[發明專利]循環多相流起伏管路內腐蝕實驗裝置

無效

• 申請號: 201110320980.X
• 申請日: 2011-10-14
• 公開（公告）號: CN102507423A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 崔銘偉;曹學文;冷亞梅;李玉浩
• 申請（專利權）人: 崔銘偉
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N17/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種循環多相流起伏管路內腐蝕實驗裝置，尤其涉及一種模擬含CO₂，H₂S等腐蝕性干氣、濕氣或油氣水三相混輸起伏管路內腐蝕的循環實驗裝置。

背景技術

腐蝕在“油氣管工程”中占有十分重要的位置。油氣管的失效統計分析表明，60％的失效和管線鋼的腐蝕有關。尤其是近幾年我國油氣開發過程中，出現大量的H₂S，CO₂等酸性氣體，對油氣管線造成了嚴重的危害。H₂S，CO₂作為油氣開采的伴生氣體，導致H₂S，CO₂腐蝕問題的突出，造成的腐蝕結果非常嚴重。油氣田開發過程中的腐蝕會給油氣田造成災難性事故，油氣田集輸和長輸管線的腐蝕除造成重大經濟損失外，還會造成環境污染和環境修復困難。

近年來，隨著世界對能源需求量的增加，發現了許多高含二氧化碳和硫化氫共存的油氣田，由于高含H₂S和CO₂氣田苛刻的腐蝕條件，造成了對該類型的氣田開發出現了相對滯后性，因此國內外許多公司也加大了對含CO₂和H₂S等酸性氣體的腐蝕研究力度。

由于混輸管道內有油氣水等多種介質，成分復雜、流動狀態不穩定，尤其是含有CO₂和H₂S等腐蝕性介質時，會對管道內壁有比較嚴重的腐蝕。多相流腐蝕受到多相流體動力學和腐蝕動力學的雙重作用，而多相流體動力學和多相介質腐蝕動力學的理論十分復雜，并正處于發展之中，因而迄今為止，人們對多相流腐蝕的認識仍很有限，理論尚不成熟。美國俄亥俄大學多相流腐蝕中心W.P.JePson教授最早開展了多相流腐蝕研究，目前國內腐蝕性實驗研究主要有以下幾種：在靜態條件下進行，例如公開號為CN101592587A的發明專利涉及了一種液態介質靜態腐蝕實驗裝置與方法；在高壓釜中進行，例如公開號為CN?1664559A的發明專利涉及了一種動態高溫高壓電化學測試實驗裝置；還有采用旋轉方式模擬流動狀態的腐蝕實驗，例如公開號為CN?101275287A、CN102128783的發明專利分別涉及了一種以旋轉方式模擬腐蝕相關的實驗裝置。但是這些實驗條件都無法模擬腐蝕介質在管道中的真實流動狀態，與現場實際的管流差別較大，而且流型模擬也很難實現，也就無法得到準確的管道腐蝕的數據。

目前，已經有公開的管道腐蝕實驗裝置專利。公開號為CN2575660Y的實用新型專利公開了在室內完成油氣生產、集輸和污水處理過程中腐蝕研究的實驗裝置，但是專利并未考慮腐蝕氣體的循環利用、腐蝕參數的測量等重要問題。公開號為CN101226134A的發明專利公開了一種可在實驗室和現場應用的腐蝕實驗裝置，但專利并未考慮腐蝕氣體的循環利用以及管路傾角對腐蝕的影響，不適合干氣或濕氣系統的腐蝕實驗。公開號為CN101975744A的發明專利涉及到一種海水管系金屬構件沖刷腐蝕實驗裝置，但專利僅適用于液相腐蝕，并不適用于多相流腐蝕實驗。因此，為更加真實地評價干氣、濕氣或油氣水三相混輸起伏管路中的腐蝕情況，需要設計一種真實的動態模擬循環腐蝕實驗體系，模擬現場實際工況的多相流腐蝕實驗裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種多功能循環多相流起伏管路內腐蝕實驗裝置，通過實驗參數和過程控制可實現模擬多種流型、多種管道傾角，模擬不同溫度、壓力、腐蝕氣體分壓、PH值、溶解氧含量、Cl^-濃度下的管道內腐蝕狀況，并為油氣管道緩蝕劑以及油氣管道內涂層防腐效果的評價提供實驗平臺。

其技術方案是：主要由氣相封閉循環系統、液相封閉循環系統、氣液兩相分離系統、溫控系統、多相流起伏管路系統、在線腐蝕測試系統及多種控制閥組成；氣液兩相分離系統由兩套氣液分離裝置實現氣液兩相的有效分離；氣相封閉循環系統中的高壓儲氣罐、高壓氣瓶及多種閥組調節氣相壓力及流量穩定；液相封閉循環系統由儲液罐、耐腐蝕離心泵組組成，耐腐蝕離心泵組出口連接儲液罐的循環回路與干路上的控制閥共同調節液相流量；溫控系統安裝在起伏管路入口處，可減少系統散熱，實現低碳循環；多相流起伏管路由不同管徑或管材的兩種管路組成，管路可設置不同起伏傾角；測試系統中設置掛片、電化學及電感三種不同原理的檢測方法。