CN114965231A - 一种适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置 - Google Patents

一种适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于油气开采技术领域，具体提供了一种适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置，包括N2气源、补液单元、CO2气路单元、混合装置、高温高压腐蚀实验装置单元及超临界流体色谱分析单元，补液单元的出口和CO2气路单元的出口均连接混合装置的入口，混合装置的出口和N2气源的出口均连接高温高压腐蚀实验装置单元的入口，超临界流体色谱分析单元连接高温高压腐蚀实验装置单元，解决了现有技术中研究超临界CO2流体对金属管柱的腐蚀影响时，未涉及相态变化问题，不能真实，准确的评价实际生产工况中管柱的腐蚀问题，本发明能够更真实、准确的评价实际生产工况中管柱的安全性能，同时还可以用于腐蚀机理的深入研究及配套的防腐措施的评价。

Description

一种适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置
技术领域
本发明属于油气开采技术领域，具体涉及一种适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置。
背景技术
利用超临界CO2流体的高密、低粘、强扩散、强溶解特性，对低孔(孔隙率＜10％)、低渗(渗透率＜1md)、非均质油藏进行CO2驱替、相比注水开采能进一步提高采收率；实际在CO2驱油工艺试验过程中，液态CO2通过增压泵注进入井筒，随地层温度升高，CO2流体在井筒内某井段达到超临界状态，注入储层后与岩石孔隙中原油形成混相，通过降低密度和界面张力进行有效驱替；但为了控制流度比，提高超临界CO2的波及系数，延缓见气时间，采用WAG水气交替(即水段塞和气段塞交替注入)，这种工艺直接导致超临界CO2与地层中的滞留水相接触、溶解形成腐蚀电解池，对金属管柱产生电化学腐蚀行为，同时因为CO2达到超临界态后，在水相中的溶解能力、离子扩散速度、电化学反应速率均随压力升高而增强，因此临界CO2/H2O体系对金属管材腐蚀比低分压CO2酸性腐蚀更严重，造成金属管柱腐蚀穿孔、应力腐蚀开裂等失效行为，容易引起气窜等工程伴生问题，直接影响安全生产，制约CO2驱油工艺推广实施。因此，深入开展不同相态CO2/H2O环境管柱腐蚀机理，对后续施工过程中的防腐措施制定具有重工程指导意义。
在CO2驱油实验过程中，CO2流体并非单一相态，工况复杂多变：①井下工况中CO2、原油、地层水三者在混相、溶解作用下形成CO2/H2O/油混合体系，CO2/H2O体系本身具有腐蚀性，同时原油因为含硫化物或酸值偏低也具有一定腐蚀性，因此CO2/H2O/油混合体系增加其对金属管柱的腐蚀行为的复杂性；②CO2/H2O体系中CO2在水中的溶解度随环境温度、压力变化而发生动态变化，同时超临界CO2中水相的含水率也会发生变化，这都造成了不同的腐蚀程度；③在整个CO2驱油注采工艺实验过程中，随压力、温度等影响因素变化，CO2流体也在非临界CO2、亚临界CO2、超临界CO2等多个相态之间转化，金属管柱对应的腐蚀工况有非临界CO2(富H2O相+富CO2相)、亚临界CO2(富H2O相+富CO2相)、超临界CO2(富H2O相+富CO2相)等至少6种，并且不同工况下腐蚀严重程度及腐蚀机理差异较大。
苛刻复杂的井筒工况对腐蚀模拟实验装置及腐蚀实验方法均提出了更高要求。国内外针对CO2酸性气田腐蚀行为研究内容较多，且形成大量研究成果，但针对近年来CO2驱油工艺发展所伴生的腐蚀问题，研究内容较少，且适用的金属管柱腐蚀评价方法更少，现有方法多采用高温高压釜进行失重模拟，存在以下问题：①现有技术主要研究超临界CO2流体腐蚀影响，未涉及相态变化问题，不同相态对腐蚀速率、电化学进程影响均不同，采用现有装置和方法无法进行系统研究；②CO2注采环境复杂，介质成分是CO2流体、原油及高矿地层水的混合体系，且形成混相后，受温度、压力变化影响，含水率以及CO2流体密度值也会发生变化，对腐蚀实验结果也不相同，现有技术未进行系统分类模拟研究，无法准确评估管柱材质在模拟工况下的安全性能；③现有技术受装置设计限制，无法准确模拟非临界CO2(富H2O相+富CO2相)、亚临界CO2(富H2O相+富CO2相)、超临界CO2(富H2O相+富CO2相)等6种腐蚀工况，因此需要研发一种模拟CO2驱注采环境下CO2/H2O体系相态变化对应的金属管柱材质腐蚀评价实验装置。
发明内容
本发明提供的适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置目的一是克服现有技术中研究超临界CO2流体对金属管柱的腐蚀影响时，未涉及相态变化问题，采用现有装置和方法无法进行系统研究的问题；目的二是克服现有技术中CO2注采环境复杂，介质成分是CO2流体、原油及高矿地层水的混合体系，且形成混相后，受温度、压力变化影响，含水率以及CO2流体密度值也会发生变化，造成的腐蚀实验结果也不相同，现有技术未进行系统分类模拟研究，无法准确评估管柱材质在模拟工况下的安全性能问题；目的三是克服现有技术受装置设计限制，无法准确模拟非临界CO2(富H2O相+富CO2相)、亚临界CO2(富H2O相+富CO2相)、超临界CO2(富H2O相+富CO2相)等6种腐蚀工况，因此需要研发一种模拟CO2驱注采环境下CO2/H2O体系相态变化对应的金属管柱材质腐蚀评价实验装置的问题。
为此，本发明提供了一种适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置，包括N2气源、补液单元、CO2气路单元、混合装置、高温高压腐蚀实验装置单元、超临界流体色谱分析单元和自动电位滴定单元，补液单元的出口和CO2气路单元的出口均连接混合装置的入口，混合装置的出口和N2气源的出口均连接高温高压腐蚀实验装置单元的入口，高温高压腐蚀实验装置单元的气体出口连接超临界流体色谱分析单元，高温高压腐蚀实验装置单元的液体出口连接自动电位滴定单元。
所述N2气源为纯度为99.99％的高纯N2。
所述补液单元包括补液罐和注入泵，补液罐通过注入泵连接混合装置的入口。
所述补液罐中加入原油和水的混合液。
所述CO2气路单元包括CO2气源、温控装置和恒流计量柱塞泵，CO2气源、温控装置、恒流计量柱塞泵和混合装置的入口依次连接。
所述CO2气源为99.99％的高纯CO2。
所述温控装置采用电加热和氟利昂降温两种温控方式。
所述高温高压腐蚀实验装置单元包括温度和液位控制装置、加热温控装置、搅拌器、合金釜腔、多层挂片腐蚀夹具、气相环境腐蚀挂片、液相环境腐蚀挂片、探底管及压力传感器，温度和液位控制装置和压力传感器的感应端均连于合金釜腔的内部，合金釜腔的侧面连接加热温控装置，合金釜腔的前面开设有观察窗，搅拌器的搅拌轴穿入合金釜腔内部连接多层挂片腐蚀夹具，多层挂片腐蚀夹具的上层连接气相环境腐蚀挂片，气相环境腐蚀挂片位于合金釜腔内的气相层，多层挂片腐蚀夹具的下层连接液相环境腐蚀挂片，液相环境腐蚀挂片位于合金釜腔内的液相层，N2气源和混合装置的出口通过管路汇合后分两路连通合金釜腔的内部，其中一路管路下端位于合金釜腔内的气相层，另一路管路连接探底管且探底管下端位于合金釜腔内的液相层；所述合金釜腔的底部开设有排液口。
所述超临界流体色谱分析单元包括保真取样器、超临界流体色谱分析仪和PC控制装置，合金釜腔的出口通过保真取样器连接超临界流体色谱分析仪，PC控制装置分别电连接合金釜腔和超临界流体色谱分析仪。
所述自动电位滴定单元包括储液罐、滴定池、电位指示电极和自动滴定装置，合金釜腔的排液口通过储液罐连接滴定池，电位指示电极的一端和自动滴定装置的一端均连接滴定池内的液相层，电位指示电极的另一端和自动滴定装置的另一端均电连接PC控制装置。
本发明的有益效果：
1、本发明提供的这种适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置，充分考虑到CO2注采工艺过程中的真实工况，引入补液单元，通过CO2气路单元实现超临界CO2流体，并通过混合装置(7)将CO2气路单元实现的超临界CO2流体与补液单元的原油和地层水形成混合物；混合物输入高温高压腐蚀实验装置单元内进行精确控制温度、压力、腐蚀介质动态变化，实现准确模拟非临界CO2(富H2O相+富CO2相)、亚临界CO2(富H2O相+富CO2相)、超临界CO2(富H2O相+富CO2相)等6种腐蚀工况；根据模拟的腐蚀工况，准确评估管柱材质在模拟工况下的安全性能问题；
2、本发明的这种适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置引入超临界流体色谱分析单元，通过保真取样器同步采集，并接入超临界流体色谱分析，测量合金釜腔内CO2含水率以及CO2流体密度值，根据数据反馈值变化，对合金釜腔内环境实现调整；
3、本发明的这种适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置引入自动电位滴定单元，通过蠕动泵或其他自动进样装置将一定体积液体泵注至滴定池，PC控制装置控制电位指示电极和自动滴定装置对滴定池液相层实施测量溶液中CO3 2-或HCO3 -浓度；实现对高温高压反应釜腔内腐蚀介质中所溶解CO2、以及CO2转变为CO3 2-/HCO3 -的浓度检测。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置的结构示意图。
附图标记说明：1、N2气源；2、补液罐；3、注入泵；4、CO2气源；5、温控装置；6、恒流计量柱塞泵；7、混合装置；8、温度和液位控制装置；9、加热温控装置；10、搅拌器；11、耐强腐蚀合金釜腔；12、多层挂片腐蚀夹具；13、气相环境腐蚀挂片；14、液相环境腐蚀挂片；15、探底管；16、观察窗；17、压力传感器；18、保真取样器；19、超临界流体色谱分析仪；20、PC控制装置；21、储液罐；22、滴定池；23、电位指示电极；24、自动滴定装置。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，一种适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置，包括N2气源1、补液单元、CO2气路单元、混合装置7、高温高压腐蚀实验装置单元、超临界流体色谱分析单元和自动电位滴定单元，补液单元的出口和CO2气路单元的出口均连接混合装置7的入口，混合装置7的出口和N2气源1的出口均连接高温高压腐蚀实验装置单元的入口，高温高压腐蚀实验装置单元的气体出口连接超临界流体色谱分析单元，高温高压腐蚀实验装置单元的液体出口连接自动电位滴定单元。
本发明提供的这种适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置，充分考虑到CO2注采工艺过程中的真实工况，引入补液单元，通过CO2气路单元实现超临界CO2流体，并通过混合装置7将CO2气路单元实现的超临界CO2流体与补液单元的原油和地层水形成混合物；混合物输入高温高压腐蚀实验装置单元内并对其进行温度、压力、腐蚀介质动态变化的精确控制，从而实现准确模拟非临界CO2(富H2O相+富CO2相)、亚临界CO2(富H2O相+富CO2相)、超临界CO2(富H2O相+富CO2相)等6种腐蚀工况；根据模拟的腐蚀工况，准确评估管柱材质在模拟工况下的安全性能问题。
实施例2：
在实施例1的基础上，进一步的，所述N2气源1为纯度为99.99％的高纯N2。
N2气源1通过阀门直接与高温高压腐蚀实验装置单元连接，N2气源1与合金釜腔11的进气口相连接后，可用于腐蚀实验前合金釜腔11体内的杂质气体的驱替以及加入腐蚀介质后，驱替腐蚀介质中的溶解氧气体，降低溶解氧含量至实验要求，防止氧腐蚀发生。纯度为99.99％的高纯N2中O2≤0.01％，驱替腐蚀介质中的溶解氧气体时避免进入额外的氧气，该纯度的N2提高实验的精确度。
进一步的，所述补液单元包括补液罐2和注入泵3，补液罐2通过注入泵3连接混合装置7的入口。注入泵3便于将补液罐2内的液体注入混合装置7内，结构简单。
进一步的，所述补液罐2中加入原油和水的混合液。原油和水的混合液是为了根据需要提供材料，进而在混合装置7中与CO2气路单元实现的超临界CO2流体进行混合，实现超临界CO2/原油/H2O混合液。
进一步的，所述CO2气路单元包括CO2气源4、温控装置5和恒流计量柱塞泵6，CO2气源4、温控装置5、恒流计量柱塞泵6和混合装置7的入口依次连接。所述温控装置5采用电加热和氟利昂降温两种温控方式。
CO2气源4通过阀门与温控装置5连接，该温控装置5包括电加热和氟利昂降温两种温控方式，精确控制CO2气体温度，精度±1℃，可根据实验要求降CO2温度控制在0～100℃。所述温控装置5根据实际情况选择现有温控装置，在此不对其具体结构做相应介绍。CO2气源4经过温控装置5升温后与恒流计量柱塞泵6连接，恒流计量柱塞泵(6)压力范围在0～20MPa，可将CO2增压至超临界态，并恒定流量输送至混合装置7中。
进一步的，所述CO2气源4为99.99％的高纯CO2。99.99％的高纯CO2中O2≤0.01％，使超临界CO2流体中几乎不包含氧气，提高实验的精确度。
实施例3：
在实施例2的基础上，进一步的，所述高温高压腐蚀实验装置单元包括温度和液位控制装置8、加热温控装置9、搅拌器10、合金釜腔11、多层挂片腐蚀夹具12、气相环境腐蚀挂片13、液相环境腐蚀挂片14、探底管15及压力传感器17，温度和液位控制装置8和压力传感器17的感应端均连于合金釜腔11的内部，合金釜腔11的侧面连接加热温控装置9，合金釜腔11的前面(前壁面)开设有观察窗16，搅拌器10的搅拌轴穿入合金釜腔11内部连接多层挂片腐蚀夹具12，多层挂片腐蚀夹具12的上层连接气相环境腐蚀挂片13，气相环境腐蚀挂片13位于合金釜腔11内的气相层，多层挂片腐蚀夹具12的下层连接液相环境腐蚀挂片14，液相环境腐蚀挂片14位于合金釜腔11内的液相层，N2气源1和混合装置7的出口通过管路汇合后分两路连通合金釜腔11的内部，其中一路管路下端位于合金釜腔11内的气相层，另一路管路连接探底管15且探底管15下端位于合金釜腔11内的液相层；所述合金釜腔11的底部开设有排液口。
混合装置7中的超临界CO2/原油/H2O混合物(腐蚀介质)与合金釜腔11进气口连接，分别进入合金釜腔11内部上层的气相环境中和下层液相环境中，气相环境腐蚀挂片13位于合金釜腔11内的气相层，使气相环境腐蚀挂片13处于超临界CO2/H2O系统(富CO2相)介质中，液相环境腐蚀挂片14位于合金釜腔11内的液相层，使液相环境腐蚀挂片14处于超临界CO2/H2O系统(富H2O相)介质中。加热温控装置9对合金釜腔11加热并控制其温度，温度和液位控制装置8实现合金釜腔11内介质温度及液位高度的精确测量与存储，并且能够将数据实时传输至PC控制装置，具体在实验的实施过程中，可以通过以下3种方式控制液位高度，从而保证腐蚀试片周围的腐蚀介质为实验预设腐蚀环境：①通过观察窗16实时观察合金釜腔11内液位的变化，开启或关闭补液罐或排液口；②通过温度和液位控制装置8自动识别提示，开启或关闭补液罐或排液口；③采用温度和液位控制装置8自动识别提示，配套单项电磁阀组件，实现PC端软件自动开启或关闭补液罐或排液口。所述温度和液位控制装置8为现有装置，包括温度传感器和液位探测器；压力传感器17实时监测合金釜腔11内部压力，根据监测情况随时对合金釜腔11内压力进行调整，以达到实验要求；搅拌器10带动多层挂片腐蚀夹具12轴向旋转，通过角速度模拟金属管柱在井下动态工况，该高温高压腐蚀实验装置单元可准确模拟CO2注采环境，即使介质成分是CO2流体、原油及高矿地层水的混合体系，且形成混相后，受温度、压力变化影响，含水率以及CO2流体密度值也会发生变化，该高温高压腐蚀实验装置单元也可准确模拟，进行系统分类模拟研究，并准确评估管柱材质在模拟工况下的安全性能。观察窗16方便对合金釜腔11内腐蚀介质进行观察。引入探底管15，保证不同相态的CO2流体或缓蚀剂等液体能充分溶解于釜腔内的液相腐蚀介质中。
所述合金釜腔11的底部开设有排液口；当补液量多，腐蚀介质页面上升时，应停止补液，并从合金釜腔11下方进行排液，保证气相环境腐蚀挂片13、液相环境腐蚀挂片14的实验环境稳定。
进一步的观察窗16外面设有刻度线；便于精确计量合金釜腔11内液相介质的水位，进而精确补填介质。
模拟6种相态的实现方法为：合金釜腔11内的空间分层(气相层和液相层)+腐蚀介质的分层+腐蚀夹具分层(上层气相环境腐蚀挂片13和下层液相环境腐蚀挂片14)，上层腐蚀介质是超临界CO2溶解含油地层水(现场取样)，下层地层水溶解CO2，另外当CO2未达到超临界时(即非临界和亚临界相态)，无法形成混相。实验过程中主要依据CO2温度、压力相态变化图确定临界点，在通过设定温度和压力值，使CO2分别处于非临界、亚临界、超临界相态，与地层水混合后，分别通入反应釜腔的上、下层空间中。
进一步的，所述气相环境腐蚀挂片13和液相环境腐蚀挂片14的数量均为多个，多个气相环境腐蚀挂片13周向等间距连于多层挂片腐蚀夹具12的上层，多个液相环境腐蚀挂片14周向等间距连于多层挂片腐蚀夹具12的下层；此种结构确保搅拌器(10)轴向旋转受力均衡，同时多个气相环境腐蚀挂片13和液相环境腐蚀挂片14可提供多个实验样品，提高实验的精确度。
进一步的，所述温度和液位控制装置8和合金釜腔11均采用耐腐蚀材料；所述耐腐蚀材料根据实际情况选自现有的材料，在此不做具体限定，提高装置及设备的使用寿命。
进一步的，所述搅拌器10为高扭矩磁力驱动机械搅拌器。高扭矩磁力驱动机械搅拌器由于内磁钢体及搅拌轴装在密封罩体内部，而密封筒体与釜体之间的平面可用金属石墨垫靠螺栓压紧，因而从根本上改变了搅拌轴与釜体间的“动密封”为“静密封”，从而实现了高温、高压下的无泄漏，提高实验的精确度。
实施例4
在实施例3的基础上，进一步的，所述超临界流体色谱分析单元包括保真取样器18、超临界流体色谱分析仪19和PC控制装置20，合金釜腔11的出口通过保真取样器18连接超临界流体色谱分析仪19，PC控制装置20分别电连接合金釜腔11和超临界流体色谱分析仪19。本发明的这种适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置接入超临界流体色谱分析19，测量合金釜腔内CO2含水率以及CO2流体密度值，根据数据反馈值变化，对合金釜腔内环境实现调整。
进一步的，所述自动电位滴定单元包括储液罐21、滴定池22、电位指示电极23和自动滴定装置24，合金釜腔11的排液口通过储液罐21连接滴定池22，电位指示电极23的一端和自动滴定装置24的一端均连接滴定池22内的液相层，电位指示电极23的另一端和自动滴定装置24的另一端均电连接PC控制装置20。
自动电位滴定单元的工作原理为：合金釜腔11的排液口连接储液罐21，通过蠕动泵或其他自动进样装置将一定体积液体泵注至滴定池22，PC控制装置20控制电位指示电极23和自动滴定装置24实施测量溶液中CO3 2-或HCO3 -浓度；实现对高温高压反应釜腔内腐蚀介质中所溶解CO2、以及CO2转变为CO3 2-/HCO3 -的浓度检测。所述自动滴定装置24为现有装置，具有自动滴定功能，在此不对其结构做详细介绍。
CO2和H2O混相后含水率及CO2密度都直接影响金属试片的腐蚀速率，合金釜腔11上层气相中CO2和H2O的混合流体可以通过保真取样器18连接超临界流体色谱分析仪19进行实时分析，合金釜腔11下层液相中游离CO2即包括以溶解状态存在于水中的CO2，也包括其与H2O反应生成的H2CO3，同时H2CO3又会根据溶液的pH而电离成CO3 2-或HCO3 -，CO3 2-和HCO3 -直接参与腐蚀电化学阴极反应，因此可以通过实时测量CO3 2-或HCO3 -浓度提高腐蚀模拟的准确性以及作为腐蚀机理研究的重要获取参数。
本发明的这种适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置引入超临界流体色谱分析单元，通过保真取样器18同步采集，并接入超临界流体色谱分析19，准备测量合金釜腔11内CO2含水率以及CO2流体密度值，根据数据反馈值变化，对合金釜腔11内环境实现调整。PC控制装置20为现有的计算机控制装置，在此不对其做具体介绍，PC控制装置20通过控制超临界流体色谱分析19和高温高压腐蚀实验装置单元(温度和液位控制装置8、加热温控装置9、搅拌器10、压力传感器17、电位指示电极23和自动滴定装置24)PC控制装置20中的PC通过软件控制：①控制高温高压腐蚀实验装置的温度、压力、转速等参数，合金釜腔11连接的温度和液位控制装置和压力传感器17将温度压力电信号传输至PC端，PC响应并控制温度、压力使CO2达到预设相态；②记录流体色谱分析结果；实现实验装置的自动化控制，提高实验精确度和工作效率。
本发明的这种适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置还可用于进行缓释剂的评价，尤其是针对适用于气、液2种相态缓蚀剂的评价，具体操作方法为：分别将缓蚀剂加注在补液罐2及合金釜腔11内的下层水相中，上层缓蚀剂溶解在超临界CO2/H2O的混相中，下层缓蚀剂溶解在地层水中，用上层和下层的金属试片分别评价缓蚀效果。操作简单，实验效果好，准确度高。
本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“内部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置，其特征在于：包括N2气源（1）、补液单元、CO2气路单元、混合装置（7）、高温高压腐蚀实验装置单元、超临界流体色谱分析单元和自动电位滴定单元，补液单元的出口和CO2气路单元的出口均连接混合装置（7）的入口，混合装置（7）的出口和N2气源（1）的出口均连接高温高压腐蚀实验装置单元的入口，高温高压腐蚀实验装置单元的气体出口连接超临界流体色谱分析单元，高温高压腐蚀实验装置单元的液体出口连接自动电位滴定单元。
2.如权利要求1所述的适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置，其特征在于：所述N2气源（1）为纯度为99.99%的高纯N2。
3.如权利要求1所述的适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置，其特征在于：所述补液单元包括补液罐（2）和注入泵（3），补液罐（2）通过注入泵（3）连接混合装置（7）的入口。
4.如权利要求3所述的适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置，其特征在于：所述补液罐（2）中加入原油和水的混合液。
5.如权利要求1所述的适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置，其特征在于：所述CO2气路单元包括CO2气源（4）、温控装置（5）和恒流计量柱塞泵（6），CO2气源（4）、温控装置（5）、恒流计量柱塞泵（6）和混合装置（7）的入口依次连接。
6.如权利要求5所述的适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置，其特征在于：所述CO2气源（4）为99.99%的高纯CO2。
7.如权利要求1所述的适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置，其特征在于：所述高温高压腐蚀实验装置单元包括温度和液位控制装置（8）、加热温控装置（9）、搅拌器（10）、合金釜腔（11）、多层挂片腐蚀夹具（12）、气相环境腐蚀挂片（13）、液相环境腐蚀挂片（14）、探底管（15）及压力传感器（17），温度和液位控制装置（8）和压力传感器（17）的感应端均连于合金釜腔（11）的内部，合金釜腔（11）的侧面连接加热温控装置（9），合金釜腔（11）的前面开设有观察窗（16），搅拌器（10）的搅拌轴穿入合金釜腔（11）内部连接多层挂片腐蚀夹具（12），多层挂片腐蚀夹具（12）的上层连接气相环境腐蚀挂片（13），气相环境腐蚀挂片（13）位于合金釜腔（11）内的气相层，多层挂片腐蚀夹具（12）的下层连接液相环境腐蚀挂片（14），液相环境腐蚀挂片（14）位于合金釜腔（11）内的液相层，N2气源（1）和混合装置（7）的出口通过管路汇合后分两路连通合金釜腔（11）的内部，其中一路管路下端位于合金釜腔（11）内的气相层，另一路管路连接探底管（15）且探底管（15）下端位于合金釜腔（11）内的液相层；所述合金釜腔（11）的底部开设有排液口。
8.如权利要求7所述的适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置，其特征在于：所述超临界流体色谱分析单元包括保真取样器（18）、超临界流体色谱分析仪（19）和PC控制装置（20），合金釜腔（11）的出口通过保真取样器（18）连接超临界流体色谱分析仪（19），PC控制装置（20）分别电连接合金釜腔（11）和超临界流体色谱分析仪（19）。
9.如权利要求8所述的适用于金属管柱材质腐蚀的实验装置，其特征在于：所述自动电位滴定单元包括储液罐（21）、滴定池（22）、电位指示电极（23）和自动滴定装置（24），合金釜腔（11）的排液口通过储液罐（21）连接滴定池（22），电位指示电极（23）的一端和自动滴定装置（24）的一端均连接滴定池（22）内的液相层，电位指示电极（23）的另一端和自动滴定装置（24）的另一端均电连接PC控制装置（20）。
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