一种可施加拉力的冲蚀试验机制造技术

本发明专利技术涉及一种可施加拉力的冲蚀试验机，其具有：试验机壳体；喷射装置，与所述试验机壳体相连接，所述喷射装置具有喷嘴，所述喷嘴设置在所述试验机壳体内；拉伸装置，包括设置在所述试验机壳体侧壁上并延伸至其内部的试样固定装置，设置在所述试验机壳体外部与所述试样固定装置相连接的拉伸机构。本发明专利技术的冲蚀试验机能够在试验室中，通过向试样施加大约10吨拉力，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。本发明专利技术不仅能够在试验中控制对试样施加的拉力大小，还能够适当调整试样的设置位置。本发明专利技术结构简单，易于调整。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种冲蚀试验机，尤其是这样一种可施加拉力的试验机，该试验机可用于检测试样在高应力条件下的磨损性能，具体地说是能检测在承受高内应力条件下， 金属材料试样受高速含沙流体冲刷腐蚀磨损现象的规律。
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IOOMPa以上的压力，试样在承受极大的内应力的同时又受高速含沙酸液的冲蚀作用，其工况与受简单的冲蚀作用是完全不同的。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可施加拉力的冲蚀试验机，以有效地模似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试验机，尤其是一种用于检测试样在高应力条件下的磨损性能的可施加拉力的冲蚀试验机。为此，本专利技术提出的一种可施加拉力的冲蚀试验机具有试验机壳体；喷射装置， 与所述试验机壳体相连接，所述喷射装置具有喷嘴，所述喷嘴设置在所述试验机壳体内；拉伸装置，包括设置在所述试验机壳体侧壁上并延伸至其内部的试样固定装置，设置在所述试验机壳体外部与所述试样固定装置相连接的拉伸机构。如上所述的可施加拉力的冲蚀试验机，其中，所述试验机壳体包括两端开口的柱状桶体，所述桶体的一端设有一桶盖，另一端与一排放口相连接。如上所述的可施加拉力的冲蚀试验机，其中，所述桶盖设置在所述桶体的上端，其上固定有用于观察的玻璃观察口 ；所述桶体的下部与一锥漏相连接，所述排放口设置在所述锥漏的底部。如上所述的可施加拉力的冲蚀试验机，其中，所述喷射装置进一步包括喷嘴管，所述喷嘴管与所述试验机壳体相连接，并伸入其内，所述喷嘴与所述喷嘴管相连接。如上所述的可施加拉力的冲蚀试验机，其中，所述试样固定装置为两个相对设置在所述试验机壳体上的拉杆，两个所述拉杆能沿所述试验机壳体的径向移动，且位于所述试验机壳体内的两个所述拉杆相对应的一端上分别设有试样固定机构；其中，一个所述拉杆的另一端与所述拉伸机构相连接；另一个所述拉杆的另一端延伸至所述试验机壳体的外部，其上设有一预紧固定螺母。如上所述的可施加拉力的冲蚀试验机，其中，所述拉伸机构包括与所述试样固定装置相连接的施力机构，以及设置在所述施力机构和所述固定装置之间的拉力传感器。如上所述的可施加拉力的冲蚀试验机，其中，所述施力机构为液压驱动机构或齿轮齿条机构。如上所述的可施加拉力的冲蚀试验机，其中，所述试样固定装置为两个相对设置在所述试验机壳体上的拉杆，两个所述拉杆能沿所述试验机壳体的径向移动，且位于所述试验机壳体内的两个所述拉杆相对应的一端上分别设有试样固定机构；所述拉伸机构进一步包括固定在所述试验机壳体外部的拉伸桶，所述拉力传感器设置在所述拉伸桶内，其中一个所述拉杆的另一端与所述拉力传感器相连接。如上所述的可施加拉力的冲蚀试验机，其中，所述施力机构为液压驱动机构，其包括设置在所述拉伸桶外部的液压螺栓拉伸器，以及与所述液压螺栓拉伸器相连接的液压油泵；一拉伸螺栓的一端与所述拉力传感器相连接，另一端与所述液压螺栓拉伸器相连接； 一拉伸螺母设置在位于所述拉伸桶外部的所述拉伸螺栓上。如上所述的可施加拉力的冲蚀试验机，其中，所述拉伸装置贯穿所述试验机壳体的中心线设置，所述喷射装置设置在正交于所述拉伸装置的所述试验机壳体侧壁上。本专利技术的特点和优点是本专利技术提出的可施加拉力的冲蚀试验机能够在试验室中，通过向试样施加大约10 吨拉力，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。本专利技术的拉伸机构能够对固定在试样固定装置上的试样施加高达10吨的拉力， 当施加10吨最大拉力时，足以使1000平方毫米截面积的试样产生IOOMPa的拉应力。本专利技术通过调节拉伸机构来控制调整拉力的大小，以测试当试样在承受IOOMPa的拉应力状态下，受到喷嘴喷射出的高速含沙酸液冲蚀时，试样(高压管件)的冲蚀磨损情况。此外，本专利技术还可以通过调节凸伸出桶体外部的拉杆上旋合的预紧固定螺母，对试样位置进行细微调节，即调整试样的角度，适用于不同的冲蚀速度、压力，有效地模拟了高压管件在生产使用中的冲蚀磨损情况。附图说明以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中，图1是本专利技术的可施加拉力的冲蚀试验机立体结构示意图；图2是本专利技术的可施加拉力的冲蚀试验机的主视示意图；图3是本专利技术的可施加拉力的冲蚀试验机沿图2中A-A线的剖视示意图；图4是本专利技术的可施加拉力的冲蚀试验机沿图3中B-B线的剖视示意图；图5是本专利技术的可施加拉力的冲蚀试验机的俯视示意图。附图标号说明1、试验机壳体11、桶体窗13、锥漏130、排放口21、喷嘴管3、拉伸装置拉伸器302、拉力传感器303、拉伸桶2、喷射装置 30、拉伸机构304、305、拉伸螺栓 306、拉伸螺母12、桶盖20、喷嘴 301、液压螺栓120、玻璃观察31、32、拉杆 312、预紧固定螺母331、332、试样固定机构4、试样具体实施例方式本专利技术提出的一种可施加拉力的冲蚀试验机，具有试验机壳体；与所述试验机壳体相连接的喷射装置，所述喷射装置具有喷嘴，所述喷嘴设置在所述试验机壳体内；拉伸装置，包括设置在所述试验机壳体侧壁上并延伸至其内部的试样固定装置，设置在所述试验机壳体外部与所述试样固定装置相连接的拉伸机构。本专利技术的冲蚀试验机通过拉伸机构能够对固定在试样固定装置上的试样施加高达10吨的拉力，使试样在承受IOOMPa的拉应力状态下，受到喷嘴喷射出的高速含沙酸液冲蚀时，获得高压管件的冲蚀磨损情况。由于IOOMI5a压力是极高的压力，在酸化压裂中，这么高的压力作用可压裂石油钻井中的地层岩石。为了保证试验室作业的安全性，减少设备成本，并取得与实际压应力下的管件受冲蚀磨损情况，本专利技术采用对试样施加拉力作用，模拟实际工况下的流体静压力， 然后再用高速流体对试样进行冲蚀，从而获得可靠的试验数据，以深入研究管件的失效机理，提高生产效率和安全性。其中，所述喷射装置进一步包括喷嘴管，所述喷嘴管与所述试验机壳体相连接，并伸入其内，所述喷嘴与所述喷嘴管相连接。进一步，所述试样固定装置为两个相对设置在所述试验机壳体上的拉杆，两个所述拉杆能沿所述试验机壳体的径向移动，且位于所述试验机壳体内的两个所述拉杆相对应的一端上分别设有试样固定机构；其中，一个所述拉杆的另一端与所述拉伸机构相连接。而另一个所述拉杆的另一端延伸至本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种可施加拉力的冲蚀试验机，其特征在于，所述试验机具有：试验机壳体；喷射装置，与所述试验机壳体相连接，所述喷射装置具有喷嘴，所述喷嘴设置在所述试验机壳体内；拉伸装置，包括设置在所述试验机壳体侧壁上并延伸至其内部的试样固定装置，设置在所述试验机壳体外部与所述试样固定装置相连接的拉伸机构。

【技术特征摘要】

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