RU216849U1

RU216849U1 - DOUBLE-LOOP COOLING UNIT OF THE STAND FOR DETERMINING THE DEGREE OF AGGRESSIVENESS OF FORMATION FLUID AND PROTECTIVE PROPERTIES OF THE CORROSION INHIBITOR

Info

Publication number: RU216849U1
Application number: RU2022122871U
Authority: RU
Inventors: Олег Юрьевич Манихин; Иван Александрович Ридель; Данил Сергеевич Кирпиченко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ноябрьск"
Filing date: 2022-08-25
Publication date: 2023-03-03

Abstract

Полезная модель относится к газонефтяной промышленности, в частности к устройствам для определения степени агрессивности пластовой жидкости и защитных свойств ингибитора коррозии гравиметрическим методом. Двухконтурный блок, представляющий собой герметичную емкость с входным и выходным патрубками для подачи охлаждающей жидкости, внутри блока охлаждения герметично вмонтирована части трубопровода, соединяющего насос с испытательной камерой для теплообмена исследуемой в стенде пластовой жидкости с охлаждающей жидкостью, обеспечивая ее термостатирование. Предлагаемая полезная модель позволяет проводить испытания согласно требованиям ГОСТ 9.506-87.

The utility model relates to the oil and gas industry, in particular to devices for determining the degree of aggressiveness of a formation fluid and the protective properties of a corrosion inhibitor by the gravimetric method. A double-circuit block, which is a sealed container with inlet and outlet nozzles for supplying coolant, inside the cooling block, a part of the pipeline is hermetically mounted, connecting the pump to the test chamber for heat exchange of the formation fluid studied in the stand with the coolant, ensuring its temperature control. The proposed utility model allows testing in accordance with the requirements of GOST 9.506-87.

Description

Полезная модель относится к газонефтяной промышленности, в частности к устройствам для определения степени агрессивности пластовой жидкости и защитных свойств ингибитора коррозии гравиметрическим методом, и может быть использована в химико-аналитических лабораториях в нефтегазовой промышленности.The utility model relates to the oil and gas industry, in particular to devices for determining the degree of formation fluid aggressiveness and the protective properties of a corrosion inhibitor by the gravimetric method, and can be used in chemical analytical laboratories in the oil and gas industry.

Известно устройство (стенд) для коррозионных испытаний стальных образцов к агрессивным средам [113842, МПК: G01N 17/00, опубликовано: 27.02.2012]. Стенд содержит испытательную камеру с герметичными торцевыми крышками, с размещенными в ней цилиндрическими стержнями для установки на них испытуемых образцов, подключенную к системе подачи газа в испытательную среду, система снабжена циркуляционным насосом.Known device (stand) for corrosion testing of steel samples to aggressive environments [113842, IPC: G01N 17/00, published: 27.02.2012]. The stand contains a test chamber with sealed end caps, with cylindrical rods placed in it for installing test samples on them, connected to a gas supply system to the test environment, the system is equipped with a circulation pump.

Недостатком известного стенда является отсутствие возможности регулирования температурного режима испытуемой среды что влечет погрешности при испытаниях, вызванной разными режимами обтекания образцов жидкостью. The disadvantage of the known stand is the inability to control the temperature regime of the test medium, which leads to errors in testing caused by different modes of fluid flow around the samples.

Из области техники известен блок охлаждения включающий герметичную емкость (водяная рубашка) с входными и выходными патрубками, внутри которого расположен герметичный трубопровод (змеевик), при этом охлаждающая жидкость поступает в рубашку блока охлаждения и охлаждает жидкость в змеевике [«Компрессорные и насосные установки химической промышленности», Учебное пособие для проф. техн. учебн. заведений. Издание третье, переработанное и дополненное. - М.: Высшая школа, 1974., стр. 180-181, рис. 5.]. взятый в качестве ближайшего аналога (прототип).From the field of technology, a cooling unit is known that includes a sealed container (water jacket) with inlet and outlet pipes, inside which a sealed pipeline (coil) is located, while the coolant enters the jacket of the cooling unit and cools the liquid in the coil [“Compressor and pumping units of the chemical industry ”, Textbook for prof. tech. educational establishments. Third edition, revised and enlarged. - M.: Higher school, 1974., pp. 180-181, fig. 5.]. taken as the closest analogue (prototype).

Недостатком известного стенда является отсутствие возможности регулирования температурного режима испытуемой среды, что влечет погрешности при испытаниях, вызванной разными режимами обтекания образцов жидкостью. The disadvantage of the known stand is the inability to control the temperature regime of the test medium, which leads to errors in testing, caused by different modes of fluid flow around the samples.

В настоящее время ГОСТ 9.506-87 Ингибиторы коррозии металлов в водно-нефтяных средах. Методы определения защитной способности (https://docs.cntd.ru/document/1200014791) (далее ГОСТ 9.506-87) является приоритетным документом, регламентирующим методы определения защитной способности ингибиторов коррозии. Согласно вышеуказанного ГОСТ 9.506-87, гравиметрический метод применяется для количественной оценки защитной способности ингибиторов и выдачи рекомендаций к стендовым испытаниям наиболее эффективных ингибиторов. Метод заключается в определении потери массы металлических образцов за время их пребывания в ингибированной и неингибированной испытуемых средах с последующей оценкой защитной способности ингибитора по изменению скорости коррозии. Для проведения испытаний в динамических условиях при атмосферном и повышенном давлении могут быть использованы стенды (аппараты), обеспечивающие в течение времени испытания стабильное поддержание параметров испытания в соответствии с заданной программой, возможность введения ингибитора в среду. Важным свойством стенда является термостатирование, обеспечивающее исключение колебания температуры, влияющие на результаты испытаний, так как колебания температуры испытуемой среды не должны превышать ±2°С. Процесс подбора ингибитора коррозии сопровождается комплексом испытаний для определения степени агрессивности пластовой жидкости и оценке эффективности и защитных свойств рассматриваемого ингибитора.At present, GOST 9.506-87 Corrosion inhibitors of metals in water-oil environments. Methods for determining the protective ability (https://docs.cntd.ru/document/1200014791) (hereinafter GOST 9.506-87) is a priority document regulating methods for determining the protective ability of corrosion inhibitors. According to the above GOST 9.506-87, the gravimetric method is used to quantify the protective ability of inhibitors and issue recommendations for bench tests of the most effective inhibitors. The method consists in determining the mass loss of metal samples during their stay in inhibited and non-inhibited test media, followed by an assessment of the protective ability of the inhibitor by changing the corrosion rate. For testing under dynamic conditions at atmospheric and elevated pressure, test stands (devices) can be used that ensure stable maintenance of test parameters in accordance with a given program during the test period, the possibility of introducing an inhibitor into the environment. An important feature of the bench is temperature control, which ensures the exclusion of temperature fluctuations that affect the test results, since fluctuations in the temperature of the test medium should not exceed ±2°C. The process of selecting a corrosion inhibitor is accompanied by a set of tests to determine the degree of formation fluid aggressiveness and evaluate the effectiveness and protective properties of the inhibitor in question.

Задачей, на решение которой направлено предполагаемая полезная модель, является создание устройства для определения степени агрессивности пластовой жидкости и защитных свойств ингибитора коррозии гравиметрическим методом с возможностью обеспечивать поддержание температуры испытуемой среды (пластовой жидкости с ингибитором коррозии) в заданном интервале. The task to be solved by the proposed utility model is to create a device for determining the degree of aggressiveness of the formation fluid and the protective properties of the corrosion inhibitor by the gravimetric method with the ability to maintain the temperature of the test medium (the formation fluid with the corrosion inhibitor) within a given range.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в поддержании заданного температурного диапазона пластовой жидкости при проведении исследований защитной способности ингибиторов коррозии в испытательном стенде.The technical result of the proposed utility model is to maintain the specified temperature range of the reservoir fluid when conducting studies of the protective ability of corrosion inhibitors in the test bench.

Поставленная задача решается за счет того, что предлагается двухконтурный блок охлаждения стенда для определения степени агрессивности пластовой жидкости и защитных свойств ингибитора коррозии, представляющий собой герметичную емкость с входным и выходным патрубками, внутри блока охлаждения герметично вмонтирована части трубопровода (змеевик), для увеличения термостатирования выполнена металлической, являющиеся одним охлаждаемым контуром, вторым контуром является заполненная охлаждающей жидкостью герметичная емкость, регулирование температуры охлаждающей жидкости второго контура осуществляется по сигналу термопары, расположенной в первом контуре. При понижении температуры пластовой жидкости в первом контуре ниже заданной, подается сигнал от термопары на увеличение температуры охлаждающей жидкости. При повышении температуры пластовой жидкости от термопары подается сигнал на понижение температуры охлаждающей жидкости во втором контуре. Между первым и вторым контуром происходит постоянный теплообмен, в результате которого, при понижении температуры второго контура, понижается температура первого, и соответственно, при регулируемом повышении температуры второго контура, повышается температура первого контура, в результате чего осуществляется поддержании заданного температурного диапазона пластовой жидкости при проведении исследований.The problem is solved due to the fact that a two-circuit cooling unit of the stand is proposed for determining the degree of aggressiveness of the reservoir fluid and the protective properties of the corrosion inhibitor, which is a sealed container with inlet and outlet nozzles, parts of the pipeline (coil) are hermetically mounted inside the cooling unit, to increase temperature control, metal, which are one cooled circuit, the second circuit is a sealed container filled with coolant, the temperature of the coolant of the second circuit is controlled by a signal from a thermocouple located in the first circuit. When the formation fluid temperature in the primary circuit drops below the set value, a thermocouple signal is sent to increase the coolant temperature. When the formation fluid temperature rises, the thermocouple sends a signal to lower the coolant temperature in the secondary circuit. A constant heat exchange takes place between the first and second circuits, as a result of which, when the temperature of the second circuit decreases, the temperature of the first circuit decreases, and accordingly, with a controlled increase in the temperature of the second circuit, the temperature of the primary circuit rises, as a result of which the specified temperature range of the formation fluid is maintained during research.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где The essence of the utility model is illustrated by graphic materials, where

на фигуре 1 приведена схема стенда; figure 1 shows a diagram of the stand;

на фигуре 2 - фото экспериментального стенда в собранном виде с открытой крышкой блока охлаждения.figure 2 - photo of the experimental stand assembled with the open cover of the cooling unit.

Стенд для определения степени агрессивности пластовой жидкости и защитных свойств ингибитора коррозии включает испытательную камеру 1 в виде цилиндрического корпуса с герметичными крышками 2. В испытательную камеру 1 помещаются несколько образцов (образцов-свидетелей коррозии) (не показано). К патрубку верхней крышки 2 испытательной камеры смонтированы вентиль 3 с заливной горловиной 4, и дыхательный клапан 5. Дыхательный клапан 5 с трубопроводом 6, предпочтительно в виде полипропиленового шланга соединен с выходным патрубком 7 насоса 8, представляющего собой циркуляционный насос с электроприводом. Входной патрубок 9 насоса 8 шлангом 10 соединен с двухконтурным блоком охлаждения 11, представляющим собой герметичную емкость с входящими и выходящими патрубками, заполняемую охлаждающей жидкостью. В качестве охлаждающей жидкости может быть применена как вода, так и другие охлаждающие жидкости. В блоке охлаждения 11 герметично вмонтирована часть трубопровода 12, соединяющая насос 8 с нижней герметичной крышкой испытательной камерой 1. Часть указанного трубопровода 12, для увеличения термостатирования, выполнена металлической, например, в виде гибкого металлического шланга или змеевика. Металл для части трубопровода 12 применяется коррозионностойкий с целью предотвращения влияния на процесс исследований. Блок охлаждения 12 оборудован входным 13 и выходным 14 патрубками для подвода и отвода охлаждающей жидкости. Часть трубопровода 12 шлангом 15 через тройник 16 соединяется с нижней герметичной крышкой 2 испытательной камеры 1. К тройнику 16 присоединен дренажный вентиль 17 для слива исследуемой пластовой жидкости в дренаж 18. Для определения температуры пластовой жидкости и автоматического управления температурой охлаждающей жидкости в блоке охлаждения 11 стенда применяется термопара, которая устанавливается в контур пластовой жидкости на входном патрубке 9 насоса 8.The stand for determining the degree of formation fluid aggressiveness and the protective properties of a corrosion inhibitor includes a test chamber 1 in the form of a cylindrical body with sealed covers 2. Several samples (corrosion witness samples) (not shown) are placed in the test chamber 1. To the branch pipe of the upper cover 2 of the test chamber, a valve 3 with a filler neck 4, and a breathing valve 5 are mounted. The breathing valve 5 with a pipeline 6, preferably in the form of a polypropylene hose, is connected to the outlet pipe 7 of the pump 8, which is a circulation pump with an electric drive. The inlet pipe 9 of the pump 8 is connected by a hose 10 to a double-circuit cooling unit 11, which is a sealed container with inlet and outlet pipes filled with coolant. As a coolant, both water and other coolants can be used. In the cooling unit 11, a part of the pipeline 12 is hermetically mounted, connecting the pump 8 with the lower sealed cover of the test chamber 1. Part of the specified pipeline 12, to increase temperature control, is made of metal, for example, in the form of a flexible metal hose or coil. The metal for part of the pipeline 12 is corrosion-resistant in order to prevent influence on the research process. The cooling unit 12 is equipped with inlet 13 and outlet 14 nozzles for supplying and discharging coolant. A part of the pipeline 12 is connected by a hose 15 through a tee 16 to the lower sealed cover 2 of the test chamber 1. A drain valve 17 is connected to the tee 16 to drain the formation fluid under study into the drain 18. To determine the temperature of the formation fluid and automatically control the temperature of the coolant in the cooling unit 11 of the stand a thermocouple is used, which is installed in the formation fluid circuit at the inlet pipe 9 of the pump 8.

Исследования степени агрессивности пластовой жидкости и защитных свойств ингибитора коррозии на предлагаемом стенде осуществляются следующим образом. Studies of the degree of aggressiveness of the formation fluid and the protective properties of the corrosion inhibitor on the proposed stand are carried out as follows.

В испытательную камеру 1 помещаются предварительно подготовленные и измеренные образцы. Далее камера 1 закрывается герметичными крышками 2, крышки фиксируются стяжными хомутами. Через заливную горловину 4, при открытом вентиле 3 заливается пластовая жидкость, отобранная из исследуемой скважины с добавлением необходимого количества раствора ингибитора коррозии, в соответствии с программой исследований. При заливке пластовой жидкости дренажный вентиль 17 находится в закрытом положении, а дыхательный клапан 5 в открытом. После заполнения и дегазации всего контура стенда закрывают вентиль 3 и дыхательный клапан 5. Включается циркуляционный насос 8 с необходимым расходом пластовой жидкости. В блок охлаждения 11 через патрубки 13 и 14 пропускают охлаждающую жидкость. Температуру охлаждающей жидкости регулируют по сигналу от термопары 19 любым известным способом, например, регулированием температуры подаваемой в блок охлаждения автоматическим регулятором. При повышении или понижении заданной при исследованиях температуры пластовой жидкости термопара выдает соответствующий сигнал на автоматический регулятор температуры, который изменяя температуру воды в блоке охлаждения, изменяет температуру пластовой жидкости, поддерживая на заданном уровне. По завершению цикла испытаний открывается запорная арматура и дыхательного клапана 5, пластовая жидкость через дренажный вентиль 17 сливается в дренаж 18. Из испытательной камеры 1 извлекаются образцы, подготавливаются к повторным измерениям и рассчитывается скорость коррозии.In the test chamber 1, pre-prepared and measured samples are placed. Next, the chamber 1 is closed with hermetic covers 2, the covers are fixed with clamps. Through the filler neck 4, with the valve 3 open, formation fluid is poured, taken from the test well with the addition of the required amount of corrosion inhibitor solution, in accordance with the research program. When filling the formation fluid, the drain valve 17 is in the closed position, and the breather valve 5 is in the open position. After filling and degassing the entire circuit of the stand, the valve 3 and the breathing valve 5 are closed. The circulation pump 8 is turned on with the required flow rate of the reservoir fluid. Coolant is passed into the cooling unit 11 through pipes 13 and 14. The temperature of the coolant is regulated by a signal from the thermocouple 19 by any known method, for example, by controlling the temperature supplied to the cooling unit by an automatic controller. When the temperature of the reservoir fluid set during the studies is increased or decreased, the thermocouple generates a corresponding signal to the automatic temperature controller, which changes the temperature of the reservoir fluid by changing the temperature of the water in the cooling unit, maintaining it at a given level. At the end of the test cycle, the shut-off valves and the breathing valve 5 are opened, the formation fluid is drained through the drain valve 17 into the drain 18. Samples are removed from the test chamber 1, prepared for repeated measurements, and the corrosion rate is calculated.

Реализованные конструкторские решения позволяют проводить испытания согласно требованиям ГОСТ 9.506-87.Implemented design solutions allow testing in accordance with the requirements of GOST 9.506-87.

Предлагаемое техническое решение было внедрено на базе химико-аналитической лаборатории Инженерно-технического центра ООО «Газпром добыча Ноябрьск». Фактические данные, полученные в ходе эксплуатации стенда (фиг. 2) позволили определить степень агрессивности пластовой жидкости скважин Западного купола Комсомольского газового промысла, а также подобрать тип и концентрацию ингибитора коррозии.The proposed technical solution was implemented on the basis of the chemical analytical laboratory of the Engineering and Technical Center of Gazprom dobycha Noyabrsk LLC. The actual data obtained during the operation of the bench (Fig. 2) made it possible to determine the degree of aggressiveness of the formation fluid of the wells of the Western Dome of the Komsomolsk gas field, as well as to select the type and concentration of the corrosion inhibitor.

Claims

Double-loop cooling block of the stand for determining the degree of formation fluid aggressiveness and the protective properties of the corrosion inhibitor, including a sealed container filled with coolant, while the cooling block is equipped with inlet and outlet nozzles for supplying and discharging coolant, a part of the pipeline is hermetically mounted in the cooling block, while the built-in part of the pipeline with the studied reservoir fluid is one cooled circuit, made in the form of a flexible metal coil, with the possibility of interacting with a thermocouple to determine the temperature of the reservoir fluid and automatically control the temperature of the coolant in the cooling unit, and the second circuit is a sealed container filled with coolant.