[发明专利]高温高压气液两相H2S/CO2环境原位载荷腐蚀模拟环路系统

权利要求书

1.一种高温高压气液两相环境原位载荷腐蚀模拟环路系统，包括控制柜、高温高压釜、涡轮风机、气体流量计、涡轮水泵、液体流量计、耐高压柔性管、耐压视镜、温度传感器、试验管段以及吊装装置，所述耐高压柔性管包括第一耐高压柔性管和第二耐高压柔性管，所述试验管段包括第一试验管段和第二试验管段；所述高温高压釜与高压环路管线材质均为镍基合金，且两者直接相连，组成一个封闭的耐压系统，体系的温度、压力和气体组成能够模拟所有地面集输系统以及部分井下含硫高温高压工况环境，气源为硫化氢；环路气相管路入口和环路液相管路入口分别与高温高压釜的气相和液相连接，且气相和液相管路入口处设有控制阀；液相管路经过涡轮水泵和液体流量计后与混相管路相连；气相管路经涡轮风机和气体流量计后汇入混相管路；汇合气相和液相后的混相管路依次连接第一耐高压柔性管、耐压视镜和第一试验管段；第一试验管段后连接吊装管段，吊装管段外部设有吊装环与吊装装置相连接；吊装管段与第二试验管段和第二耐高压柔性管相连接；第二耐高压柔性管后混相管路出口与高温高压釜的气相连接；耐高压柔性管和吊装装置连用能够任意改变试验管段的倾角，其中第一试验管段用来模拟倾角0～90°范围内的管道，第二试验管段用来模拟倾角0～-90°范围内的管道；采用加载装置对试验管段进行加载考察载荷对腐蚀的影响，加载时采用应变仪来控制管段的载荷。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：在腐蚀环路的在起始管段分为气相管段和液相管段，分别与高温高压釜的气相和液相相连接；气相管路上设有涡轮风机和气体流量计，液相管路上设有涡轮水泵和液体流量计；经过流量计后的气相管路和液相管路汇合于混相管路。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：高温高压釜与气相管线入口、液相管线入口和混相管线出口相连；釜盖带有压力传感器、热电偶以及进气口和排气口；釜体外具有加热保温套，用以控制釜内温度。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：环路上两个试验管段附近的对称位置上设有耐高压柔性管，通过吊装装置提拉吊装管段来改变试验管段的倾角。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：耐压视镜中间部位为耐压石英管，用以观察管流物的流行流态。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：试验管段有两种形式，第一种形式为内嵌腐蚀挂片形式，试验管段外部为两端带有法兰的金属套筒，用以承压；套筒内壁衬有聚四氟绝缘内衬；试样为圆环状，试样外径与聚四氟绝缘内衬内径相一致，试样内径与环路管道内径相一致；试验时试样装入金属套筒中，试样之间设有聚四氟绝缘隔圈；或者第二种形式为实物试验管段，整个试验管段由试验材料加工而成，直接接入管线中。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：控制柜与高温高压釜上的传感器、釜壁加热保温套、涡轮风机、涡轮水泵、气体和液体流量计相连，控制环路温度、压力以及环路内流体的流行流态。

8.权利要求1-7任一项所述的系统的操作方法，先调整试验段倾角，将试验溶液和试样按照要求装入腐蚀环路，然后对环路内的介质进行除氧；除氧结束后，对环路进行升温，待环路达到试验温度后，按照分压要求依次加入所需试验气体；压力稳定后，打开液相和气相管路，并调整两相的流量，使混合管路内流体的流行流态满足试验要求。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：腐蚀环路内流体的流动过程为：釜内气体经由釜盖上的管线进入气相管路，然后通过涡轮风机、气体流量计进入混相管路；釜内液体经由釜底的管线进入液相管路，然后通过涡轮水泵、液体流量计进入混相管路；混相管路内的流体通过耐高压软管、耐压视镜和温度传感器后进入试验管段，然后经过吊装管路后进入第二个试验管段，然后经过温度传感器、耐高压软管后从高温高压釜内气相位置进入釜内，完成气相和液相的分离，然后釜内液体和气体进入下一个循环。

10.权利要求1-7任一项所述的系统的用途，用于实验室内开展模拟地面集输管线和井下管柱高温高压H₂S和CO₂环境下多相流的腐蚀模拟研究，以及管道内部硫酸盐还原菌腐蚀、管道内部携砂冲蚀、以及缓蚀剂、杀菌剂和阻垢剂的评价优选研究。