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原文传递含砂条件下模拟地热井筒冲刷腐蚀的实验装置及测试方法

专利名称：	含砂条件下模拟地热井筒冲刷腐蚀的实验装置及测试方法
摘要：	本发明公开了一种含砂条件下模拟地热井筒冲刷腐蚀的实验装置及基于该装置进行的地热井筒冲刷腐蚀的测试方法，包括供液组件、供砂组件、混合室、输送管道及测试组件；测试组件包括喷射室、可加热测试平台及电化学工作站，使用时，混合室用于将充入其中的砂粒及液体混合并通过输送管道输送至喷嘴，可加热测试平台顶部用于放置待测试样，用于从上方向待测试样喷射混合后的砂粒及液体，电化学工作站用于测定待测试样的电化学参数的。本发明采用的喷射式冲刷腐蚀装置能够避免在进行冲刷验时砂粒对主要实验设备造成损害，且精确模拟地热井筒不同井位井壁的温度，流体的流速、温度及含砂量，对地热井筒的冲刷腐蚀情况。
专利类型：	发明专利
申请人：	常州大学
发明人：	赵会军;沈鑫;邓嵩;赵旭航;贡誉;陈书凯;倪兴亚;周雨凡;刘璐
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T20:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T10:00:00+0805
申请号：	CN201911323444.8
公开号：	CN110987702A
代理机构：	常州市英诺创信专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	王美华
分类号：	G01N3/56;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/56
申请人地址：	213164 江苏省常州市武进区滆湖路1号
主权项：	1.一种含砂条件下模拟地热井筒冲刷腐蚀的实验装置，其特征在于：包括供液组件、供砂组件、混合室(4)、输送管道及测试组件；所述供砂组件与混合室(4)连接，用于向混合室(4)内充入砂粒；所述供液组件与混合室(4)连接，用于向混合室(4)内充入液体；所述混合室(4)用于将充入其中的砂粒及液体混合；所述输送管道上沿输送方向依次设有调节阀门(7)、流量计(8)及加热环(9)，所述输送管道的一端连接有喷嘴(10)，输送管道的另一端与混合室(4)连接，用于将混合室(4)混合的砂粒及液体输送至喷嘴(10)；所述测试组件包括喷射室(11)、可加热测试平台及电化学工作站(14)；所述可加热测试平台及喷嘴(10)均设于喷射室(11)内且所述喷嘴(10)位于可加热测试平台的正上方；使用时，所述待测试样(16)安装在可加热测试平台的顶部，所述喷嘴(10)用于从上方向待测试样(16)喷射混合后的砂粒及液体，电化学工作站(14)用于测定待测试样(16)的电化学参数。 2.根据权利要求1所述的含砂条件下模拟地热井筒冲刷腐蚀的实验装置，其特征在于：所述电化学参数包括开路电位、极化曲线及电化学阻抗谱。 3.根据权利要求1所述的含砂条件下模拟地热井筒冲刷腐蚀的实验装置，其特征在于：所述可加热测试平台包括安装在喷射室(11)的内壁上的试样架(13)及卡设在试样架(13)顶部的防水PTC加热器(12)，所述待测试样(16)放置于防水PTC加热器(12)的顶部并通过绝缘弹簧夹夹紧，所述防水PTC加热器(12)用于加热所述待测试样(16)，所述待测试样(16)与所述电化学工作站(14)电连接。 4.根据权利要求1所述的含砂条件下模拟地热井筒冲刷腐蚀的实验装置，其特征在于：所述供液组件包括储液桶(1)，所述储液桶(1)内设有不锈钢分样筛(2)用于拦截进入储液桶(1)内的砂粒，储液桶(1)连接有进液管和出液管；所述进液管位于储液桶(1)内的一端位于不锈钢分样筛(2)的上方，进液管的另一端与喷射室(11)连接且用于将喷射室(11)内的砂粒及液体导出并输送至储液桶(1)内；出液管位于储液桶(1)内的一端位于不锈钢分样筛(2)的下方，出液管上设有离心泵(3)，出液管的另一端与混合室(4)连接。 5.按照权利要求4所述的含砂条件下模拟地热井筒冲刷腐蚀的实验装置，其特征在于：所述储液桶(1)的内侧壁中部设有卡槽，所述不锈钢分样筛(2)通过卡槽卡设在储液桶(1)内，所述不锈钢分样筛(2)的筛网网孔尺寸小于砂粒尺寸。 6.根据权利要求1所述的含砂条件下模拟地热井筒冲刷腐蚀的实验装置，其特征在于：所述供砂组件包括储砂罐(6)和螺旋输送机(5)，所述螺旋输送机(5)的进料端与储砂罐(6)连接，螺旋输送机(5)的出料端与所述混合室(4)连接，所述螺旋输送机(5)用于将储砂罐(6)内的砂粒输送至混合室(4)。 7.根据权利要求1所述的含砂条件下模拟地热井筒冲刷腐蚀的实验装置，其特征在于：所述输送管道在加热环(9)与喷嘴(10)之间设有第一温度传感器，用于监测进入喷嘴(10)内的混合后的砂粒及液体的温度；所述可加热测试平台处设有第二温度传感器，用于监测待测试样(16)的温度；还包括控制柜(17)，所述控制柜(17)内设有调节阀门(7)的调节旋钮、螺旋输送机(5)的控制开关及显示屏，所述显示屏用于显示流量计(8)监测到的流量数据、第一温度传感器监测到的温度数据、第二温度传感器监测到的温度数据及螺旋输送机(5)的输出速度。 8.一种地热井筒冲刷腐蚀的测试方法，其特征在于：所述方法基于如权利要求1至7中任一项所述的含砂条件下模拟地热井筒冲刷腐蚀的实验装置进行，包括如下步骤：步骤1，实验准备：模拟地热水组分配制测试用溶液；将待测试样(16)安装在所述可加热测试平台上，并与电化学工作站(14)电连接，；步骤2，冲刷实验：通过供液组件向混合室(4)内导入步骤1配制的所述测试用溶液，通过供砂组件向混合室(4)内导入所述砂粒，所述砂粒和测试用溶液经混合室(4)混合；待待测试样(16)被加热至预设温度时，开启加热环、调节阀门(7)及电化学工作站(14)，按设定流量和时间向待测试样(16)喷射混合后的砂粒和测试用溶液以便冲刷待测试样(16)的表面，冲刷过程中实时记录冲刷时间及待测试样(16)的电化学参数；冲刷试验结束后，取下冲刷后的试样，用添加有六次甲基四胺的盐酸清洗并除去试样表面的腐蚀产物，然后烘干称重，计算冲刷腐蚀速率，再用数码显微镜拍摄试样表面的腐蚀形貌；步骤3、更换待测试样(16)，按设定参数调整混合室(4)内的砂粒含量、混合后的砂粒和测试用溶液的喷射温度及喷射速度、以及待测试样(16)的温度，重复步骤2进行冲刷试验。 9.根据权利要求8所述的地热井筒冲刷腐蚀的测试方法，其特征在于：所述砂粒为石英砂。
所属类别：	发明专利