油井管螺纹接头缝隙腐蚀模拟试验装置能够完成以下四种情况下的缝隙腐蚀试验： 

(1)高温、高压试验条件下的缝隙腐蚀试验； 

(2)酸化处理过程中的缝隙腐蚀试验； 

(3)H₂S/CO₂腐蚀气氛条件下的缝隙腐蚀试验； 

(4)不同金属接触条件下的缝隙腐蚀试验。 

根据上述实用新型目的，本实用新型提出了一种油井管螺纹接头缝隙腐蚀模拟试验装置，其包括： 

一取自油井管的第一试样，其为矩形片状，所述第一试样的两端在其厚度方向上各开有一通孔； 

两个取自油井管接头的第二试样，其均为具有一轴向长度的圆柱形，所述第二试样的径向截面为一圆环，所述第二试样在其轴向方向上具有一内端面和外端面，所述两个第二试样分别设于第一试样在厚度方向上的两侧，且两个第二试样的内端面均紧紧地贴合于第一试样上； 

两个绝缘的压板，其分别对应设于所述各第二试样的外端面的外侧，所述各压板上均开有一中心螺孔，所述各压板的两端还各开有一与所述通孔对应的螺栓孔； 

两个绝缘的螺钉，其分别与各中心螺孔对应连接，所述各螺钉的圆形头部分别顶紧地贴合各第二试样的外端面； 

两根螺栓，其分别对应穿设于位于同侧的通孔和螺栓孔内，所述螺栓的两端分别与一螺母螺纹连接，各螺母设于所述压板的外侧。 

采用本技术方案进行缝隙腐蚀模拟试验的具体步骤如下： 

(1)采样：从油井管上切取一个矩形的第一试样以及从油井管接头取两个圆柱形，径向截面为圆环的第二试样； 

(2)将试样装载到模拟试验装置上：首先将两个第二试样置于第一试样在厚度方向上的两侧；接着，将两个螺钉分别旋入两个压板的中心螺孔上，并用两个螺钉的圆形头部分别顶紧两个第二试样的外端面，使得两个第二试样的内端面牢牢地贴紧第一试样的表面；随后用两个螺栓分别贯穿位于同侧 的第一试样的通孔和两个压板的螺栓孔，并且用螺母在各螺栓两端固定并旋紧，使压板保持一定的形变，从而将第二试样压紧在第一试样的两侧，进而完成试样的装载； 

(3)设置试验环境进行试验：根据油井管接头实际的服役环境，设置试验环境，并将装载好的试样放置在试验环境，让其腐蚀一定的时间； 

(4)取出试样，并对试样进行分析：将试样从试验环境中取出，并对其进行清洗；然后测量第一试样与第二试样的腐蚀失重速率、点蚀平均速率，测量第一试样的最深缝隙腐蚀深度，从而对试样的缝隙腐蚀性能进行评价。