[实用新型]油井管柱高温腐蚀冲蚀性能试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田开采工具性能测试领域，属于一种油井管柱高温腐蚀冲蚀性能试验装置，用于评价油井管柱在高温、油井腐蚀条件及高速含砂流体冲蚀下的抗破坏性能。

背景技术

冲蚀是指材料受到小而松散的流动粒子冲击时表面出现破坏的一类磨损现象。油井管柱是石油开采的必需设备，主要包括钻杆、套管、油管、防砂管等。油井井下环境非常恶劣，存在高温、腐蚀、冲蚀对油井管柱的综合作用，高温和腐蚀作用会加剧油井管柱的冲蚀破坏，严重影响了油井管柱的安全可靠性和使用寿命，给油田开采造成巨大的经济损失，并且容易引发安全事故。因此，需要开发一种测试油井管柱抗高温腐蚀冲蚀性能的试验装置，以及测试评价方法，以便深入研究油井管柱在高温、腐蚀及冲蚀作用下的破坏机理，指导油井管柱的优化设计和合理选材。

目前油井管柱高温腐蚀性试验一般在自制的高温高压釜中进行，其基本结原理为：将高温高压釜与N₂气瓶、CO₂气瓶和H₂S气瓶相连。利用导热油或电加热棒对高温高压釜加热。先通入N2除去高压釜中介质溶液中的溶解氧，再通入CO₂和H₂S，模拟油井实际的CO₂和H₂S分压，进行油井管柱材料的静态或动态腐蚀试验。

能够用来进行油井管柱冲蚀试验的装置有很多种类，主要有旋转式、离心式和射流式。旋转式冲蚀试验装置是目前用来测试材料冲刷腐蚀性能的常用装置，它利用试样在盛有腐蚀性浆体的罐体中高速旋转，通过试样与浆体之间的相对运动来实现浆体对试样的冲刷腐蚀磨损。这种装置存在的主要缺点是，工作时罐体中的浆体产生涡流，使冲蚀角度和冲蚀速度无法控制。

中国专利CN 20092449 Y公开了一种离心式浆体冲蚀磨损试验装置，浆体由进浆管进入空心轴，电机通过联轴器带动空心轴运动，浆体通过空心轴高速旋转产生的离心惯性力的作用，由空心轴的水平出口高速甩出，冲击试件，从而实现浆体对试件表面的冲蚀。这种装置的缺点是，粒子的运动轨迹、冲蚀角、粒子流量等各种参数需要根据试验条件加以计算，并且浆体中的粒子容易沉降，浆体混合不均匀，造成粒子流量不稳定，从而影响试验结果。

中国专利CN 201716245 U公开了一种试件表面冲蚀磨损试验装置，该装置为射流式冲蚀试验装置，水泵将水箱中的水输送至喷枪的混合腔内，产生负压，将储砂槽内的粒子吸入混合腔，与水混合后形成高速混砂液，经过喷嘴喷出，冲击试样表面，从而对试样产生冲蚀作用。这种装置的主要缺点是，浆体的粒子浓度受浆体的射流速度影响，射流速度增大，粒子浓度同时增大，因此要实现粒子浓度精确控制比较困难。

因此，无论上述哪种方式都存在粒子流量难以控制的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种油井管柱高温腐蚀冲蚀性能的试验装置，以解决现有的试验中，粒子流量难以控制的问题。

为此，本实用新型提出一种油井管柱高温腐蚀冲蚀性能试验装置，所述油井管柱高温腐蚀冲蚀性能试验装置包括：

高压釜，所述高压釜具有出砂口和出液口；

螺旋给料器，所述螺旋给料器的进口端与所述高压釜的出砂口连接；

水泵，所述水泵的进口端通过粒子过滤装置与所述高压釜的出液口连接；

混合器，连接所述螺旋给料器的出口端和所述水泵的出口端，所述水泵的出口端上设有流量计；

喷嘴，连接所述混合器并且伸入到所述高压釜中。

进一步地，所述油井管柱高温腐蚀冲蚀性能试验装置还包括：设置在所述高压釜中试样架以及设置在所述试样架上的支撑试样的支撑板。

进一步地，所述粒子过滤装置包括：设置在所述高压釜中的挡砂网，所述挡砂网位于所述水泵的进口端的上游。

进一步地，所述粒子过滤装置还包括：管道过滤器，所述管道过滤器位于所述挡砂网和所述水泵的进口端之间，所述管道过滤器的过滤口径小于所述挡砂网的过滤口径。

进一步地，所述高压釜具有加入砂粒的上部端口和位于所述上部端口侧下方向的上封盖，所述试样架位于所述上部端口之下并位于所述上封盖的内侧。

进一步地，所述混合器包括：混合腔，所述混合腔具有进砂口、进液口和出口，所述进砂口连接所述螺旋给料器的出口端，所述进液口连接所述水泵的出口端，所述出口连接所述喷嘴。

进一步地，所述混合器还包括：设置在所述混合腔内的喷射口，所述进液口通过所述喷射口连接所述水泵的出口端。