CN111208055A - 一种用于高温高压动态腐蚀速率测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于高温高压动态腐蚀速率测试系统,包括：反应釜、搅拌装置、抽真空装置、进气装置、滑轮组件、加热装置、温度监控装置、压力传感器及放液阀；反应釜设有样品入口；搅拌装置包括旋转电机及与旋转电机连接的搅拌件，滑轮组件带动所述搅拌装置进行升降，搅拌件上的不同高度处悬挂有两层或两层以上的挂片架。本发明的有益效果在于:设置旋转机及带动挂片架，可兼顾流体在流动过程对管线腐蚀造成的差异；可以控制不同的流体速度及不同的压强，兼顾不同的流体速度及压强对管线腐蚀造成的影响；设置了多个不同的挂片架，可以分别模拟出井筒中井底积液位置与金属井筒不同接触关系下的腐蚀情况。
Description
技术领域
本发明涉及石油科研仪器，具体涉及一种用于高温高压动态腐蚀速率测试系统。
背景技术
在油、气生产过程中钻杆、钻具、油管、套管、井口、阀门、管道、容器设备等均存在腐蚀现象，这些管线和设备大都在高温高压的条件下和流体接触，此外，部分油田的井口产出流体中含有二氧化碳和硫化氢等具有腐蚀性的气体，加速了流体对生产设备的腐蚀，为了优选管线材质，需要对管线的耐腐蚀性进行测试。
现有的高温高压腐蚀测试装置在一个封闭的高温高压反应釜内通过搅拌桨的转动来实现挂片和腐蚀介质的相对运动，从而模拟流体在实际管道中的流动情况，但是在有些情况下，腐蚀介质并不完全和管线接触，例如井筒有积液的气井或油井在生产时，井筒积液对油管底部腐蚀严重，在靠近井口的位置，油管腐蚀速率比井底要低。而常规的高温高压腐蚀测试装置无法考虑这种情况。
目前，常规的高温高压动态腐蚀试验存在以下的不足：
高温高压反应釜的封闭性无法考虑流体流动过程对管线腐蚀造成的差异。常规设备无法模拟反应釜中的腐蚀介质和管线的接触关系对腐蚀速率造成的影响。常规装置无法考虑气相流动对腐蚀速率的影响。
发明内容
为解决现有技术中高温高压动态腐蚀测试仪器中无法兼顾流体流动、腐蚀介质和管线腐蚀造成差异及气相流动对腐蚀速率等造成的影响，本发明提供一种用于高温高压动态腐蚀速率测试系统。
具体技术方案如下：
一种用于高温高压动态腐蚀速率测试系统，其不同之处在于，所述用于高温高压动态腐蚀速率测试系统包括：反应釜、与所述反应釜可拆卸连接的搅拌装置、与所述反应釜内部连通的抽真空装置、与所述反应釜内部连通的进气装置、与所述搅拌装置连接的滑轮组件、用于加热所述反应釜的加热装置、用于监控所述反应釜内部温度的温度监控装置、用于监控所述反应釜内部压力的压力传感器及设置在所述反应釜上的放液阀；
所述反应釜设有样品入口；
所搅拌装置包括旋转电机及与所述旋转电机连接的搅拌件，所述搅拌装置通过所述样品入口伸入所述反应釜内部，所述滑轮组件带动所述搅拌装置进行升降，所述搅拌件上悬挂有两层或两层以上的挂片架，所述挂片架悬挂在所述搅拌件的不同高度。
进一步,所述用于高温高压动态腐蚀速率测试系统还包括控制装置与速度感应器，所述速度感应器连接在所述控制装置与所述旋转电机之间；所述温度监控装置及所述压力传感器与所述控制装置连接；所述控制装置包括温度传感器，所述温度传感器与所述加热装置及所述温度监控装置连接。
进一步，所述旋转电机与所述搅拌件之间连接有反应釜密封头，所述反应釜密封头将所述样品入口进行密封。
进一步，所述抽真空装置包括真空泵、缓冲罐及连通管；所述连通管连通所述真空泵、所述缓冲罐及所述反应釜，所述缓冲罐与所述反应釜之间的连通管安装有三通阀、抽真空阀门及出气阀门。
进一步，所述滑轮组件包括滑轮组件通道、设在所述滑轮组件通道内部的平衡头、设在所述滑轮组件通道内部的滑轮及连接所述平衡头及所述滑轮的连接线。
进一步，所述进气装置包括设于所述反应釜底部的单向阀与进气阀，所述单向阀与所述进气阀连接。
进一步，所述反应釜密封头设有穿孔，所述搅拌件通过与所述穿孔相配合的连接件与所述反应釜封头进行连接，所述连接件设于所述穿孔内；
所述连接件开设有与所述搅拌件相配合的搅拌件连接孔及分设于所述搅拌件连接孔两侧的连通管连接孔，所述连通管通过连接其中一侧所述连通管连接孔连通所述真空泵与所述反应釜。
进一步，所述加热装置包括包裹在所述反应釜的外壁上的保温层及设于所述反应釜的外壁上的加热电阻丝，所述加热电阻丝与所述控制装置进行连接。
进一步，所述反应釜由316L钢制备，所述挂片架采用聚四氟乙烯制备。
进一步，所述用于高温高压动态腐蚀速率测试系统还包括安装架，所述反应釜、所述搅拌装置、所述抽真空装置、所述进气装置、所述滑轮组件、所述加热装置、所述温度监控装置、所述压力传感器及所述控制装置均安装在所述安装架上，所述安装架底部安装有滚轮。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于:(1)设置旋转电机及带动挂片架，可兼顾流体在流动过程对管线腐蚀造成的差异；(2)可以控制不同的流体速度及不同的压强，兼顾不同的流体速度及压强对管线腐蚀造成的影响；(3)设置了多层不同高度的挂片架，可以分别模拟出井筒中井底积液位置与金属井筒不同接触关系下的腐蚀情况。
附图说明
图1为高温高压动态腐蚀速率测试系统结构图
图2为连接件结构图；
反应釜-1，搅拌装置-2，抽真空装置-3，进气装置-4，滑轮组件-5，加热装置-6，温度监控装置-7，压力传感器-8，控制装置-9，速度感应器-10，安装架-11，试样-12，放液阀-101，样品入口-102，旋转电机-201，搅拌件-202，挂片架-2021，反应釜密封头-203，穿孔-2031，连接件-204，搅拌件连接孔-2041，连通管连接孔-2042，真空泵-301，缓冲罐-302，连通管-303，三通阀-304，抽真空阀门-305，出气阀门-306，单向阀-401，进气阀-402，滑轮组件通道-501，平衡头-502，滑轮-503，连接线-504，保温层-601，电阻丝-602，转速显示器-901，温度传感器-902，滚轮-1101。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例
一种用于高温高压动态腐蚀速率测试系统，所述高温高压动态腐蚀速率测试系统，包括：反应釜1、与所述反应釜1可拆卸连接的搅拌装置2、与所述反应釜1内部连通的抽真空装置3、与所述反应釜1内部连通的进气装置4、与所述搅拌装置2连接的滑轮组件5、用于加热所述反应釜1的加热装置6、用于监控所述反应釜内部温度的温度监控装置7、用于监控所述反应釜内部压力的压力传感器8及设置在所述反应釜1上的放液阀101，温度监控装置7为温度探针。
所述反应釜1设有样品入口102，所搅拌装置2包括旋转电机201及与所述旋转电机201连接的搅拌件202，所述搅拌装置通过所述样品入口102伸入所述反应釜1内部，所述滑轮组件5带动所述搅拌装置2进行升降，所述滑轮组件5包括滑轮组件通道501、设在所述滑轮组件通道501内部的平衡头502、设在所述滑轮组件通道501内部的滑轮503及连接所述平衡头502及所述滑轮503的连接线504。
所述高温高压动态腐蚀速率测试系统还包括控制装置9与速度感应器10，控制装置9包括温度传感器902及转速显示器901，所述速度感应器10连接在所述控制装置9的转速显示器901与所述旋转电机201之间；所述压力传感器8与所述控制装置9连接，所述温度监控装置7与所述温度传感器902连接。
所述旋转电机201与所述搅拌件202之间连接有反应釜密封头203，反应釜封头203与反应釜1用螺纹结构进行连接，所述反应釜密封头203将所述样品入口102进行密封，以此保证反应釜1的密封环境，所述搅拌件202上有三层挂片架2021，挂片架2021沿反应釜内部由下而上依次设置，挂片架2021上可以悬挂多个试样。在实际油井或气井中，油管接触腐蚀性物质的含量会因为井底积液的高度而产生变化，会导致油管不同高度的腐蚀程度不一致，可以分别模拟出井筒中井底积液位置与金属井筒不同接触关系下的腐蚀情况，提高测试的精确度。
所述抽真空装置3包括真空泵301、缓冲罐302及连通管303；所述连通管303连通所述真空泵301、所述缓冲罐302及所述反应釜1，所述缓冲罐302与所述反应釜1之间的连通管安装有三通阀304、抽真空阀门305及出气阀门306，抽真空装置2可以实现在真空条件下静态试样与多组介质间的相对运动，真空泵301可以保护真空环境。
所述进气装置4包括设于所述反应釜1底部的单向阀401与进气阀402，所述单向阀401与所述进气阀402连接。
所述反应釜密封头203设有穿孔2031，所述搅拌件202通过与所述穿孔2031相配合的连接件204与所述反应釜封头203进行连接，所述连接件204设于所述穿孔内；
所述连接件204开设有与所述搅拌件202相配合的搅拌件连接孔2041及分设于所述搅拌件连接孔2041两侧的连通管连接孔2042，所述连通管通过连接其中一侧所述连通管连接孔2042连通所述真空泵301与所述反应釜1，另一侧连通管连接孔2042与压力传感器8之间连接有连通管303。
测试气体(模拟气井或油井生产中的气体)从进气阀402进入后在连通管连接孔2042中进行流通。
所述加热装置6包括包裹在所述反应釜1的外壁上的保温层601及设于绕于反应釜1的外壁上的加热电阻丝602，所述加热电阻丝602与所述温度传感器902进行连接，反应加热装置6结合温度监控装置7检测控制反应釜1内部的温度。
本发明所述反应釜容积为700ml，采用316L钢制成，耐二氧化碳腐蚀，最高承压32MPa,最高工作温度180℃。
所述高温高压动态腐蚀速率测试系统还包括安装架，所述反应釜1、所述搅拌装置2、所述抽真空装置3、所述进气装置4、所述滑轮组件5、所述加热装置6、所述温度监控装置7、所述压力传感器8及所述控制装置9均安装在所述安装架11上，所述安装架11底部安装有滚轮1101。
本发明系统使用方法：
(1)清洗反应釜和挂片架，向反应釜中加入350ml腐蚀介质。
(2)将挂片架放入反应釜1并拧紧反应釜密封头203。
(3)打开加热装置6，调节温度至实验温度，调整挂片架2021转速至实验速度。
(4)关闭出气阀门306和进气阀402，打开抽真空阀门305，然后启动真空泵301，抽真空1h后，关闭真空泵301和抽真空阀门305。
(5)将反应釜1的压力加至实验压力，然后调节进气阀402的气体速度，使气体在反应釜1内部循环。
(6)待反应48h后，利用滑轮组件5上升取出搅拌装置2，取出挂片称重，计算腐蚀速率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于高温高压动态腐蚀速率测试系统，其特征在于，所述用于高温高压动态腐蚀速率测试系统包括：反应釜(1)、与所述反应釜(1)可拆卸连接的搅拌装置(2)、与所述反应釜(1)内部连通的抽真空装置(3)、与所述反应釜(1)内部连通的进气装置(4)、与所述搅拌装置(2)连接的滑轮组件(5)、用于加热所述反应釜(1)的加热装置(6)、用于监控所述反应釜(1)内部温度的温度监控装置(7)、用于监控所述反应釜(1)内部压力的压力传感器(8)及设置在所述反应釜上的放液阀(101)；
所述反应釜(1)设有样品入口(102)；
所搅拌装置(2)包括旋转电机(201)及与所述旋转电机(201)连接的搅拌件(202)，所述搅拌装置(2)通过所述样品入口(102)伸入所述反应釜(1)内部，所述滑轮组件(5)带动所述搅拌装置(2)进行升降，所述搅拌件(202)上悬挂有两层或两层以上的挂片架(2021)，所述挂片架(2021)悬挂在所述搅拌件(202)的不同高度。
2.根据权利要求1所述一种用于高温高压动态腐蚀速率测试系统，其特征在于,所述用于高温高压动态腐蚀速率测试系统还包括控制装置(9)与速度感应器(10)，所述速度感应器(10)连接在所述控制装置(9)与所述旋转电机(201)之间；所述温度监控装置(7)及所述压力传感器(8)与所述控制装置(9)连接；所述控制装置(9)包括温度传感器(902)，所述温度传感器(902)与所述加热装置(6)及所述温度监控装置(7)连接。
3.根据权利要求1所述一种用于高温高压动态腐蚀速率测试系统，其特征在于，所述旋转电机(201)与所述搅拌件(202)之间连接有反应釜密封头(203)，所述反应釜密封头(203)将所述样品入口(102)进行密封。
4.根据权利要求1所述一种用于高温高压动态腐蚀速率测试系统，其特征在于，所述抽真空装置(3)包括真空泵(301)、缓冲罐(302)及连通管(303)；所述连通管(303)连通所述真空泵(301)、所述缓冲罐(302)及所述反应釜(1)，所述缓冲罐(302)与所述反应釜(1)之间的连通管安装有三通阀(304)、抽真空阀门(305)及出气阀门(306)。
5.根据权利要求1所述一种用于高温高压动态腐蚀速率测试系统，其特征在于，所述滑轮组件(5)包括滑轮组件通道(501)、设在所述滑轮组件通道(501)内部的平衡头(502)、设在所述滑轮组件通道(501)内部的滑轮(503)及连接所述平衡头(502)及所述滑轮(503)的连接线(504)。
6.根据权利要求1所述一种气井油套管结垢腐蚀速率评价系统，其特征在于，所述进气装置(4)包括设于所述反应釜(1)底部的单向阀(401)与进气阀(402)，所述单向阀(401)与所述进气阀(402)连接。
7.根据权利要求2或3或4所述一种用于高温高压动态腐蚀速率测试系统，其特征在于，所述反应釜密封头(203)设有穿孔(2031)，所述搅拌件(202)通过与所述穿孔(2031)相配合的连接件(204)与所述反应釜封头(203)进行连接，所述连接件(204)设于所述穿孔(2031)内；
所述连接件(204)开设有与所述搅拌件(202)相配合的搅拌件连接孔(2041)及分设于所述搅拌件连接孔(2041)两侧的连通管连接孔(2042)，所述连通管(303)通过连接其中一侧所述连通管连接孔(2042)连通所述真空泵(301)与所述反应釜(1)。
8.根据权利要求2所述一种用于高温高压动态腐蚀速率测试系统，其特征在于，所述加热装置(6)包括包裹在所述反应釜(1)的外壁上的保温层(601)及设于所述反应釜(6)的外壁上的加热电阻丝(602)，所述加热电阻丝(602)与所述温度传感器(902)进行连接。
9.根据权利要求1所述一种用于高温高压动态腐蚀速率测试系统，其特征在于，所述反应釜(1)由316L钢制备，所述挂片架(2021)采用聚四氟乙烯制备。
10.根据权利要求2所述一种用于高温高压动态腐蚀速率测试系统，其特征在于，所述用于高温高压动态腐蚀速率测试系统还包括安装架(11)，所述反应釜(1)、所述搅拌装置(2)、所述抽真空装置(3)、所述进气装置(4)、所述滑轮组件(5)、所述加热装置(6)、所述温度监控装置(7)、所述压力传感器(8)及所述控制装置(9)均安装在所述安装架(11)上，所述安装架(11)底部安装有滚轮(1101)。
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