專利名稱：一種井下抽油泵吸入口附近腐蝕模擬試驗裝置及試驗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油開采中的試驗裝置，特別涉及一種腐蝕模擬試驗裝置。
背景技術(shù)：
中國專利數(shù)據(jù)庫中公開了如下腐蝕模擬試驗裝置:其一，一種模擬加速腐蝕試驗裝置(其申請?zhí)?201010516688.0，
公開日:2011年6月I日)，主體結(jié)構(gòu)包括試驗箱體、水浴箱體、電阻絲、通氣擋板、充氣管、加速劑濃度探頭、加速劑入口管、試驗箱蓋板、加速劑濃度控制器、充氣量控制器、電子控溫儀、加速劑添加管、加速劑盛放槽、試樣架、溫度傳感器和控制鍵盤；控制鍵盤上排列制有加速劑開關(guān)、加速劑調(diào)速旋鈕、加速劑濃度探頭開關(guān)、力口速劑濃度調(diào)控開關(guān)、充氣開關(guān)、充氣量速度控制開關(guān)、加熱開關(guān)和溫度調(diào)控開關(guān)八個按鍵，其特征在于方形盒式結(jié)構(gòu)的試驗箱體內(nèi)腔底部置有通氣擋板，試驗箱體內(nèi)腔中裝有腐蝕溶劑，試驗箱體中上部側(cè)壁上制有加速劑濃度探頭，試驗箱體內(nèi)腔上部橫向置有試樣架，試驗箱體的頂部置有試驗箱蓋板，試驗箱體支撐式置放于長方形盒式結(jié)構(gòu)的水浴箱體的中間位置，水浴箱體內(nèi)腔中的試驗箱體外側(cè)空間中充有自來水，水浴箱體的底部側(cè)壁內(nèi)制有電阻絲作為加熱設(shè)備；試驗箱體底部側(cè)壁處制有充氣管與充氣量控制器管道連通；水浴箱體中的試驗箱體外側(cè)頂部置有溫度傳感器；試驗箱體的頂部穿過試驗箱蓋板豎向置有加速劑入口管，加速劑入口管與加速劑濃度控制器管式連通；加速劑濃度控制器與加速劑盛放槽通過加速劑添加管管道連通，以確保加速劑的暢通加入以及試驗濃度與加入量的控制；電子控溫儀與溫度傳感器電連通構(gòu)成溫控系統(tǒng)；加速劑濃度控制器、充氣量控制器和電子控溫儀電連通式組成一體結(jié)構(gòu)并分別與相對應(yīng)的按鍵電連通，實現(xiàn)按鍵式參數(shù)控制；箱式結(jié)構(gòu)的加速劑盛放槽內(nèi)裝有加速劑。其二，腐蝕室內(nèi)動態(tài)模擬試驗裝置(其申請?zhí)?200710016705.2，
公開日:2008年7月23日)，主要由管路系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、耐腐蝕循環(huán)泵、耐腐蝕儲罐及控制閥組成；管路系統(tǒng)分兩路實現(xiàn)兩個流速的腐蝕試驗，并可在線觀測腐蝕介質(zhì)的流動狀態(tài)和腐蝕掛片的狀態(tài)，在管路上預(yù)留了多個測試口 ；由一臺以上的耐腐蝕循環(huán)泵為動力，將耐腐蝕儲罐內(nèi)的現(xiàn)場水或配制的模擬水輸送到管路中循環(huán)，每臺泵的入口分別接入一臺以上的耐腐蝕儲罐且并聯(lián)，多泵的出口也并聯(lián)；檢測系統(tǒng)設(shè)有管柱試驗裝置和掛片試驗裝置。但這兩種類型的模擬試驗裝置針對性不同，試驗裝置內(nèi)部沒有生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)，也無法模擬油井井下抽油泵吸入口附近流速、流態(tài)、腐蝕氣體等對套管腐蝕的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種井下抽油泵吸入口附近腐蝕模擬試驗裝置，使其能模擬井下抽油泵吸入口附近流體的流動狀態(tài)，通過改變可能對腐蝕產(chǎn)生影響的流速、C02分壓和溫度等因素，從而研究套管的腐蝕形態(tài)及規(guī)律。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種井下抽油泵吸入口附近腐蝕模擬試驗裝置，包括緩沖容器，緩沖容器上設(shè)有加氣閥，緩沖容器內(nèi)設(shè)有加熱器，緩沖容器經(jīng)回液管連接柱塞式計量泵的出口，所述緩沖容器的頂部連接有直立設(shè)置的篩管，篩管上端連接有油管，油管上端經(jīng)高壓雙層軟管接通柱塞式計量泵的進(jìn)口，所述篩管和油管設(shè)置在主立管內(nèi)，主立管由若干立管單體疊加連接而成，每一立管單體上均設(shè)置有用于安裝試樣的試樣槽；主立管頂部還設(shè)有排氣閥；篩管上端位置對應(yīng)的立管單體上設(shè)有觀察窗；所述高壓雙層軟管管上設(shè)有截止閥，位于截止閥和柱塞式計量泵的進(jìn)口之間旁通連接有加液閥。該裝置工作時，將檢測掛片(即套管的試樣)放置在各個試樣槽中，打開加液閥，并啟動柱塞式計量泵，向緩沖容器內(nèi)注入試驗水樣，試驗水樣取自井下液，同時通過加氣閥向緩沖裝置內(nèi)充入二氧化碳?xì)怏w和氮氣，二氧化碳?xì)怏w和氮氣可模擬地層下的氣體，氣壓可模擬地層下形成的壓力；二氧化碳?xì)怏w持續(xù)供入，以模擬消耗過程。此時，裝置內(nèi)的篩管模擬篩管管柱、油管模擬油管管柱、檢測掛片模擬的是套管管柱，液體從篩管向上運動，氣體經(jīng)過篩管進(jìn)入主立管內(nèi)，可通過觀察窗控制液面位置大致在篩管頂部，并保持該液位；井下液充滿緩沖灌并經(jīng)過篩管、油管、高壓雙層軟管和截止閥進(jìn)入柱塞式計量泵，形成工作循環(huán)，井下液充滿后可關(guān)閉加液閥；柱塞式計量泵循環(huán)工作，經(jīng)過一段時間的工作后，通過篩管孔眼、油管、檢測掛片的腐蝕狀況；可以判斷油井實際生產(chǎn)狀況下的抽油泵吸入口處、液面和井底等處的套管腐蝕情況，改變流速、壓力和溫度，可獲得不同地層差數(shù)狀況下的試驗數(shù)據(jù)。其有益效果在于:該裝置能模擬井下抽油泵吸入口附近流體的流動狀態(tài)，通過改變可能對腐蝕產(chǎn)生影響的流速、CO2分壓和溫度等因素，從而可研究套管的腐蝕形態(tài)及規(guī)律。為能減緩流速，獲得更可靠的試驗結(jié)果，所述緩沖容器內(nèi)設(shè)有阻流隔板，回液管與緩沖容器的連接位置位于阻流隔板下方。為便于排空裝置內(nèi)的全部液體，所述緩沖容器底部設(shè)有排液閥。本發(fā)明的目的之二在于提供一種井下抽油泵吸入口附近腐蝕模擬試驗方法，使其能比較準(zhǔn)確地反映采油時的套管不同位置的腐蝕情況。其技術(shù)方案為:一種井下抽油泵吸入口附近腐蝕模擬試驗方法，包括如下步驟:
1)將多個檢測掛片稱重后，安裝到各試樣槽內(nèi)；
2)抽取井下液作為試驗水樣，并將試驗水樣除氧后通過加液閥加入緩沖容器內(nèi)，從觀察窗中觀察試驗水樣使其淹沒篩管且水位不高于觀察窗頂部；
3)通過加氣閥充加一定量的C02，CO2加入量與地層下的CO2含量相當(dāng)，然后，通過加氣閥向水位以上的主立管內(nèi)的環(huán)形空間內(nèi)充入N2加壓至試壓模擬井泵掛位置的地層壓力；
4)加熱器將試驗水樣加熱至試壓模擬井泵掛位置的地層溫度；
5)重新通過加氣閥持續(xù)通入通過CO2，使液位保持觀察窗內(nèi)可見，利用柱塞式計量泵驅(qū)動試驗水樣循環(huán)，流量相當(dāng)于模擬油井的產(chǎn)量，試驗水樣依次通過緩沖容器、篩管、油管、軟管、柱塞式計量泵至緩沖容器進(jìn)行循環(huán)；
6)循環(huán)設(shè)定時間后，停泵、卸壓，取出檢測掛片，清洗、干燥、稱重，進(jìn)行腐蝕失重、腐蝕產(chǎn)物及形貌分析研究。上述方法的進(jìn)一步改進(jìn)在于將步驟5的經(jīng)分析過的檢測掛片再次按序裝入各試樣槽內(nèi)，進(jìn)行步驟2) —步驟6)的試驗步驟。可以分析不同循環(huán)時間對套管的腐蝕情況。上述試驗方法中的檢測掛片可取不同鋼級的鋼質(zhì)材料制成。上述試驗方法用來模擬油氣田中油井井下抽油泵在不同環(huán)境下不同鋼級的套管的腐蝕過程，試驗方法具有模擬性、加速性和重現(xiàn)性，可以用于研究油井抽油泵條件下套管以及生產(chǎn)管柱受地層水腐蝕行為和規(guī)律，還可以應(yīng)用于各種鋼級套管的在不同井下條件的耐蝕性的快速評價。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I排液閥，2加熱器，3阻流隔板，4緩沖容器，5加氣閥，6篩管，7主立管，8試樣，9法蘭，10排氣閥，11高壓雙層軟管，12截止閥，13加液閥，14柱塞式計量泵，15回液管，16油管，17觀察窗。
具體實施例方式實施例1
如圖所示，為一種井下抽油泵吸入口附近腐蝕模擬試驗裝置，包括緩沖容器4，緩沖容器4底部設(shè)有排液閥1，緩沖容器4上設(shè)有加氣閥5，緩沖容器4內(nèi)設(shè)有加熱器2，緩沖容器4經(jīng)回液管15連接柱塞式計量泵14的出口，緩沖容器4內(nèi)設(shè)有阻流隔板3，回液管15與緩沖容器4的連接位置位于阻流隔板3的下方；緩沖容器4的頂部連接有直立設(shè)置的篩管6，篩管6上端連接有油管16，油管16上端經(jīng)高壓雙層軟管11接通柱塞式計量泵14的進(jìn)口，高壓雙層軟管11上設(shè)有截止閥12，位于截止閥12和柱塞式計量泵14的進(jìn)口之間旁通連接有加液閥13 ;篩管6上端位置對應(yīng)的立管單體上設(shè)有觀察窗17 ;篩管6和油管16設(shè)置在主立管7內(nèi)，主立管7由若干立管單體疊加連接而成，每一立管單體上均設(shè)置有用于安裝試樣8的試樣槽；主立管7頂部還設(shè)有設(shè)有法蘭9，法蘭9上設(shè)有排氣閥10。該裝置工作時，將套管的試樣8放置在各個試樣槽中，緩沖容器4、篩管、油管內(nèi)注滿井下液，啟動柱塞式計量泵14，同時通過加氣閥5向緩沖裝置內(nèi)充入二氧化碳?xì)怏w。此時，裝置內(nèi)的篩管6模擬篩管管柱、油管16模擬油管管柱、試樣8模擬的是不同位置的套管管柱，液體從篩管6向上運動,氣體經(jīng)過篩管6進(jìn)入主立管7內(nèi)，可通過觀察窗控制液位在篩管上端附件；井下液則經(jīng)過篩管6、油管16、高壓雙層軟管11進(jìn)入柱塞式計量泵14，形成工作循環(huán)；經(jīng)過一段時間的工作后，通過篩管6孔眼、油管16、試樣8的腐蝕狀況；可以判斷油井實際生產(chǎn)狀況下的抽油泵吸入口處、動液面和井底等處的套管腐蝕情況，改變流速、CO2的壓力和溫度，可獲得不同地層差數(shù)狀況下的試驗數(shù)據(jù)。實施例2
一種井下抽油泵吸入口附近腐蝕模擬試驗方法，包括如下步驟:
1)將多個檢測掛片稱重后，安裝到各試樣槽內(nèi)；
2)抽取井下液作為試驗水樣，并將試驗水樣除氧后通過加液閥加入緩沖容器內(nèi)，從觀察窗中觀察試驗水樣使其淹沒篩管且水位不高于觀察窗頂部；
3)通過加氣閥充加一定量的C02，CO2加入量與地層下的CO2含量相當(dāng)，然后，通過加氣閥向水位以上的主立管內(nèi)的環(huán)形空間內(nèi)充入N2加壓至試壓模擬井泵掛位置的地層壓力；
4)加熱器將試驗水樣加熱至試壓模擬井泵掛位置的地層溫度；
5)重新通過加氣閥持續(xù)通入通過CO2，使液位保持觀察窗內(nèi)可見，利用柱塞式計量泵驅(qū)動試驗水樣循環(huán)，流量相當(dāng)于模擬油井的產(chǎn)量，試驗水樣依次通過緩沖容器、篩管、油管、軟管、柱塞式計量泵至緩沖容器進(jìn)行循環(huán)；
6)循環(huán)設(shè)定時間后，停泵、卸壓，取出檢測掛片，清洗、干燥、稱重，進(jìn)行腐蝕失重、腐蝕產(chǎn)物及形貌分析研究。上述方法的進(jìn)一步改進(jìn)在于將步驟5的經(jīng)分析過的檢測掛片再次按序裝入各試樣槽內(nèi)，進(jìn)行步驟2) —步驟6)的試驗步驟?？梢苑治霾煌h(huán)時間對套管的腐蝕情況。上述試驗方法中的檢測掛片可取不同鋼級的鋼質(zhì)材料制成。上述試驗方法用來模擬油氣田中油井井下抽油泵在不同環(huán)境下不同鋼級的套管的腐蝕過程，試驗方法具有模擬性、加速性和重現(xiàn)性，可以用于研究油井抽油泵條件下套管以及生產(chǎn)管柱受地層水腐蝕行為和規(guī)律，還可以應(yīng)用于各種鋼級套管的在不同井下條件的耐蝕性的快速評價。本發(fā)明并不局限于上述實施例，在本發(fā)明公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要創(chuàng)造性的勞動就可以對其中的一些技術(shù)特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種井下抽油泵吸入口附近腐蝕模擬試驗裝置，包括緩沖容器，緩沖容器上設(shè)有加氣閥，緩沖容器內(nèi)設(shè)有加熱器，緩沖容器經(jīng)回液管連接柱塞式計量泵的出口，其特征在于:所述緩沖容器的頂部連接有直立設(shè)置的篩管，篩管上端連接有油管，油管上端經(jīng)高壓雙層軟管接通柱塞式計量泵的進(jìn)口，所述篩管和油管設(shè)置在主立管內(nèi)，主立管由若干立管單體疊加連接而成，每一立管單體上均設(shè)置有用于安裝試樣的試樣槽；主立管頂部還設(shè)有排氣閥；篩管上端位置對應(yīng)的立管單體上設(shè)有觀察窗；所述高壓雙層軟管管上設(shè)有截止閥，位于截止閥和柱塞式計量泵的進(jìn)口之間旁通連接有加液閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下抽油泵吸入口附近腐蝕模擬試驗裝置，其特征在于:所述緩沖容器內(nèi)設(shè)有阻流隔板，回液管與緩沖容器的連接位置位于阻流隔板下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種井下抽油泵吸入口附近腐蝕模擬試驗裝置，其特征在于:所述緩沖容器底部設(shè)有排液閥。
4.一種井下抽油泵吸入口附近腐蝕模擬試驗方法，其特征在于包括如下步驟:I)將多個檢測掛片稱重后，安裝到各試樣槽內(nèi)； 2)抽取井下液作為試驗水樣，并將試驗水樣除氧后通過加液閥加入緩沖容器內(nèi)，從觀察窗中觀察試驗水樣使其淹沒篩管且水位不高于觀察窗頂部； 3)通過加氣閥充加一定量的C02，CO2加入量與地層下的CO2含量相當(dāng)，然后，通過加氣閥向水位以上的主立管內(nèi)的環(huán)形空間內(nèi)充入N2加壓至試壓模擬井泵掛位置的地層壓力； 4)加熱器將試驗水樣加熱至試壓模擬井泵掛位置的地層溫度； 5)重新通過加氣閥持續(xù)通入通過CO2，使液位保持觀察窗內(nèi)可見，利用柱塞式計量泵試壓液體，流量相當(dāng)于模擬油井的產(chǎn)量，試驗水樣依次通過緩沖容器、篩管、油管、軟管、柱塞式計量泵至緩沖容器循環(huán)； 循環(huán)設(shè)定時間后，停泵、卸壓，取出檢測掛片，清洗、干燥、稱重，進(jìn)行腐蝕失重、腐蝕產(chǎn)物及形貌分析研究。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種井下抽油泵吸入口附近腐蝕模擬試驗方法，其特征在于:將步驟5的經(jīng)分析過的檢測掛片再次按序裝入各試樣槽內(nèi)，進(jìn)行步驟2) —步驟6)的試驗步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種井下抽油泵吸入口附近腐蝕模擬試驗方法，其特征在于:取不同鋼級的檢測掛片進(jìn)行步驟I) 一步驟6)的試驗。
全文摘要
本發(fā)明公開了采油試驗裝置領(lǐng)域內(nèi)的一種井下抽油泵吸入口附近腐蝕模擬試驗裝置及試驗方法，該裝置包括緩沖容器，緩沖容器上設(shè)有加氣閥，緩沖容器內(nèi)設(shè)有加熱器，緩沖容器經(jīng)回液管連接柱塞式計量泵的出口，所述緩沖容器的頂部連接有直立設(shè)置的篩管，篩管上端連接有油管，油管上端經(jīng)高壓雙層軟管接通柱塞式計量泵的進(jìn)口，篩管和油管設(shè)置在主立管內(nèi)，主立管由若干帶有試樣槽的立管單體疊加連接而成；主立管頂部還設(shè)有排氣閥；篩管上端位置對應(yīng)的立管單體上設(shè)有觀察窗；高壓雙層軟管管上設(shè)有截止閥，位于截止閥和柱塞式計量泵的進(jìn)口之間旁通連接有加液閥。該裝置能模擬井下抽油泵吸入口附近流體的流動狀態(tài)，可研究套管的腐蝕形態(tài)及規(guī)律。
文檔編號G01N17/00GK103115863SQ20131002424
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者彭中, 樓一珊, 唐禮驊, 高斐, 唐海軍, 壽翔 申請人:中國石油化工股份有限公司江蘇油田分公司, 中國石油化工股份有限公司