CN201203571Y - 一种腐蚀模拟实验装置 - Google Patents

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路民旭
李新仲
陈荣旗
安维杰
侯建国
陈长风
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Abstract

本实用新型涉及一种腐蚀模拟实验装置，其特征在于：一种腐蚀模拟实验装置，其特征在于：它包括一底座，所述底座上可转动地连接一支架，所述述支架的顶部设置一电机，所述支架的底部内设置若干个反应釜，所述电机的伸出轴上固定连接一多凹道带轮，各所述反应釜内设置的试样旋转轴伸出端也固定连接一多凹道带轮，所述电机的多凹道带轮上的每一凹道分别与一个试样旋转轴上的多凹道带轮对应连接一皮带，所述反应釜上设置有加热器，压力表，测温仪，进、出气阀和进、出液阀。本实用新型不仅可以模拟管道中层流状态介质的腐蚀，还可以模拟紊流状态的腐蚀，适用于模拟石油、天然气采集和输送管道的腐蚀实验。

Description

一种腐蚀模拟实验装置
技术领域
本实用新型涉及一种腐蚀模拟实验装置，特别是关于一种动态高温常压多流态腐蚀模拟实验装置。
背景技术
油气田的采出液通常为油、水、气的混合物，所含CO2对油气集输管道和设备有很强的腐蚀性，有些设施因此导致腐蚀泄漏，甚至发生爆炸。近年来国内外的事故分析和研究趋势表明，CO2腐蚀越来越成为影响油气田安全生产的主要因素之一。CO2腐蚀现象的机理和规律的研究需要进行大量的模拟实验，由于集输管道中的输送介质往往存在多种流态，对于油、水、气的混合物，由于密度不同，实验中油、水、气会自动分层，目前的腐蚀模拟实验仅考虑了层流状态，而对于多相介质在紊流状态下的腐蚀还没有合适的模拟实验方法及装置，且每次只能进行一种条件下的模拟实验，限制了大量模拟实验的开展，致使实验周期长、投资和维护成本较高。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种适用于油、水、气等多相介质中管材的腐蚀模拟实验装置。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种腐蚀模拟实验装置，其特征在于：它包括一底座，所述底座上可转动地连接一支架，所述支架的顶部设置一电机，所述支架的底部内设置若干个反应釜，所述电机的伸出轴上固定连接一多凹道带轮，各所述反应釜内设置的试样旋转轴伸出端也固定连接一多凹道带轮，所述电机的多凹道带轮上的每一凹道分别与一个试样旋转轴上的多凹道带轮对应连接一皮带，所述反应釜上设置有加热器，压力表，测温仪，进、出气阀和进、出液阀。
所述支架上设置有两转轴，两所述转轴转动安装在所述底座上，其中一侧的所述转轴端部连接一蜗轮，一与所述蜗轮啮合的蜗杆转动连接在所述底座上。
所述反应釜包括一环柱状的釜体，所述釜体的顶部和底部分别通过一个密封圈设置一顶盖和一钢圈，所述钢圈的底部通过一密封圈设置一底盖，所述釜体和顶盖的中心动密封连接所述试样旋转轴，并通过多个长螺栓将所述顶盖、釜体、和钢圈固定连接成一体，再通过多个短螺栓将所述底盖固定在所述钢圈上。
所述加热器、进气阀、测温仪和出水阀设置在所述反应釜的底盖上，所述进水阀、压力表、另一进气阀和出气阀设置在所述反应釜顶盖上。
在所述反应釜顶盖上还设置有另一进气阀。
所述釜体的材质为透明有机玻璃。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于设置了一个电机带动的多个反应釜，因此可以同时进行多种条件下高温常压多相介质中腐蚀模拟实验，大大缩短了实验周期，降低了投资和维护成本。2、本实用新型通过传动装置特别是通过蜗轮蜗杆带动反应釜转轴转动作为流态调节器，可以方便地调整所试样品所处的流态，直立时试样处于层流状态，倾斜和俯卧时所试样品处于油气水交替的紊流状态。3、本实用新型实验装置由于设置有加热器和测温仪，可对实验过程方便地进行温度控制与测量。4、本实用新型实验装置由于反应釜顶盖上装设有与大气连通的出气阀，保证了实验装置的常压状态。5、本实用新型设置了一个以上进气阀，可以同时向反应釜充入一种以上实验气体。6、本实用新型实验装置的反应釜体结构简单，安全方便，特别是采用有机玻璃的釜体，可方便观察实验介质的流动状态。本实用新型不仅可以模拟管道中层流状态介质的腐蚀，还可以模拟紊流状态的腐蚀，适用于模拟石油、天然气采集和输送管道的腐蚀实验。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图
图2是图1的侧视示意图
图3是图1的俯视示意图
图4是本实用新型反应釜结构示意图
图5是本实用新型反应釜底盖结构示意图
图6是图4剖面显示的顶盖结构示意图
具体实施方式
下面结合附图及实施例，对本实用新型进行详细的描述。
如图1～4所示，本实用新型包括一底座1，在底座1两侧转动连接一支架2的两侧，支架2的顶部设置有一电机3，支架2的底部内设置有若干个反应釜4，在电机3的伸出轴上固定连接有一多凹道带轮5，在各反应釜4内设置的试样旋转轴6伸出端也固定连接一多凹道带轮7，电机3的多凹道带轮5上的每一凹道分别与一个试样旋转轴6上的多凹道带轮7对应连接一皮带(图中未示出)，从而可以通过一个电机3同时带动各反应釜4中的试样旋转轴6同时转动。
如图4所述，本实用新型的反应釜4包括一环柱状的釜体8，釜体8的顶部通过一个密封圈9设置一顶盖10，釜体8的底部通过一密封圈11设置一钢圈12，钢圈12的底部通过一密封圈13设置一底盖14，在釜体8和顶盖10的中心动密封连接试样旋转轴6，并采用多个长螺栓15将顶盖10、密封圈9、釜体8、密封圈11和钢圈12固定连接成一体，然后再用多个短螺栓16将底盖14和密封圈13固定在钢圈12上。如图5所示，在底盖14上设有加热器17、进气阀18、测温仪(热电偶)19和出水阀20。如图6所示，在顶盖10上设有进水阀21、压力表22、另一进气阀23和出气阀24，顶盖10和底盖14上分别设置一进气阀18、23，可以为反应釜4充入不同的气体。
上述实施例中，支架2通过两个转轴25安装在底座1上，在一侧的转轴25端部连接一蜗轮26，并将一与蜗轮26啮合的蜗杆27转动连接在底座1上。当用扳手转动蜗杆27时，可以通过蜗杆27的转动带动蜗轮26转动，并通过蜗轮26带动转轴25转动，进而使支架2带动与其固定成一体的各反应釜4从垂直方向向任一侧水平方向倾斜，并通过蜗轮26与蜗杆27的自锁功能，在旋转到位后静止不动。支架2倾斜的角度可以根据需要确定任一角度。
上述实施例中，在反应釜4内的试样旋转轴6下端可以设置一试样固定盘28，使用时将进行腐蚀实验的所试样品固定在试样固定盘28上；试样固定盘28可以采取各种结构形式替换。上述支架2和底座1可以是由金属材料焊接而成的，也可以采取其它结构形式。上述支架2的转动也可以采取其它结构和驱动方式，比如通过一步进电机带动蜗杆26转动等。上述反应釜4的容积是可以变化的，比如采用2升，最高工作温度为100℃等，反应釜4的釜体8的材质可以采用有机玻璃，密封圈9、11、13可以采用橡胶材料。上述实施例中采用四个反应釜4的数量是可以变化的，这种数量的变化不应影响本实用新型的保护范围。
综上所述，可以看出本实用新型用一个电机3同时带动设置在多个反应釜4中的试样旋转轴转动，同时通过一个可以转动的支架，使与支架固定连接在一起的电机3和反应釜4倾斜任意一角度，进而在反应釜内除了可以用来模拟管道中层流状态介质的腐蚀外，还可以模拟紊流状态的腐蚀，特别是可以模拟石油、天然气采集和输送管道的腐蚀实验，可用来评定管道的腐蚀程度、缓蚀剂的缓蚀效率以及进行腐蚀预测等，可同时进行多种条件下高温常压多相介质的腐蚀模拟实验。
上述多个反应釜4内可分别装入不同介质，在不同条件下可同时进行多相介质的腐蚀模拟实验，不同条件是指实验介质的化学组成、温度、压力、流速等的不同组合。
如图1所示，本实用新型使用时，首先将釜体8的顶部和底部分别放上密封圈9、11，并通过长螺栓15固定在顶盖10和钢圈12上，然后将顶盖10固定在支架2上，将所试样品固定在试样固定盘28上，再用扳手调节蜗杆27，带动蜗轮26使转轴25转动，将反应釜4倒置，注入实验介质后，将底盖14和密封垫圈13用短螺栓16固定在钢圈12上，再根据实验要求调节反应釜4所需倾斜的角度，调整好后实验期间不需再调整。反应釜4内实验介质可模拟不同的流态，比如反应釜4直立时，转动试样旋转轴6，实验介质处于层流状态；当反应釜4处于倾斜状态，且倾斜角度大0°，小于90°时，由于试样固定盘28与液面的夹角发生变化，试样固定盘28的旋转会使反应釜4内实验介质产生不同的紊流状态；当反应釜4处于90°时，试样旋转轴6的转动，可以使实验介质处于油、水交替的紊流状态，还可以使实验介质处于油、气、水交替的状态，试样固定盘28的旋转速度可根据要求确定。有机玻璃的反应釜体可方便观察实验介质的流动状态。为了模拟实际使用情况，通过进水阀21、进气阀18、23加入需要的实验介质，实验介质是根据要求配置的水溶液和一定压力的气体，进行油气田CO2腐蚀模拟实验的实验介质是模拟地层水，CO2或其它气体是按压力考虑的，可由进气阀18、23进入，出气阀24排出。并通过出水阀20和出气阀24保持一定体积的实验介质，实验介质的体积可根据具体实验要求确定(一般为4～5升)，当实验介质为液相体积时，出气阀24在反应釜4内的下口可加软管，使反应釜4旋转90°时，其出气阀24在反应釜4内的下口始终保持在液面上方。由加热器17对实验介质进行加热，采用测温仪(热电偶)19对温度进行测量并实施控制，用压力表22测量实验压力。
实验结束后，采用与上述过程相反的步骤取下试样，按相关评定方法及相应标准对所试样品进行腐蚀评定。
本实用新型仅以上述实施例进行说明，凡根据本实用新型原理进行的等效变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (7)

1、一种腐蚀模拟实验装置，其特征在于：它包括一底座，所述底座上可转动地连接一支架，所述述支架的顶部设置一电机，所述支架的底部内设置若干个反应釜，所述电机的伸出轴上固定连接一多凹道带轮，各所述反应釜内设置的试样旋转轴伸出端也固定连接一多凹道带轮，所述电机的多凹道带轮上的每一凹道分别与一个试样旋转轴上的多凹道带轮对应连接一皮带，所述反应釜上设置有加热器，压力表，测温仪，进、出气阀和进、出液阀。
2、如权利要求1所述的一种腐蚀模拟实验装置，其特征在于：所述支架上设置有两转轴，两所述转轴转动安装在所述底座上，其中一侧的所述转轴端部连接一蜗轮，一与所述蜗轮啮合的蜗杆转动连接在所述底座上。
3、如权利要求1或2所述的一种腐蚀模拟实验装置，其特征在于：反应釜包括一环柱状的釜体，所述釜体的顶部和底部分别通过一个密封圈设置一顶盖和一钢圈，所述钢圈的底部通过一密封圈设置一底盖，所述釜体和顶盖的中心动密封连接所述试样旋转轴，并通过多个长螺栓将所述顶盖、釜体、和钢圈固定连接成一体，再通过多个短螺栓将所述底盖固定在所述钢圈上。
4、如权利要求3所述的一种腐蚀模拟实验装置，其特征在于：所述加热器、进气阀、测温仪和出水阀设置在所述反应釜的底盖上，所述进水阀、压力表、另一进气阀和出气阀设置在所述反应釜顶盖上。
5、如权利要求4所述的一种腐蚀模拟实验装置，其特征在于：在所述反应釜顶盖上还设置有另一进气阀。
6、如权利要求1或2或4或5所述的一种腐蚀模拟实验装置，其特征在于：所述釜体的材质为透明有机玻璃。
7、如权利要求3所述的一种腐蚀模拟实验装置，其特征在于：所述釜体的材质为透明有机玻璃。
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