石英砂质量分数对防砂筛管用304不锈钢冲蚀速率的影响

作者：王治国; 曹锴; 梁治国; 王文娟

来源：石油矿场机械, 2022, 51(02): 32-37.

• 喷射式冲蚀试验
• 304不锈钢
• 失重法
• SEM

在油气井生产过程中，固体颗粒引起的冲蚀磨损是井下防砂工具失效的主要原因之一。利用自制的喷射式试验装置，以清水为介质，分别研究了石英砂质量分数为0.49%、2.99%、3.21%和5.52%的混合流体对SS304不锈钢材料冲蚀速率的影响。研究结果表明：在冲蚀时间0～50 min,由于石英砂存在尖锐棱角，固体颗粒对SS304不锈钢的冲蚀速率较快，100 min以后冲蚀速率小幅度降低且趋于稳定；石英砂质量分数为0.49%时，冲蚀速率达到最大；继续增加石英砂质量分数，材料失质量先略微减小后快速增加，颗粒之间的碰撞消耗动能使得总冲蚀速率降低；石英砂质量分数增加，材料总失质量增加，但冲蚀速率降低。试样扫描电子显微镜(SEM)结果表明：低石英砂质量分数下，试样表面大而深的冲击坑数量较多，粗糙度提高，冲蚀速率和失质量较高；高石英砂质量分数下，试样表面只有小而浅的冲击坑，塑性变形和薄片脱落频繁交互作用导致材料失质量增加。说明冲蚀过程中颗粒间相互碰撞因素会导致冲蚀速率降低。试验结果为SS304不锈钢管材在油气田的应用提供了一定参考。

• 单位
  西安石油大学; 咸阳市特种设备检验所