[实用新型]气液两相流环路腐蚀实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于油气田腐蚀研究领域，特别涉及一种气液两相流环路腐蚀实验装置，适用于油气田生产系统气液两相流对油管在模拟工况条件下的挂片腐蚀实验以及原位腐蚀电化学测试。

背景技术

在油气田工业生产中，油井产出物多为气液两相甚至多相混合物，通过地面管道集输到集油站或联合处理站。气液两相混输技术在油气生产中随处可见，具有简化工艺、降低基建投资、增加油气产量等优点，是油气集输与储运领域最具挑战性和发展潜力的技术。然而，通常在油气混输过程中，油藏气相介质往往含有CO₂、H₂S等气体或者在油气开发提高采收率时利用CO₂驱油技术而在采出过程中携带出的CO₂气体，其溶解液相后带有严重腐蚀性；另外，随着采油中后期，CO₂和水的含量会逐渐增加，也导致采出液腐蚀性加强。模拟腐蚀工况环境下材料的腐蚀规律和机理往往不同于室温常压环境下试验得到的腐蚀规律和机理，过去研究气液两相流或多相流的腐蚀行为、特征和机理时往往利用旋转圆盘实验装置、冲击射流实验装置、高温高压反应釜来完成，这与实际油气生产过程中气液两相流水动力性质有显著差别，同时利用常规电化学工作站进行的腐蚀电化学测试也不能按照模拟工况条件来进行，从而影响了气液两相流流动加速腐蚀研究数据的精确性和实际参考价值。

实用新型内容

    为解决现有技术所采用的实验装置所模拟的工况条件与实际生产中的气液两相流水动力性质存在明显差异，导致研究数据的精确性和实际参考价值降低等缺陷，本实用新型提供一种气液两相流环路腐蚀实验装置，在水平管路内设置实验测试模块，利用电化学工作站和三电极电化学腐蚀测量装置，对实验装置模拟的油气田高温高压流体进行环路腐蚀实验，以获得流动加速腐蚀失重和形貌特征，同时监测工作电极在模拟高温高压流体中的“原位”电化学信号，进而掌握气液两相流环路的腐蚀行为和机理。

    本实用新型通过如下技术方案实现：

一种气液两相流环路腐蚀实验装置，包括气相流管路、液相流管路和气液两相流混合管路；其中气相流管路通过管线依次连接有储气罐、控制阀一、气体稳压罐、气体调节阀、气体流量计和气液混合器；液相流管路通过管线依次连接有储液罐、控制阀三、主液泵、液体调节阀一、液体流量计、控制阀四和气液混合器；气液两相流混合管路通过管线依次连接有气液混合器、实验测试模块、控制阀二和储液罐；储液罐上安装有电加热器。

进一步的，实验测试模块包括电化学工作站、信息采集系统和三电极电化学腐蚀测量装置，信息采集系统通过信号传导线与电化学工作站相连，三电极电化学腐蚀测量装置安装在实验测试模块管路侧壁的孔内，并通过信号传导线与电化学工作站的对应接口相连。

进一步的，三电极电化学腐蚀测量装置的数目至少为两个，均匀布置在实验测试模块管路上，并分别与电化学工作站的对应接口相连，测试实验测试模块内的电流、电位等数据。

进一步的，三电极电化学腐蚀测量装置包括工作电极组件、辅助电极组件和Ag/AgCl参比电极组件，三个电极组件通过金属支座固定在实验测试模块管路侧壁的孔内，并在金属支座上呈倒锥体布置，相对金属支座端面的圆心中心对称，金属支座的内表面与管道内壁密封平齐；工作电极组件、辅助电极组件和Ag/AgCl参比电极组件的结构相同，均采用电极通过胶粘镶嵌在绝缘固定件内，并用压盖螺帽将绝缘固定件固定在金属支座上；圆柱钢棒依次穿过压盖螺帽和绝缘固定件与电极上表面接触，圆柱钢棒外表面附有绝缘涂层或套有绝缘空心套管，其顶端通过螺母紧固，并通过信号传导线与电化学工作站的对应接口相连。

进一步的，压盖螺帽分别与螺母和绝缘固定件之间的圆柱钢棒上还套有圆环密封圈。

上述任一技术方案中实验装置的气液两相流混合管路末端的储液罐还通过管线依次与控制阀六和余气处理装置连接。

进一步的，本实用新型还包括液相流补充管路，通过管线依次连接有补充液罐、控制阀五、辅助液泵和液体调节阀二，液体调节阀二通过管线与气液两相流混合管路中控制阀二与储液罐之间的管线连通。

进一步的，储气罐和补充液罐还分别连有气体补充阀和液体补充阀，气体稳压罐和储液罐还分别连有排气阀和排液阀。

进一步的，电加热器加热后气液两相流环路管线内的温度为20~60 oC，气液两相流充分混合后管路内的压力为1~5 atm，气体流速为0~5 m/s，液体流速为0 ~2 m/s。