[发明专利]高温高压冲蚀腐蚀疲劳测试装置

说明书

本发明应用于材料实验科学领域，涉及高温高压冲蚀腐蚀疲劳测试装置，包括高温高压釜，在高温高压釜内安装试样夹持机构；高温高压釜为圆柱形罐体，在高温高压釜的一侧连接密封冲蚀循环回路，密封冲蚀循环回路上连接有冲蚀泵，冲蚀泵的出水口连接喷嘴，喷嘴对应试样夹持机构中的试样，利用冲蚀泵使高温高压釜体内流体在试样上形成高速冲蚀腐蚀环境；高温高压釜釜体内有温度压力传感器，冲蚀泵、温度压力传感器分别通过线缆与计算机相连；高温高压釜通过管线、增压泵与高压气瓶相连。本发明可以用于模拟测试钻井设备及完井生产管线在冲蚀作用下的疲劳性能。

技术领域

本发明应用于材料实验科学领域，涉及一种高温高压冲蚀腐蚀疲劳测试装置，具体说该装置能够较好的模拟油井管在实际工况下的高温高压冲蚀疲劳性能。

背景技术

目前高温高压油气井，尤其是高温高压超深油气井的管柱失效问题日益严重，很多失效的管柱处于冲蚀和振动等多种工况下，而现有的装置难以模拟井筒高温高压冲蚀腐蚀环境下的材料疲劳问题。由于在高温高压油气井的钻井过程以及开采过程中，油井管材料的疲劳性能不能忽略，而同时油井管又处于井内流体冲蚀状态下，因此模拟井筒高温高压环境下材料冲蚀腐蚀疲劳性能的装置具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于针对以往弯曲疲劳试验机的缺点，提供一种能够较好模拟油井管在井下高温高压冲蚀腐蚀情况下耐高温、耐高压、耐流体腐蚀的结构简单，能够提供试样冲蚀腐蚀情况的动态弯曲疲劳试验装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

高温高压冲蚀腐蚀疲劳测试装置，包括高温高压釜，在高温高压釜内安装试样夹持机构；高温高压釜为圆柱形罐体，在高温高压釜的一侧连接密封冲蚀循环回路，密封冲蚀循环回路上连接有冲蚀泵，冲蚀泵的出水口连接喷嘴，喷嘴对应试样夹持机构中的试样，利用冲蚀泵使高温高压釜内流体在试样上形成高速冲蚀腐蚀环境；高温高压釜釜体内有温度压力传感器，冲蚀泵、温度压力传感器分别通过线缆与计算机相连；

高温高压釜通过管线、增压泵与高压气瓶相连。

高温高压釜釜体外包裹一层加热套，加热套的控制系统与计算机相连。

试样夹持机构包括上夹持机构、下夹持机构，试样夹持在上夹持机构、下夹持机构之间；

上夹持机构包括上夹持悬挂，上夹持悬挂安装在高温高压釜釜体顶部的悬挂上，还包括一对上夹持轴承滚轮，上夹持轴承滚轮通过轴承与动力机构连接；一对上夹持轴承滚轮之间安装有上锁紧销钉；动力机构通过线缆与计算机相连；

下夹持机构包括一对下夹持轴承滚轮，一对下夹持轴承滚轮之间安装有下锁紧销钉；一对下夹持轴承滚轮下方还安装有支撑销钉；用于调整下夹持机构夹持试样长度与上夹持机构夹持试样长度相等；下夹持机构安装在夹持底座上；

上夹持机构、下夹持机构分别与螺杆连接，螺杆通过釜体密封螺帽穿过高温高压釜侧壁，通过釜体密封螺帽与螺杆的配合在试样上产生扭矩。

釜体及冲蚀循环回路选用C276合金，以满足高温高压腐蚀性测试环境，且高温高压釜内各机构均采用抗高温高压、耐腐蚀性能较好的不锈钢制成，釜体内有温度压力传感器，可以实时采集釜体内温度压力变化，且通过线缆与计算机相连，将数据实时保存。

釜体外包裹一层加热套，且加热套与计算机相连，可通过计算机实时监测釜体内温度并精确调整，使温度控制在误差范围内。

釜体通过管线与高压气瓶相连，管线通过增压泵可实现实验初期为釜体增压。

计算机控制线路与冲蚀泵、加热套和动力机构相连，控制冲蚀泵和动力机构2的启停，控制加热套的温度。

该发明具有的技术效果有：