一种模拟高压管汇的冲蚀试验机制造技术

本发明专利技术涉及到一种模拟高压管汇的冲蚀试验机，其包括：高速射流循环系统，其具有供液装置，以及与供液装置相连接的喷嘴；试验机主机，其至少具有基架，设置在基架上的水槽、试样装夹机构和支架；其中，试样装夹机构能摆动地与支架相连接，试样固定在试样装夹机构内，喷嘴能对试样进行冲蚀喷射；水槽设置在支架下部，收集由试样装夹机构排出的冲蚀液；支架和喷嘴至少其中之一能移动地设置在基架上。本发明专利技术的冲蚀试验机能够在试验室中，通过液压螺栓拉伸器控制调整拉力的大小，使试样在承受高达100MPa的轴向与环向拉应力的情况下，模拟实际工况下的冲蚀液对高压应力下的高压管件的冲蚀磨损情况，对施工部件的失效机理提供可靠的试验支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种冲蚀试验机，尤其是这样一种模拟高压管汇的冲蚀试验机，其用于模拟试验高压管件在高压力条件下的磨损冲蚀性能。
技术介绍
在油气田增产作业时，通常采用酸化压裂技术，酸化压裂作业中用到的高压流体控制元件通常要承受住高达IOOMPa以上的压力，元件承受极大的内应力同时，还要承受高速流动的含沙酸液的冲蚀与腐蚀，因此，在工作过程中高压流体控制元件极易破坏，导致管内高压流体外泄，造成生产事故。目前，由于很难对IOOMPa以上的高压作业工况进行真实模拟试验，因此，公知的冲蚀机没有考虑试样在受如此高的拉压应力条件下的冲蚀试验。公知技术中，在试验试样的冲蚀性能时，只是将试样置于冲蚀流体下冲蚀，而酸化压裂中的高压流体控制元件承受的是高达IOOMI5a压力的含沙酸液的冲蚀作用，试样在承受了极高的应力作用后又受流体冲蚀，其工况与受简单的冲蚀作用明显不同。由于公知的冲蚀机在做试样冲蚀试验时，试样仅受冲蚀，而不承受高压，因此，目前，公知技术对酸化压裂作业中的部件失效机理缺乏可靠的试验支持，导致无法深入研究，严重影响了施工进度，并造成了安全隐患。有鉴于上述公知技术存在的缺陷，本专利技术人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出本专利技术的模拟高压管汇的冲蚀试验机，以有效地模拟高压管件的冲蚀磨损情况，得到可靠的试验数据。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种冲蚀机，尤其是一种模拟高压管汇的冲蚀试验机，能对半圆形管件施加轴向与环向拉应力和喷射高速冲蚀液，模拟高压管件实际工况中所受的应力和冲蚀作用，以弥补对石油增产作业中的酸化压裂条件下高压管件冲蚀磨损性能缺乏试验研究的现状。为此，本专利技术提出一种模拟高压管汇的冲蚀试验机，其至少包括高速射流循环系统，其具有供液装置，以及与所述供液装置相连接的喷嘴；试验机主机，其至少具有基架，设置在所述基架上的水槽、试样装夹机构和支架；其中，所述试样装夹机构能摆动地与所述支架相连接，试样固定在所述试样装夹机构内，所述喷嘴能对所述试样进行冲蚀喷射；所述水槽设置在所述支架下部，收集由所述试样装夹机构排出的冲蚀液；所述支架和所述喷嘴至少其中之一能移动地设置在所述基架上。如上所述的模拟高压管汇的冲蚀试验机，其中，所述试样装夹机构具有一箱体，固定在所述箱体内的试样支撑件；所述试样抵靠所述试样支撑件，并与所述箱体固定连接； 两环向拉伸板对应设置在所述试样支撑件的两侧，两所述环向拉伸板相对应的一端能分别在厚度方向与所述试样的侧壁固定连接，一轴向拉伸板的一端能与所述试样的顶面固定连接，所述轴向拉伸板、两所述环向拉伸板的另一端分别连接一施力机构，所述轴向拉伸板、两所述环向拉伸板能转动地与所述箱体固定连接，构成向所述试样施加拉力的施力杠杆。如上所述的模拟高压管汇的冲蚀试验机，其中，所述箱体为一个有底柱状体，其顶部设有一上盖板，与所述试样支撑件相对应的前侧壁上设有开口，所述喷嘴能伸入所述开如上所述的模拟高压管汇的冲蚀试验机，其中，一上支撑板设置在所述上盖板上部，并具有贯穿所述上盖板延伸至所述箱体内的第一固定部，所述轴向拉伸板与所述第一固定部能转动地固定连接。如上所述的模拟高压管汇的冲蚀试验机，其中，一前支撑板设置在所述箱体的外侧，并对应于所述试样支撑件，所述前支撑板具有贯穿所述箱体的前支撑板延伸至所述箱体内的第二固定部和第三固定部，两个所述环向拉伸板分别与所述第二、第三固定部能转动地固定连接；所述前支撑板上设有与所述箱体前侧壁上设置的开口相匹配的开槽。如上所述的模拟高压管汇的冲蚀试验机，其中，所述箱体内还设有三个与所述轴向拉伸板、两所述环向拉伸板相对应的支撑台；所述施力机构包括分别贯穿并支撑于所述支撑台的三个液压螺栓拉伸器，以及与所述液压螺栓拉伸器相连接的液压泵，三个所述液压螺栓拉伸器分别与所述轴向拉伸板、两个所述环向拉伸板相连接。如上所述的模拟高压管汇的冲蚀试验机，其中，所述支架能移动地设置在所述基架上；所述支架包括一底板，两个对应设置在所述底板上部的支座，所述箱体的两相对应侧分别通过耳轴与所述支座能摆动地相连接；所述支架的下部设有能将所述支架固定在所述基架规定位置的固定机构。如上所述的模拟高压管汇的冲蚀试验机，其中，所述基架上方设有两条水平导轨， 所述支架能移动地设置在所述导轨上；所述固定机构具有沿所述底板向下延伸的固定侧板，以及一穿过所述固定侧板能抵顶于所述导轨的位置紧定螺栓。如上所述的模拟高压管汇的冲蚀试验机，其中，所述箱体的侧壁上设有一个以上的定位孔，所述支座上设有能与所述定位孔相对应的通孔，一固定销能穿过所述通孔并插置于所述定位孔内，从而将所述箱体固定在规定的位置。如上所述的模拟高压管汇的冲蚀试验机，其中，所述基架上设有固定架，所述喷嘴能上、下调节地设置在所述固定架上。如上所述的模拟高压管汇的冲蚀试验机，其中，所述基架上设有轨道，所述固定架能移动地设置在所述轨道上，以调节所述喷嘴与所述试样的距离，且所述固定架的下部设有能将所述固定架固定在所述基架规定位置的固定装置。如上所述的模拟高压管汇的冲蚀试验机，其中，所述试样为半圆形管件，所述试样支撑件具有与所述箱体相连接的安装部，所述安装部远离所述喷嘴的一侧凸设有与所述半圆形管件相配合的凸圆弧形支撑部，所述支撑部中间设有冲蚀液槽。如上所述的模拟高压管汇的冲蚀试验机，其中，所述供液装置包括储液罐，连接在所述喷嘴和储液罐之间的压加泵，所述储液罐与所述水槽相连接，以回收由所述试样装夹机构排出的冲蚀液。如上所述的模拟高压管汇的冲蚀试验机，其中，所述试样装夹机构外部设有一保护罩，所述保护罩与所述水槽固定连接。如上所述的模拟高压管汇的冲蚀试验机，其中，所述上盖板小于所述箱体的底部面积，且所述上盖板与所述箱体侧壁之间设有加强筋；且所述试样装夹机构外部设有一保护罩，所述保护罩与所述水槽固定连接。本专利技术的特点和优点是本专利技术提出的模拟高压管汇的冲蚀试验机能够在试验室中，通过液压螺栓拉伸器控制调整拉力的大小，可对半圆形高压直管试样施加高达IOOMPa的轴向与环向拉应力，来模拟在酸化压裂中，实际工况下的冲蚀液对高压应力下的高压管件的冲蚀磨损情况，对施工部件的失效机理提供可靠的试验支持，以减少生产中的安全隐患，提高施工进度。本专利技术通过超高压的液压泵带动三个液压螺栓拉伸器可以对轴向拉伸板和两个环向拉伸板施加大约10吨的拉力，轴向拉伸板和两个环向拉伸板分别相对于销轴转动，利用杠杆原理，所述轴向拉伸板和两个环向拉伸板的端部分别对与之固定连接的试样施加轴向和周向拉力，该拉力足以使1000平方毫米截面积的试样产生IOOMPa的拉应力，在该状态下，由喷嘴21对试样5进行冲蚀喷射，含沙酸液以大约20m/s的速度冲击试样。在试验过程，可以根据要求对试样装夹机构任意调节角度与水平位置，喷嘴可任意调节上下位置。借助于本专利技术的结构，能够由数据采集系统实时采集试验过程中的各种数据，对试样在高应力状态下的耐冲蚀、磨损性能进行分析，以对试样在此工况下的失效机理进行深入的研究。本专利技术的冲蚀试验机能够在试验室中，通过改变试验条件，即通过液压螺栓拉伸器控制调整对试样的拉力大小，使半圆形高压直管试样承受高达IOOMPa的轴向与环向拉应力；通过调整试样装夹机构与支架的角度关系来调整试样的角度，通过将支座或支撑喷嘴本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种模拟高压管汇的冲蚀试验机，其特征在于，所述冲蚀试验机至少包括：高速射流循环系统，其具有供液装置，以及与所述供液装置相连接的喷嘴；试验机主机，其至少具有基架，设置在所述基架上的水槽、试样装夹机构和支架；其中，所述试样装夹机构能摆动地与所述支架相连接，试样固定在所述试样装夹机构内，所述喷嘴能对所述试样进行冲蚀喷射；所述水槽设置在所述支架下部，收集由所述试样装夹机构排出的冲蚀液；所述支架和所述喷嘴至少其中之一能移动地设置在所述基架上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张来斌，谢永金，樊建春，李佳玲，温东，熊毅，詹先觉，张继信，胡中利，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：11