本發(fā)明屬于天然氣腐蝕裝置研究領(lǐng)域，可適用于氣田濕天然氣生產(chǎn)過程中管線頂部產(chǎn)生凝析水腐蝕研究，涉及該環(huán)境下管線材料的腐蝕速率、凝析速率、凝析水中ph值及其fe²⁺離子濃度的測(cè)試。

背景技術(shù)：

在天然氣田開發(fā)濕氣生產(chǎn)過程中，水汽經(jīng)過內(nèi)外較大溫差的管線時(shí)，在管線頂部產(chǎn)生并積聚了凝析水，管線中侵蝕性氣體如h2s、co2和天然氣中一些易揮發(fā)腐蝕介質(zhì)如乙酸溶解于凝析水中，從而引起腐蝕現(xiàn)象。凝析水經(jīng)形成、長(zhǎng)大、合并等過程形成液滴，在輸氣運(yùn)送過程中與管線底部的液相流動(dòng)形成的腐蝕環(huán)境是完全不同。一般認(rèn)為腐蝕性物質(zhì)通過金屬表面的液膜比通過體相溶液要容易的多，同時(shí)液膜腐蝕還受到膜厚度、流速流態(tài)等因素影響，因此管線頂部形成的凝析水膜腐蝕與常規(guī)的輸送采油液腐蝕有明顯不同，管線頂部凝析水腐蝕往往更復(fù)雜。因此，加強(qiáng)研究輸送管道頂部凝析水腐蝕對(duì)天然氣的安全、長(zhǎng)周期輸送具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。鑒于目前國內(nèi)外對(duì)天然氣輸送管線頂部腐蝕研究開展緩慢及認(rèn)識(shí)不足，開發(fā)一種天然氣輸送管線頂部凝析水腐蝕測(cè)試裝置來研究濕氣管線頂部腐蝕特征、行為及機(jī)理是十分必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明在于提供一種用于天然氣輸送管線頂部凝析水腐蝕測(cè)試的室內(nèi)試驗(yàn)裝置，以研究濕氣頂部凝析水腐蝕的特征、行為及機(jī)理，從而指導(dǎo)天然氣生產(chǎn)過程中的腐蝕控制。

本發(fā)明的技術(shù)方案在于：

一種天然氣輸送管線頂部凝析水腐蝕測(cè)試裝置，包括容器以及與容器匹配的蓋體，容器內(nèi)存放有腐蝕介質(zhì)，容器頂端設(shè)有液體入口，液體入口設(shè)有導(dǎo)入管，導(dǎo)入管伸入至腐蝕介質(zhì)內(nèi)；容器底端設(shè)有液體排放口，通過閥門控制；所述容器內(nèi)位于腐蝕介質(zhì)液面以下的側(cè)壁上設(shè)有電加熱器；蓋體上方設(shè)有循環(huán)水箱，所述蓋體上設(shè)有通孔，通孔內(nèi)設(shè)有試樣串，模擬測(cè)試管線頂部凝析水的腐蝕速率。試樣串一端位于容器內(nèi)，另一端穿過蓋體以及循環(huán)水箱位于循環(huán)水箱內(nèi)部；蓋體下設(shè)有凝析水收集系統(tǒng)，所述凝析水收集系統(tǒng)包括通過導(dǎo)管連接的位于容器內(nèi)部的漏斗以及位于容器外部的廣口瓶。

所述的試樣串包括從下至上依次設(shè)置的螺釘、圓環(huán)狀試樣、連接桿以及螺帽，所述連接桿遠(yuǎn)離螺帽的一端上設(shè)有內(nèi)螺孔，另一端設(shè)有外螺紋；所述螺釘從下方穿過圓環(huán)狀試樣的圓環(huán)，其凸出圓環(huán)狀試樣的部分穿過內(nèi)螺孔與連接桿實(shí)現(xiàn)連接，連接桿另一端通過螺帽固定在循環(huán)水箱內(nèi)，所述圓環(huán)狀試樣位于容器內(nèi)。

所述的蓋體上還設(shè)有貫穿蓋體的溫度計(jì)以及ph酸度計(jì)；所述溫度計(jì)為熱套式雙金屬溫度計(jì)，用來測(cè)介質(zhì)溫度。所述ph酸度計(jì)為插入式在線ph酸度計(jì)，用來測(cè)介質(zhì)的ph值。

所述的循環(huán)水箱設(shè)有進(jìn)冷水管以及出冷水管。

所述的螺釘與圓環(huán)狀試樣之間設(shè)有環(huán)型小密封圈；所述圓環(huán)狀試樣與連接桿之間依次設(shè)有環(huán)型大密封圈以及環(huán)型小密封圈。

所述的漏斗固定于容器內(nèi)壁上，且漏斗的直徑與蓋體上通孔的直徑相等。

所述的漏斗穿過支架固定在容器內(nèi)壁上，所述支架上設(shè)有孔，孔的直徑大于漏斗截面所在圓形的最小直徑并小于漏斗截面所在圓形的最小直徑。

所述的廣口瓶上設(shè)有尾氣排放管。

本發(fā)明的技術(shù)效果在于：

本發(fā)明將試樣串一端放置在容器內(nèi)，一端放置在循環(huán)水箱內(nèi)；圓環(huán)狀試樣背面通過冷水一直循環(huán)，背面冷卻，致使其測(cè)試面遇到容器中高溫水汽而形成凝析水膜，進(jìn)而形成凝析水液滴，最終跌落至凝析水收集系統(tǒng)。凝析水是由圓環(huán)狀試樣的測(cè)試面形成的凝析水液滴積聚的，主要用來測(cè)試凝析水的ph值及其fe²⁺離子濃度，以及根據(jù)凝析水質(zhì)量和測(cè)試周期來計(jì)算凝析速率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種天然氣輸送管線頂部凝析水腐蝕測(cè)試裝置示意圖。

圖2為本發(fā)明試樣串爆破圖。

其中，1-容器，2-蓋體，3-導(dǎo)入管，4-連接管，5-電加熱器，6-支架，7-漏斗，8-導(dǎo)管，9-液體排放口，10-閥門，11-腐蝕介質(zhì)，12-溫度計(jì)，13-ph酸度計(jì)，14-試樣，15-循環(huán)水箱，16-進(jìn)冷水管，17-出冷水管，18-尾氣排放管，19-廣口瓶，20-凝析水，21-螺釘，22-環(huán)型大密封圈，23-環(huán)型小密封圈，24-內(nèi)螺孔，25-連接桿，26-螺帽。

具體實(shí)施方式

一種天然氣輸送管線頂部凝析水腐蝕測(cè)試裝置，包括容器1以及與容器1匹配的蓋體2，容器1內(nèi)存放有腐蝕介質(zhì)11，容器1頂端設(shè)有液體入口，液體入口設(shè)有導(dǎo)入管3，導(dǎo)入管3伸入至腐蝕介質(zhì)11內(nèi)，所述導(dǎo)入管3位于容器1外部的部分中間還設(shè)有連接管4，便于在不試驗(yàn)時(shí)連接著外部氣瓶的導(dǎo)入管3，用來將外置的co2氣罐導(dǎo)入容器1內(nèi)腐蝕介質(zhì)11中；容器1底端設(shè)有液體排放口9，通過閥門10控制；所述容器1內(nèi)位于腐蝕介質(zhì)11液面以下的側(cè)壁上設(shè)有電加熱器5；蓋體2上方設(shè)有循環(huán)水箱15，所述蓋體2上設(shè)有通孔，通孔內(nèi)設(shè)有試樣串，模擬測(cè)試管線頂部凝析水20的腐蝕速率。試樣串一端位于容器1內(nèi)，另一端穿過蓋體2以及循環(huán)水箱15位于循環(huán)水箱15內(nèi)部；蓋體2下設(shè)有凝析水收集系統(tǒng)，所述凝析水收集系統(tǒng)包括通過導(dǎo)管8連接的位于容器1內(nèi)部的漏斗7以及位于容器1外部的廣口瓶19，廣口瓶19上設(shè)有尾氣排放管18。所述的蓋體2上還設(shè)有貫穿蓋體2的溫度計(jì)12以及ph酸度計(jì)13，均一端伸入腐蝕介質(zhì)11內(nèi)，另一端位于容器1外。所述溫度計(jì)12為熱套式雙金屬溫度計(jì)，用來測(cè)介質(zhì)溫度。所述ph酸度計(jì)13為插入式在線ph酸度計(jì)，用來測(cè)介質(zhì)的ph值。所述的循環(huán)水箱15設(shè)有進(jìn)冷水管16以及出冷水管17。所述的試樣串包括從下至上依次設(shè)置的螺釘21、圓環(huán)狀試樣14、連接桿25以及螺帽26，所述連接桿25遠(yuǎn)離螺帽26的一端上設(shè)有內(nèi)螺孔24，另一端設(shè)有外螺紋；所述螺釘21從下方穿過圓環(huán)狀試樣14的圓環(huán)，其凸出圓環(huán)狀試樣14的部分穿過內(nèi)螺孔24與連接桿25實(shí)現(xiàn)連接，連接桿25另一端通過螺帽26固定在循環(huán)水箱15內(nèi)，所述圓環(huán)狀試樣14位于循環(huán)水箱15外。所述的螺釘21與圓環(huán)狀試樣14之間設(shè)有環(huán)型小密封圈23；所述圓環(huán)狀試樣14與連接桿25之間依次設(shè)有環(huán)型大密封圈22以及環(huán)型小密封圈23。所述的漏斗7固定于容器1內(nèi)壁上，且漏斗7的直徑與蓋體2上通孔的直徑相等。所述的漏斗7穿過支架6固定在容器1內(nèi)壁上，所述支架6上設(shè)有孔，孔的直徑大于漏斗7截面所在圓形的最小直徑并小于漏斗7截面所在圓形的最小直徑。

其中，將圓環(huán)狀試樣14靠近腐蝕介質(zhì)11的一面為測(cè)試面，靠近循環(huán)水箱15的一面為背面。容器1的材料為316l耐蝕不銹鋼，蓋體2材料為耐蝕隔熱的聚四氟乙烯材料，導(dǎo)入管3材料為316l不銹鋼，螺釘21材料為聚四氟乙酸，環(huán)型大密封圈22以及環(huán)型小密封圈23材料為防腐耐溫的橡膠，連接桿25材料為不銹鋼金屬，圓環(huán)狀試樣14的圓環(huán)側(cè)面以及背面由防腐但導(dǎo)熱的硅膠涂覆，循環(huán)水箱15材料為不銹鋼循環(huán)水箱15，支架6為不銹鋼支架6，漏斗7以及導(dǎo)管8的材料均為耐溫硼硅玻璃。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及管線材料的腐蝕速率、凝析速率、凝析水中pH值及其Fe2+離子濃度的測(cè)試。一種天然氣輸送管線頂部凝析水腐蝕測(cè)試裝置，包括容器以及與容器匹配的蓋體，容器內(nèi)存放有腐蝕介質(zhì)，容器頂端設(shè)有液體入口，液體入口設(shè)有導(dǎo)入管；容器底端設(shè)有液體排放口；所述容器內(nèi)位于腐蝕介質(zhì)液面以下的側(cè)壁上設(shè)有電加熱器；蓋體上方設(shè)有循環(huán)水箱，所述蓋體上設(shè)有通孔，通孔內(nèi)設(shè)有試樣串，模擬測(cè)試管線頂部凝析水的腐蝕速率。試樣串一端位于容器內(nèi)，另一端穿過蓋體以及循環(huán)水箱位于循環(huán)水箱內(nèi)部；蓋體下設(shè)有凝析水收集系統(tǒng)。本發(fā)明用來測(cè)試凝析水的pH值及其Fe2+離子濃度，以及根據(jù)凝析水質(zhì)量和測(cè)試周期來計(jì)算凝析速率。

技術(shù)研發(fā)人員：尹志福;張永強(qiáng);楊志剛;拓川;王珂;李輝;南蓓蓓;呂雷;魏彥林;司小明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研究院
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.18
技術(shù)公布日：2017.08.15