[發明專利]一種配置陰極保護裝置的沖蝕實驗彎管

在審

• 申請號: 201810227773.1
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108414345A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 李星標;曹學文;彭文山;胥錕;樊茵
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種配置陰極保護裝置的沖蝕實驗彎管，包括可拆卸彎管外拱，可拆卸彎管內拱，卡箍，鉑電極，參比電極，電化學工作站，實驗試片，螺桿，螺母，單組份室溫固化硅橡膠和連接線；首先將螺桿與試片擰緊，螺桿穿過彎管上的小孔并用螺母固定，試片槽和小孔縫隙處用硅橡膠填充，彎管外拱和內拱用硅橡膠密封粘接，用卡箍固定；最后將螺桿一字橫槽端部、鉑電極和參比電極通過連接線接入電化學工作站，電化學工作站可為所有試片提供陰極保護。本發明不僅可以通過失重法量化彎管的各個部位的實際沖蝕速率，還避免了沖蝕過程中腐蝕對實驗結果產生的影響。與現有沖蝕實驗彎管相比，具有結構緊湊、測試點多且全面、誤差小等優點，應用范圍廣泛。

技術領域:

本發明公開一種配置陰極保護裝置的沖蝕實驗彎管，特別是用于實驗條件下研究兩相流或多相流對彎管沖蝕情況的一種實驗彎管。

背景技術:

沖蝕是金屬表面與單相流體或攜帶固體顆粒的流體之間產生機械運動，從而引起的金屬材料損失的現象。沖蝕廣泛存在于礦山、冶金、水利、石油化工等工業過程當中。暴露在運動流體中的如管線、管件、閥門、泵等各種類型的設備設施，都會遭受不同程度的沖蝕破壞。

在含固相顆粒的兩相流或者多相流中，沖蝕破壞非常嚴重，它將大大縮短設備的壽命。例如，從井下輸出的原油成分復雜，通常伴有固態泥沙和氣體，這些泥沙和伴生氣隨流體一起運動，對油管內壁造成沖蝕。油氣田開發過程中，由于地層條件及井身結構的復雜性，在開發大位移井時易出現出砂、磨損等現象。隨著我國油田相繼進入開采的中后期，油井深度越來越深，開采難度也越來越大，油井產出物中的含砂量越來越高，地面集輸管線面臨著嚴重的沖蝕問題。管道沖蝕是一個十分復雜的過程，它與氣液相流量、管道幾何構造、管壁材質、砂粒形狀、輸砂率、砂粒粒徑等諸多因素均有關系，且受到固相顆粒因素、液相方面的因素、流體力學因素、材料因素等諸多方面因素的影響，因此，設計一種便于研究彎管沖蝕的實驗裝置十分必要。

發明專利CN201710598423公開了一種漿體輸送管道沖蝕磨損試驗裝置及測量方法，包括釜體、試樣架、試樣、漿體、密封蓋、電機、傳動皮帶、充氣管路、控制系統。試樣架、漿體設置在釜體內，密封蓋設置在釜體上部，充氣管路連接釜體內部；電機、傳動皮帶、控制系統設置在釜體外部；電機帶動傳動皮帶和試樣架相連，帶動試樣旋轉。利用加速試樣模擬漿體對管道內壁的沖蝕磨損測量材料的耐沖蝕磨損性能。該裝置在使用過程中存在如下問題：一是釜體內漿體密度的不均勻性，會使實驗結果存在誤差；二是漿體中的空氣會與試樣接觸發生腐蝕，會對沖蝕的實驗結果產生影響；三是所用試樣按照均勻沖蝕處理，與彎管處沖蝕情況不同，因此該裝置對彎管沖蝕研究意義不大。

實用新型專利CN201620086145公開了一種實驗彎管，包括：底盤、螺栓孔、內槽、彎管、內拱壁掛片、掛片和外拱壁掛片，所述內槽開鑿于底盤中間位置整體成型，底盤四周開鑿有螺栓孔，底盤內部挖有和實際管路等徑的彎形管道凹槽形成彎管，彎管兩側以及內、外拱璧等距離挖有若干方形、有一定深度的小孔，用于鑲嵌掛片，所述彎管鑲嵌于底盤上，所述彎管內彎處固定連接有內拱壁掛片，所述彎管外彎處固定連接有外壁掛片，所述彎管固定連接有掛片，相對于直接使用實際彎管來研究沖蝕而言，更加方便，而且可以多次重復使用，可以減少研究的成本。但是該裝置在使用過程中存在如下問題：一是此裝置分為上下兩片，中間縫隙會對流體流動狀態產生影響，從而影響掛片的沖蝕情況；二是實驗過程中，掛片腐蝕現象難以避免。為了克服現有技術的缺陷，本發明提出一種配置陰極保護裝置的沖蝕實驗彎管，不僅可以避免沖蝕實驗過程中試片的腐蝕現象，還可量化彎管具體部位的沖蝕速率，確定彎管沖蝕最嚴重部位，從而優化彎管設計，降低沖蝕風險。與現有沖蝕實驗彎管相比，具有結構緊湊、測試點多且全面、誤差小等優點，應用范圍廣泛。

發明內容：