專利名稱：一種模擬酸性天然氣田現(xiàn)場動態(tài)腐蝕的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及酸性天然氣田現(xiàn)場模擬技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種模擬酸性天然氣田現(xiàn)場動態(tài)腐蝕的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在酸性天然氣田的開發(fā)過程中，因為天然氣中含有大量的硫化氫和二氧化碳等酸性氣體使得開發(fā)環(huán)境變得異常復(fù)雜和苛刻，腐蝕問題已成為導(dǎo)致天然氣田管柱和輸氣管線失效的主要因素之一。因此根據(jù)不同的工況環(huán)境進行合理選材是保證酸性氣田安全經(jīng)濟開發(fā)的重要前提。選材的通常做法是根據(jù)國際、國家、行業(yè)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行實驗室評價，評價合格后即進行現(xiàn)場的小規(guī)模試驗段應(yīng)用或直接大規(guī)模應(yīng)用。而在現(xiàn)場的實際應(yīng)用中，無論是小規(guī)模試驗段或者大規(guī)模應(yīng)用，有時發(fā)現(xiàn)按照標(biāo)準(zhǔn)在實驗室評價合格的管材會過早的腐蝕失效，這不僅造成氣田停產(chǎn)和經(jīng)濟損失，而且嚴(yán)重的甚至造成人員傷亡等安全事故。這主要是因為影響金屬管材腐蝕行為的因素眾多，在模擬工況條件下獲得的實驗室評價結(jié)果和在實際工況環(huán)境下的現(xiàn)場腐蝕狀況存在一定的差異。在目前的實驗室條件下，基本可以保證比較準(zhǔn)確全面的模擬各個影響腐蝕因素的量，如硫化氫、二氧化碳、氯離子、流體壓力、溫度、流速、壓降、氣藏凝析油、蠟等。但是以下兩方面的現(xiàn)場因素卻很難準(zhǔn)確的模擬第一，在實際管道中流體的流態(tài)很難被準(zhǔn)確模擬，比如，流體流過管道上下起伏段、彎頭、法蘭、油管接箍處等，而實驗室往往采用最簡單的旋轉(zhuǎn)試片法來模擬動態(tài)腐蝕；第二，在實際管道中各個腐蝕因素通常處于動態(tài)變化中，特別是流速、流體壓力、溫度等，而實驗室都是模擬一個因素水平下的短時期腐蝕行為。綜上所述，實驗室模擬腐蝕評價存在的局限性直接影響了管材的耐蝕性評價的準(zhǔn)確性，進而造成選材不當(dāng)和腐蝕失效事故發(fā)生。到目前為止，管材的現(xiàn)場腐蝕評價一直都是技術(shù)難點，也是困擾酸性天然氣田管材選材的關(guān)鍵問題所在。因此，研究設(shè)計一種用于酸性天然氣田現(xiàn)場管材腐蝕評價的動態(tài)試驗系統(tǒng)對于管材的正確選材以及安全開發(fā)氣田具有非常重要的意義。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種模擬酸性天然氣田現(xiàn)場動態(tài)腐蝕的系統(tǒng)，用于酸性氣田現(xiàn)場在動態(tài)條件下對各種管材進行耐蝕性能評價。本實用新型提供了一種模擬酸性天然氣田現(xiàn)場動態(tài)腐蝕的系統(tǒng)，包括用于模擬與實際管道尺寸以及管道內(nèi)介質(zhì)流型流態(tài)完全相同的工況條件的腐蝕試驗段；用于通過腐蝕掛片失重計算管道在氣相、油相和水相中平均腐蝕速率的腐蝕試驗罐，與所述腐蝕試驗段相連；用于在線實時監(jiān)測氣相、油相和水相的瞬態(tài)腐蝕速率的在線腐蝕監(jiān)測裝置。[0011]本實用新型提供了一種用于模擬酸性天然氣田現(xiàn)場動態(tài)腐蝕的系統(tǒng)，有三個腐蝕評價裝置，首先天然氣進入腐蝕試驗段，對腐蝕試驗段的管材進行腐蝕試驗；接著輸至腐蝕試驗罐，對罐中的掛片進行腐蝕試驗；然后通過在線腐蝕監(jiān)測裝置對材料的瞬態(tài)腐蝕速率進行實時在線監(jiān)測；最后進入流量計量管路，進行流量測試后回到站場集輸裝置。這三種不同原理的腐蝕評價裝置所獲得的腐蝕信息可以從不同角度全面反映腐蝕特征腐蝕試驗段主要反映宏觀腐蝕發(fā)生的部位以及宏觀的腐蝕形貌；掛片試驗主要獲得平均腐蝕速率，微觀腐蝕形貌；而腐蝕探針主要監(jiān)測瞬態(tài)腐蝕速率以及腐蝕速率隨時間和腐蝕介質(zhì)變化的情況。與室內(nèi)模擬評價相比，該系統(tǒng)測試工況條件和測試裝置更接近現(xiàn)場情況，因此獲得的結(jié)果更具有準(zhǔn)確性和可靠性，對現(xiàn)場管線的腐蝕評價和選材更具有指導(dǎo)性。

圖I為本實用新型實施例提供的模擬酸性天然氣田現(xiàn)場動態(tài)腐蝕的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，
以下結(jié)合附圖對本實用新型 作進一步的詳細描述。本實用新型實施例針對實驗室評價存在的問題和不足，實現(xiàn)了在酸性天然氣田現(xiàn)場實時對管材進行腐蝕評價和使用壽命預(yù)測。本實施例提供了一種用于酸性天然氣田現(xiàn)場模擬動態(tài)腐蝕的系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于酸性氣田現(xiàn)場在動態(tài)條件下對各種管材進行耐蝕性能評價。本實施例的系統(tǒng)有三個腐蝕評價裝置，所獲得的腐蝕信息可以從不同角度全面反映腐蝕特征腐蝕試驗段主要反映宏觀腐蝕發(fā)生的部位以及宏觀的腐蝕形貌；腐蝕試驗罐的掛片試驗主要獲得平均腐蝕速率，微觀腐蝕形貌；而在線腐蝕監(jiān)測裝置主要監(jiān)測瞬態(tài)腐蝕速率以及腐蝕速率隨時間和腐蝕介質(zhì)變化的情況。與室內(nèi)模擬評價相比，該系統(tǒng)所獲得的結(jié)果更具有準(zhǔn)確性、可靠性和全面性。參見圖1，本實用新型實施例提供了一種模擬酸性天然氣田現(xiàn)場動態(tài)腐蝕的系統(tǒng)，包括腐蝕試驗段，該腐蝕試驗段為一段和現(xiàn)場應(yīng)用的管材材質(zhì)以及規(guī)格相同的管道短節(jié)，端部采用環(huán)連接面型式法蘭連接(GB/T 9115.4-2000)。該腐蝕試驗段為一全尺寸的實物試驗段，主要用于模擬與實際管道尺寸以及管道內(nèi)介質(zhì)流型流態(tài)完全相同工況條件下的腐蝕情況，可以獲得宏觀腐蝕形貌、發(fā)生局部腐蝕的部位及局部腐蝕特征。腐蝕試驗罐，腐蝕試驗罐為一臥式腐蝕試驗罐，主要用于在罐內(nèi)進行腐蝕掛片試驗，通過腐蝕掛片失重計算管道的平均腐蝕速率，掛片材質(zhì)和現(xiàn)場的管道材質(zhì)相同，罐中共有三套腐蝕掛片，分別置于罐內(nèi)氣相、油相和水相中，對應(yīng)監(jiān)測氣相、油相和水相的平均腐蝕速率。該腐蝕試驗罐中設(shè)有吹掃口、放空口和排污口 吹掃口有2個，分別位于腐蝕試驗罐的兩端，一個為氮氣置換吹掃口，一個為凈化天然氣置換吹掃口，可實現(xiàn)對整個模擬腐蝕系統(tǒng)的分段吹掃；放空口位于腐蝕試驗罐的頂端，放空口連接有用于保證系統(tǒng)安全的放空閥，可對整個模腐蝕擬系統(tǒng)進行分段放空，以保證系統(tǒng)安全；排污口位于腐蝕試驗罐的底部，排污口連接有閥套式排污閥，可對腐蝕試驗罐中的廢污進行清理排放。在線腐蝕監(jiān)測裝置，包括3套在線腐蝕監(jiān)測探針，主要用于在線實時監(jiān)測天然氣管道中氣相、油相和水相的瞬態(tài)腐蝕速率，探針監(jiān)測的腐蝕速率可以反映各個相壓力、溫度、流速、介質(zhì)成份變化對腐蝕速率的影響。3套在線腐蝕監(jiān)測探針分別安裝在管道內(nèi)氣相、油相和水相中。流量計量裝置，與在線腐蝕監(jiān)測裝置相連，用于對模擬酸性天然氣田現(xiàn)場動態(tài)腐蝕系統(tǒng)的出口流量進行測量。流量計量裝置采用簡易閥式孔板節(jié)流裝置，配置板式整流器及相應(yīng)的壓力差壓變速器，進行流量測試后回到站場集輸裝置。流量計量數(shù)據(jù)主要用于分析腐蝕速率與流量大小之間的相關(guān)性。在實際應(yīng)用中，本實施例系統(tǒng)的原料氣出/入口、放空口和吹掃口均配置了相應(yīng)對外連接的法蘭(GB/T 9115. 4-2000)、緊固件(GB/T 9125-2003)及密封墊片(GB/T9128-2003)。本實施例的模擬腐蝕系統(tǒng)所需的管件為主氣管道公稱通徑為DN50、DN80，管材為L245NCS，吹掃、放空管線公稱通徑為DN25，管材為20G，閥門的閥體材質(zhì)及管路附件為20# III級鍛件。表I為模擬酸性天然氣田現(xiàn)場動態(tài)腐蝕系統(tǒng)的主要集輸參數(shù)表，可以使 用該表中的工藝參數(shù)來模擬油氣對于管道的腐蝕試驗。表I
權(quán)利要求1.一種模擬酸性天然氣田現(xiàn)場動態(tài)腐蝕的系統(tǒng)，其特征在于，包括 用于模擬與實際管道尺寸以及管道內(nèi)介質(zhì)流型流態(tài)完全相同的エ況條件的腐蝕試驗段； 用于通過腐蝕掛片失重計算管道在氣相、油相和水相中平均腐蝕速率的腐蝕試驗罐，與所述腐蝕試驗段相連； 用于在線實時監(jiān)測氣相、油相和水相的瞬態(tài)腐蝕速率的在線腐蝕監(jiān)測 裝置，與所述腐蝕試驗罐相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模擬酸性天然氣田現(xiàn)場動態(tài)腐蝕的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進ー步包括 對所述模擬酸性天然氣田現(xiàn)場動態(tài)腐蝕系統(tǒng)的出ロ流量進行測量的流量計量裝置，與所述在線腐蝕監(jiān)測裝置相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的模擬酸性天然氣田現(xiàn)場動態(tài)腐蝕的系統(tǒng)，其特征在于，所述腐蝕試驗段為一段與現(xiàn)場應(yīng)用的管材相同的管道短節(jié)，所述管道短節(jié)的端部采用環(huán)連接面型式法蘭連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的模擬酸性天然氣田現(xiàn)場動態(tài)腐蝕的系統(tǒng)，其特征在于，所述腐蝕試驗罐為ー臥式腐蝕試驗罐。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的模擬酸性天然氣田現(xiàn)場動態(tài)腐蝕的系統(tǒng)，其特征在于，所述在線腐蝕監(jiān)測裝置包括分別用于在線實時監(jiān)測氣相、油相和水相的瞬態(tài)腐蝕速率的在線腐蝕監(jiān)測探針，所述在線腐蝕監(jiān)測探針分別安裝在管道內(nèi)不同高度位置，所述不同高度位置分別對應(yīng)于氣相、油相和水相的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬酸性天然氣田現(xiàn)場動態(tài)腐蝕的系統(tǒng)，其特征在于，所述腐蝕試驗罐進ー步包括 用于實現(xiàn)分段吹掃的吹掃ロ，位于所述腐蝕試驗罐的兩端； 用于實現(xiàn)分段放空的放空ロ，位于所述腐蝕試驗罐的頂部； 用于排放腐蝕試驗罐內(nèi)沉積廢污的排污ロ，位于所述腐蝕試驗罐的底部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模擬酸性天然氣田動態(tài)腐蝕的系統(tǒng)，其特征在于，所述吹掃ロ為2個，ー個為氮氣置換吹掃ロ，另ー個為凈化天然氣置換吹掃ロ。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的模擬酸性天然氣田動態(tài)腐蝕的系統(tǒng)，其特征在干，所述系統(tǒng)的原料氣出/入口、所述放空口和所述吹掃ロ均配置對外連接的法蘭、緊固件及密封墊片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的模擬酸性天然氣田現(xiàn)場動態(tài)腐蝕的系統(tǒng)，其特征在于，所述放空ロ連接有用于保證系統(tǒng)安全的放空閥。
專利摘要本實用新型公開了一種模擬酸性天然氣田現(xiàn)場動態(tài)腐蝕的系統(tǒng)，屬于天然氣田現(xiàn)場模擬技術(shù)領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括用于模擬與實際管道尺寸以及管道內(nèi)介質(zhì)流型流態(tài)完全相同的工況條件的腐蝕試驗段；用于通過腐蝕掛片失重計算管道在氣相、油相和水相中平均腐蝕速率的腐蝕試驗罐，與腐蝕試驗段相連；用于在線實時監(jiān)測氣相、油相和水相的瞬態(tài)腐蝕速率的在線腐蝕監(jiān)測裝置，與腐蝕試驗罐相連。本實用新型采用實物腐蝕試驗段、腐蝕試驗罐和在線腐蝕監(jiān)測裝置實時監(jiān)測三種不同技術(shù)，能從不同角度全面反映腐蝕特征，系統(tǒng)測試和維護簡單，所獲數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，具有較高的市場推廣價值。
文檔編號G01N17/00GK202533355SQ20122020971
公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者付安慶, 常澤亮, 林冠發(fā), 王強, 白真權(quán), 謝俊峰 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油天然氣集團公司管材研究所