CN105842097A - 一种高温高压管流式冲刷腐蚀实验装置 - Google Patents

一种高温高压管流式冲刷腐蚀实验装置 Download PDF

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Abstract

一种高温高压管流式冲刷腐蚀实验装置，装置主要包括：高温高压釜、第一压力表、温度计、试样测试管、实物测试管、试样槽、磁力泵、输液管、超声波流量计，其中，高温高压釜用于提供具有一定温度和压力的流体；实物测试管通过第二法兰连接在输液管的第三接头和第四接头上，实物管通过第一耐蚀密封圈固定在实物测试管内；试样测试管通过第一法兰连接在输液管的第一接头和第二接头上，试样测试管开有悬挂试样的试样槽；磁力泵用来为实验装置提供动力，带动流体循环；超声波流量计用于测量循环流体的速度；整个实验装置的材料均为耐蚀合金，且所有部件外壁均覆有绝热层，以避免温度损失。本发明适合于石油与天然气钻采工程技术领域。

Description

一种高温高压管流式冲刷腐蚀实验装置
技术领域
本发明专利涉及石油与天然气钻采工程技术领域，具体是一种高温高压管流式冲刷腐蚀实验装置。
背景技术
冲刷腐蚀是腐蚀性流体与材料间存在较高相对运动时造成材料加速破坏的现象，是机械性冲刷磨损和电化学腐蚀交互作用的结果。研究表明：冲刷与腐蚀交互作用造成的金属材料失重远大于冲刷和腐蚀单独作用之和，当过流部件(如用于开采和输送石油、天然气的管线)受到流体的冲刷腐蚀作用，尤其是当输送介质中含有固相颗粒时，这些过流部件的破坏更为严重，其寿命会显著缩短，造成了巨大的经济损失和安全隐患。国外调查统计显示，冲刷腐蚀已成为油气田管道腐蚀防护的首要问题。长期以来，流体对金属材料的冲刷腐蚀引起了国内外的广泛关注，且部分学者利用喷射实验装置和计算机模拟的方法，对流体喷射作用下产生的冲刷腐蚀机理及影响因素进行了大量研究，并发现冲刷腐蚀的影响因素很多，如温度、压力、PH值、流体速度、被冲刷材料的材质特性和表面粗糙度等，同时指出了今后喷射条件下金属材料冲刷腐蚀的研究方向。
然而，在开发高温高压高酸性深井的过程中，油气开采环境变得越来越严重，而用于油气开采和输送的管线大部分处于高温高压流体流动的腐蚀环境中，受到高温高压管流式的冲刷腐蚀作用(而不是流体喷射下的冲刷腐蚀作用)，导致管线的寿命显著缩短，提前发生失效，给油田带来严重地经济损失和安全隐患。
由于流体动力学和多项介质腐蚀动力学理论本身就很复杂且处于发展之中，而冲刷腐蚀受到多相流体动力学和腐蚀动力学的双重作用，且影响冲刷腐蚀的因素较多，因而迄今为止，人们对冲刷腐蚀的认识仍很有限。
综上所述，有必要研究一种能够开展油气管线在真实环境下冲刷腐蚀实验的装置，开展相关冲刷腐蚀实验，弄清油气管线在真实环境(高温、高压、管流式的腐蚀流体冲刷)下的冲刷腐蚀机理及各影响因素对冲刷腐蚀的作用规律，从而提出适用的防护措施。因此，为提出油气管线在真实环境下的冲刷腐蚀防护措施，并评价不同冲刷腐蚀防护措施的适用性，本发明提出一种高温高压管流式冲刷腐蚀实验装置，该装置可开展全尺寸管线及其试样在高温高压管流式酸性流动流体作用下的冲刷腐蚀实验，从而弄清油气管线在真实环境下的冲刷腐蚀机理及相关因素对冲刷腐蚀的作用规律，同时能评价不同防护措施的适用性，为防护措施的选择提供非常重要地理论依据。
发明内容
本发明的目的是提供一种高温高压管流式冲刷腐蚀实验装置，以解决实物管线及其试样在高温高压管流式酸性流动流体作用下的冲刷腐蚀机理难以准确预测地技术难题，该装置操作简单、方便，且极易满足油气管线在不同环境下的真实工况。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明提出了一种高温高压管流式冲刷腐蚀实验装置，主要包括：高温高压釜、第一压力表、温度计、第一阀门、第二阀门、第一接头、第二接头、试样测试管、第一法兰、第三接头、第四接头、实物测试管、实物管、第一耐蚀密封圈、第二法兰、第二压力表、试样槽、第三阀门、第四阀门、绝热层、磁力泵、输液管、超声波流量计、螺栓、盖板、试样、第二耐蚀密封圈，其中，高温高压釜用于提供具有一定温度和压力的流体，第一压力表和温度计分别用来显示高温高压釜的压力和温度；实物测试管通过第二法兰连接在输液管的第三接头和第四接头上，实物管通过第一耐蚀密封圈固定在实物测试管内，第二压力表用于测量实物管与实物测试管之间的环空压力，检测实物管在冲刷腐蚀作用下是否已发生刺穿，第一阀门和第三阀门用于控制实物测试管内的流体；试样测试管通过第一法兰连接在输液管的第一接头和第二接头上，试样测试管开有悬挂试样的试样槽，第二阀门和第四阀门用于控制试样测试管内的流体；磁力泵用来为实验装置提供动力，带动流体循环；超声波流量计用于测量循环流体的速度；整个实验装置均位于同一水平位置，其材料均为耐蚀合金，且所有部件外壁均覆有绝热层，以避免温度损失。
本发明所述的试样槽由试样测试管、螺栓、盖板和第二耐蚀密封圈组成，盖板与试样测试管之间为台肩密封。
本发明所述的实验装置，当第一阀门和第三阀门打开，第二阀门和第四阀门关闭，可开展实物管的冲刷腐蚀实验，其中实物管是基于油气管线的实际运行参数，运用相似原理进行设计的；当流体进入实物管与实物测试管之间的环空，第二压力表读数增加，表明实物管在冲刷腐蚀作用下已被刺穿；当第一阀门和第三阀门关闭，第二阀门和第四阀门打开，可开展试样的冲刷腐蚀实验。
本发明具有以下的优点：
利用该实验装置可开展油气管线的实物及试样在真实环境下(油气管线所处的不同温度、压力、PH值、流体速度、腐蚀介质等)的冲刷腐蚀实验，评价不同防护措施的适用性及油气管线材质和表面粗糙度对冲刷腐蚀的影响规律，为冲刷腐蚀防护措施的选择提供非常重要的理论依据。
附图说明
图1是本发明装置结构之示意图。
图2是试样槽之示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，对本发明进行详细的描述。
参见附图，本发明提出了一种高温高压管流式冲刷腐蚀实验装置，主要包括：高温高压釜1、第一压力表2、温度计3、第一阀门4、第二阀门5、第一、第二接头6和6＇、试样测试管7、第一法兰8、第三、第四接头9和9＇、实物测试管10、实物管11、第一耐蚀密封圈12、第二法兰13、第二压力表14、试样槽15、第三阀门16、第四阀门17、绝热层18、磁力泵19、输液管20、超声波流量计21、螺栓22、盖板23、试样24、第二耐蚀密封圈25，其中，高温高压釜1用于提供具有一定温度和压力的流体，第一压力表2和温度计3分别用来显示高温高压釜的压力和温度；实物测试管10通过第二法兰13连接在输液管20的第三接头9和第四接头9＇上，实物管11通过第一耐蚀密封圈12固定在实物测试管10内，第二压力表14用于测量实物管11与实物测试管10之间的环空压力，检测实物管11在冲刷腐蚀作用下是否已发生刺穿，第一阀门4和第三阀门16用于控制实物测试管10内的流体；试样测试管7通过第一法兰8连接在输液管20的第一接头6和第二接头6＇上，试样测试管7开有悬挂试样24的试样槽15，第二阀门5和第四阀门17用于控制试样测试管7内的流体；磁力泵19用来为实验装置提供动力，带动流体循环；超声波流量计21用于测量循环流体的速度；整个实验装置均位于同一水平位置，其材料均为耐蚀合金，且所有部件外壁均覆有绝热层18，以避免温度损失。
本发明所述的实验装置，当第一阀门4和第三阀门16打开，第二阀门5和第四阀门17关闭，可开展实物管11在高温高压下的冲刷腐蚀实验，其中实物管11是基于油气管线的实际运行参数，运用相似原理进行设计的；当流体进入实物管11与实物测试管10之间的环空，第二压力表14读数增加，表明实物管11在冲刷腐蚀作用下已被刺穿；当第一阀门4和第三阀门16关闭，第二阀门5和第四阀门17打开，可开展试样24在高温高压下的冲刷腐蚀实验。
本发明所述的试样槽15由试样测试管7、螺栓22、盖板23和第二耐蚀密封圈25组成，盖板23与试样测试管7之间为台肩密封。

Claims (3)

1.一种高温高压管流式冲刷腐蚀实验装置，其特征在于该装置包括：高温高压釜(1)、第一压力表(2)、温度计(3)、第一、第二接头(6，6＇)、试样测试管(7)、第三、第四接头(9，9＇)、实物测试管(10)、实物管(11)、第一耐蚀密封圈(12)、第二压力表(14)、试样槽(15)、磁力泵(19)、超声波流量计(21)、螺栓(22)、盖板(23)、第二耐蚀密封圈(25)，其中，高温高压釜(1)用于提供具有一定温度和压力的流体，第一压力表(2)和温度计(3)分别用来显示高温高压釜的压力和温度；实物测试管(10)通过第二法兰(13)连接在输液管(20)的第三、第四接头(9，9＇)上，实物管(11)通过第一耐蚀密封圈(12)固定在实物测试管(10)内，第二压力表(14)用于检测实物管(11)与实物测试管(10)之间的环空压力，第一阀门(4)和第三阀门(16)用于控制实物测试管(10)内的流体；试样测试管(7)通过第一法兰(8)连接在输液管(20)的第一、第二接头(6，6＇)上，试样测试管(7)开有悬挂试样(24)的试样槽(15)，第二阀门(5)和第四阀门(17)用于控制试样测试管(7)内的流体；磁力泵(19)用来为实验装置提供动力，带动流体循环；超声波流量计(21)用于测量循环流体的速度；整个实验装置均位于同一水平位置，其材料均为耐蚀合金，且所有部件外壁均覆有绝热层(18)，以避免温度损失。
2.根据权利要求1所述的一种高温高压管流式冲刷腐蚀实验装置，其特征在于：当第一阀门(4)和第三阀门(16)打开，第二阀门(5)和第四阀门(17)关闭，可开展实物管(11)在高温高压下的冲刷腐蚀实验，其中实物管(11)是基于油气管线的实际运行参数，运用相似原理进行设计的；当流体进入实物管(11)与实物测试管(10)之间的环空，第二压力表(14)读数增加，表明实物管(11)在冲刷腐蚀作用下已被刺穿；当第一阀门(4)和第三阀门(16)关闭，第二阀门(5)和第四阀门(17)打开，可开展试样(24)在高温高压下的冲刷腐蚀实验。
3.根据权利要求1所述的一种高温高压管流式冲刷腐蚀实验装置，其特征在于：试样槽(15)由试样测试管(7)、螺栓(22)、盖板(23)和第二耐蚀密封圈(25)组成，盖板(23)与试样测试管(7)之间为台肩密封。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106896030A (zh) * 2017-01-14 2017-06-27 常州大学 一种管道冲刷腐蚀测试实验装置
CN108535178A (zh) * 2018-04-28 2018-09-14 西安热工研究院有限公司 一种管道腐蚀速率在线监测装置及在线监测方法
CN108562507A (zh) * 2018-01-16 2018-09-21 重庆理工大学 速射武器身管抗烧蚀磨损实验方法及装置
CN109406375A (zh) * 2018-10-26 2019-03-01 西南石油大学 一种管流式涂层材料耐冲蚀性能实验装置及方法
CN109856036A (zh) * 2018-12-27 2019-06-07 中国石油工程建设有限公司 一种高温高压气、液、固三相冲刷腐蚀试验装置及方法
CN111678825A (zh) * 2020-06-08 2020-09-18 首钢集团有限公司 一种冲刷腐蚀实验装置及其使用方法
CN112924366A (zh) * 2021-01-07 2021-06-08 嘉兴石化有限公司 一种在线试验阀门内件材料抗腐蚀性能的测试系统
CN112986037A (zh) * 2021-05-20 2021-06-18 西南石油大学 一种模拟地层出砂对油管柱冲蚀实验装置
CN113533110A (zh) * 2021-07-16 2021-10-22 中国兵器工业第五九研究所 钛铝基合金抗高温燃气冲刷性能评价方法
CN114791401A (zh) * 2022-04-02 2022-07-26 武汉工程大学 一种带压大管径管流式变径冲刷腐蚀测试装置
CN115127909A (zh) * 2022-07-27 2022-09-30 西南石油大学 一种高温高压油井管冲刷腐蚀试验专用夹具
CN115266307A (zh) * 2022-08-04 2022-11-01 西南石油大学 一种测试带有水泥环的高温高压油井管冲蚀试验装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060045166A1 (en) * 2004-09-02 2006-03-02 Central Research Institute Of Electric Power Industry Apparatus for measuring corrosion loss and method for measuring corrosion loss
US7757542B1 (en) * 2009-02-03 2010-07-20 Robert J. Jenkins & Company Method for testing abrasion resistance of a test specimen
CN201594066U (zh) * 2009-12-21 2010-09-29 钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所 模拟石化管路冲刷腐蚀监检测实验装置
CN102980823A (zh) * 2012-12-25 2013-03-20 北京科技大学 一种模拟天然气气相冲刷腐蚀的回路试验装置
CN103234894A (zh) * 2013-04-03 2013-08-07 中国石油大学(华东) 一种多相流冲刷局部腐蚀测试装置
CN103940727A (zh) * 2014-04-11 2014-07-23 西南石油大学 一种模拟地面管线高温高压流动腐蚀测试装置
CN105403478A (zh) * 2015-12-03 2016-03-16 东方电气集团东方汽轮机有限公司 含固液的多相流的冲刷试验系统及试验方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060045166A1 (en) * 2004-09-02 2006-03-02 Central Research Institute Of Electric Power Industry Apparatus for measuring corrosion loss and method for measuring corrosion loss
US7757542B1 (en) * 2009-02-03 2010-07-20 Robert J. Jenkins & Company Method for testing abrasion resistance of a test specimen
CN201594066U (zh) * 2009-12-21 2010-09-29 钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所 模拟石化管路冲刷腐蚀监检测实验装置
CN102980823A (zh) * 2012-12-25 2013-03-20 北京科技大学 一种模拟天然气气相冲刷腐蚀的回路试验装置
CN103234894A (zh) * 2013-04-03 2013-08-07 中国石油大学(华东) 一种多相流冲刷局部腐蚀测试装置
CN103940727A (zh) * 2014-04-11 2014-07-23 西南石油大学 一种模拟地面管线高温高压流动腐蚀测试装置
CN105403478A (zh) * 2015-12-03 2016-03-16 东方电气集团东方汽轮机有限公司 含固液的多相流的冲刷试验系统及试验方法

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106896030A (zh) * 2017-01-14 2017-06-27 常州大学 一种管道冲刷腐蚀测试实验装置
CN108562507A (zh) * 2018-01-16 2018-09-21 重庆理工大学 速射武器身管抗烧蚀磨损实验方法及装置
CN108562507B (zh) * 2018-01-16 2020-10-27 重庆理工大学 速射武器身管抗烧蚀磨损实验方法及装置
CN108535178A (zh) * 2018-04-28 2018-09-14 西安热工研究院有限公司 一种管道腐蚀速率在线监测装置及在线监测方法
CN108535178B (zh) * 2018-04-28 2023-05-09 西安热工研究院有限公司 一种管道腐蚀速率在线监测装置及在线监测方法
CN109406375B (zh) * 2018-10-26 2021-06-15 西南石油大学 一种管流式涂层材料耐冲蚀性能实验装置及方法
CN109406375A (zh) * 2018-10-26 2019-03-01 西南石油大学 一种管流式涂层材料耐冲蚀性能实验装置及方法
CN109856036A (zh) * 2018-12-27 2019-06-07 中国石油工程建设有限公司 一种高温高压气、液、固三相冲刷腐蚀试验装置及方法
CN111678825A (zh) * 2020-06-08 2020-09-18 首钢集团有限公司 一种冲刷腐蚀实验装置及其使用方法
CN112924366A (zh) * 2021-01-07 2021-06-08 嘉兴石化有限公司 一种在线试验阀门内件材料抗腐蚀性能的测试系统
CN112986037A (zh) * 2021-05-20 2021-06-18 西南石油大学 一种模拟地层出砂对油管柱冲蚀实验装置
CN112986037B (zh) * 2021-05-20 2021-07-27 西南石油大学 一种模拟地层出砂对油管柱冲蚀实验装置
US11630043B2 (en) 2021-05-20 2023-04-18 Southwest Petroleum University Experimental devices for simulating erosion of tubing strings caused by sand production
CN113533110A (zh) * 2021-07-16 2021-10-22 中国兵器工业第五九研究所 钛铝基合金抗高温燃气冲刷性能评价方法
CN113533110B (zh) * 2021-07-16 2022-11-25 中国兵器工业第五九研究所 钛铝基合金抗高温燃气冲刷性能评价方法
CN114791401A (zh) * 2022-04-02 2022-07-26 武汉工程大学 一种带压大管径管流式变径冲刷腐蚀测试装置
CN115127909A (zh) * 2022-07-27 2022-09-30 西南石油大学 一种高温高压油井管冲刷腐蚀试验专用夹具
CN115266307A (zh) * 2022-08-04 2022-11-01 西南石油大学 一种测试带有水泥环的高温高压油井管冲蚀试验装置

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