CN214584783U - 反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种反应釜，适用于筒状的样品，该反应釜包括本体和样品夹持组件，样品夹持组件设置在本体内；样品夹持组件包括第一封盖件、第二封盖件和紧固组件，第一封盖件和第二封盖件分别设置在样品两端的筒口处，紧固组件连接第一封盖件和第二封盖件，以密封样品两端的筒口；本体内设有辅助介质，辅助介质可填充在样品与本体之间的空隙中，反应釜还设有试验介质配给组件，试验介质配给组件用于将试验介质输送至样品的内部，以使样品的内外两侧具有预设压力差。本实用新型提供的反应釜可有效模拟柔性复合管输送石油天然气的工况，提高了寿命预测精确度。

Description

反应釜

技术领域

本实用新型涉及管道寿命预测技术领域，尤其涉及一种反应釜。

背景技术

管道是用于输送流体的常用部件，流体可以是石油、天然气、水等，管道的材质可以是金属或非金属。

以输送石油天然气的柔性复合管为例，柔性复合管可以埋设在地下或者暴露在空气中。柔性复合管包括内衬层、纤维层和保护层。石油天然气在设定压力和温度下在柔性复合管内流动，柔性复合管的内壁面直接与石油天然气接触。石油天然气本身具有腐蚀性，且在温度与压力的共同作用下，会出现内衬层老化降解、纤维层断裂等状况，柔性复合管的强度变低。

为预测柔性复合管的使用寿命，现有技术中，通常会采取设定尺寸的柔性复合管的样品，例如哑铃状的片状管材，然后将样品放置在反应釜内进行设定压力和温度下的腐蚀介质浸泡试验，然后测试经腐蚀介质浸泡试验后的片状样品的强度参数，以预测柔性复合管的使用寿命。

然而，上述腐蚀介质浸泡试验并不能有效模拟柔性复合管输送石油天然气的工况，寿命预测精确度较低。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型实施例提供一种反应釜，可有效模拟柔性复合管输送石油天然气的工况，提高了寿命预测精确度。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种反应釜，适用于筒状的样品，其包括本体和样品夹持组件，样品夹持组件设置在本体内；样品夹持组件包括第一封盖件、第二封盖件和紧固组件，第一封盖件和第二封盖件分别设置在样品两端的筒口处，紧固组件连接第一封盖件和第二封盖件，以密封样品两端的筒口；本体内设有辅助介质，辅助介质可填充在样品与本体之间的空隙中，反应釜还设有试验介质配给组件，试验介质配给组件用于将试验介质输送至样品的内部，以使样品的内外两侧具有预设压力差。

在一些可选的实施方式中，第一封盖件和第二封盖件上均设有卡固部，卡固部用于与样品卡接固定。

在一些可选的实施方式中，卡固部为设置在第一封盖件以及第二封盖件上的环形槽，环形槽用于插接在样品的两端。

在一些可选的实施方式中，紧固组件包括多个紧固螺栓，多个紧固螺栓沿样品的周向间隔设置。

在一些可选的实施方式中，样品夹持组件还包括密封件，密封件用于分别密封样品与第一封盖件之间以及样品与第二封盖件之间的结合间隙。

在一些可选的实施方式中，辅助介质为水、空气或土壤。

在一些可选的实施方式中，试验介质包括试验液体和/或试验气体；试验介质配给组件包括第一输入管路、第二输入管路以及排气管路；第一输入管路伸入样品内部，用于向样品内部输入试验液体；第二输入管路伸入样品内部，用于向样品内部输入试验气体；排气管路伸入样品内部，用于在试验液体和/或试验气体输入样品内部时，排出样品内部的空气。

在一些可选的实施方式中，反应釜还包括搅拌组件；搅拌组件包括搅拌轴、搅拌叶轮以及驱动件；搅拌轴穿过本体以及第一封盖件和第二封盖件中的任一者以伸入样品内部，搅拌叶轮设置在搅拌轴的位于样品内部的一端，驱动件与搅拌轴连接，以驱动搅拌叶轮转动并带动试验介质流动。

在一些可选的实施方式中，反应釜还包括温控组件，温控组件包括加热件和测温件；测温件伸入样品的内部，用于测试样品内部的试验介质的温度，加热件围在本体外，加热件与测温件电连接，用于根据测温件测得的试验介质的温度调节自身的加热功率。

在一些可选的实施方式中，本体包括釜身和釜盖，釜盖用于封盖釜身的开口，样品夹持组件与釜盖固定连接。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的反应釜具有如下优点：使用本申请实施例提供的反应釜进行腐蚀介质浸泡试验时，可以在柔性复合管上裁取特定长度的样品，样品仍然呈筒状。然后使用第一封盖件和第二封盖件分别封盖样品两端的筒口。这样，可以朝向样品内部冲注试验介质，即腐蚀气体和/或腐蚀液体，以模拟柔性复合管输送石油天然气。同时，样品与反应釜内壁面之间的空间内填充有辅助介质，以模拟柔性复合管埋设在地下或者暴露在空气。这样，通过设置样品内部的试验介质的压力，可以有效模拟出柔性复合管输送石油天然气时，柔性复合管内外两侧接触不同介质且具有压力差的工况，寿命预测精度较高。

除了上面所描述的本实用新型实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本实用新型实施例提供的反应釜所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的反应釜的结构示意图；

图2为图1中样品夹持组件的结构示意图。

附图标记：

10：本体；11：釜身；12：釜盖；

20：样品夹持组件；21：第一封盖件；22：第二封盖件；23：紧固组件；24：密封件；

31：第一输入管路；32：第二输入管路；33：排气管路；34：第一开关阀；35：第二开关阀；36：第三开关阀；37：测压件；

41：搅拌轴；42：搅拌叶轮；43：驱动件；

51：加热件；52：测温件；53：控温件；

60：样品。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本实用新型保护的范围。

现有技术中，对柔性复合管样品进行腐蚀介质浸泡试验时。即裁取片状样品，然后将片状样品浸泡在反应釜内，以进行设定压力和温度下的腐蚀介质浸泡试验。然而，这样，样品的内外两侧均受到高压介质的高压作用。这与柔性复合管实际输送石油天然气时内外两侧具有压力差的情况不符，也就是说，现有技术中的对柔性复合管样品进行的腐蚀介质浸泡试验不能有效模拟柔性复合管输送石油天然气的工况，寿命预测精确度较低。

有鉴于此，本申请实施例提供一种反应釜，以可以对筒状的柔性复合管的样品进行设定温度和压力下的腐蚀介质浸泡试验。此时，样品呈筒状，可以使得样品的内部填充试验介质，而样品外部填充辅助介质，以有效模拟柔性复合管输送石油天然气时，柔性复合管内外两侧的介质不同，且压力不同的工况，提高了寿命预测精确度。

图1为本实用新型实施例提供的反应釜的结构示意图。图2为图1中样品夹持组件的结构示意图。

请参阅图1和图2，本实施例提供一种反应釜，适用于筒状的样品60，其包括本体10和样品夹持组件20，样品夹持组件20设置在本体10内；样品夹持组件20包括第一封盖件21、第二封盖件和紧固组件23，第一封盖件21和第二封盖件22分别设置在样品60两端的筒口处，紧固组件23连接第一封盖件21和第二封盖件22，以密封样品60两端的筒口；本体10内设有辅助介质，辅助介质可填充在样品60与本体10之间的空隙中，反应釜还设有试验介质配给组件，试验介质配给组件用于将试验介质输送至样品60的内部，以使样品60的内外两侧具有预设压力差。

具体的，反应釜包括本体10和样品夹持组件20。本体10为容器状结构，本体10可以采用耐高压高温以及耐腐蚀的材质，例如合金材质。

样品夹持组件20用于将筒状的样品60固定在本体10内部。其中，样品夹持组件20包括第一封盖件21、第二封盖件22以及紧固组件23。第一封盖件21和第二封盖件22分别设置在样品60两端的筒口位置处，紧固组件23连接第一封盖件21和第二封盖件22。当紧固组件23紧固连接第一封盖件21和第二封盖件22时，第一封盖件21和第二封盖件22可以夹紧样品60，使得第一封盖件21、样品60以及第二封盖件22围成封闭的腔体。

其中，第一封盖件21和第二封盖件22可以为平板状、弧形板状等，只要第一封盖件21和第二封盖件22可以密封样品60两端的筒口即可。第一封盖件21、第二封盖件22以及紧固组件23均为耐高压高温以及耐腐蚀的材质。

这样，样品60、第一封盖件21以及第二封盖件22将本体10内部的空腔分隔为互不连通的两部分，即样品60内部以及样品60外部。使用反应釜进行腐蚀介质浸泡试验时，样品60内部可以填充试验介质，样品60外部可以填充辅助介质。

其中，试验介质为腐蚀介质，试验介质包括试验液体和/或试验气体。具体的，腐蚀介质可以是腐蚀液体，以模拟石油和地层水，也可以是腐蚀气体以模拟天然气，腐蚀介质也可以同时包括腐蚀液体和腐蚀气体，以模拟石油中混有硫化氢H₂S、二氧化碳CO₂或甲烷CH₄等有害气体的工况。可选地，腐蚀液体可以为原油与地层水模拟介质的混合物，原油与地层水模拟介质的混合比例可以为2:8或3:7等，本实施例不进行限制，地层水模拟介质的离子浓度可以与石油天然气输送管道所在位置处的地层水一致。

辅助介质为柔性复合管外壁面接触的空气、土壤等的模拟介质。在一些可选的实施方式中，辅助介质为水、空气或土壤。

这样，通过在样品60的内外两侧填充不同介质，可以模拟出柔性复合管输送石油天然气时，柔性复合管内壁面与柔性复合管外壁面与不同介质接触的工况。

同时，通过调节样品60内部试验介质的压力以及温度等，就可以有效模拟出柔性复合管输送石油天然气时，柔性复合管内部压力较高而外部压力较低的工况。

也就是说，通过本实施例提供的反应釜，可以使得样品60有效模拟出柔性复合管输送石油天然气时内外两侧接触的介质不同且内外侧具有压力差的工况，可以提高柔性复合管寿命预测的精度。

为稳固夹持样品60，在一些可选的实施方式中，第一封盖件21和第二封盖件22上均设有卡固部，卡固部用于与样品60卡接固定。

这样，样品夹持组件20夹持样品60时，第一封盖件21与样品60之间以及第二封盖件22与样品60之间还可以通过卡固部实现相互卡接，样品60与样品夹持组件20之间的连接较为稳定，也就使得第一封盖件21、样品60以及第二封盖件22可以维持稳定的密封状态，使得腐蚀介质浸泡试验可以持续进行。

卡固部可以为供螺栓、锁止销等紧固件穿过的通孔。在一些可选的实施方式中，卡固部为设置在第一封盖件21以及第二封盖件22上的环形槽，环形槽用于插接在样品60的两端。

环形槽的开口朝向样品60一侧。当样品60的端部与环形槽插接时，环形槽的内壁面与样品60的侧壁面之间相互抵接，可以避免样品60沿自身径向相对第一封盖件21移动。类似的，样品60的端部与第二封盖件22上的环形槽卡接时，也可以避免样品60沿自身径向相对第二封盖件22移动。

也就是说，当第一封盖件21和第二封盖件22通过紧固组件23紧固连接时，第一封盖件21、样品60以及第二封盖件22可以连接为一个稳固的整体，第一封盖件21、样品60以及第二封盖件22之间不会发生相对移动，稳定性较高。

其中，紧固组件23可以为弹性连接件。例如，紧固组件23可以为多个弹簧，多个弹簧的两端分别与第一封盖件21和第二封盖件22连接，并通过弹簧的弹性力夹紧固定样品60。应当说明的是，弹簧的弹性力大于抵抗试验介质的压力，以避免进行腐蚀介质浸泡试验过程中，因试验介质压力过大，导致第一封盖件21与样品60之间或者第二封盖件22与样品60之间出现缝隙。

在一些可选的实施方式中，紧固组件23包括多个紧固螺栓，多个紧固螺栓沿样品60的周向间隔设置。

第一封盖件21和第二封盖件22上均设有供紧固螺栓穿过的通孔，第一封盖件21、样品60以及第二封盖件22装配完成后，第一封盖件21和第二封盖件22通过多个紧固螺栓紧固连接，第一封盖件21与样品60之间以及第二封盖件22与样品60之间的密封连接不受试验介质压力的影响，试验安全性较高。

在一些可选的实施方式中，样品夹持组件20还包括密封件24，密封件24用于分别密封样品60与第一封盖件21之间以及样品60与第二封盖件22之间的结合间隙。

通过在第一封盖件21与样品60之间以及第二封盖件22与样品60之间分别设置密封件24，可以提高密封性能，避免样品60内外两侧连通。

密封件24可以设置在样品60的内侧、样品60外侧或同时设置在样品60的内外两侧。密封件24可以为本领域技术人员熟知的密封橡胶圈，例如氟橡胶圈，本实施例不进行限制。

在一些可选的实施方式中，试验介质配给组件包括第一输入管路31、第二输入管路32以及排气管路33；第一输入管路31伸入样品60内部，用于向样品60内部输入试验液体；第二输入管路32伸入样品60内部，用于向样品60内部输入试验气体；排气管路33伸入样品60内部，用于在试验液体和/或试验气体输入样品60内部时，排出样品60内部的空气。

也就是说，反应釜可以同时设置第一输入管路31和第二输入管路32，第一输入管路31用于输入试验液体，第二输入管路32用于输入试验气体。这样可以根据所需的试验介质的种类，选择性的使用第一输入管路31或者第二输入管路32。

排气管路33用于在向样品6测压件37充试验介质时打开，以排出样品60内的空气。这样，工作人员可以向样品60内部填充预设量的试验介质，易于工作人员了解样品60内部的试验介质的成分以及各成分的组分比例，样品60进行腐蚀介质浸泡试验时的精度较高。

其中，第一输入管路31上设有第一开关阀34、第二输入管路32上设有第二开关阀35，排气管路33上设有第三开关阀36，以分别开闭对应的管路。

为提高反应釜的使用安全性，反应釜上还可以设置测压件37，例如测压件37可以设置在排气管路33上，以监测样品60内部的压力，避免样品60内部的压力过高或过低。测压件37可以为本领域技术人员熟知的膜盒压力表、膜片压力表等。

可以理解的，石油天然气在柔性复合管内处于流动状态。相应的，在一些可选的实施方式中，反应釜还包括搅拌组件；搅拌组件包括搅拌轴41、搅拌叶轮42以及驱动件43；搅拌轴41穿过本体10以及第一封盖件21和第二封盖件22中的任一者以伸入样品60内部，搅拌叶轮42设置在搅拌轴41的位于样品60内部的一端，驱动件43与搅拌轴41连接，以驱动搅拌叶轮42转动并带动试验介质流动。这样，驱动件43开启时，可以通过搅拌叶轮42搅动试验介质，以模拟石油天然气在柔性复合管内的流动状态。

驱动件43可以为发动机或者调速电机，搅拌轴41以及搅拌叶轮42可以为本领域技术人员熟知的结构，本实施例不进行限制。

搅拌叶轮42的搅拌速度可以根据石油天然气的流速确定，例如，搅拌速度可以为60转/分钟-120转/分钟，本实施例不进行限制。

驱动件43与搅拌轴41可以直接连接，即搅拌轴41与驱动件43的输出轴相连。当然，驱动件43的输出轴与搅拌轴41之间还可以设置传动组件，例如带传动组件，以便于调节搅拌轴41的转速。当然，传送组件以及搅拌轴41上还可以设置冷凝组件，例如冷凝水套，以避免传送组件和搅拌轴41温度过高停机。

其中，搅拌轴41上还可以设置测速件，以便于驱动件43调节搅拌轴41的转速。

考虑到石油天然气在柔性复合管内流动过程中会具有不同的温度，在一些可选的实施方式中，反应釜还包括温控组件，温控组件包括加热件51和测温件52；测温件52伸入样品60的内部，用于测试样品60内部的试验介质的温度，加热件51围在本体10外，加热件51与测温件52电连接，用于根据测温件52测得的试验介质的温度调节自身的加热功率。

其中，加热件51可以为本领域技术人员熟知的加热炉，本体10设置在加热炉内，其中，试验介质配给组件位于加热炉的外侧，以使工作人员可以对腐蚀介质的压力、温度、转速等进行调节。

加热炉围在本体10外，可以对本体10进行均匀的加热，本体10以及位于本体10内部的样品60、试验介质等的温度均会升高，以模拟石油天然气在柔性复合管内的流动时的温度变化。

测温件52可以为本领域技术人员熟知的温度计、热电偶等，测温件52的外部可以套设有防护套管，防护套管的材质可以为不锈钢。测温件52通过控温件53与加热件51连接。当测温件52测得的样品60内部的试验介质温度超过预设值时，控温件53可以减小加热件51的加热功率，例如停止加热或者断续加热，以降低试验介质的温度。类似的，控温件53还可以提高加热件51的加热功率，以提高试验介质的温度。

在一些可选的实施方式中，本体10包括釜身11和釜盖12，釜盖12用于封盖釜身11的开口，样品夹持组件20与釜盖12固定连接。

其中，釜身11和釜盖12可以螺栓连接，抗压能力较强，且连接可靠。釜盖12上设有易于握持的把手，以方便工作人员开合釜盖12。

样品夹持组件20可以与本体10的任意部位连接，例如与釜身11连接。本实施例中样品夹持组件20与釜盖12连接，这样，釜盖12从釜身11上拆卸下来时，可以同时将样品夹持组件20从本体10中取出，以便于工作人员将样品60夹持在样品夹持组件20上或者从样品夹持组件20上取下样品60，操作方便。

样品夹持组件20可以与釜盖12活动连接，以调节第一封盖件21和第二封盖件22之间的间距。本实施例中，第一封盖件21可以与釜盖12连接，而第二封盖件22通过紧固组件23与第一封盖件21连接，也即是说，第二更改件可以与釜盖12可拆卸连接，以便于拿取或者夹持样品60，操作方便。

具体的，进行柔性复合管腐蚀介质浸泡试验时，可以截取设定长度的柔性复合管的样品60，即此时样品60仍然呈两端开口的筒状。

打开釜盖12，将样品60放置在第一封盖件21和第二封盖件22之间，然后使用紧固组件23紧固连接第一封盖件21和第二封盖件22。

在第一封盖件21和样品60之间以及第二封盖件22和样品60之间的结合间隙处设置密封件24，以使第一封盖件21、样品60和第二封盖件22围成封闭的腔体。

将釜盖12连接在釜身11上，使得釜盖12和釜身11围成封闭腔体。此时，样品60与本体10之间的空腔内填充有空气。即辅助介质为空气。

通过第一输入管路31和/或第二输入管路32向样品60内部填充试验介质，此时，排气管路33打开，以排出样品60内部的空气。然后管壁第三开关阀36，继续填充试验介质，以将样品60内部的压力调节至中间压力。

关闭第一开关阀34和第二开关阀35，打开加热件51，将本体10的温度调节至预设温度。

通过第二输入管路32向样品60内部填充氮气，直至样品60内部的压力达到因素而后压力。

打开驱动件43，以通过搅拌叶轮42搅拌试验介质，并将搅拌叶轮42的转速调节至预设转速。

经过预设时间后，即可以取出样品60，并对样品60进行性能测试。

本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种反应釜，适用于筒状的样品，其特征在于，包括本体和样品夹持组件，所述样品夹持组件设置在所述本体内；

所述样品夹持组件包括第一封盖件、第二封盖件和紧固组件，所述第一封盖件和所述第二封盖件分别设置在所述样品两端的筒口处，所述紧固组件连接所述第一封盖件和所述第二封盖件，以密封所述样品两端的筒口；

所述本体内设有辅助介质，所述辅助介质可填充在所述样品与所述本体之间的空隙中，所述反应釜还设有试验介质配给组件，所述试验介质配给组件用于将试验介质输送至所述样品的内部，以使所述样品的内外两侧具有预设压力差。

2.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于，所述第一封盖件和所述第二封盖件上均设有卡固部，所述卡固部用于与所述样品卡接固定。

3.根据权利要求2所述的反应釜，其特征在于，所述卡固部为设置在所述第一封盖件以及所述第二封盖件上的环形槽，所述环形槽用于插接在所述样品的两端。

4.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于，所述紧固组件包括多个紧固螺栓，多个所述紧固螺栓沿所述样品的周向间隔设置。

5.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于，所述样品夹持组件还包括密封件，所述密封件用于分别密封所述样品与所述第一封盖件之间以及所述样品与所述第二封盖件之间的结合间隙。

6.根据权利要求1-5任一项所述的反应釜，其特征在于，所述辅助介质为水、空气或土壤。

7.根据权利要求1-5任一项所述的反应釜，其特征在于，所述试验介质包括试验液体和/或试验气体；

所述试验介质配给组件包括第一输入管路、第二输入管路以及排气管路；所述第一输入管路伸入所述样品内部，用于向所述样品内部输入所述试验液体；所述第二输入管路伸入所述样品内部，用于向所述样品内部输入所述试验气体；所述排气管路伸入所述样品内部，用于在所述试验液体和/或所述试验气体输入所述样品内部时，排出所述样品内部的空气。

8.根据权利要求1-5任一项所述的反应釜，其特征在于，所述反应釜还包括搅拌组件；

所述搅拌组件包括搅拌轴、搅拌叶轮以及驱动件；所述搅拌轴穿过所述本体以及所述第一封盖件和所述第二封盖件中的任一者以伸入所述样品内部，所述搅拌叶轮设置在所述搅拌轴的位于所述样品内部的一端，所述驱动件与所述搅拌轴连接，以驱动所述搅拌叶轮转动并带动试验介质流动。

9.根据权利要求1-5任一项所述的反应釜，其特征在于，所述反应釜还包括温控组件，所述温控组件包括加热件和测温件；

所述测温件伸入所述样品的内部，用于测试所述样品内部的所述试验介质的温度，所述加热件围在所述本体外，所述加热件与所述测温件电连接，用于根据所述测温件测得的所述试验介质的温度调节自身的加热功率。

10.根据权利要求1-5任一项所述的反应釜，其特征在于，所述本体包括釜身和釜盖，所述釜盖用于封盖所述釜身的开口，所述样品夹持组件与所述釜盖固定连接。

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