CN206804494U - 一种模拟煤层气井生产过程中对油管腐蚀影响的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及煤层气井技术领域的一种模拟煤层气井生产过程中对油管腐蚀影响的实验装置，它主要由计算机监测系统、流体出口、压力传感器、气体出口、球阀A、球阀B、氢氧化钠储罐、套管、防腐泵、球阀C、气体流量计、球阀D、硫化氢储瓶、氧气储瓶、二氧化碳储瓶、贮水罐、小型螺杆泵、煤粉漏斗、液体入口、阀出口、气体入口、阀入口、甲烷入口、甲烷储瓶、油管、温度传感器和可开式油管接头组成。硫化氢储瓶、氧气储瓶、二氧化碳储瓶三者并联后依次与球阀C、防腐泵和气体入口串联连接。本实用新型使用方便快捷，能很好的模拟煤层气井产生复杂工况下对油管的腐蚀影响。

Description

一种模拟煤层气井生产过程中对油管腐蚀影响的实验装置

技术领域

本实用新型涉及煤层气井技术领域的一种模拟煤层气井生产过程中对油管腐蚀影响的实验装置。

背景技术

煤层气主要由甲烷组成，其组成一般含有一定量的非烃类气体，包括有毒的硫化氢和具有腐蚀作用的氧气、二氧化碳。非烃类气体，特别是有毒有害性气体是影响煤层气安全生产的一个重要因素。煤层气开采与常规油田开采不同，有不同点在于：气体是从环空往上返出，水通过抽油杆往井口抽出。在煤层气开采过程中，当地层流体矿化度高时，高含硫化氢、二氧化碳和氧气腐蚀性气体，导致腐蚀结垢严重；加上煤层易吐煤粉和大规模压裂改造加剧了储层吐煤粉程度，导致煤层气出现油管腐蚀，严重影响煤层气正常生产。油管在机械磨损和化学腐蚀双重作用下，油管的使用寿命将大幅缩短。因此，在煤层气井的生产过程中出现了腐蚀性气体和固体颗粒的复杂工况下对油管腐蚀的研究刻不容缓，有必要在实验室内发明一种模拟煤层气井生产过程中对油管腐蚀影响的实验装置对其腐蚀速率及机理进行深入研究，对煤层气井生产过程中防腐工作具有实际意义。

发明内容

本实用新型目的是：提供了一种模拟煤层气井生产过程中对油管腐蚀影响的实验装置。

本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型一种模拟煤层气井生产过程中对油管腐蚀影响的实验装置，主要由计算机监测系统、流体出口、压力传感器、气体出口、球阀A、球阀B、氢氧化钠储罐、套管、防腐泵、球阀C、气体流量计、球阀D、硫化氢储瓶、氧气储瓶、二氧化碳储瓶、贮水罐、小型螺杆泵、煤粉漏斗、液体入口、阀出口、气体入口、阀入口、甲烷入口、甲烷储瓶、油管、温度传感器和可开式油管接头组成。硫化氢储瓶、氧气储瓶、二氧化碳储瓶三者并联后依次与球阀C、防腐泵和气体入口串联；油管上部设有压力传感器、温度传感器、可开式油管接头、流体出口和气体出口，中部设有油管、甲烷入口和气体入口，下部设有阀出口、阀入口和液体入口。可开式油管接头采用可开式设计，油管为内部及两端为空，其上部与流体出口相连，下部与阀出口相连；在可开式油管接头下部分别设有一个压力传感器和温度传感器，用于监测实验过程中压力和温度的变化情况；套管直径为139.7mm，其材质与油田所使用的套管材质相同；油管直径为73mm，其材质与油田所使用的油管材质相同；煤粉漏斗内的煤粉与现场实际开采出来的煤粉粒径、性质相同，整个实验过程中所用的球阀都为相同规格的球阀。套管模拟实际工况下的套管，油管模拟实际工况下的油管，阀出口和阀入口模拟实际工况下排出阀和吸入阀全开状态，煤粉和水模拟实际工况下煤层气地层产出的煤粉和水；二氧化硫、氧气和二氧化碳气体模拟实际工况下地层产出的二氧化硫、氧气和二氧化碳气体。

本实用新型的优点：使用方便快捷，能很好的模拟煤层气井在生产过程中出现的复杂工况下对油管的腐蚀情况，得到腐蚀速率及机理；将实验完成后废气中的硫化氢吸收完后，将无污染剩余气体排放大气，以便保护环境。

附图说明

图1是本实用新型一种模拟煤层气井生产过程中对油管腐蚀影响的实验装置结构示意图。

图2是图1中水和煤粉颗粒在油管内的流动示意图。

图3是图1中气体在油管和套管之间的环空内的流动示意图。

图中：1.计算机监测系统，2.流体出口，3.压力传感器，4.气体出口，5.球阀A，6.球阀B，7.氢氧化钠储罐，8.套管，9.防腐泵，10.球阀C，11.气体流量计，12.球阀D，13.硫化氢储瓶，14.氧气储瓶，15.二氧化碳储瓶，16.贮水罐，17.小型螺杆泵，18.煤粉漏斗，19.液体入口，20.阀出口，21.气体入口，22.阀入口，23.甲烷入口，24.甲烷储瓶，25.油管，26.温度传感器，27.可开式油管接头。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型一种模拟煤层气井生产过程中对油管腐蚀影响的实验装置，主要由计算机监测系统1、流体出口2、压力传感器3、气体出口4、球阀A5、球阀B6、氢氧化钠储罐7、套管8、防腐泵9、球阀C10、气体流量计11、球阀D12、硫化氢储瓶13、氧气储瓶14、二氧化碳储瓶15、贮水罐16、小型螺杆泵17、煤粉漏斗18、液体入口19、阀出口20、气体入口21、阀入口22、甲烷入口23、甲烷储瓶24、油管25、温度传感器26和可开式油管接头27组成。硫化氢储瓶13、氧气储瓶14、二氧化碳储瓶15三者并联后依次与球阀C10、防腐泵9和气体入口21串联；套管8上部设有压力传感器3、温度传感器26、可开式油管接头27、流体出口2和气体出口4，中部设有油管25、甲烷入口23和气体入口21，下部设有阀出口20、阀入口22和液体入口19。

如图1、图2、图3所示，由于硫化氢气体有毒，所以整个实验在隔绝的房间内进行且在房间的四周放上装有氢氧化钠的大烧杯，具体实验模拟过程为：首先关闭球阀B6、球阀C10和三个与储瓶相连的球阀D12，打开小型螺杆泵17，使贮水罐16内的水经过泵加压后从液体入口19进入套管8内部，在套管8内由下往上流动，依次通过阀入口22和阀出口20后从油管25内往上流动，最终从流体出口2流出。待计算机监测系统1内显示的压力和温度趋于稳定后，打开煤粉漏斗18，加入一定量的煤粉颗粒，让煤粉随着水一起在油管内循环，模拟实际工况下不断的抽水过程；循环一段时间后，打开甲烷储瓶24，让甲烷气体进入环空中，接着打开防腐泵9，使甲烷气体在防腐泵9的作用下在环空内循环流动，循环30s后关闭甲烷储瓶24，打开球阀C10和三个与储瓶相连的球阀D12，注入少量的硫化氢、氧气和二氧化碳气体后关闭硫化氢储瓶13、氧气储瓶14和二氧化碳储瓶15，此时模拟实际工况下的地层产出腐蚀性气体。甲烷、硫化氢、氧气和二氧化碳气体混合后，从气体出口4流出并进入防腐泵9进行循环，此时模拟煤层气储层不断的产气过程。循环到实验指定时间后，关闭防腐泵9、球阀A5、小型螺杆泵17，打开球阀B6，使混合气体进入氢氧化钠储罐7吸收硫化氢气体，剩余气体排放大气。实验结束后打开可开式油管接头27，观察并测量套管8和油管25的腐蚀情况，接着继续进行重复上面实验并实验到指定时间后，继续测量腐蚀情况；最终绘制出相对应的腐蚀速率曲线，即整个模拟过程结束。在整个实验过程中通过计算机监测系统1可观察到实验过程中压力和温度的变化情况；其实验结果与实验现象为煤层气井生产状态下油管的防腐工程提供实际意义。

Claims (4)

1.一种模拟煤层气井生产过程中对油管腐蚀影响的实验装置，主要由计算机监测系统(1)、流体出口(2)、压力传感器(3)、气体出口(4)、球阀A(5)、球阀B(6)、氢氧化钠储罐(7)、套管(8)、防腐泵(9)、球阀C(10)、气体流量计(11)、球阀D(12)、硫化氢储瓶(13)、氧气储瓶(14)、二氧化碳储瓶(15)、贮水罐(16)、小型螺杆泵(17)、煤粉漏斗(18)、液体入口(19)、阀出口(20)、气体入口(21)、阀入口(22)、甲烷入口(23)、甲烷储瓶(24)、油管(25)、温度传感器(26)和可开式油管接头(27)组成，其特征在于：硫化氢储瓶(13)、氧气储瓶(14)、二氧化碳储瓶(15)三者并联后依次与球阀C(10)、防腐泵(9)和气体入口(21)串联；套管(8)上部设有压力传感器(3)、温度传感器(26)、可开式油管接头(27)、流体出口(2)和气体出口(4)，中部设有油管(25)、甲烷入口(23)和气体入口(21)，下部设有阀出口(20)、阀入口(22)和液体入口(19)。

2.根据权利要求1所述的一种模拟煤层气井生产过程中对油管腐蚀影响的实验装置，其特征在于：可开式油管接头(27)采用可开式设计，油管(25)为内部及两端为空，其上部与流体出口(2)相连，下部与阀出口(20)相连；在可开式油管接头(27)下部分别设有一个压力传感器(3)和温度传感器(26)，用于监测实验过程中压力和温度的变化情况。

3.根据权利要求1所述的一种模拟煤层气井生产过程中对油管腐蚀影响的实验装置，其特征在于：套管(8)直径为139.7mm，其材质与油田所使用的套管材质相同；油管(25)直径为73mm，其材质与油田所使用的由管材质相同；煤粉漏斗(18)内的煤粉与现场实际开采出来的煤粉性质相同，整个实验过程中所用的球阀都为相同规格的球阀。

4.根据权利要求1所述的一种模拟煤层气井生产过程中对油管腐蚀影响的实验装置，其特征在于：套管(8)模拟实际工况下的套管，油管(25)模拟实际工况下的油管，阀出口(20)和阀入口(22)模拟实际工况下排出阀和吸入阀全开状态，煤粉和水模拟实际工况下煤层气地层产出的煤粉和水；二氧化硫、氧气和二氧化碳气体模拟实际工况下地层产出的二氧化硫、氧气和二氧化碳气体。