[发明专利]一种油井管柱冲蚀高温腐蚀共同作用测量装置有效
申请号: | 201410616481.9 | 申请日: | 2014-10-31 |
公开(公告)号: | CN104330320A | 公开(公告)日: | 2015-02-04 |
发明(设计)人: | 翟晓鹏;楼一珊;梁皓;张艳;吴惠梅;程福山 | 申请(专利权)人: | 长江大学 |
主分类号: | G01N3/56 | 分类号: | G01N3/56;G01N17/00 |
代理公司: | 北京纪凯知识产权代理有限公司 11245 | 代理人: | 徐宁 |
地址: | 434023*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 油井 管柱 冲蚀 高温 腐蚀 共同 作用 测量 装置 | ||
技术领域
本发明涉及一种测量装置,特别是关于一种能够测量油井管柱在冲蚀、腐蚀共同作用下的冲蚀量、腐蚀量以及两者差量的油井管柱冲蚀高温腐蚀共同作用测量装置。
背景技术
油井管柱(主要包括钻杆、油管、油套管、防砂管等)在工作环境下不可避免地承受多相流(特别是固、液混合)流体的高速冲蚀和油管内二氧化碳的腐蚀,会导致设备壁厚减薄、承载能力降低,从而带来安全隐患。
实验方法是能够较为准确地预测油井管柱冲蚀量、腐蚀量的方法,目前能够测量油井管柱冲蚀量或腐蚀量的实验装备并不多,主要有:(1)中国专利CN103149144A公开了“一种油井管柱高温腐蚀冲蚀性能试验装置”,该装置设有高压釜、螺旋给料器、水泵、混合器、喷嘴等。从高压釜出砂至螺旋给料器、出液至水泵,螺旋给料器中的砂和水泵中的液体至混合器混合,再从喷嘴喷出,喷嘴连接所述混合器并且伸入到所述高压釜中;(2)中国专利CN102493767A中也公开了一种用于石油天然气钻井领域的一种气体钻井冲蚀实验方法,该实验方法包括如下步骤:1.首先通过冲蚀介质供给系统提供冲蚀介质(包括纯气体、雾化液、泡沫或充气泥浆);2.然后通过加热系统给冲蚀介质升温(可升温到120℃),达到模拟井下高温环境的目的;3.通过取样器实时监测冲蚀介质参数(如泡沫质量、半衰期、温度、压力、密度等);4.最后通过调节冲蚀系统中喷嘴尺寸和金属档板的倾斜幅度完成冲蚀实验。
这两种模拟装置的不足是仅能够通过改变流体冲蚀速率、调节冲蚀角度等条件完成模拟实验样管受到冲蚀的情况,并不能在同一套装置中得到在冲蚀腐蚀共同作用下的冲蚀量、腐蚀量以及冲蚀腐蚀共同作用下的增加量。因此,想要更精确地确定腐蚀、冲蚀共同作用下的油井管柱损失量,就需要在同一装置内同时考虑腐蚀和冲蚀环境。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种能够测量油井管柱在冲蚀、腐蚀共同作用下的冲蚀量、腐蚀量以及两者差量的油井管柱冲蚀高温腐蚀共同作用测量装置。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种油井管柱冲蚀高温腐蚀共同作用测量装置,其特征在于:它包括一模拟冲蚀箱、一模拟腐蚀箱和一恒流泵;所述模拟冲蚀箱包括:一通过一支架支撑在所述模拟腐蚀箱上方的第一箱体,一固定在所述第一箱体内部的支座,一转动支撑在所述支座上且一端伸出所述第一箱体的侧壁的转轴,一紧固套接在位于所述第一箱体内部的所述转轴上的滚子,一紧固连接在所述滚子的顶部的承载台,一紧固连接在所述承载台的顶部的挂片槽,一紧固连接在所述第一箱体的外壁上且以所述转轴的轴线为圆心的角度刻度盘,一紧固连接在位于所述第一箱体外部的所述转轴上的用于指示所述转轴角度的卡刀,以及一竖直连接在所述第一箱体底部的排管;所述模拟腐蚀箱包括:一第二箱体,一水平设置在所述第二箱体内且将所述第二箱体分隔成一上腔体和一下腔体的筛网,多个等间距开设在所述上腔体侧壁上的用于安装实验挂片的第一凹槽,一设置在所述第二箱体外部且一端伸入所述上腔体的二氧化碳通入管,一设置在所述第二箱体的顶部且底端伸入所述下腔体的漏斗,以及一包覆所述第二箱体的外壁的加热装置;所述排管的下端贯穿所述第二箱体的上腔体伸入所述下腔体;所述恒流泵的进口端通过管路连接所述模拟腐蚀箱的所述下腔体,所述恒流泵的出口端通过管路接通一喷砂喷嘴,所述喷砂喷嘴贯穿所述模拟冲蚀箱的所述第一箱体且朝向所述挂片槽。
在位于所述第二箱体外部的所述二氧化碳通入管上设置有一气体压力表和一调压阀;在位于所述恒流泵与所述喷砂喷嘴之间的管路上设置有一恒流泵控制阀、一液体压力表和一流量计。
所述挂片槽为挂片型挂片槽或油管型挂片槽,所述挂片型挂片槽为顶端开设一用于安装实验挂片的第二凹槽的长方体结构,所述第二凹槽通至所述长方体结构远离所述喷砂喷嘴的一端;所述油管型挂片槽为一圆筒体结构,所述圆筒体结构的内壁上等间隔开设有四个用于安装实验挂片的第三凹槽,所述第三凹槽通至所述圆筒体结构远离所述喷砂喷嘴的一端。
在所述角度刻度盘上沿刻度线方向开设有多个刻槽;在位于所述第一箱体外部的所述转轴上开设有一沿轴线方向的第四凹槽,所述卡刀的一端可移动地置于所述第四凹槽中,在所述转轴上通过螺纹配合一用于将所述卡刀顶紧在所述刻槽中的螺母。
在所述第二箱体顶部设置一贯穿所述第二箱体的所述上腔体伸入所述下腔体的电动搅拌棒。
所述加热装置上设置有一温控器以使所述模拟腐蚀箱中的环境可以加热至预期的实验温度。
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