张新发 徐军 陈世波

1川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院

2低渗透油气田勘探开发国家工程实验室

3川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司

威远页岩气某平台测试流程单元频繁发生弯头刺漏事故，严重影响了页岩气的正常生产。经分析，造成事故的主要原因为高流速含砂气流对弯头造成的冲蚀。页岩气开采是通过加砂压裂人造裂缝形成油气通道，将气体从地层引流至井筒然后进入地面装置开采出来。排液生产阶段以及生产初期，页岩气中含砂量较大，在高速气流作用下很容易将管道弯头冲蚀刺穿[1-3]，而且弯头外侧最容易被冲蚀[4-5]。因此，如何降低弯管的冲蚀磨损程度，提高弯管的耐磨性，是保障页岩气采输管道安全运行的关键。本文采用超音速等离子喷涂工艺在弯管内表面喷涂碳化钨涂层来提高弯头抗冲蚀性能，相关结论对今后弯管抗冲蚀表面处理方面的研究有一定参考价值。

1 试验方法及条件

使用气固冲蚀试验机（图1和图2）对20#基体和制备的碳化钨涂层耐冲蚀性能进行研究。选用多棱型刚玉作为磨粒（直径范围180～240 μm，硬度2 000～23 00 HV），其微观形貌见图3。根据冲蚀情况选定20°、30°、50°、70°、90°5个冲击攻角，风速20 m/s，含砂量80 g/min，冲蚀时间5 min，试验完成后用超声波对试样进行清洗，称重并测量体积或质量损失。试验前后的试样均须经丙酮超声波清洗，待干燥后用电子分析天平（精度0.01 mg）称量其质量损失，计算冲蚀率。冲蚀率是冲击到靶体表面的单位质量磨料（或冲蚀粒子）所磨蚀掉的靶体（即被冲蚀物）材料的质量（用E表示，单位mg/g）或体积（mm3）。……