[發明專利]天然氣水合物的腐蝕評價試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202010932081.4
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN114152560A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 李世瀚;李遵照;薛倩;趙巍;王曉霖;劉名瑞
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種天然氣水合物的腐蝕評價試驗裝置及方法，該裝置包括：環道管路，其在溫度、壓力可調節的狀態下通入天然氣水合物，該環道管路內設有失重腐蝕掛片；攪拌反應釜，其與環道管路連通并與環道管路的溫度、壓力環境相同，該攪拌反應釜內設有可旋轉掛片；依據環道管路內的失重腐蝕掛片和攪拌反應釜內的可旋轉掛片的失重和表面形貌變化，評價兩者的腐蝕速率的對比情況。本發明的裝置及方法不但可實時觀測不同溫度和壓力，不同流速，不同天然氣水合物形態的流體對管道的腐蝕狀況，還可以同時比較環道環境內和反應釜環境內試樣的腐蝕差異。

技術領域

本發明涉及天然氣水合物集輸技術及腐蝕評價領域，模擬在管道輸送條件下天然氣水合物的生成、變化及水合物抑制劑或促進劑對金屬管道的腐蝕狀況，特別涉及一種天然氣水合物的腐蝕評價試驗裝置及方法。

背景技術

天然氣水合物在地球上儲存豐富，是世界上重要的潛在能源，在能源危機的時代背景下，其調查與研究已經成為全球的熱點。它是在高壓低溫下由水和天然氣組成的類冰狀的結晶化合物。

盡管天然氣水合物本身是一種重要的能源形式，但是在天然氣管道輸送過程中,天然氣水合物的生成和存在卻會造成嚴重的不利影響。輸氣管道的實際運行情況證明，天然氣水合物會造成管道腐蝕，且在氣溫較低時, 容易形成冰堵，從而影響輸氣管道的安全平穩運行。在管道輸送過程中，為了防止天然氣水合物的生成，廣泛應用了各種抑制劑來阻止和分解水合物塞的形成。但水合物抑制劑的添加對管道造成的腐蝕影響也尚不清楚。此外，隨著海上油氣田向深海和超深海方向的發展，管輸溫度更低，抑制水合物生成的常規手段成本升高，效果有限。業內由此引入了水合物漿體輸送技術和冷流的概念，允許或引導流體中的天然氣生成水合物，還有在天然氣和二氧化碳氣體分離等應用場景中，為了促進天然氣水合物的生成，都需要添加各種水合物促進劑。有實際應用價值的并不僅僅是天然氣水合物更是具有流動特性的水合物漿體。如今，已經有許多學者著手研究天然氣水合物漿體在管道中的流動規律和特性，進行水合物漿液輸送管線的工藝設計，例如中國專利CN208780594U公開了一種天然氣水合物沉積特性測試裝置，中國專利CN 208872627 U公開了一種天然氣水合物漿流動特性的高壓測試裝置。但水合物漿體在流動過程中對管道的腐蝕作用的研究卻鮮有耳聞，業內對天然氣水合物漿體對管線的腐蝕狀況知之甚少。

因此，亟需建立科學的試驗裝置和方法對天然氣水合物存在下的流體對管線的腐蝕情況進行評價。目前，專利CN 107991225 A公開了一種天然氣水合物固態流化開采管路腐蝕原位監測系統，主要是針對天然氣水合物開采的混合舉升過程和管道沖刷腐蝕作用的研究。但無法實現針對不同壓力及溫度條件下天然氣水合物的生成形態、流速和添加劑等對管線腐蝕情況的研究。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種天然氣水合物的腐蝕評價試驗裝置及方法，不但可實時觀測不同溫度和壓力，不同流速，不同天然氣水合物形態的流體對管道的腐蝕狀況，還可以同時比較環道環境內和反應釜環境內試樣的腐蝕差異。

為實現上述目的，根據本發明的第一方面，本發明提供了一種天然氣水合物的腐蝕評價試驗裝置，包括：環道管路，其在溫度、壓力可調節的狀態下通入天然氣水合物，該環道管路內設有失重腐蝕掛片；攪拌反應釜，其與環道管路連通并與環道管路的溫度、壓力環境相同，該攪拌反應釜內設有可旋轉掛片；依據環道管路內的失重腐蝕掛片和攪拌反應釜內的可旋轉掛片的失重和表面形貌變化，評價兩者的腐蝕速率的對比情況。

進一步，上述技術方案中，環道管路上設有注劑單元，用于向環道管路內注入水合物抑制劑或促進劑。