CN110376117B - 油管试片封装装置、油管试片测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油管试片封装装置、油管试片测试装置及测试方法，属于油管内涂层性能检测技术领域。所述封装装置包括底座和安装在所述底座上的封盖；其中，所述底座具有开设在所述底座上的半弧形槽，和沿所述半弧形槽的边缘开设的第一开线槽；所述封盖具有开设在所述封盖上的窗口，位于所述窗口两侧的半弧形棱，以及沿所述窗口的边缘和所述半弧形棱开设的第二开线槽；所述半弧形棱位于所述半弧形槽中；所述第一开线槽和所述第二开线槽中均设置有软密封材料。本发明实施例通过对油管试片进行封装，消除了油管试片的裸露金属部分对油管内涂层耐蚀性能测试的影响，使得测试数据能够准确地评价内涂层油管的耐蚀性能。

Description

油管试片封装装置、油管试片测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及油管内涂层性能检测技术领域，特别涉及一种油管试片封装装置、油管试片测试装置及测试方法。

背景技术

我国现阶段开采出的天然气多含有H₂S和/或CO₂等酸性气体，具有一定的腐蚀性，因此生产中多采用具有内涂层的油管进行输送，以提高输送管线的服役寿命。且为了保证内涂层油管的有效性，在投入使用前，有必要对内涂层油管的耐蚀性能进行测试和评价，避免内涂层油管失效。

相关技术中，中国发明专利CN104913979A公开了一种防腐涂层耐高温高压性能评价试验装置及试验方法，该装置主要由加热系统、温度控制系统、加压系统、压力测量系统、高压阀门及管路组成。试验方法的主要步骤是将待检验的涂层试样放入试验桶中，随后将试验桶盖密封好，通过加压泵和加热系统对试验桶进行加温加压，桶内温度和压力达到规定条件后，再按照实验要求的时间保温保压，直到实验结束，最后取出试样，检验涂层各项性能变化情况。中国发明专利CN106323850A公开了一种评价钻杆内涂层耐蚀性能的装置和方法，该装置主要包括主加热器和副加热器，多级电动搅拌器，样品安装口和应力加载装置；其中应力加载装置包括拉伸应力加载装置，扭转应力加载装置和弯曲应力加载装置。建立在该装置基础上的方法可以评价钻杆内涂层在拉伸、弯曲或扭转应力作用下的耐化学介质腐蚀性能和冲蚀性能。

发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

采用相关技术在对内涂层油管进行测试时，均未对实验试片的裸露金属部位进行封装，而事实上，裸露金属的存在影响油管涂层耐蚀性能的测试，使得所测试数据不能准确地评价内涂层油管的耐蚀性能。

发明内容

本发明提供一种油管试片封装装置、油管试片测试装置及测试方法，可解决上述技术问题。

具体而言，包括以下的技术方案：

一方面，提供了一种油管试片封装装置，所述封装装置包括底座和安装在所述底座上的封盖；其中，

所述底座上开设有用于容纳油管试片的半弧形槽，且沿所述半弧形槽的边缘开设有第一开线槽；

所述封盖上开设有窗口，在所述窗口的两侧设置有半弧形棱，且沿所述窗口的边缘和所述半弧形棱开设有第二开线槽；所述半弧形棱位于所述半弧形槽中，并与所述油管试片的内表面抵接；所述第一开线槽和所述第二开线槽中均设置有软密封材料。

在一种可能的设计中，所述底座上还开设有与所述半弧形槽连通、用于连接气管线的连接口。

在一种可能的设计中，所述软密封材料为橡胶圈。

在一种可能的设计中，所述封装装置还包括连接件；

所述底座上设置有若干沉降孔，所述封盖上对应设置有若干安装孔；

所述连接件通过所述沉降孔和所述安装孔，将所述封盖安装在所述底座上。

在一种可能的设计中，所述连接件包括螺杆和螺母；

所述螺杆穿过所述沉降孔和所述安装孔后，与所述螺母固定连接。

另一方面，提供了一种包括上述所提及的油管试片封装装置的油管试片测试装置，所述测试装置包括：

腐蚀环境容器，

位于所述腐蚀环境容器内部的所述油管试片封装装置；以及

位于所述腐蚀环境容器外部的气体充装装置；其中，

所述气体充装装置通过第一管线与所述腐蚀环境容器连通，并通过第二管线与所述油管试片封装装置的所述连接口连通。

在一种可能的设计中，所述气体充装装置上设置有第三管线，所述第一管线和所述第二管线均通过所述第三管线与所述气体充装装置连通；

所述第一管线、所述第二管线和所述第三管线上分别设置有第一调气阀、第二调气阀和第三调气阀。

在一种可能的设计中，所述腐蚀环境容器上设置有第四管线，所述第四管线上设置有第四调气阀。

在一种可能的设计中，所述测试装置还包括：搅拌机；

所述搅拌机的搅拌叶片位于所述腐蚀环境容器中。

再一方面，还提供了一种利用上述所提及的油管试片测试装置进行测试的油管试片测试方法，所述测试方法包括以下步骤：

通过所述气体充装装置经所述第一管线向所述腐蚀环境容器中通入腐蚀性气体，使所述腐蚀环境容器中的压力达到第一预设压力值；

通过所述气体充装装置经所述第二管线向所述油管试片封装装置中通入非腐蚀性气体，使所述油管试片封装装置中的压力达到所述第一预设压力值；

通过所述气体充装装置经所述第一管线和所述第二管线同时向所述腐蚀环境容器和所述油管试片封装装置中通入非腐蚀性气体，使所述腐蚀环境容器中的压力达到第二预设压力值；

所述第二预设压力值为指定预设压力值。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果：

本发明实施例提供的油管试片封装装置通过设置底座具有放置有软密封材料的第一开线槽，封盖具有放置有软密封材料的第二开线槽，使得底座和封盖封装油管试片时，油管试片上、下、左、右的裸露金属部位均位于第一开线槽和第二开线槽之间，从而使油管试片的裸露金属部位被密封在第一开线槽和第二开线槽之间；同时，通过在封盖上开设窗口，可使得油管试片进行耐腐蚀性测试时，腐蚀气体可通过窗口接触到油管试片的内涂层。本发明实施例通过对油管试片进行封装，消除了油管试片的裸露金属部分对油管内涂层耐蚀性能测试的影响，使得测试数据能够准确地评价内涂层油管的耐蚀性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种油管试片封装装置的结构示意图；

图2为图1沿A1-A1方向的剖面示意图；

图3为油管试片的主视结构示意图；

图4为油管试片的侧视结构示意图；

图5为本发明实施例提供的油管试片封装装置的底座的结构示意图；

图6为图5沿A2-A2方向的剖面示意图；

图7为本发明实施例提供的油管试片封装装置的封盖的结构示意图；

图8为图7沿A3-A3方向的剖面示意图；

图9为图7沿A4-A4方向的剖面示意图；

图10为本发明实施例提供的一种油管试片测试装置的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种试压装置的结构示意图。

图中的附图标记分别表示：

1-底座；11-半弧形槽；12-第一开线槽；13-连接口；14-沉降孔；

2-封盖；21-窗口；22-半弧形棱；23-第二开线槽；24-安装孔；

3-连接件；31-螺杆；32-螺母；

4-腐蚀环境容器；

5-气体充装装置；

6-搅拌机；61-搅拌叶片；

L1-第一管线；L2-第二管线；L3-第三管线；L4-第四管线；

V1-第一调气阀；V2-第二调气阀；V3-第三调气阀；V4-第四调气阀；

7、压力表。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。

第一方面，本发明实施例提供了一种油管试片封装装置，如图1所示，该封装装置包括底座1和安装在底座1上的封盖2；其中，

底座1上开设有用于容纳油管试片的半弧形槽11，且沿半弧形槽11的边缘开设有第一开线槽12；

封盖2上开设有窗口21，在窗口21的两侧设置有半弧形棱22，且沿窗口21的边缘和半弧形棱22开设有第二开线槽23；半弧形棱22位于半弧形槽11中，并与油管试片的内表面抵接；

第一开线槽12和第二开线槽23中均设置有软密封材料。

本发明实施例提供的油管试片封装装置通过设置底座1具有放置有软密封材料的第一开线槽12，封盖2具有放置有软密封材料的第二开线槽23，使得底座1和封盖2封装油管试片时，油管试片上、下、左、右的裸露金属部位均位于第一开线槽12和第二开线槽23之间，从而使油管试片的裸露金属部位被密封在第一开线槽12和第二开线槽23之间；同时，通过在封盖2上开设窗口21，可使得油管试片进行耐腐蚀性测试时，腐蚀气体可通过窗口21接触到油管试片的内涂层。本发明实施例通过对油管试片进行封装，消除了油管试片的裸露金属部分对油管内涂层耐蚀性能测试的影响，使得测试数据能够准确地评价内涂层油管的耐蚀性能。

应用时，将油管试片放置于底座1的半弧形槽11中，第一开线槽12中的软密封材料位于油管试片的外部四周边缘上，然后将封盖2安装在在底座1上，第一开线槽12中的软密封材料与封盖2接触，形成密封；而同时封盖2的半弧形棱22卡入半弧形槽11中，并与油管试片的内表面抵接，第二开线槽23中的软密封材料与油管试片的内涂层四周边缘接触，形成密封，从而使油管试片的裸露金属部位被密封在第一开线槽12和第二开线槽23之间。同时，封盖2上的窗口21与外部连通，可使得油管试片进行耐腐蚀性测试时，腐蚀气体可通过窗口21接触到油管试片的内涂层。

可以理解的是，油管试片的结构示意图如图3-4所示，油管试片可直接从在役的内涂层油管中取得，用于直接评价在役涂敷工艺的内涂层油管的性能。

底座1上的半弧形槽11(如图5至6所示)具有适应油管试片外表面的形状，封盖2上的半弧形棱22(如图7至9)具有适应油管试片内表面的形状，以使油管试片分别与底座1和封盖2贴合，从而便于第一开线槽12和第二开线槽23中软密封材料的密封。

考虑到对油管内涂层的测试不仅包括常压下耐蚀性能测试，还通常需要进行高压下耐蚀性能测试。而由于油管试片与半弧形槽11的接触为硬接触，二者之间会存留一部分气体，当封装装置外部的压力增大时，会破坏封装装置的密封性，使腐蚀气体压入封装装置内部而腐蚀油管试片的裸露金属部分，进而影响测试数据的准确性。

基于此，在上述的油管试片封装装置中，还可设置底座1开设有与半弧形槽11连通、用于连接气管线的连接口13。

当对油管试片进行高压耐蚀性测试时，可通过在连接口13处，通过气管线连接增压装置，借助增压装置对该封装装置的内部充气加压，以使封装装置所受到的内外压力相同，避免压力差对测试结果造成的影响。

其中，通过增压装置通入的气体可以为惰性气体，比如，甲烷、氮气、氦(He)、氖(Ne)等。

为了避免测试时，腐蚀介质对封装装置的破坏，可使底座1和封盖2的材料是有机玻璃。同时，也可根据腐蚀介质的不同，选用其他材料制成底座1和封盖2。

在上述的油管试片封装装置中，放置于第一开线槽12和第二开线槽23中的软密封材料用于实现对油管试片的裸露金属部分的密封，为了利于在腐蚀环境中测试，示例地，可设置该软密封材料为橡胶圈。

在上述的油管试片封装装置中，为了便于将封盖2安装到底座1上，可设置封装装置还包括连接件3，

且底座1上设置有若干沉降孔14，封盖2上对应设置有若干安装孔24；

连接件3通过沉降孔14和安装孔24，将封盖2安装在底座1上。

应用时，将封盖2放在底座1上，使封盖2的安装孔24和底座1上的沉降孔14一一对应，然后利用连接件3通过安装孔24和沉降孔14将封盖2固定安装在底座1上。

可以理解的是，安装孔24可设置于封盖2的边缘上。

且为了便于快速安装连接件3，在一种可能的实施方式中，可设置连接件3包括螺杆31和螺母32；

螺杆31穿过沉降孔14和安装孔24后，与螺母32固定连接。

安装时，将封盖2放在底座1上，使封盖2的安装孔24和底座1上的沉降孔14一一对应，将螺杆31穿过沉降孔14和安装孔24后，与螺母32螺纹连接。

第二方面，本发明实施例提供了包括上述油管试片封装装置的油管试片测试装置，如图10所示，该测试装置包括：

腐蚀环境容器4，

位于腐蚀环境容器4内部的油管试片封装装置；以及

位于腐蚀环境容器4外部的气体充装装置5；其中，

气体充装装置5通过第一管线L1与腐蚀环境容器4连通，并通过第二管线L2与油管试片封装装置的连接口13连通。

本发明实施例提供的油管试片测试装置通过设置气体充装装置5分别与腐蚀环境容器4和油管试片封装装置连通，使得油管试片进行高压耐蚀性能测试时可通过气体充装装置5分别调节腐蚀环境容器4和油管试片封装装置内的压力，从而使封装装置所受到的内外压力相同，避免腐蚀介质进入封装装置而影响测试结果。

应用时，通过气体充装装置5经第一管线L1向腐蚀环境容器4中充入腐蚀性气体，腐蚀性气体通过油管试片封装装置的窗口21与油管试片的内涂层接触；然后再通过气体充装装置5经第二管线L2向油管试片封装装置中充入非腐蚀气体(例如，惰性气体)，使封装装置所受到的内外压力相同，然后再通过气体充装装置5经第一管线L1和第二管线L2同时向腐蚀环境容器4和油管试片封装置装置充入非腐蚀气体，使其压力达到模拟环境压力。当进行常压耐蚀性能测试时，则不需要向油管试片封装装置中充入非腐蚀气体。

可以理解的是，腐蚀环境容器4中通常还有腐蚀性液体，例如氯化钠等溶液。

为了满足实验需求，腐蚀环境容器4应具有耐介质腐蚀、耐压及加热、温度控制功能，如果是高酸性环境，腐蚀环境容器4最好用哈氏276合金制作；气体充装系统5应具有压力调节功能，可以是增压机系统；另外，通入腐蚀性气体的第一管线L1需深入腐蚀环境容器4中。

在上述的油管试片测试装置中，为了简化管线，如图10所示，可设置气体充装装置5上设置有第三管线L3，第一管线L1和第二管线L2均通过第三管线L3与气体充装装置5连通，即第三管线L3通过三通阀与第一管线L1和第二管线L2连通。同时，为了便于控制气体流向，还可设置第一管线L1、第二管线L2和第三管线L3上分别设置有第一调气阀V1、第二调气阀V2和第三调气阀V3。

应用时，先打开第一调气阀V1和第三调气阀V3，关闭第二调气阀V2，使腐蚀性气体通过气体充装装置5经第一管线L1充入腐蚀环境容器4中；然后关闭第一调气阀V1，打开第二调气阀V2和第三调气阀V3，使非腐蚀性气体通过气体充装装置5经第二管线L2充入油管试片封装装置中，使第二管线L2上的压力与第一管线L1上的压力相同；再打开第一调气阀V1、第二调气阀V2和第三调气阀V3，使非腐蚀性气体同时通入腐蚀环境容器4和油管试片封装置装置中，使其压力达到模拟环境压力；当压力达到模拟环境压力后，关闭第一调气阀V1、第二调气阀V2和第三调气阀V3。

其中，第一调气阀V1、第二调气阀V2和第三调气阀V3可为高压针型阀。

进一步地，为了便于及时掌握腐蚀环境容器4和油管试片封装装置中的气体压力情况，可在腐蚀环境容器4和第二管线L2上分别设置压力表。

当高压耐蚀性能测试结束时，腐蚀环境容器4中压力比较大，需要释放压力，为下次测试做准备。基于此，还可设置腐蚀环境容器4上具有第四管线L4，第四管线L4上设置有第四调气阀V4。当需要释放压力时，打开第二调气阀V2、第一调气阀V1和第四调气阀V4(第三调气阀V3关闭)即可。

同样地，第四调气阀V4可为高压针型阀。

在上述的油管试片测试装置中，为了模拟腐蚀环境中介质流速，可设置测试装置还包括：搅拌机6，其中搅拌机6的搅拌叶片61位于腐蚀环境容器4中。

另外，搅拌机6还可具有转速调节功能，以满足不同的实验需求。

第三方面，本发明实施例还提供一种利用上述的油管试片测试装置进行测试的油管试片测试方法，该测试方法包括以下步骤：

通过气体充装装置5经第一管线L1向腐蚀环境容器4中通入腐蚀性气体，使腐蚀环境容器4中的压力达到第一预设压力值；

通过气体充装装置5经第二管线L2向油管试片封装装置中通入非腐蚀性气体，使油管试片封装装置中的压力达到第一预设压力值；

通过气体充装装置5经第一管线L1和第二管线L2同时向腐蚀环境容器4和油管试片封装装置中通入非腐蚀性气体，使腐蚀环境容器4中的压力达到第二预设压力值；

第二预设压力值为指定预设压力值。

本发明实施例提供的油管试片测试方法通过交替向腐蚀环境容器4和油管试片封装装置中充入气体，保证油管试片封装装置的内外压力相同，防止过高压力对油管试片封装装置密封性的破坏，避免腐蚀气体压入封装装置内部腐蚀油管试片的裸露金属部分而影响测试结果，使得测试数据更能够准确地评价内涂层油管的耐蚀性能。

需要说明的是第一预设压力值是所需量的腐蚀性气体充入到腐蚀环境容器4中，在腐蚀环境容器4中产生的压力。

应用时，首先由气体充装装置5经第一管线L1向腐蚀环境容器4中充入预定量的腐蚀性气体，测得腐蚀环境容器4中的压力为第一预设压力值；然后由气体充装装置5经第二管线L2向油管试片封装装置充入非腐蚀性气体，使油管试片封装装置中的压力(即第二管线L2管线上的压力)达到该第一预设压力值；最后由气体充装装置5通过第一管线L1和第二管线L2同时向腐蚀环境容器4和油管试片封装装置中充入非腐蚀性气体，使腐蚀环境容器4内的压力达到第二预设压力值，即为实验所要求的预设压力值。

当体系压力升至第二预设压力值后，开启加热和搅拌机6，使实验条件达到指定条件，待到实验时间结束后取出油管试片进行物理化学测试即可。

其中，通过气体充装装置5经第二管线L2通入油管试片封装装置的气体可为惰性气体，比如，甲烷、氮气、氦(He)、氖(Ne)等。

另外，为了保证实验数据的可靠性，在进行测试之前，还可对油管试片封装装置的密封性进行测试。

示例地，油管试片封装装置为透明材质(如有机玻璃)时，其密封性检查可以通过在水中浸泡24小时，未见锈斑表示密封良好，有锈斑则表示密封不良；油管试片封装装置为非透明材质时，可将装置接在带有压力表7和气体充装装置5的试压装置(参见图11)进行稳压2小时，如果压力表7的数据未减小，则表示密封良好，减小则表示密封不良。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种油管试片测试装置，其特征在于，所述测试装置包括腐蚀环境容器(4)，位于所述腐蚀环境容器(4)内部的油管试片封装装置，以及位于所述腐蚀环境容器(4)外部的气体充装装置(5)；

其中，所述油管试片封装装置包括底座(1)和安装在所述底座(1)上的封盖(2)；

所述底座(1)上开设有用于容纳油管试片的半弧形槽(11)，且沿所述半弧形槽(11)的边缘开设有第一开线槽(12)，所述底座(1)上还开设有与所述半弧形槽(11)连通、用于连接气管线的连接口(13)；

所述封盖(2)上开设有窗口(21)，在所述窗口(21)的两侧设置有半弧形棱(22)，且沿所述窗口(21)的边缘和所述半弧形棱(22)开设有第二开线槽(23)；所述半弧形棱(22)位于所述半弧形槽(11)中，并与所述油管试片的内表面抵接；

所述第一开线槽(12)和所述第二开线槽(23)中均设置有软密封材料；

所述气体充装装置(5)通过第一管线(L1)与所述腐蚀环境容器(4)连通，并通过第二管线(L2)与所述油管试片封装装置的所述连接口(13)连通。

2.根据权利要求 1所述的油管试片测试装置，其特征在于，所述气体充装装置(5)上设置有第三管线(L3)，所述第一管线(L1)和所述第二管线(L2)均通过所述第三管线(L3)与所述气体充装装置(5)连通；

所述第一管线(L1)、所述第二管线(L2)和所述第三管线(L3)上分别设置有第一调气阀(V1)、第二调气阀(V2)和第三调气阀(V3)。

3.根据权利要求 1所述的油管试片测试装置，其特征在于，所述腐蚀环境容器(4)上设置有第四管线(L4)，所述第四管线(L4)上设置有第四调气阀(V4)。

4.根据权利要求 1所述的油管试片测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括：搅拌机(6)；

所述搅拌机(6)的搅拌叶片(61)位于所述腐蚀环境容器(4)中。

5.根据权利要求1所述的油管试片测试装置，其特征在于，所述软密封材料为橡胶圈。

6.根据权利要求1所述的油管试片测试装置，其特征在于，所述封装装置还包括连接件(3)；

所述底座(1)上设置有若干沉降孔(14)，所述封盖(2)上对应设置有若干安装孔(24)；

所述连接件(3)通过所述沉降孔(14)和所述安装孔(24)，将所述封盖(2)安装在所述底座(1)上。

7.根据权利要求6所述的油管试片测试装置，其特征在于，所述连接件(3)包括螺杆(31)和螺母(32)；

所述螺杆(31)穿过所述沉降孔(14)和所述安装孔(24)后，与所述螺母(32)固定连接。

8.利用上述权利要求 1-7任一项所述的油管试片测试装置进行测试的油管试片测试方法，其特征在于，所述测试方法包括以下步骤：

通过所述气体充装装置(5)经所述第一管线(L1)向所述腐蚀环境容器(4)中通入腐蚀性气体，使所述腐蚀环境容器(4)中的压力达到第一预设压力值；

通过所述气体充装装置(5)经所述第二管线(L2)向所述油管试片封装装置中通入非腐蚀性气体，使所述油管试片封装装置中的压力达到所述第一预设压力值；

通过所述气体充装装置(5)经所述第一管线(L1)和所述第二管线(L2)同时向所述腐蚀环境容器(4)和所述油管试片封装装置中通入非腐蚀性气体，使所述腐蚀环境容器(4)中的压力达到第二预设压力值；

所述第二预设压力值为指定预设压力值。

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