[发明专利]一种测试实物管柱应力腐蚀敏感性的简易装置

说明书

本发明公开了一种测试实物管柱应力腐蚀敏感性的简易装置，包括支撑架，该支撑架中心处沿轴向开设有的试样放置槽，测试时，试样放置在试样放置槽内，试样的两端均连接有试样堵头，每个试样堵头上均安装有气体进出口，任意一个试样堵头与支撑架之间还设置有试样液压加载应力系统，用于在轴向上对试样施加拉伸力，试样中部的周向上还设置有若干应变片，用于实时测量试样的应变量。本发明结构简单，操作方便，可实现油田的所有腐蚀介质及腐蚀气体环境。试验结果更接近实际油田环境，为试验室开展模拟油田环境实物腐蚀拉伸应力试验提供了简单、操作性强的试验装置。

技术领域

本发明涉及一种测试实物管柱应力腐蚀敏感性的简易装置，可用于室内模拟油气田实际工况环境下实物管柱的应力腐蚀敏感性研究，实现在一定压力和温度条件下，测试一定尺寸实物管柱以及带有内涂、镀层的管柱在拉伸应力及腐蚀介质共同作用下的应力腐蚀敏感性。

背景技术

随着油田开发环境的不断苛刻化，油田开发介质越来越复杂，随着井筒温度和压力的不断变化，直接会引起采油系统中原油对伴生气的溶解度的变化。因此随着原油的开采，伴生有多种腐蚀性气体介质溢出。因而在不同井段因为腐蚀性气体的存在造成油井管材不同程度的腐蚀，甚至导致管材穿孔落井等事故，造成较大的经济损失。

为了尽可能的模拟井筒管材在油田实际服役环境下的腐蚀行为及在各影响因素交互作用下的服役性能，各大科研院所及高校进行了大量的研究实验，在室内开展模拟工况环境下的腐蚀试验。但是目前采用的方法都是利用小尺寸挂片在高压釜内进行，实验模拟的环境与实际工况环境存在差别，尤其是试样的状态与实际服役的管材存在明显的不同，不能实现管柱在拉应力以及腐蚀环境介质下的耦合效应，因此实验结果不能很好的体现管材实际的腐蚀状况，有时测试的腐蚀速率存在数量级的差别，因此寻找一种较接近管材在实际服役环境下的试验方法及装置对研究实物管柱的腐蚀状况具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测试实物管柱应力腐蚀敏感性的简易装置，其在一定压力和温度条件下，能够进行一定尺寸实物油管柱以及带有内涂、镀层的实物管柱在拉伸应力及腐蚀介质和环境耦合作用下的腐蚀性能，腐蚀气体介质包括CO₂、H₂S、O₂和N₂等油田伴生气体，可用于室内模拟油气田实际工况环境下实物油管的腐蚀性能研究。通过该装置的试验，进一步减小目前室内模拟试验中模拟条件和实际工况环境之间的差异，同时可进行尽可能的接近油田环境下管材服役状态下的腐蚀行为研究，更真实的反应油管在油田实际工况环境下管材的腐蚀状况。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种测试实物管柱应力腐蚀敏感性的简易装置，包括支撑架，该支撑架中心处沿轴向开设有的试样放置槽，测试时，试样放置在试样放置槽内，试样的两端均连接有试样堵头，每个试样堵头上均安装有气体进出口，任意一个试样堵头与支撑架之间还设置有试样液压加载应力系统，用于在轴向上对试样施加拉伸力，试样中部的周向上还设置有若干应变片，用于实时测量试样(3)的应变量。

本发明进一步的改进在于，该试样放置槽的纵向截面呈半圆形。

本发明进一步的改进在于，还包括支撑座，其设置在支撑架中部的下方，用于对试样支撑。

本发明进一步的改进在于，还包括设置在支撑架内侧周向上的若干应变基座，用于安装应变片。

本发明进一步的改进在于，测试时，先通过气体进出口向试样内通入惰性气体，排出试样内的氧气，然后通过气体进出口向试样内通入腐蚀气体介质，并通过试样液压加载应力系统对试样施加拉伸力，根据应变片获得试样的应变情况。

本发明进一步的改进在于，腐蚀气体介质为包括CO₂、H₂S、O₂和N₂的油田伴生气体。