噴射式沖蝕實驗裝置研制及油井管柱抗沖蝕性能研究.pdf

1、沖蝕是金屬表面與流體之間由于相對運動而造成金屬表面損壞的現(xiàn)象，微觀上包括磨損、腐蝕及其相互促進作用。在石油開采及輸送過程中，井下工具、管柱及地面管匯等設備不可避免地承受多相流，特別是固、液混合流體的高速沖蝕，導致設備壁厚減薄、承載能力降低，帶來安全隱患。磨損是互相接觸的物體在相對運動時表層材料發(fā)生損耗或產生殘余變形的現(xiàn)象，在鉆井、修井過程中，套管磨損使其承載能力降低，給后續(xù)鉆井、完井、采油及修井帶來重大影響。
　　本文綜合現(xiàn)有各類

2、型沖蝕實驗裝置優(yōu)缺點、油井管柱服役的現(xiàn)場工況及實驗目的，設計并制造了一臺噴射式沖蝕實驗裝置，該裝置由噴射泵、漸縮段噴嘴、噴射室、試樣裝夾和固定支撐系統(tǒng)等構成，可實現(xiàn)沖蝕速度、沖蝕角度及噴射距離可控。
　　選用套管油管鋼P110、N80及VM140材料在自制沖蝕實驗裝置上進行沖蝕實驗，研究了沖蝕流體流速、沖蝕角度及流體介質（腐蝕性）對沖蝕的影響，并比較以上三種材料的抗沖蝕性能。實驗發(fā)現(xiàn)，材料的沖蝕速率隨流體流速增大幾乎呈指數(shù)關系增加

3、；材料的沖蝕速率隨沖蝕角度的增大而減小，當沖蝕角為90°時，沖蝕速率最小；P110材料在含砂量大的固、液混合流體沖蝕下的沖蝕失重量大于在含砂量小的固、液混合流體沖蝕下的沖蝕失重量。P110材料在含NaCl的固、液混合流體沖蝕下的沖蝕失重量大于在不含NaCl的固、液混合流體沖蝕下的沖蝕失重量。在相同實驗條件下，抗沖蝕性能最好的是P110材料，最差的是VM140材料，N80材料的介于兩者之間。
　　選用S135鉆桿/P110、S135