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冲蚀是金属表面与流体之间由于相对运动而造成金属表面损坏的现象,微观上包括磨损、腐蚀及其相互促进作用。在石油开采及输送过程中,井下工具、管柱及地面管汇等设备不可避免地承受多相流,特别是固、液混合流体的高速冲蚀,导致设备壁厚减薄、承载能力降低,带来安全隐患。磨损是互相接触的物体在相对运动时表层材料发生损耗或产生残余变形的现象,在钻井、修井过程中,套管磨损使其承载能力降低,给后续钻井、完井、采油及修井带来重大影响。本文综合现有各类型冲蚀实验装置优缺点、油井管柱服役的现场工况及实验目的,设计并制造了一台喷射式冲蚀实验装置,该装置由喷射泵、渐缩段喷嘴、喷射室、试样装夹和固定支撑系统等构成,可实现冲蚀速度、冲蚀角度及喷射距离可控。选用套管油管钢P110、N80及VM140材料在自制冲蚀实验装置上进行冲蚀实验,研究了冲蚀流体流速、冲蚀角度及流体介质(腐蚀性)对冲蚀的影响,并比较以上三种材料的抗冲蚀性能。实验发现,材料的冲蚀速率随流体流速增大几乎呈指数关系增加；材料的冲蚀速率随冲蚀角度的增大而减小,当冲蚀角为90。时,冲蚀速率最小：P110材料在含砂量大的固、液混合流体冲蚀下的冲蚀失重量大于在含砂量小的固、液混合流体冲蚀下的冲蚀失重量。P110材料在含NaCl的固、液混合流体冲蚀下的冲蚀失重量大于在不含NaC1的固、液混合流体冲蚀下的冲蚀失重量。在相同实验条件下,抗冲蚀性能最好的是P110材料,最差的是VM140材料,N80材料的介于两者之间。选用S135钻杆/P110、S135钻杆/N80及S135钻杆/VM140套管试样在MRH-1A钻杆-套管摩擦磨损实验机上进行实验,考查接触压力和转速对套管磨损的影响。实验发现,随着接触压力的增加,P110材料磨损量和磨损效率都增加,并且增加幅度逐渐变大；当转速比较低时,P110材料的磨损量和磨损效率随转速变化较小,当转速超过170r/min时,变化幅度增大。在接触压力和转速相同的条件下,抗磨损性能最好的是VM140材料,最差的是N80材料,P110材料介于两者之间。