[发明专利]一种在线检测多相混输管道油水界面腐蚀模拟装置及方法

说明书

本发明涉及一种在线检测多相混输管道油水界面腐蚀模拟装置及方法，该装置包括：其包括H型油水界面腐蚀模拟电解池、腐蚀测试系统、液面控制系统、循环水浴加热系统；所述H型油水界面腐蚀模拟电解池用于对油水界面复杂腐蚀反应进行模拟；所述腐蚀测试系统用于对所述H型油水界面腐蚀模拟电解池中的油水界面进行腐蚀失重测试和电化学测试；所述液面控制系统用于根据实验要求对所述H型油水界面腐蚀模拟电解池中的油水界面的液位差进行调节；所述循环水浴加热系统用于对所述H型油水界面腐蚀模拟电解池进行加热，使其处于预设温度。因此，本发明对深水多相混输管道油水界面腐蚀与防护技术的研究具有非常重要的意义。

技术领域

本发明涉及深水管道多相流腐蚀风险评估与防护领域，具体涉及一种在线检测多相混输管道油水界面腐蚀模拟装置及方法。

背景技术

近年来，随着海上油气田开发业日益兴盛，海底输送管道发生了多起失效事故，针对深水输油管道腐蚀风险较高的油水两相工况特点，对于管道底部水相腐蚀、油水两相界面腐蚀等典型风险的研究方法及手段也有多种。然而到目前为止，对于油田现场油水两相混输管道的腐蚀模拟仍有待改进。

目前较为常用的方法是利用高温高压反应釜模拟深水输油管道油水两相混合输运环境，采用反应釜内搅拌的方式来模拟不同流速对金属的腐蚀作用，然而搅拌产生涡流难以对油水混输管道层流状态进行模拟，且对油水界面腐蚀机理缺乏直观研究；另外一种是采用腐蚀模拟环路装置对多相流流型或润湿特性对管材腐蚀行为的影响进行研究，但受实际因素的制约，环路中的流型错综复杂，难以实现稳定层流状态的模拟过程，且对油水界面腐蚀行为及机理缺乏直观准确的研究；况且大型油气水多相流环路腐蚀模拟装置的运行与维护力度大，耗费人力物力巨大，也成为制约多相流腐蚀规律探究的因素之一。此外，国内还采用小型电解池对油水交替润湿状态进行模拟，但其采用步进电机驱动，存在起步慢、丢步等问题，步进电机采用开环控制，难以对液面升降进行精确控制；而且其采用单个电解池，则步进电机工作产生的震动直接影响液面波动，进一步影响腐蚀产物膜的形成及电化学测试过程；同时由于其电化学测试过于笼统，对油水界面腐蚀机理缺乏系统地研究。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种在线检测多相混输管道油水界面腐蚀模拟装置及方法，该装置利用伺服电机精准控制油水界面升降，真实模拟深水管道层流工况，且通过多区耦合电化学测试获得准确又系统的油水界面腐蚀信息；采用分瓶设计避免电机工作对电化学测试信号的干扰；采用双层玻璃加热层设计，可对油水界面波动状态进行实时监测；在线完成多相混输管道油水界面腐蚀行为的测试并记录结果。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种多相混输管道油水界面腐蚀模拟装置，其包括H型油水界面腐蚀模拟电解池、腐蚀测试系统、液面控制系统、循环水浴加热系统；所述H型油水界面腐蚀模拟电解池用于对油水界面复杂腐蚀反应进行模拟；所述腐蚀测试系统用于对所述H型油水界面腐蚀模拟电解池中的油水界面进行腐蚀失重测试和电化学测试；所述液面控制系统用于根据实验要求对所述H型油水界面腐蚀模拟电解池中的油水界面的液位差进行调节；所述循环水浴加热系统用于对所述H型油水界面腐蚀模拟电解池进行加热，使其处于预设温度。

进一步的，所述H型油水界面腐蚀模拟电解池包括反应瓶、反应瓶压盖、控制瓶、控制瓶压盖、法兰和微滤膜；所述反应瓶为开口向上的瓶体，所述瓶体下部一侧设置有瓶口；所述控制瓶与所述反应瓶结构相同，且所述控制瓶的管口通过所述法兰与所述反应瓶的管口固定密封连接；所述微滤膜设置在所述反应瓶的管口与所述法兰连接处；所述反应瓶压盖和控制瓶压盖分别设置在所述反应瓶和控制瓶顶部，并通过卡箍与所述反应瓶和控制瓶固定连接，且所述反应瓶压盖和控制瓶压盖均内嵌用于密封的橡胶密封圈；所述反应瓶压盖上设置有用于与所述腐蚀测试系统相连的旋转轴接口、两外接电极接口以及用于气体进出的进气口和排气口；所述控制瓶压盖上设置有用于与所述液面控制系统相连的螺纹导杆接口以及用于气体进出的进气口和排气口；所述反应瓶压盖和控制瓶压盖上还设置有与所述反应瓶和控制瓶内部连通的用于平衡气压的平衡气路。