Способ определения износа газонефтепромыслового оборудования в потоке скважинной среды и устройство для его осуществления

Способ определения износа газонефтепромыслового оборудования в потоке скважинной среды и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ определения износа газонефтепромыслового оборудования в потоке скважинкой среды, включаюищй расположение образца в ядре установившегося вертикально восходящего многофазного агрессивного потока с абразивом и ударное воздействие на образец потока под равными углами атаки, отличающийся тем, что) с целью увеличения точности определения износа путем повышения степени имитации эксплуатационных условий, одновременно с ударным воздействием потока на образец к нему прикладывают растягивающую нагрузку до предела текучести материала образца. 2. Устройство для определения износа газонефтепромыслового оборудования в потоке скважинной среды, включающее линеаризатор потока с установленным в нем с возможностью изменения угла атаки испытуемым образцом,о т (Л личающееся тем, что оно снабжено узлом нагружения связанным с образцом, вьтолненным в виде плоской пластины и размещенным перпендикулярно оси потока, при этом отношение площади рабочей части образца и сечения линеаризатора выбирают из условия bi/S - 0.35, где 5 - пло сд щадь рабочей части образ1;а; Ь( площадь сечения линеаризатора. о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

МЯЧ

РЕСПУБЛИК

09) 01) др E 21 В 47/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCNONIV СВИДЕТЮВСТВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3300519/22-03 (22) 02.04.81 (46) 30.05.84. Бюл. 9 20 (72) В.Н.Виноградов, В.И.Бирюков, В.Н.Михайлычев, Г.В.Жуков, В.В.Макеев и Б.Б.Саблуков (71) Московский институт нефтехимической и газовой промышленности им.И.М.Губкина (53) 622.241.5(088.8) (56) 1 ° Бирюков В.И. и Михайлычев В.Н.

Метод испытания на изнашивание в газоабразивном потоке. — "Заводская лаборатория". 1974, Р 3, с.321-324.

2. Авторское свидетельство СССР

У 296980, кл. E 21 В 47/00, 1971 (прототип). (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗНОСА ГАЗОНЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

В ПОТОКЕ СКВАЖИННОЙ СРЕДЫ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ, (57) 1. Способ определения износа газонефтепромыслового оборудования в потоке скважинной среды, включающий расположение образца в ядре установившегося вертикально восходящего многофазного агрессивного потока с абразивом и ударное воздействие на образец потока под равными углами атаки, отличающийся тем, что с целью увеличения точности определения износа путем повышения степени имитации эксплуатационных условий, одновременно с ударным воздействием потока на образец к нему прикладывают растягивающую нагрузку до предела текучести материала образца.

2. Устройство для определения износа газонефтепромыслового оборудования в потоке скважинной среды, включающее линеаризатор потока с установленным в нем с возможностью изменения И угла атаки испытуемым образцом,о т

9 личающееся тем, чтооно снабжено узлом нагружения, связанным с образцом, выполненным в виде плоской пластины и размещенным перпендикулярно оси потока, при этом отношение площади рабочей части образца и сечения линеаризатора выбирают из условия S /g 0 35, где » — пло- 4Р щадь рабочей части образца, 5 — C© площадь сечения линеаризатора. 4ъ

1094956

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для решения задач no on" ределению износа нефтепромыслового оборудования в процессе его эксплуатации.

Известен способ определения износа материалов путем расположения образца в ядре установившегося вертикально восходящего многофазного потока с абразивом, при котором образец подвергают ударам абразива под разными углами атаки и который позволяет проводить испытания материала образца в ненапряженном состоянии при динамических условиях агрессивной сре" ды 11).

Известен также способ для определения износа газонефтепромыслового оборудования в потоке скважинной среды, включающий расположение образца в ядре установившегося вертикально восходящего многофазного агрессивного потока с абразивом и ударное воздействие на образец потока под разными углами атаки (2).

Способ осуществляется устройством для испытания материалов в рабочей среде содержащим автоклав, механизм нагружения образца, насоса, обеспечивающего непрерывную циркуляцию среды, с постоянной скоростью относительно цилиндрической поверхности образцов в герметичной камере.

Недостатком известного способа яв» ляется то, что он позволяет получить только осредненные количественные закономерности стойкости материала образца и сопряжен со значительными по» грешностями испытаний, так как невоз.можно учесть влияние количества абразива, попадающего на иэнашиваемую поверхность образца при различных скоростях среды, относительно цилиндрической поверхности образца, а также выявить ударный характер влияния среды, в частности, фиксированных параметров многофазного агрессивного потока с абразивом.

Таким образом, проведение испытаний данным способом не дает возможности получить представление о динамическом воздействии среды на закономерность изнашивания, а перемешивание среды в герметической камере дает осредненные характеристики процесса изнашивания.

При оценке интенсивности корроэионно-механического изнашивания, а

40 герметичном объеме при перемешивании агрессивной среды тем, что образец

55

25 также разработке методов расчета сро. ка службы газонефтепромыслового о6о» рудования важно иметь точные как качественные, так и количественные закономерности.

Целью изобретения является увеличение точности определения износа оборудования путем повышения степени имитации эксплуатационных условий.

Цель достигается тем, что согласно способу определения износа газонефтепромыслового оборудования в потоке скважинной среды, включающему расположение образца в ядре установившегося вертикально восходящего многофазного агрессивного потока с абразивом и ударное воздействие на образец потока под разными углами атаки, одновременно с ударным воздействием потока на образец к нему прикладывают растягивающую нагрузку до предела текучести материала образца.

Устройство для определения износа газонефтепромыслового оборудования в потоке скважинной среды, включающее линеариэатор потока с установленным в нем с возможностью изменения угла атаки испытуемым образцом, снабжено узлом нагружения, связанным с образцом, выполненным в виде плоской пластины с размещенным перпендикулярно оси по" тока, при этом отношение площади рабочей части образца и сечения линеаризатора выбирают из условия S /Я 0,35, где 5< — площадь рабочей части образца, Я вЂ” площадь сечения линеаризатора.

Предлагаемый способ отличается о г известного способа исследования в располагается в ядре установившегося вертикально восходящего многофазного агрессивного потока с абразивом и одновременно с приложением к образцу растягивающей нагрузки подвергают его ударному воздействию под разными yrлами атаки.

Способ может быть осуществлен устройством предлагаемой конструкции для исследования коррозионно-механического изнашивания, содержащим образец, механизм нагружения образца, расположенных в герметичной камере.

Отличие устройства, позволяющего осуществить предлагаемый способ состоит в том, что оно снабжено линеаризатором потока, выполненным в виде вертикального участка трубопровода, 1094956

3 связанного с герметичной камерой, перпендикулярно оси которого распо ложена ось плоского образца, причем,,длину линеаризатора выбирают из условия 1 >r 409, где 3) — диаметр лине" ариэатора, а длину I и площадь рабочей части образца 61, из следующих условий Ь =9, а Ьq =0,35 5, где

Ь вЂ” площадь сечения линеариэатора.

Данные соотношения получены экспериментальным путем.

На фиг.1 приведено устройство для определения износа газонефтепромыслового оборудования в потоке скважинной среды; на фиг.2 — разрез А-А на фиг ° 1 °

Устройство содержит герметичную камеру 1 механизма нагружения плоского образца 2, включающего обойму 3, пружины 4,тарельчатого типа ., активный 5 и пассивный 6 захваты с штифтами 7, фиксатор 8 угла атаки, линеаризатор 9 потока, представляющего собой вертикальный участок трубопровода заданной длины, соединенный с герметичной камерой 1 и обеспечивающий в месте установки образца вертикально восходящий установившийся многофазный поток с абразивом.

Устройство работает следующим образом.

С помощью фиксатора 8 образец 2 устанавливается в обойме 3 под задан" ным углом атаки и с помощью механизма нагружения в образце 2 создается напряженное состояние. Затем образец

2 вместе с обоймой 3 располагается в камере 1 устройства так, что ось симметрии образца 2 располагается перпендикулярно направлению движения потока, в результате чего иэнашиваемая поверхность образца оказывается в яд-ре установившегося потока с равномерно распределенной концентрацией фаэ по сечению потока. С помощью линеаризатора 9 эта поверхность подвергается ударному воздействию многофазно

ro потока с абразивом.

Нерабочие поверхности образца защищаются от воздействия потока известными методами.

Площадь изнашиваемой поверхности

S образца 2 выбрана из условия сохранения структуры потока и определена экспериментально.

Предлагаемый метод исследования коррозионно-механического изнашива1р ния при одновременном ударном воздействии фиксированных параметров многофазного агрессивного потока с абразивом на поверхность образца при различных напряжениях в нем и углах

15, атаки осуществим в реальных условиях, При осуществлении предлагаемого способа получают новые данные о влиянии параметров потока на интенсивность изнашивания напряженных образцов, а также новые качественные и количественные закономерности. Это возможно в силу того, что способ реализует дифференцированный подход к процессу корроэионно-механического изнашивания, так как позволяет моделировать малые участки изнашиваемой поверхности в пределах которого мож но пренебречь изменением параметров многофазного агрессивного потока с абразивом при разных углах атаки. Полученные экспериментальные данные могут быть взяты в основу расчета и про гнозирования срока службы газонефте,промыслового и другого вида оборудования. Такие методы расчета и прогнозирования до настоящего времени отсутствуют.

Преимущество предлагаемого метода исследований заключается в том, что изнашиваемая поверхность плоского образца подвергается практически рав номерному износу при всех углах атаки.

Ожидаемый годовой экономический

45 эффект, связанный с реализацией предложенного способа, составляет

200 тыс.руб. на одну установку.

1094956

BHHEGH Заказ 3556! 19 Тираж 564 . Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óìãîðîä, ул.Проектная, 4