[發明專利]高溫高壓沖蝕腐蝕疲勞測試裝置

有效

• 申請號: 201710467308.0
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107290229B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 張智;李晶;周澤宇;桑鵬飛;鐘顯康;扈俊穎;曾德智;侯鐸;施太和
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20;G01N3/04
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 曹少華

本發明應用于材料實驗科學領域，涉及高溫高壓沖蝕腐蝕疲勞測試裝置，包括高溫高壓釜，在高溫高壓釜內安裝試樣夾持機構；高溫高壓釜為圓柱形罐體，在高溫高壓釜的一側連接密封沖蝕循環回路，密封沖蝕循環回路上連接有沖蝕泵，沖蝕泵的出水口連接噴嘴，噴嘴對應試樣夾持機構中的試樣，利用沖蝕泵使高溫高壓釜體內流體在試樣上形成高速沖蝕腐蝕環境；高溫高壓釜釜體內有溫度壓力傳感器，沖蝕泵、溫度壓力傳感器分別通過線纜與計算機相連；高溫高壓釜通過管線、增壓泵與高壓氣瓶相連。本發明可以用于模擬測試鉆井設備及完井生產管線在沖蝕作用下的疲勞性能。

技術領域

本發明應用于材料實驗科學領域，涉及一種高溫高壓沖蝕腐蝕疲勞測試裝置，具體說該裝置能夠較好的模擬油井管在實際工況下的高溫高壓沖蝕疲勞性能。

背景技術

目前高溫高壓油氣井，尤其是高溫高壓超深油氣井的管柱失效問題日益嚴重，很多失效的管柱處于沖蝕和振動等多種工況下，而現有的裝置難以模擬井筒高溫高壓沖蝕腐蝕環境下的材料疲勞問題。由于在高溫高壓油氣井的鉆井過程以及開采過程中，油井管材料的疲勞性能不能忽略，而同時油井管又處于井內流體沖蝕狀態下，因此模擬井筒高溫高壓環境下材料沖蝕腐蝕疲勞性能的裝置具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于針對以往彎曲疲勞試驗機的缺點，提供一種能夠較好模擬油井管在井下高溫高壓沖蝕腐蝕情況下耐高溫、耐高壓、耐流體腐蝕的結構簡單，能夠提供試樣沖蝕腐蝕情況的動態彎曲疲勞試驗裝置。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

高溫高壓沖蝕腐蝕疲勞測試裝置，包括高溫高壓釜，在高溫高壓釜內安裝試樣夾持機構；高溫高壓釜為圓柱形罐體，在高溫高壓釜的一側連接密封沖蝕循環回路，密封沖蝕循環回路上連接有沖蝕泵，沖蝕泵的出水口連接噴嘴，噴嘴對應試樣夾持機構中的試樣，利用沖蝕泵使高溫高壓釜內流體在試樣上形成高速沖蝕腐蝕環境；高溫高壓釜釜體內有溫度壓力傳感器，沖蝕泵、溫度壓力傳感器分別通過線纜與計算機相連；

高溫高壓釜通過管線、增壓泵與高壓氣瓶相連。

高溫高壓釜釜體外包裹一層加熱套，加熱套的控制系統與計算機相連。

試樣夾持機構包括上夾持機構、下夾持機構，試樣夾持在上夾持機構、下夾持機構之間；

上夾持機構包括上夾持懸掛，上夾持懸掛安裝在高溫高壓釜釜體頂部的懸掛上，還包括一對上夾持軸承滾輪，上夾持軸承滾輪通過軸承與動力機構連接；一對上夾持軸承滾輪之間安裝有上鎖緊銷釘；動力機構通過線纜與計算機相連；

下夾持機構包括一對下夾持軸承滾輪，一對下夾持軸承滾輪之間安裝有下鎖緊銷釘；一對下夾持軸承滾輪下方還安裝有支撐銷釘；用于調整下夾持機構夾持試樣長度與上夾持機構夾持試樣長度相等；下夾持機構安裝在夾持底座上；

上夾持機構、下夾持機構分別與螺桿連接，螺桿通過釜體密封螺帽穿過高溫高壓釜側壁，通過釜體密封螺帽與螺桿的配合在試樣上產生扭矩。

釜體及沖蝕循環回路選用C276合金，以滿足高溫高壓腐蝕性測試環境，且高溫高壓釜內各機構均采用抗高溫高壓、耐腐蝕性能較好的不銹鋼制成，釜體內有溫度壓力傳感器，可以實時采集釜體內溫度壓力變化，且通過線纜與計算機相連，將數據實時保存。

釜體外包裹一層加熱套，且加熱套與計算機相連，可通過計算機實時監測釜體內溫度并精確調整，使溫度控制在誤差范圍內。

釜體通過管線與高壓氣瓶相連，管線通過增壓泵可實現實驗初期為釜體增壓。

計算機控制線路與沖蝕泵、加熱套和動力機構相連，控制沖蝕泵和動力機構2的啟停，控制加熱套的溫度。

該發明具有的技術效果有：