[發(fā)明專利]高溫、高壓、腐蝕介質(zhì)環(huán)境下的磨損實(shí)驗(yàn)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310659009.9
• 申請(qǐng)日: 2013-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103630455A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王小紅;吳思博;林元華;楊林;郭曉華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/56
• 分類號(hào): G01N3/56
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磨損實(shí)驗(yàn)裝置，特別涉及一種在高溫、高壓、腐蝕介質(zhì)環(huán)境下測(cè)試材料磨損性能的實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

在石油鉆井工程中，石油管桿材料多處于高溫、高壓、腐蝕性介質(zhì)共存的環(huán)境，鉆桿與巖石、鉆井液及套管的過(guò)度磨損會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鉆柱系統(tǒng)的失效，因此，研制能夠模擬鉆柱系統(tǒng)的工況、測(cè)試鉆柱系統(tǒng)的材料磨損性能的磨損實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)于鉆柱系統(tǒng)選材、壽命預(yù)測(cè)具有重要意義。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中的磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)只有單一的試驗(yàn)條件，如可模擬高溫磨損環(huán)境的高溫磨損試驗(yàn)、可模擬有液體介質(zhì)存在的濕磨損試驗(yàn)機(jī)，但是這些磨損試驗(yàn)機(jī)均不能模擬高溫、高壓和腐蝕介質(zhì)同時(shí)存在的磨損實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種高溫、高壓、腐蝕介質(zhì)環(huán)境下的磨損實(shí)驗(yàn)裝置，以真實(shí)再現(xiàn)石油鉆井過(guò)程中油管、套管、鉆桿的工作場(chǎng)景，快速測(cè)試、評(píng)價(jià)石油管桿材料材料的腐蝕磨損、摩擦磨損、磨粒磨損性能。

本發(fā)明高溫、高壓、腐蝕介質(zhì)環(huán)境下的磨損實(shí)驗(yàn)裝置，包括磨損機(jī)構(gòu)和用于提供高溫、高壓和腐蝕條件的高溫高壓釜；

所述磨損機(jī)構(gòu)包括固定在高溫高壓釜內(nèi)的承載臺(tái)和位于承載臺(tái)下方的傳動(dòng)軸，所述傳動(dòng)軸的上端連接有砂盤或?qū)δピ嚰惭b臺(tái)，所述傳動(dòng)軸的下端向下穿出高溫高壓釜釜底后與電機(jī)傳動(dòng)連接，所述傳動(dòng)軸和高溫高壓釜機(jī)械密封配合；

所述承載臺(tái)上設(shè)置有與其上下單自由度滑動(dòng)配合的試件安裝塊。

進(jìn)一步，所述試件安裝塊的下端上設(shè)置有試件安裝孔。

進(jìn)一步，所述試件安裝塊的上端設(shè)置有加載物固定結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述加載物固定結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于試件安裝塊的上端的加載物放置槽和設(shè)置在加載物放置槽的槽壁上的螺栓。

進(jìn)一步，所述試件安裝塊上設(shè)置有限定其向下滑動(dòng)距離的限位結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述傳動(dòng)軸上設(shè)置有腐蝕介質(zhì)攪拌葉片。

進(jìn)一步，所述高溫高壓釜內(nèi)還設(shè)置有支撐傳動(dòng)軸的支撐板。

進(jìn)一步，所述磨損機(jī)構(gòu)為對(duì)稱設(shè)置的兩套。

進(jìn)一步，所述兩套磨損機(jī)構(gòu)的電機(jī)通過(guò)同一控制開(kāi)關(guān)控制。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明高溫、高壓、腐蝕介質(zhì)環(huán)境下的磨損實(shí)驗(yàn)裝置，其高溫高壓釜內(nèi)可通入高壓氣體、以及腐蝕性液體或硫化氫等腐蝕性氣體，并且其釜體中設(shè)置有高溫加熱油，因此高溫高壓釜能模擬高溫、高壓和腐蝕介質(zhì)共存的環(huán)境；將試件安裝在位于高溫高壓釜內(nèi)的試件安裝塊的下端上，試件在重力作用下壓在砂盤上，啟動(dòng)電機(jī)即可對(duì)試件進(jìn)行磨損試驗(yàn)；本裝置可真實(shí)再現(xiàn)石油鉆井過(guò)程中油管、套管、鉆桿的工作場(chǎng)景，快速測(cè)試、評(píng)價(jià)石油管桿材料的腐蝕磨損、摩擦磨損、磨粒磨損性能。

2、本發(fā)明高溫、高壓、腐蝕介質(zhì)環(huán)境下的磨損實(shí)驗(yàn)裝置，其有效的利用了高溫高壓釜的內(nèi)部空間，裝置體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。

3、本發(fā)明高溫、高壓、腐蝕介質(zhì)環(huán)境下的磨損實(shí)驗(yàn)裝置，兩套對(duì)稱設(shè)置的磨損機(jī)構(gòu)可同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，可比較不同材料的抗摩擦磨損性能、耐腐蝕性能和抗腐蝕磨損性能；還可比較同種材料分別在有摩擦運(yùn)動(dòng)和無(wú)摩擦運(yùn)動(dòng)情況下的抗腐蝕磨損性能、抗摩擦磨損性能和耐腐蝕性能。

附圖說(shuō)明

圖1為本高溫、高壓、腐蝕介質(zhì)環(huán)境下的磨損實(shí)驗(yàn)裝置的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

如圖所示，本實(shí)施例高溫、高壓、腐蝕介質(zhì)環(huán)境下的磨損實(shí)驗(yàn)裝置，包括磨損機(jī)構(gòu)和用于提供高溫、高壓和腐蝕條件的高溫高壓釜1，所述高溫高壓釜1可采用現(xiàn)有技術(shù)中的釜體為雙層結(jié)構(gòu)的高溫高壓釜，其釜體內(nèi)設(shè)置有加熱油油腔，釜蓋上設(shè)置有高壓氣體和腐蝕性介質(zhì)加入裝置，并且高溫高壓釜上還設(shè)置有溫度和壓力檢測(cè)與控制裝置，因此高溫高壓釜1能提供高溫、高壓和腐蝕介質(zhì)共存的試驗(yàn)條件；

所述磨損機(jī)構(gòu)包括固定在高溫高壓釜1內(nèi)的承載臺(tái)2和位于承載臺(tái)2下方的傳動(dòng)軸4，所述傳動(dòng)軸4的上端連接有砂盤3（當(dāng)然在不同實(shí)施方式中，所述傳動(dòng)軸4上還可設(shè)置對(duì)磨試件安裝臺(tái),以實(shí)現(xiàn)兩塊試件的對(duì)磨試驗(yàn)），所述傳動(dòng)軸4的下端向下穿出高溫高壓釜的釜底后與電機(jī)5傳動(dòng)連接，所述傳動(dòng)軸4和高溫高壓釜1機(jī)械密封配合；

所述承載臺(tái)2上設(shè)置有與其上下單自由度滑動(dòng)配合的試件安裝塊6。