一種動態循環腐蝕速率測試裝置及測試方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于實驗室模擬油氣田現場動態循環腐蝕速率分析研究的動態循環速率測試裝置及測試方法。它能模擬集輸管線鋼在不同影響因素下的腐蝕狀況，評價材料的耐蝕性能。其技術方案：在釜體的前側分別安裝左支管及右支管，支管口設置支管密封裝置，向內設置固定棒，兩支管間連接連通管；兩個固定棒分別接觸1號載物臺及2號載物臺并固定于兩支管內；在載物臺中設置凹槽，槽壁上設有試樣槽放置試樣；在釜蓋中心安裝攪拌桿，一端連接恒速攪拌器，另一端安裝葉片；在釜體尾部安裝有尾管，底部設置有釜底盤。本裝置設備簡易、制作成本低、能耗低、操作簡便；本方法能模擬集輸管線鋼在動態采出水中的腐蝕狀況，測定不同條件下的腐蝕速率。
【專利說明】一種動態循環腐蝕速率測試裝置及測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于實驗室模擬油氣田現場動態腐蝕速率分析研究，評價常壓條件下材料在液態腐蝕介質中的腐蝕損傷情況的動態循環腐蝕速率測試裝置及測試方法。
【背景技術】
[0002]隨著油田三元復合驅技術的不斷發展，油田采出水成分越來越復雜，含水量不斷上升，油田采出水集輸管線腐蝕嚴重影響到油田正常生產，而且導致集輸管線腐蝕作用加劇，腐蝕穿孔引發泄漏、造成嚴重環境污染，甚至導致集輸管道失效和斷裂等問題，將造成巨大經濟損失。目前，對于集輸管線腐蝕行為研究，大多采用靜態腐蝕失重法，通過測定靜態腐蝕速率，對集輸管線鋼進行評價；利用高溫高壓釜及大型的動態腐蝕實驗裝置，模擬采出水動態循環腐蝕，評價集輸管線鋼在服役環境中的腐蝕速率和耐蝕性能。
[0003]目前，在靜態腐蝕實驗方法和動態腐蝕實驗裝置方面，存在以下不足:
[0004](I)靜態腐蝕失重法具有較大的局限性，對于流動采出水中材料腐蝕速率測試，靜態失重法實驗結果與實際腐蝕損傷存在偏差。
[0005](2)現有的動態腐蝕實驗裝置，操作復雜、實驗周期長，每組實驗均需消耗大量人力、物力。同時，高溫高壓動態腐蝕實驗裝置及一些大型動態腐蝕實驗裝置制造成本高，對于小型實驗室及大部分高校實驗室，此類裝置不適用。
[0006](3)現有的動態腐蝕實驗裝置，完全封閉不透明，無法實時觀察腐蝕狀態及流體流態。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是為了解決現有腐蝕速率測試方法和裝置的不足，特提供一種動態循環腐蝕速率測試裝置及測試方法，模擬集輸管線鋼在不同影響因素下的腐蝕狀況，測定試樣的動態腐蝕速率，評價材料的耐蝕性能，為現場防腐蝕措施決策提供實驗依據。
[0008]為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案:一種動態循環腐蝕速率測試裝置是由釜體、右支管、左支管、載物臺、尾管、釜蓋、恒速攪拌器、葉片、釜底盤、支管密封裝置、螺絲孔、連通管、攪拌桿、隔片、凹槽、試樣槽、密封圈和密封壓環、固定棒和試樣擋板組成，其特征在于:在釜體右前側安裝右支管，在釜體的左前側安裝左支管，在右支管及左支管的管口內側設置有螺紋安裝支管密封裝置，支管密封裝置向支管內側面設有固定棒，在右支管與左支管的另一端之間連接連通管；由釜體、右支管、連通管和左支管形成循環流動的封閉系統，該封閉系統置入恒溫水浴箱或電加熱系統中；1號載物臺由左支管管口裝入管內中部，2號載物臺由右支管管口裝入管內中部，兩個固定棒分別接觸I號載物臺、2號載物臺并固定在左支管和右支管中；在I號載物臺和2號載物臺中部均設置有凹槽，在凹槽槽壁上設置有試樣槽，試樣槽上方設置有試樣擋板，在試樣槽中放置有三個試樣，試樣之間安裝有隔片；在釜蓋中心設有圓孔，在圓孔內安裝攪拌桿，攪拌桿的一端連接恒速攪拌器，攪拌桿的另一端置入釜體內安裝葉片，在釜蓋的圓孔與攪拌桿之間套有密封圈和密封壓環；在釜體尾部安裝有尾管，釜體圓形釜壁上弦均勻設置有8個螺絲孔，釜體底部設置有釜底盤。
[0009]右支管與左支管外壁與釜體相切，連接處兩支管口面與釜體內壁面保持重合；連通管連通右支管和左支管，并具有相同大小內徑，接口處連通管端口面分別與右支管和左支管內壁面重合。裝置整體采用透明的有機玻璃材料制成。
[0010]本發明測試的具體步驟是:先打開支管密封裝置，分別取出右支管中的2號載物臺、取出左支管中的I號載物臺，將試樣從載物臺端口處插入試樣槽，并用隔片依次隔開；然后將裝有試樣的I號載物臺和2號載物臺分別從支管口裝入左支管和右支管，塞緊支管密封裝置；再將釜體、右支管、連通管和左支管構成的封閉系統放入雙列六孔水浴鍋工作室內，從尾管向釜體中加入液態腐蝕介質；其后將攪拌桿穿過釜蓋置入釜體內，調整恒速攪拌器高度，蓋上釜蓋，通過旋轉釜蓋，對齊螺絲孔，擰緊螺絲；設定水浴鍋溫度，打開恒速攪拌器開關，開始進行動態循環腐蝕實驗，實驗過程中通過尾管定期向釜體中加入定量液態腐蝕介質，以保持釜內流體量的恒定；實驗結束后先關閉恒速攪拌器電源和水浴鍋電源，然后從恒速攪拌器口擰出攪拌桿，移出水浴鍋內封閉系統裝置，擰開釜蓋螺絲，打開支管密封裝置，取出I號載物臺及2號載物臺和所載試樣，對試樣進行腐蝕速率測定，并對裝置內腐蝕介質進行處理、清洗裝置。
[0011]試樣為不同牌號的集輸管線用鋼或其他金屬鋼片；液態腐蝕介質為油田采出水及其它溶液，溶液PH值為2?14 ;通過設置水浴鍋溫度，模擬動態腐蝕介質的溫度，裝置內流體溫度在O?80°C范圍內控制；恒速攪拌器為無級調速，控制釜體流體流速。
[0012]本發明與現有技術比較，具有以下有益效果:(I)本測試裝置設備簡易、制作成本低、能耗低，操作簡單、體積小且重量輕；(2)該封閉系統能置于雙列六孔水浴鍋內，通過水浴鍋水溫的控制，進而控制釜體內流體溫度；(3)本裝置透明的釜體可實時觀察腐蝕狀態和流體流態；(4)本測試方法能模擬集輸管線鋼在動態采出水中的腐蝕狀況，測定不同溫度、礦化度、流速、聚合物濃度等條件下的腐蝕速率及對集輸管線鋼耐蝕性能評價。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明動態循環腐蝕速率測試裝置的結構示意圖。
[0014]圖2是本動態循環腐蝕速率測試裝置側視圖。
[0015]圖3是本動態循環腐蝕速率測試裝置載物臺結構示意圖。
[0016]圖4是本動態循環腐蝕速率測試裝置載物臺試樣放置圖。
[0017]圖中:1-釜體、2-右支管、3-1號載物臺、4-尾管、5-釜蓋、6-恒速攪拌器、7-葉片、8-釜底盤、9-支管密封裝置、10-螺絲孔、11-連通管、12-攪拌桿、13-隔片、14-2號載物臺、15-凹槽、16-試樣槽、17-左支管、18-固定棒、19-試樣、20-密封圈和密封壓環、21-試樣擋板。
【具體實施方式】
[0018]以模擬集輸管線鋼在溫度影響下的動態腐蝕狀況，測定材料在不同溫度下的腐蝕速率為例，結合附圖對本發明進一步說明。其中腐蝕介質為模擬勝利油田東二聯采出水；集輸管線鋼為X65鋼；實驗壓力為常壓。
[0019]按照圖1、圖2。動態循環腐蝕速率測試裝置是由釜體、右支管、左支管、載物臺、尾管、釜蓋、恒速攪拌器、葉片、釜底盤、支管密封裝置、螺絲孔、連通管、攪拌桿、隔片、凹槽、試樣槽、密封圈和密封壓環、固定棒和試樣擋板組成。在釜體I右前側安裝右支管2，在釜體I的左前側安裝左支管17，在右支管2及左支管17的管口內側設置有螺紋安裝支管密封裝置9，支管密封裝置9向支管內側面設有固定棒18，在右支管2與左支管17的另一端之間連接連通管11 ;由釜體1、右支管2、連通管11和左支管17形成循環流動的封閉系統，該封閉系統置入恒溫水浴箱或電加熱系統中；I號載物臺3由左支管17管口裝入管內中部，2號載物臺14由右支管2管口裝入管內中部，兩個固定棒18分別接觸I號載物臺3、2號載物臺14并固定在左支管17和右支管2中；在釜蓋5中心設有圓孔，在圓孔內安裝攪拌桿12，攪拌桿12的一端連接恒速攪拌器6，攪拌桿12的另一端置入釜體I內安裝葉片7，在釜蓋5的圓孔與攪拌桿12之間套有密封圈和密封壓環20 ;在釜體I尾部安裝有尾管4，釜體I圓形釜壁上弦均勻設置有8個螺絲孔10，釜體I底部設置有釜底盤8。
[0020]按照圖3、圖4。在I號載物臺3和2號載物臺14中部均設置有凹槽15，在凹槽15槽壁上設置有試樣槽16,試樣槽16上方設置有試樣擋板21,在試樣槽16中放置有三個試樣19，試樣19之間安裝有隔片13。
[0021]本發明提供一種動態循環腐蝕速率測試裝置的測試方法，實驗開始前，先打開支管密封裝置9，分別取出右支管2中的2號載物臺14、取出左支管17中的I號載物臺3，將試樣19從載物臺端口處插入試樣槽16，并用隔片13依次隔開；然后將裝有試樣19的I號載物臺3和2號載物臺14分別從支管口裝入左支管17和右支管2，塞緊支管密封裝置9 ;再將釜體1、右支管2、連通管11和左支管17構成的封閉系統放入雙列六孔水浴鍋工作室內，從尾管4向釜體I中加入液態腐蝕介質；其后將攪拌桿12穿過釜蓋5置入釜體I內，調整恒速攪拌器6高度，蓋上釜蓋5，通過旋轉釜蓋5，對齊螺絲孔10，擰緊螺絲；設定水浴鍋溫度，打開恒速攪拌器6開關，開始進行動態循環腐蝕實驗，實驗過程中通過尾管4定期向釜體I中加入定量液態腐蝕介質，以保持釜內流體量的恒定；實驗結束后先關閉恒速攪拌器6電源和水浴鍋電源，然后從恒速攪拌器6 口擰出攪拌桿12，移出水浴鍋內封閉系統裝置，擰開釜蓋5螺絲，打開支管密封裝置9，取出I號載物臺3及2號載物臺14和所載試樣19，對試樣19進行腐蝕速率測定，并對裝置內腐蝕介質進行處理、清洗裝置。
【權利要求】
1.一種動態循環腐蝕速率測試裝置，是由釜體、右支管、左支管、載物臺、尾管、釜蓋、恒速攪拌器、葉片、釜底盤、支管密封裝置、螺絲孔、連通管、攪拌桿、隔片、凹槽、試樣槽、密封圈和密封壓環、固定棒和試樣擋板組成，其特征在于:在釜體(1)右前側安裝右支管(2)，在釜體(1)的左前側安裝左支管(17)，在右支管(2)及左支管(17)的管口內側設置有螺紋安裝支管密封裝置(9)，支管密封裝置(9)向支管內側面設有固定棒(18)，在右支管(2)與左支管(17)的另一端之間連接連通管(11);由釜體(1)、右支管(2)、連通管(11)和左支管(17)形成循環流動的封閉系統，該封閉系統置入恒溫水浴箱或電加熱系統中；1號載物臺(3)由左支管(17)管口裝入管內中部，2號載物臺(14)由右支管(2)管口裝入管內中部，兩個固定棒(18)分別接觸I號載物臺(3)、2號載物臺(14)并固定在左支管(17)和右支管(2)中；在I號載物臺(3)和2號載物臺(14)中部均設置有凹槽(15)，在凹槽(15)槽壁上設置有試樣槽(16 )，試樣槽(16 )上方設置有試樣擋板(21)，在試樣槽(16 )中放置有三個試樣(19)，試樣(19)之間安裝有隔片(13);在釜蓋(5)中心設有圓孔，在圓孔內安裝攪拌桿(12)，攪拌桿(12)的一端連接恒速攪拌器(6)，攪拌桿(12)的另一端置入釜體(1)內安裝葉片(7)，在釜蓋(5)的圓孔與攪拌桿(12)之間套有密封圈和密封壓環(20);在釜體(1)尾部安裝有尾管(4)，釜體(1)圓形釜壁上弦均勻設置有8個螺絲孔(10)，釜體(1)底部設置有釜底盤(8)。
2.根據權利要求1所述測試裝置，其特征在于:右支管(2)與左支管(17)外壁與釜體(I)相切，連接處兩支管口面與釜體(1)內壁面保持重合；連通管(11)連通右支管(2)和左支管(17)，并具有相同大小內徑，接口處連通管(11)端口面分別與右支管(2)和左支管(17)內壁面重合。
3.根據權利要求1所述測試裝置，其特征在于:裝置整體采用透明的有機玻璃材料制成。
4.一種如權利要求1所述動態循環腐蝕速率測試裝置的測試方法，其特征在于:測試的具體步驟是，先打開支管密封裝置(9)，分別取出右支管(2)中的2號載物臺(14)、取出左支管(17)中的I號載物臺(3)，將試樣(19)從載物臺端口處插入試樣槽(16)，并用隔片(13)依次隔開；然后將裝有試樣(19)的I號載物臺(3)和2號載物臺(14)分別從支管口裝入左支管(17)和右支管(2)，塞緊支管密封裝置(9);再將釜體(1)、右支管(2)、連通管(II)和左支管(17)構成的封閉系統放入雙列六孔水浴鍋工作室內，從尾管(4)向釜體(1)中加入液態腐蝕介質；其后將攪拌桿(12)穿過釜蓋(5)置入釜體(1)內，調整恒速攪拌器(6)高度，蓋上釜蓋(5)，通過旋轉釜蓋(5)，對齊螺絲孔(10)，擰緊螺絲；設定水浴鍋溫度，打開恒速攪拌器(6)開關，開始進行動態循環腐蝕實驗，實驗過程中通過尾管(4)定期向釜體(1)中加入定量液態腐蝕介質，以保持釜內流體量的恒定；實驗結束后先關閉恒速攪拌器(6)電源和水浴鍋電源，然后從恒速攪拌器(6) 口擰出攪拌桿(12)，移出水浴鍋內封閉系統裝置，擰開釜蓋(5)螺絲，打開支管密封裝置(9)，取出I號載物臺(3)及2號載物臺(14)和所載試樣(19)，對試樣(19)進行腐蝕速率測定，并對裝置內腐蝕介質進行處理、清洗裝置。
5.根據權利要求4所述測試方法，其特征是:試樣(19)為不同牌號的集輸管線用鋼或其他金屬鋼片；液態腐蝕介質為油田采出水及其它溶液，溶液PH值為2~14 ;通過設置水浴鍋溫度，模擬動態腐蝕介質的溫度，裝置內流體溫度在O~80°C范圍內控制；恒速攪拌器(6)為無級調速，控制 釜體(1)流體流速。
【文檔編號】G01N17/00GK103900948SQ201410160848
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月22日 優先權日:2014年4月22日
【發明者】王霞, 彭波, 侯鐸, 吳藝琛, 吳紅梅 申請人:西南石油大學