一种多功能环道式油气水多相流腐蚀模拟试验装置，包括控制柜、气液分离器、电加热器、气体增压机、气体流量计、螺杆泵、液体流量计、静态混合器、腐蚀检测探针、可转动接头、腐蚀检测管段、腐蚀挂片器和腐蚀反应釜。气源管线与气液分离器的气出口管线均连接到气体增压机进口，气体增压机出口管线与静态混合器进口相连，液源管线与气液分离器液体出口管线均连接到螺杆泵的进口，螺杆泵出口管线通过液体流量计与静态混合进口水平相连；在静态混合出口处设有温度传感器，静态混合器的出口管线通过腐蚀检测管段与腐蚀反应釜相连，腐蚀反应釜的出口管线与气液分离器的气液进口相连；在腐蚀检测管段的前或后设有腐蚀检测探针。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及腐蚀试验模拟装置，具体地说涉及一套多种测试功能的环道式油田采输系统多相流腐蚀室内模拟系统，属油田化学腐蚀与防护评价领域。
技术介绍
油田采输管线内的油气水多相流介质往往引起管线局部内腐蚀穿孔，由此将引发漏油、赔青、停产检修等，造成巨大经济损失。特别是高含水期油田的开发以及一些提高原油采收率新技术的规模化应用，如CO2驱、聚合物驱技术等，将使采输管线的腐蚀问题更加突出，严重影响油田生产。因此，在逐渐依靠三次采油新技术的今天，开展油田采输管线多相流腐蚀规律研究显得尤为重要。然而，目前对油气水多相流腐蚀规律的认识尚十分有限，影响因素复杂多变，腐蚀 预测困难重重，给工艺设计、材料选择、现场维护人员带来极大的困惑。可见，油气水多相流管线的腐蚀数据积累、影响规律研究是实现技术突破的重点。但现场开展大量腐蚀实验研究不仅耗时费力，而且会影响正常的生产秩序。因此期待在实验室内建立相应的多相流管道腐蚀系统，实时模拟现场腐蚀环境，将成为油田管线内腐蚀规律研究、腐蚀评价不可替代的手段。目前，国内外已经建立了几套类似的多相流腐蚀实验模拟装置，但均存在与现场实际腐蚀情况差异大，功能单一化等缺点。现存多相流腐蚀模拟装置存在以下不足I)忽视流体流型及油水分布对腐蚀的影响现场不同区块油气水比例、流速变化大，多数装置仅能实现水气双相、油水双相流体的腐蚀研究，未来考虑流型及油水分布影响；另外，绝大多数装置设计的水平直管段长度与直径之比过小，流体处于非稳定流态，不能反映长距离混输管线内实际流型状况。2)腐蚀测试功能单一、片面常规通过内部固定的腐蚀挂片进行测试，但显然油气水混输管线不同部位接触的腐蚀介质存在明显差异，因此采集数据片面，不能反映管线实际周向腐蚀情况。腐蚀探针测试同样存在类似问题，难以实现管壁周向全方位腐蚀测试。同时忽略了挂片、探针等测试元件对流体局部特性的影响。3)不能实现承压管线走向的任意倾角模拟实际工况中常遇到如河流跨越、山地铺设等涉及倾斜走向的管线，实验室中尚未成功模拟该条件下腐蚀行为。国外少数多相流研究装置采用软管实现任意倾角的模拟，但承压的刚性管尚不能实现任意倾角变换。因此，本专利技术设计一套能够模拟油气水混输管线工况环境的多功能环道式多相流腐蚀模拟测试装置，能够对管线内腐蚀进行全方位测试，可作为建立腐蚀与多相流体流型之关系的可靠依据，为三次采油新技术在油田的广泛应用、采出液腐蚀规律及控制技术研究提供重要支持。
技术实现思路
针对国内外多相流腐蚀模拟装置存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种多功能环道式油气水多相流腐蚀模拟试验装置，适用于多相流腐蚀机理、流型与腐蚀关系、管线全方位腐蚀性检测等研究工作，亦可为油田管线腐蚀评价、缓蚀剂筛选及防腐工艺优化等提供较好的试验研究平台。本装置具有独特的腐蚀测试功能，最大程度重现现场管线内腐蚀环境并全方位采集腐蚀信息。本专利技术的技术方案是通过以下方式实现的一种多功能环道式油气水多相流腐蚀模拟试验装置，包括控制柜、气液分离器、电加热器、气体增压机 、气体流量计、螺杆泵、液体流量计、静态混合器、腐蚀检测探针、可转动接头、腐蚀检测管段、腐蚀挂片器和腐蚀反应釜。其特征在于气源管线与气液分离器的气出口管线均连接到气体增压机进口，在气液分离器的气出口管线上设有控制阀，气体增压机出口管线与水平设置的静态混合器进口相连，气体增压机出口管线设有水平段，在水平段上设有气体流量计；液源管线与气液分离器液体出口管线和螺杆泵的进口管线相联，在液体出口管线上设有控制阀，螺杆泵出口管线通过液体流量计与静态混合进口水平相连。在静态混合出口处设有温度传感器，温度变送器信号传输线与控制柜相连，控制柜根据温度变送器信号控制设在气液分离器下部的电加热器。静态混合器的出口管线通过水平连接管上的腐蚀检测管段，垂直连接管上的腐蚀检测管段和倾斜坡度可变的连接管上的腐蚀检测管与腐蚀反应釜相连，腐蚀反应釜的出口管线与气液分离器的气液进口相连；在气液分离器气液进口管线与气体流量计进口管线之间和螺杆泵进出口之间设有旁通管；在水平的腐蚀检测管段、垂直的腐蚀检测管和倾斜坡度可变的腐蚀检测管的前后均设有腐蚀检测探针。气液分离器设为圆柱形，在上封头的中心设有气体出口，在上封头下部周侧设有气液进口，在气相和液相均设有腐蚀挂片器和腐蚀检测探针，在下部设有电加热器，在下封头中心设有液体出口。水平腐蚀检测管设置前后两个腐蚀检测点，检测流态稳定前后的腐蚀，并且腐蚀检测探针可旋转，实现对管壁不同方向的腐蚀检测。垂直腐蚀检测管段的连接管设为口向下的U字形，在U字形两边对称设有腐蚀检测探针和腐蚀检测管段。倾斜腐蚀检测管段的管线坡度可调节，在底边的延长线上设有两个旋转接头，在倾斜坡度可变的腐蚀检测管线前后均设有腐蚀检测管段和腐蚀检测探针。在腐蚀反应釜顶部向内设有腐蚀检测探针和腐蚀挂片器。本专利技术可实现以下有益功效I)腐蚀测试功能多样化采用测试管段代替常规腐蚀挂片，克服了由于挂片位置差异引起腐蚀信息片面的缺点，同时避免了挂片本身对流体的干扰作用；通过360度旋转管段与平头腐蚀探针的配合，可实现管壁周向全方位腐蚀速率测试，使多相流流型与腐蚀速率关联性的构建成为可能；可获得腐蚀速率或腐蚀电流随时间连续变化曲线；同时还配合了部分位置的腐蚀挂片检测。2)现场模拟更真实水平直管段稳定流型区位置的L/D值大于200，可真正模拟现场长距离混输管线内的稳定流体流型。采用特殊的倾斜管段设计，可模拟实际工况中存在任意倾角的刚性管线中流体形态及腐蚀行为(如河流跨越、山地铺设等)。采用管式静态混合器实现油气水三相的均匀乳化，确保油气水三相处于稳定状态。体系的压力、温度、油气水比例等参数可调范围宽泛，可涵盖油田集输系统的几乎全部工况。3)环路设计简洁可靠气液分离罐同时充当临时气液储罐，简化了环路的流程，气液相补充方便自如，系统压力控制操作简便；自封闭环路系统的设计有助于气液流量的控制和计量。部分管段设有透明观察窗，可实时观测环道内多相流流型状态。所有过流部件采用316L不锈钢可实现腐蚀性气体如CO2及微量H2S腐蚀研究。4)控制计量更准确采用变频电机的螺杆泵及气体增压机配合回流管路设计可实现气、液流量的精确控制。气液分离并独立计量有助于判断流体内各相的准确体积含量，是构建准确的流型图的关键。独立的温度控制系统对模拟现场实际管线工况至关重要。5)智能数字化操作台架操作实现自动化,腐蚀数据采集方便快捷。总之，本专利技术装置可用于实验室内开展CO2及微量H2S腐蚀及普通油气水多相流腐蚀的研究工作，亦可为油田管线腐蚀评价、缓蚀剂筛选及防腐工艺优化提供较好的试验平 台。本专利技术是大规模开展管线多相流腐蚀规律探索的基础，将成为油田管线内腐蚀研究中不可替代的手段。另外，本专利技术设计简单，功能强大且独具特色，在研究及工程领域均具明显的推广价值。附图说明图是本专利技术的工艺流程简中序号说明1_气液分离器2-电加热器3-气体增压机4-气体流量计5-螺杆泵6-液体流量计7-静态混合器8-腐蚀检测探针9-腐蚀检测管段10-腐蚀挂片器11-腐蚀反应爸具体实施例方式为进一步公开本专利技术的技术方案，下面结合说明书附图通过实施例作详细说明。一种多功能环道式油气水多相流腐蚀模拟试验装置，包括控制柜、气液分离器I、电加热器2、气本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多功能环道式油气水多相流腐蚀模拟试验装置，包括控制柜、气液分离器、电加热器、气体增压机、气体流量计、螺杆泵、液体流量计、静态混合器、腐蚀检测探针、可转动接头、腐蚀检测管段、腐蚀挂片器和腐蚀反应釜。其特征在于气源管线与气液分离器的气出口管线均连接到气体增压机进口，在气液分离器的气出口管线上设有控制阀，气体增压机出口管线与水平设置的静态混合器进口相连，气体增压机出口管线设有水平段，在水平段上设有气体流量计；液源管线与气液分离器液体出口管线和螺杆泵的进口管线相联，在液体出口管线上设有控制阀，螺杆泵出口管线通过液体流量计与静态混合进口水平相连。在静态混合出口处设有温度传感器，温度变送器信号传输线与控制柜相连，控制柜根据温度变送器信号控制设在气液分离器下部的电加热器。静态混合器的出口管线通过水平连接管上的腐蚀检测管段，垂直连接管上的腐蚀检测管段和倾斜坡度可变的连接管上的腐蚀检测管与腐蚀反应釜相连，腐蚀反应釜的出口管线与气液分离器的气液进口相连；在气液分离器气液进口管线与气体流量计进口管线之间和螺杆泵进出口之间设有旁通管；在水平的腐蚀检测管段、垂直的腐蚀检测管和倾斜坡度可变的腐蚀检测管的前后均设有腐蚀检测探针。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张建，王增林，韩霞，李清方，管善峰，王子明，傅莉，董金婷，郭长会，王田丽，孙广领，黄少伟，王利君，王书平，
申请(专利权)人：胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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