[发明专利]一种油水分离罐内多功能腐蚀实时监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及储罐内监测装置领域，特别是一种油水分离罐内多功能腐蚀实时监测装置及方法。

背景技术

国内各大油田经过几十年的开发，现已进入高含水、甚至特高含水开发阶段，采出液综合含水率甚至高达90％以上。由于采出水矿化度高，氯离子含量大，并含有二氧化碳、硫化氢、泥沙以及硫酸盐还原菌等微生物，再加上水温较高、流速、流态变化等相互作用，对油水分离罐内壁造成严重腐蚀，日趋成为制约油田安全生产的主要因素之一。同时，多数油田普遍采用多层位开采及采出液混合处理工艺，而非同层采出液中的成垢离子(如Ca²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-等)含量差异较大，混合时易生成碳酸钙、硫酸钙等沉淀。这使得油田运行成本增加，造成巨大经济损失，甚至引发安全和环境污染事故。

为减缓罐内腐蚀，通常在罐底安装有镁合金牺牲阳极块，同时在罐内壁涂覆涂层以便将油水介质与罐内壁金属基体物理隔离。然而，牺牲阳极块因其自身质量问题以及沉积物(泥沙、垢、微生物)在其表面的沉积或吸附，导致牺牲阳极块过快溶解、不均匀溶解甚至不溶解；或因牺牲阳极块与罐体未紧密连接、或因牺牲阳极块表面沉积泥垢，导致其对罐体的保护效果欠佳。而且，涂层本身质量、涂装工艺的各异，导致其对罐体的保护性能不同。另外，罐内流体因汇集了不同层位和不同区块油井的产出液，不同时间内的介质的成分和酸度各异，导致其腐蚀性波动较大，引起涂层鼓泡甚至脱离，失去对罐体的保护性，局部脱离甚至还会形成“大阴极小阳极”，加剧罐体的局部腐蚀。

目前通常采用的监测方式为定期停产开罐监测：一是看牺牲阳极块表面是否溶解均匀，二是查看罐体内表面涂层是否有气泡、以及剥落现象，三是如有剥落，监测罐体的壁厚。其缺点是：一是需要停产，影响油田的正常生产；二是需要清罐，要求罐内清洁、无剩余的油、水、泥等杂物，工作量大；三是监测的延时性，不能实时反映分离罐内壁减薄情况、介质的腐蚀性、牺牲阳极块的保护效果及其大小是否达到临界。在此种服役工况条件下，罐体内壁腐蚀依然严重，并且未被及时发现、修复，导致分离罐过早失效。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术问题的不足，提供一种与油田生产实际相结合，满足实时反映油田采出水水质波动、阴极保护用牺牲阳极块的溶解情况和保护效果以及罐体内壁腐蚀情况的油水分离罐内多功能腐蚀实时监测装置及方法，进而可有效防止罐体过早失效、甚至储罐泄漏事故的发生。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种油水分离罐内多功能腐蚀实时监测装置，包括在油水分离罐内自由浮动的浮台和远程监控室，所述浮台包括由耐蚀材质制成的气囊、框架和平板，所述框架内镶嵌有至少四组气囊，框架的上端面和下端面分别安装平板，贯穿浮台四角处安装四支试样脚架，每支试样脚架上悬挂有四层试样挂片，其中三层试样挂片位于浮台下部平板的下方，另外一层试样挂片位于浮台上部平板的上方，相邻的两层试样挂片留3mm以上的间隙、每层试样挂片间用聚四氟乙烯垫片隔开以避免试样挂片间的接触腐蚀或缝隙腐蚀；所述浮台下部平板的下端面中间部位预留有多个安装孔，在多个安装孔内安装pH值探针、温度探针、腐蚀速度探针、Cl^-浓度探针、电压探针和电流密度探针，所述电压探针通过导线与安装在油水分离罐的阴极保护用牺牲阳极块连接，电流密度探针通过导线与安装在油水分离罐罐底的牺牲阳极块连接；所述浮台上部平板的上端面固定安装有用于监测从油水分离罐内介质中溢出的CO₂浓度和H₂S浓度的气体监测仪，以及无线发射器和蓄电池组，所述pH值探针、温度探针、腐蚀速度探针、Cl^-浓度探针、电压探针和电流密度探针以及气体监测仪通过数据线分别与无线发射器相连，所述蓄电池组用于给浮台上的各个探针或仪器提供不间断电源，以保障监测数据的连续性；所述远程监测室安装有用于接收无线发射器发送的信号的无线接收器，无线接收器将接收到的电信号分别转化为数字信号，所述无线接收器通过数据线与计算机相连，计算机上安装有分别对数字信号进行自动读取、转换为与计算机网络时间相对应的动态变化曲线图谱的解析软件。

进一步地，在浮台上部平板的上端面设有四个提手，所述提手安装于试样脚架内侧，且对称安装。如此，便于在不影响所安装的试样挂片的情况下能平稳地将浮台放入和取出油水分离罐。