專(zhuān)利名稱(chēng)：一種腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，特別是關(guān)于一種動(dòng)態(tài)高溫常壓多流 態(tài)腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
油氣田的采出液通常為油、水、氣的混合物，所含C02對(duì)油氣集輸管道和設(shè)備
有很強(qiáng)的腐蝕性，有些設(shè)施因此導(dǎo)致腐蝕泄漏，甚至發(fā)生爆炸。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的
事故分析和研究趨勢(shì)表明，C02腐蝕越來(lái)越成為影響油氣田安全生產(chǎn)的主要因素之
一。C02腐蝕現(xiàn)象的機(jī)理和規(guī)律的研究需要進(jìn)行大量的模擬實(shí)驗(yàn)，由于集輸管道中
的輸送介質(zhì)往往存在多種流態(tài)，對(duì)于油、水、氣的混合物，由于密度不同，實(shí)驗(yàn) 中油、水、氣會(huì)自動(dòng)分層，目前的腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)僅考慮了層流狀態(tài)，而對(duì)于多相 介質(zhì)在紊流狀態(tài)下的腐蝕還沒(méi)有合適的模擬實(shí)驗(yàn)方法及裝置，且每次只能進(jìn)行一 種條件下的模擬實(shí)驗(yàn)，限制了大量模擬實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，致使實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)、投資和維 護(hù)成本較高。 發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種適用于油、水、氣等多相介質(zhì) 中管材的腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案 一種腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置， 其特征在于它包括一底座，所述底座上可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接一支架，所述支架的頂部 設(shè)置一電機(jī)，所述支架的底部?jī)?nèi)設(shè)置若干個(gè)反應(yīng)釜，所述電機(jī)的伸出軸上固定連 接一多凹道帶輪，各所述反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)置的試樣旋轉(zhuǎn)軸伸出端也固定連接一多凹道 帶輪，所述電機(jī)的多凹道帶輪上的每一凹道分別與一個(gè)試樣旋轉(zhuǎn)軸上的多凹道帶 輪對(duì)應(yīng)連接一皮帶，所述反應(yīng)釜上設(shè)置有加熱器，壓力表，測(cè)溫儀，進(jìn)、出氣閥 和進(jìn)、出液閥。
所述支架上設(shè)置有兩轉(zhuǎn)軸，兩所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述底座上，其中一側(cè)的 所述轉(zhuǎn)軸端部連接一蝸輪， 一與所述蝸輪嚙合的蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述底座上。
所述反應(yīng)釜包括一環(huán)柱狀的釜體，所述釜體的頂部和底部分別通過(guò)一個(gè)密封 圈設(shè)置一頂蓋和一鋼圈，所述鋼圈的底部通過(guò)一密封圈設(shè)置一底蓋，所述釜體和 頂蓋的中心動(dòng)密封連接所述試樣旋轉(zhuǎn)軸，并通過(guò)多個(gè)長(zhǎng)螺栓將所述頂蓋、釜體、 和鋼圈固定連接成一體，再通過(guò)多個(gè)短螺栓將所述底蓋固定在所述鋼圈上。
所述加熱器、進(jìn)氣閥、測(cè)溫儀和出水閥設(shè)置在所述反應(yīng)釜的底蓋上，所述進(jìn) 水閥、壓力表、另一進(jìn)氣閥和出氣閥設(shè)置在所述反應(yīng)釜頂蓋上。 在所述反應(yīng)釜頂蓋上還設(shè)置有另一進(jìn)氣閥。 所述釜體的材質(zhì)為透明有機(jī)玻璃。
本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型由于設(shè) 置了一個(gè)電機(jī)帶動(dòng)的多個(gè)反應(yīng)釜，因此可以同時(shí)進(jìn)行多種條件下高溫常壓多相介 質(zhì)中腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)，大大縮短了實(shí)驗(yàn)周期，降低了投資和維護(hù)成本。2、本實(shí)用新 型通過(guò)傳動(dòng)裝置特別是通過(guò)蝸輪蝸桿帶動(dòng)反應(yīng)釜轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)作為流態(tài)調(diào)節(jié)器，可以 方便地調(diào)整所試樣品所處的流態(tài)，直立時(shí)試樣處于層流狀態(tài)，傾斜和俯臥時(shí)所試 樣品處于油氣水交替的紊流狀態(tài)。3、本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)裝置由于設(shè)置有加熱器和測(cè) 溫儀，可對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程方便地進(jìn)行溫度控制與測(cè)量。4、本實(shí)用新型實(shí)驗(yàn)裝置由于反 應(yīng)釜頂蓋上裝設(shè)有與大氣連通的出氣閥，保證了實(shí)驗(yàn)裝置的常壓狀態(tài)。5、本實(shí)用 新型設(shè)置了一個(gè)以上進(jìn)氣閥，可以同時(shí)向反應(yīng)釜充入一種以上實(shí)驗(yàn)氣體。6、本實(shí) 用新型實(shí)驗(yàn)裝置的反應(yīng)釜體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全方便，特別是采用有機(jī)玻璃的釜體， 可方便觀察實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)。本實(shí)用新型不僅可以模擬管道中層流狀態(tài)介質(zhì) 的腐蝕，還可以模擬紊流狀態(tài)的腐蝕，適用于模擬石油、天然氣采集和輸送管道 的腐蝕實(shí)驗(yàn)。

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是圖1的側(cè)視示意圖
圖3是圖1的俯視示意圖
圖4是本實(shí)用新型反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)示意圖
圖5是本實(shí)用新型反應(yīng)釜底蓋結(jié)構(gòu)示意圖
圖6是圖4剖面顯示的頂蓋結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
如圖1 4所示，本實(shí)用新型包括一底座1，在底座1兩側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)連接一支架2 的兩側(cè)，支架2的頂部設(shè)置有一電機(jī)3，支架2的底部?jī)?nèi)設(shè)置有若干個(gè)反應(yīng)釜4， 在電機(jī)3的伸出軸上固定連接有一多凹道帶輪5，在各反應(yīng)釜4內(nèi)設(shè)置的試樣旋轉(zhuǎn) 軸6伸出端也固定連接一多凹道帶輪7，電機(jī)3的多凹道帶輪5上的每一凹道分別 與一個(gè)試樣旋轉(zhuǎn)軸6上的多凹道帶輪7對(duì)應(yīng)連接一皮帶(圖中未示出)，從而可以 通過(guò)一個(gè)電機(jī)3同時(shí)帶動(dòng)各反應(yīng)釜4中的試樣旋轉(zhuǎn)軸6同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖4所述，本實(shí)用新型的反應(yīng)釜4包括一環(huán)柱狀的釜體8,釜體8的頂部通 過(guò)一個(gè)密封圈9設(shè)置一頂蓋10，釜體8的底部通過(guò)一密封圈11設(shè)置一鋼圈12， 鋼圈12的底部通過(guò)一密封圈13設(shè)置一底蓋14，在釜體8和頂蓋10的中心動(dòng)密封 連接試樣旋轉(zhuǎn)軸6，并采用多個(gè)長(zhǎng)螺栓15將頂蓋10、密封圈9、釜體8、密封圈 11和鋼圈12固定連接成一體，然后再用多個(gè)短螺栓16將底蓋14和密封圈13固 定在鋼圈12上。如圖5所示，在底蓋14上設(shè)有加熱器17、進(jìn)氣閥18、測(cè)溫儀(熱 電偶)19和出水閥20。如圖6所示，在頂蓋10上設(shè)有進(jìn)水閥21、壓力表22、另 一進(jìn)氣閥23和出氣閥24，頂蓋IO和底蓋14上分別設(shè)置一進(jìn)氣閥18、 23，可以 為反應(yīng)釜4充入不同的氣體。
上述實(shí)施例中，支架2通過(guò)兩個(gè)轉(zhuǎn)軸25安裝在底座1上，在一側(cè)的轉(zhuǎn)軸25 端部連接一蝸輪26，并將一與蝸輪26嚙合的蝸桿27轉(zhuǎn)動(dòng)連接在底座1上。當(dāng)用 扳手轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿27時(shí)，可以通過(guò)蝸桿27的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)蝸輪26轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)蝸輪26 帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸25轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使支架2帶動(dòng)與其固定成一體的各反應(yīng)釜4從垂直方向向 任一側(cè)水平方向傾斜，并通過(guò)蝸輪26與蝸桿27的自鎖功能，在旋轉(zhuǎn)到位后靜止 不動(dòng)。支架2傾斜的角度可以根據(jù)需要確定任一角度。
上述實(shí)施例中，在反應(yīng)釜4內(nèi)的試樣旋轉(zhuǎn)軸6下端可以設(shè)置一試樣固定盤(pán)28， 使用時(shí)將進(jìn)行腐蝕實(shí)驗(yàn)的所試樣品固定在試樣固定盤(pán)28上；試樣固定盤(pán)28可以 采取各種結(jié)構(gòu)形式替換。上述支架2和底座1可以是由金屬材料焊接而成的，也 可以采取其它結(jié)構(gòu)形式。上述支架2的轉(zhuǎn)動(dòng)也可以采取其它結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方式，比 如通過(guò)一步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)蝸桿26轉(zhuǎn)動(dòng)等。上述反應(yīng)釜4的容積是可以變化的，比如 采用2升，最高工作溫度為IO(TC等，反應(yīng)釜4的釜體8的材質(zhì)可以采用有機(jī)玻璃， 密封圈9、 11、 13可以采用橡膠材料。上述實(shí)施例中采用四個(gè)反應(yīng)釜4的數(shù)量是 可以變化的，這種數(shù)量的變化不應(yīng)影響本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
綜上所述，可以看出本實(shí)用新型用一個(gè)電機(jī)3同時(shí)帶動(dòng)設(shè)置在多個(gè)反應(yīng)釜4 中的試樣旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的支架，使與支架固定連接在一起 的電機(jī)3和反應(yīng)釜4傾斜任意一角度，進(jìn)而在反應(yīng)釜內(nèi)除了可以用來(lái)模擬管道中 層流狀態(tài)介質(zhì)的腐蝕外，還可以模擬紊流狀態(tài)的腐蝕，特別是可以模擬石油、天 然氣采集和輸送管道的腐蝕實(shí)驗(yàn)，可用來(lái)評(píng)定管道的腐蝕程度、緩蝕劑的緩蝕效 率以及進(jìn)行腐蝕預(yù)測(cè)等，可同時(shí)進(jìn)行多種條件下高溫常壓多相介質(zhì)的腐蝕模擬實(shí) 驗(yàn)。
上述多個(gè)反應(yīng)釜4內(nèi)可分別裝入不同介質(zhì)，在不同條件下可同時(shí)進(jìn)行多相介 質(zhì)的腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)，不同條件是指實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的化學(xué)組成、溫度、壓力、流速等的
不同組合。
如圖1所示，本實(shí)用新型使用時(shí)，首先將釜體8的頂部和底部分別放上密封 圈9、 11，并通過(guò)長(zhǎng)螺栓15固定在頂蓋10和鋼圈12上，然后將頂蓋10固定在支 架2上，將所試樣品固定在試樣固定盤(pán)28上，再用扳手調(diào)節(jié)蝸桿27，帶動(dòng)蝸輪 26使轉(zhuǎn)軸25轉(zhuǎn)動(dòng)，將反應(yīng)釜4倒置，注入實(shí)驗(yàn)介質(zhì)后，將底蓋14和密封墊圈13 用短螺栓16固定在鋼圈12上，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求調(diào)節(jié)反應(yīng)釜4所需傾斜的角度， 調(diào)整好后實(shí)驗(yàn)期間不需再調(diào)整。反應(yīng)釜4內(nèi)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)可模擬不同的流態(tài)，比如反 應(yīng)釜4直立時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)試樣旋轉(zhuǎn)軸6，實(shí)驗(yàn)介質(zhì)處于層流狀態(tài)；當(dāng)反應(yīng)釜4處于傾斜 狀態(tài)，且傾斜角度大0。，小于90°時(shí)，由于試樣固定盤(pán)28與液面的夾角發(fā)生變 化，試樣固定盤(pán)28的旋轉(zhuǎn)會(huì)使反應(yīng)釜4內(nèi)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)產(chǎn)生不同的紊流狀態(tài)；當(dāng)反應(yīng) 釜4處于90。時(shí)，試樣旋轉(zhuǎn)軸6的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以使實(shí)驗(yàn)介質(zhì)處于油、水交替的紊流 狀態(tài)，還可以使實(shí)驗(yàn)介質(zhì)處于油、氣、水交替的狀態(tài)，試樣固定盤(pán)28的旋轉(zhuǎn)速度 可根據(jù)要求確定。有機(jī)玻璃的反應(yīng)釜體可方便觀察實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)。為了模 擬實(shí)際使用情況，通過(guò)進(jìn)水閥21、進(jìn)氣閥18、 23加入需要的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)，實(shí)驗(yàn)介質(zhì) 是根據(jù)要求配置的水溶液和一定壓力的氣體，進(jìn)行油氣田C02腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn) 介質(zhì)是模擬地層水，C02或其它氣體是按壓力考慮的，可由進(jìn)氣閥18、 23進(jìn)入， 出氣閥24排出。并通過(guò)出水閥20和出氣閥24保持一定體積的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)，實(shí)驗(yàn)介 質(zhì)的體積可根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)要求確定(一般為4 5升)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)為液相體積時(shí)， 出氣閥24在反應(yīng)釜4內(nèi)的下口可加軟管，使反應(yīng)釜4旋轉(zhuǎn)90。時(shí)，其出氣閥24在 反應(yīng)釜4內(nèi)的下口始終保持在液面上方。由加熱器17對(duì)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)進(jìn)行加熱，采用 測(cè)溫儀(熱電偶)19對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量并實(shí)施控制，用壓力表22測(cè)量實(shí)驗(yàn)壓力。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，采用與上述過(guò)程相反的步驟取下試樣，按相關(guān)評(píng)定方法及相應(yīng) 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所試樣品進(jìn)行腐蝕評(píng)定。
本實(shí)用新型僅以上述實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，凡根據(jù)本實(shí)用新型原理進(jìn)行的等效變 換，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求1、一種腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于它包括一底座，所述底座上可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接一支架，所述述支架的頂部設(shè)置一電機(jī)，所述支架的底部?jī)?nèi)設(shè)置若干個(gè)反應(yīng)釜，所述電機(jī)的伸出軸上固定連接一多凹道帶輪，各所述反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)置的試樣旋轉(zhuǎn)軸伸出端也固定連接一多凹道帶輪，所述電機(jī)的多凹道帶輪上的每一凹道分別與一個(gè)試樣旋轉(zhuǎn)軸上的多凹道帶輪對(duì)應(yīng)連接一皮帶，所述反應(yīng)釜上設(shè)置有加熱器，壓力表，測(cè)溫儀，進(jìn)、出氣閥和進(jìn)、出液閥。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述支架上設(shè) 置有兩轉(zhuǎn)軸，兩所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在所述底座上，其中一側(cè)的所述轉(zhuǎn)軸端部連接 一蝸輪， 一與所述蝸輪嚙合的蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述底座上。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的一種腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于反應(yīng)釜包 括一環(huán)柱狀的釜體，所述釜體的頂部和底部分別通過(guò)一個(gè)密封圈設(shè)置一頂蓋和一 鋼圈，所述鋼圈的底部通過(guò)一密封圈設(shè)置一底蓋，所述釜體和頂蓋的中心動(dòng)密封 連接所述試樣旋轉(zhuǎn)軸，并通過(guò)多個(gè)長(zhǎng)螺栓將所述頂蓋、釜體、和鋼圈固定連接成 一體，再通過(guò)多個(gè)短螺栓將所述底蓋固定在所述鋼圈上。
4、 如權(quán)利要求3所述的一種腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述加熱器、 進(jìn)氣閥、測(cè)溫儀和出水閥設(shè)置在所述反應(yīng)釜的底蓋上，所述進(jìn)水閥、壓力表、另 一進(jìn)氣閥和出氣閥設(shè)置在所述反應(yīng)釜頂蓋上。
5、 如權(quán)利要求4所述的一種腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于在所述反應(yīng)釜 頂蓋上還設(shè)置有另一進(jìn)氣閥。
6、 如權(quán)利要求1或2或4或5所述的一種腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于 所述釜體的材質(zhì)為透明有機(jī)玻璃。
7、 如權(quán)利要求3所述的一種腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述釜體的材 質(zhì)為透明有機(jī)玻璃。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于一種腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于它包括一底座，所述底座上可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接一支架，所述述支架的頂部設(shè)置一電機(jī)，所述支架的底部?jī)?nèi)設(shè)置若干個(gè)反應(yīng)釜，所述電機(jī)的伸出軸上固定連接一多凹道帶輪，各所述反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)置的試樣旋轉(zhuǎn)軸伸出端也固定連接一多凹道帶輪，所述電機(jī)的多凹道帶輪上的每一凹道分別與一個(gè)試樣旋轉(zhuǎn)軸上的多凹道帶輪對(duì)應(yīng)連接一皮帶，所述反應(yīng)釜上設(shè)置有加熱器，壓力表，測(cè)溫儀，進(jìn)、出氣閥和進(jìn)、出液閥。本實(shí)用新型不僅可以模擬管道中層流狀態(tài)介質(zhì)的腐蝕，還可以模擬紊流狀態(tài)的腐蝕，適用于模擬石油、天然氣采集和輸送管道的腐蝕實(shí)驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01N17/00GK201203571SQ20082007896
公開(kāi)日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2008年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月4日
發(fā)明者侯建國(guó), 安維杰, 煒 常, 李新仲, 路民旭, 陳榮旗, 陳長(zhǎng)風(fēng) 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司;中海石油研究中心;北京科技大學(xué)