一種高溫高壓緩蝕性能評價裝置及其評價方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高溫高壓緩蝕性能評價裝置及其評價方法。該裝置包括高壓鋼瓶、過濾器和流量計，高壓活塞容器和高壓柱塞泵，主反應釜、加熱哈氏儲罐和攪拌電機，哈氏取樣器、多個壓力傳感器以及多個溫度傳感器；其中，高壓鋼瓶與過濾器相連，過濾器與流量計相連；流量計與高壓活塞容器相連，高壓活塞容器與高壓柱塞泵相連；高壓活塞容器與加熱哈氏儲罐相連，加熱哈氏儲罐與主反應釜相連，攪拌電機置于主反應釜中，攪拌電機的底部設置有掛片接口；主反應釜與哈氏取樣器相連；加熱哈氏儲罐上分別設置有壓力傳感器和溫度傳感器，主反應釜上分別設置有壓力傳感器和溫度傳感器，以上相連關系通過管線連接實現(xiàn)。
【專利說明】
一種高溫高壓緩蝕性能評價裝置及其評價方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于防腐藥劑的緩蝕性能評價技術領域，涉及一種高溫高壓緩蝕性能評價裝置及其評價方法。
【背景技術】
[0002]目前，管道運輸方式廣泛應用在工業(yè)生產(chǎn)運輸中，而管道流體中含有的酸性氣體(C02、H2S等)、溶解氧、無機鹽等物質容易與管道管壁的金屬材質發(fā)生電化學反應，從而產(chǎn)生腐蝕，導致管道穿孔、破裂，造成經(jīng)濟損失，同時對生命安全造成了威脅。對此，常用的處理方法是在管道流體中加入抑制腐蝕的防腐藥劑，特別是加入緩蝕劑，該緩蝕劑只需少量使用便能顯著減輕管道的腐蝕速率。
[0003]常用的評價防腐藥劑緩蝕性能的方法是使用高溫高壓旋轉腐蝕掛片裝置，實驗時先固定腐蝕掛片，用氮氣驅替空氣后，在氮氣保護下通過進液管將腐蝕介質壓入反應釜中，隨后調整反應系統(tǒng)溫度、壓力和轉速等進行測試評價。然而，目前市面上的高溫高壓旋轉腐蝕掛片裝置，大多只設置一個裝有腐蝕掛片裝置的高溫高壓反應釜，在高溫環(huán)境的評價實驗中，腐蝕介質的升溫過程和腐蝕介質與掛片的反應過程均在同一反應釜中進行，從而使腐蝕介質溫度還未升到指定溫度、系統(tǒng)還未開始計時，腐蝕介質與掛片已經(jīng)開始反應，若系統(tǒng)依然按照腐蝕介質溫度達到指定溫度后才開始計時，勢必會造成實驗誤差。另外，現(xiàn)有的高溫高壓緩蝕性能評價裝置，只能通過測試腐蝕掛片反應前后的質量損失，計算動態(tài)均勻緩蝕率，而不能實現(xiàn)反應過程的動態(tài)實時監(jiān)測，無法建立防腐藥劑緩蝕性能在實驗周期內(nèi)隨時間的變化曲線，從而失去評價其性能的重要依據(jù)。因此，設計一種可克服以上問題的新型高溫高壓緩蝕性能評價裝置，對準確評價防腐藥劑的緩蝕性能，以及對工業(yè)用防腐藥劑的篩選都有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種高溫高壓緩蝕性能評價裝置及其評價方法。該高溫高壓緩蝕性能評價裝置能夠用于高溫高壓環(huán)境下防腐藥劑的評價及篩選，克服腐蝕介質升溫過程帶來的誤差，并且可以實現(xiàn)腐蝕介質與掛片反應過程的隨時檢測。
[0005]該評價方法能夠在腐蝕介質溫度達到指定溫度后才開始計時，從而減少實驗誤差，并能實現(xiàn)腐蝕介質與掛片的反應過程的動態(tài)實時監(jiān)測，建立防腐藥劑緩蝕性能在實驗周期內(nèi)隨時間的變化曲線，得到動態(tài)腐蝕速率。
[0006]為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種高溫高壓緩蝕性能評價裝置，其包括配氣系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、反應系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，
[0007]所述配氣系統(tǒng)包括高壓鋼瓶、過濾器和流量計，所述增壓系統(tǒng)包括高壓活塞容器和高壓柱塞栗，所述反應系統(tǒng)包括主反應釜、加熱哈氏儲罐和攪拌電機，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括哈氏取樣器、多個壓力傳感器以及多個溫度傳感器;其中，
[0008]所述高壓鋼瓶的出口與所述過濾器相連，所述過濾器的出口與所述流量計相連；
[0009]所述流量計與所述高壓活塞容器的頂部相連，所述高壓活塞容器的底部與所述高壓柱塞栗的出口相連；
[0010]所述高壓活塞容器的頂部與所述加熱哈氏儲罐的頂部相連，所述加熱哈氏儲罐的底部與所述主反應釜相連，所述攪拌電機置于所述主反應釜中，所述攪拌電機的底部設置有掛片接口；
[0011 ]所述主反應釜的底部與所述哈氏取樣器的頂部相連；
[0012]所述加熱哈氏儲罐上分別設置有所述壓力傳感器和溫度傳感器，所述主反應釜上分別設置有所述壓力傳感器和溫度傳感器;以上相連關系通過管線連接實現(xiàn)。
[0013]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，優(yōu)選地，所述高壓活塞容器的頂部與所述主反應爸的頂部相連。
[0014]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，將所述高壓活塞容器的頂部與所述主反應釜的頂部相連，可以利用增壓系統(tǒng)將所述主反應釜中的分析介質壓入所述哈氏取樣器中進行分析，然后評價防腐蝕藥劑的緩蝕性能。
[0015]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，優(yōu)選地，所述過濾器的出口與所述高壓活塞容器的頂部相連。
[0016]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，所述過濾器的出口與所述流量計相連，所述流量計與所述高壓活塞容器的頂部相連，同時將所述過濾器的出口與所述高壓活塞容器的頂部相連，形成并聯(lián)結構，可以通過分流保護所述流量計。
[0017]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，優(yōu)選地，所述高溫高壓緩蝕性能評價裝置還包括容器雙控閥、放空閥、單向閥和閘閥中的一種或幾種的組合。
[0018]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，優(yōu)選地，所述高溫高壓緩蝕性能評價裝置包括3個容器雙控閥，第一容器雙控閥設置在所述流量計與所述高壓活塞容器相連的管線上，第二容器雙控閥設置在所述高壓活塞容器與所述高壓柱塞栗相連的管線上，第三容器雙控閥設置在所述高壓活塞容器與所述加熱哈氏儲罐相連的管線上。
[0019]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，優(yōu)選地，所述高溫高壓緩蝕性能評價裝置包括5個放空閥，第一放空閥設置在與所述高壓柱塞栗的出口相連的管線上;第二放空閥設置在與所述高壓活塞容器的頂部相連的管線上;第三放空閥設置在與所述加熱哈氏儲罐的底部相連的管線上；第四放空閥設置在與所述主反應釜的底部相連的管線上;第五放空閥設置在與所述哈氏取樣器的底部相接的管線上。
[0020]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，在所述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中設置放空閥，可以即時放空該評價裝置的介質，使所述高溫高壓緩蝕性能評價裝置處于壓力可控的安全狀態(tài)；同時可以通過控制所述第五放空閥的啟閉，實時控制所述哈氏取樣器內(nèi)的分析介質，便于實時分析。
[0021]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，優(yōu)選地，所述高溫高壓緩蝕性能評價裝置包括2個單向閥，第一單向閥設置在所述增壓系統(tǒng)中，第二單向閥設置在所述配氣系統(tǒng)中，所述單向閥的工作壓力為0MPa-32MPa。
[0022]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，優(yōu)選地，所述第一單向閥設置在所述高壓活塞容器與所述高壓柱塞栗相連的管線上;所述第二單向閥設置在所述流量計與所述高壓活塞容器相連的管線上，或者，所述第二單向閥設置在所述過濾器與所述高壓活塞容器相連的管線上。
[0023]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，在所述高壓活塞容器與所述高壓柱塞栗相連的管線上設置所述第一單向閥，可以防止所述高壓活塞容器中的氣體倒流至所述高壓柱塞栗中；在所述流量計與所述高壓活塞容器相連的管線上設置所述第二單向閥，可以保證氣體沿一個方向流出，防止氣體倒流損壞所述流量計。
[0024]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，優(yōu)選地，所述配氣系統(tǒng)包括I個減壓閥，所述減壓閥設置在所述高壓鋼瓶與所述過濾器相接的管線上。
[0025]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，優(yōu)選地，所述減壓閥的出口壓力為O-25MPa0
[0026]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，優(yōu)選地，所述高溫高壓緩蝕性能評價裝置包括7個閘閥，第一閘閥設置在所述高壓活塞容器與所述加熱哈氏儲罐相連的管線上，第二閘閥設置在所述高壓活塞容器與所述主反應釜相連的管線上，第三閘閥設置在所述主反應釜與所述哈氏取樣器相連的管線上，第四閘閥設置在所述第三閘閥與所述哈氏取樣器相連的管線上，第五閘閥設置在所述過濾器與所述流量計相連的管線上，第六閘閥設置在所述流量計與所述高壓活塞容器相連的管線上，第七閘閥設置在過濾器與所述高壓活塞容器相連的管線上。
[0027]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，所述閘閥為哈氏合金C-276的閘閥，優(yōu)選地，所述閘閥的耐壓值為0MPa-50MPa。
[0028]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，優(yōu)選地，所述攪拌電機的底部設置有3個掛片接口，所述掛片接口平均分布在所述攪拌電機的底部。
[0029]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，優(yōu)選地，所述高溫高壓緩蝕性能評價裝置包括4個壓力傳感器和2個溫度傳感器。
[0030]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，優(yōu)選地，第一壓力傳感器設置在與所述高壓柱塞栗的出口相連的管線上，第二壓力傳感器設置在與所述高壓活塞容器的頂部相連的管線上，第三壓力傳感器設置在所述加熱哈氏儲罐上，第四壓力傳感器設置在所述主反應
[0031]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，優(yōu)選地，第一溫度傳感器設置在所述加熱哈氏儲罐上，第二溫度傳感器設置在所述主反應釜上。
[0032]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，設置壓力傳感器和溫度傳感器，并通過所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，可以實現(xiàn)反應過程的隨時檢測，得到動態(tài)腐蝕速率。
[0033]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，優(yōu)選地，所述過濾器的耐壓值為OMPa-50MPa，過濾精度為400目-500目。
[0034]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，通過在所述高壓鋼瓶的出口與所述流量計之間設置過濾器，可以保護所述流量計，防止其被堵塞。
[0035]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，所述流量計為耐腐蝕的不銹鋼流量計，優(yōu)選為316L不銹鋼流量計，優(yōu)選地，所述流量計的量程為80mL/min-100mL/min，工作壓力為OMPa-1OMPa。
[0036]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，優(yōu)選地，所述高壓柱塞栗的工作壓力為0MPa-20MPa，排量為 0_30L/h。
[0037]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，所述高壓活塞容器的容積為1L，優(yōu)選地，所述高壓活塞容器的工作壓力為0MPa-20MPa。
[0038]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，所述加熱哈氏儲罐的容積為1.1L，優(yōu)選地，所述加熱哈氏儲罐的工作壓力為0MPa-20MPa，工作溫度為室溫-180°C。
[0039]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，所述主反應釜的容積為1.0L，優(yōu)選地，所述主反應釜的工作壓力為0MPa-20MPa，工作溫度為室溫-180°C。
[0040]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，所述攪拌電機的電機功率為40W，優(yōu)選地，所述攪拌電機采用磁力攪拌傳動機構，調速范圍為0-1000r/min。
[0041]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，所述哈氏取樣器的容積為50mL，優(yōu)選地，所述哈氏取樣器的耐壓值為0MPa-32MPa。
[0042]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，所述哈氏取樣器用于定時采集所述主反應釜中的液體。
[0043]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，優(yōu)選地，所述壓力傳感器的耐壓值為_0MPa_40MPa。
[0044]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，可以通過設定壓力的上限，并通過所述壓力傳感器進行實時監(jiān)測，防止整個評價裝置的壓力過載。
[0045]在上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，采用同步數(shù)字體系，通過計算機控制，同步實時采集數(shù)據(jù)。
[0046]本發(fā)明還提供采用上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置的評價方法，其包括以下步驟:
[0047]步驟一:在掛片接口上掛上腐蝕掛片；
[0048]步驟二:將反應介質和防腐蝕藥劑加入加熱哈氏儲罐中，加熱至指定溫度；
[0049]步驟三:通過配氣系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)將經(jīng)加熱后的反應介質和防腐蝕藥劑通過管線壓入主反應釜中，與所述腐蝕掛片開始腐蝕反應；
[0050]步驟四:通過配氣系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)將所述腐蝕反應得到的分析介質通過管線壓入哈氏取樣器中，然后通過實時分析所述哈氏取樣器中的分析介質來動態(tài)評價防腐蝕藥劑的緩蝕性能。
[0051 ]在上述評價方法中，在所述步驟三中，在進行腐蝕反應期間，隨時打開第三閘閥和第四閘閥，同時關閉第四放空閥和第五放空閥，將所述腐蝕反應得到的分析介質導流至所述哈氏取樣器中進行實時分析，同步采集數(shù)據(jù)，建立防腐藥劑緩蝕性能在實驗周期內(nèi)隨時間的變化曲線，動態(tài)評價防腐藥劑的緩蝕性能。
[0052]根據(jù)具體實施方案，本發(fā)明提供的高溫高壓緩蝕性能評價裝置按如下方式設置:所述高溫高壓緩蝕性能評價裝置包括配氣系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、反應系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
[0053]所述高溫高壓緩蝕性能評價裝置包括多條管線、7個閘閥、3個容器雙控閥、5個放空閥和2個單向閥，所述配氣系統(tǒng)包括I個高壓鋼瓶、I個過濾器、I個流量計和I個減壓閥，所述增壓系統(tǒng)包括I個高壓活塞容器和I個高壓柱塞栗，所述反應系統(tǒng)包括I個主反應釜、I個加熱哈氏儲罐和I個攪拌電機，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括I個哈氏取樣器、4個壓力傳感器以及2個溫度傳感器;其中，
[0054]所述管線連接所述配氣系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、反應系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述7個閘閥、3個容器雙控閥、5個放空閥和2個單向閥均設置在所述管線上；
[0055]在所述配氣系統(tǒng)中，所述高壓鋼瓶的出口與所述減壓閥連接，所述減壓閥與所述過濾器連接，所述過濾器與第五閘閥連接，所述第五閘閥與所述流量計連接，所述流量計與第六閘閥連接，所述第六閘閥與第二單向閥連接；同時，在所述配氣系統(tǒng)中，所述過濾器與第七閘閥連接，所述第七閘閥與所述第二單向閥連接；
[0056]在所述增壓系統(tǒng)中，所述第二單向閥與第一容器雙控閥連接，所述第一容器雙控閥與所述高壓活塞容器的頂部連接，所述高壓活塞容器的頂部通過所述第一容器雙控閥與第二壓力傳感器連接，所述高壓柱塞栗的出口分別與第一壓力傳感器、第一放空閥連接和第一單向閥連接，所述第一單向閥與第二容器雙控閥連接，所述第二容器雙控閥與所述高壓活塞容器的底部連接；
[0057]在所述反應系統(tǒng)中，所述第一容器雙控閥分別與第二放空閥和第一閘閥連接，所述第一閘閥與第三容器雙控閥連接，所述第三容器雙控閥與所述加熱哈氏儲罐的頂部連接，所述加熱哈氏儲罐上設置有第一溫度傳感器和第三壓力傳感器，所述加熱哈氏儲罐的底部分別與第三放空閥和所述主反應釜連接，所述主反應釜上設置有第二溫度傳感器和第四壓力傳感器，所述主反應釜的底部分別與第四放空閥和第三閘閥連接，所述攪拌電機置于所述主反應釜中，所述攪拌電機的底部設置有3個掛片接口，且所述掛片接口平均分布在所述攪拌電機的底部；同時，在所述反應系統(tǒng)中，所述第一容器雙控閥分別與第二放空閥和第二閘閥連接，所述第二閘閥與所述主反應釜的頂部連接；
[0058]在所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，所述第三閘閥與第四閘閥連接，所述第四閘閥與所述哈氏取樣器的頂部連接，所述哈氏取樣器的底部與第五放空閥連接；
[0059]其中，所述過濾器的耐壓值為0MPa_50MPa，過濾精度為400目-500目；所述流量計為316L不銹鋼流量計，量程為80mL/min-100mL/min，工作壓力為OMPa-1OMPa;所述高壓柱塞栗的工作壓力為0MPa-20MPa，排量為0_30L/h;所述高壓活塞容器的容積為IL，工作壓力為0MPa-20MPa;所述加熱哈氏儲罐的容積為1.1L，工作壓力為0MPa-20MPa，工作溫度為室溫-180°C；所述主反應釜的容積為1.0L，工作壓力為0MPa-20MPa，工作溫度為室溫-180°C ；所述攪拌電機采用磁力攪拌傳動機構，電機功率為40W，調速范圍為0-1000r/min;所述哈氏取樣器的容積為50mL，耐壓值為0MPa-32MPa ；所述壓力傳感器的耐壓值為0MPa_40MPa ；所述閘閥為哈氏合金C-276的閘閥，耐壓值為0MPa-50MPa ；所述單向閥的工作壓力為0MPa_32MPa ；所述減壓閥的出口壓力為0-25MPa ；
[0060]所述高溫高壓緩蝕性能評價裝置通過計算機控制，將所述哈氏取樣器中的分析介質進行實時分析，并同步采集數(shù)據(jù)，建立防腐藥劑緩蝕性能在實驗周期內(nèi)隨時間的變化曲線，動態(tài)評價防腐藥劑的緩蝕性能。
[0061 ]本發(fā)明的有益效果:
[0062](I)本發(fā)明提供的高溫高壓緩蝕性能評價裝置可用于高溫高壓環(huán)境下防腐藥劑的評價及篩選，在實驗室條件下模擬高溫高壓環(huán)境中防腐藥劑的作用過程，反應系統(tǒng)的耐壓達20MPa，耐溫達180°C;
[0063](2)本發(fā)明提供的高溫高壓緩蝕性能評價裝置的反應系統(tǒng)設置有加熱哈氏儲罐和主反應釜兩個高溫高壓釜，通過加熱哈氏儲罐事先加熱反應介質，在達到指定溫度后才開始計時，可以克服腐蝕介質在實驗升溫過程中帶來的誤差；
[0064](3)本發(fā)明提供的高溫高壓緩蝕性能評價裝置的主反應釜底部連接有的哈氏取樣器，可以隨時采集腐蝕反應得到的分析介質，實現(xiàn)腐蝕反應過程的隨時檢測，得到動態(tài)腐蝕速率，建立防腐藥劑緩蝕性能在實驗周期內(nèi)隨時間的變化曲線。
【附圖說明】
[0065]圖1為實施例1高溫高壓緩蝕性能評價裝置結構示意圖；
[0066]圖2為實施例1高溫高壓緩蝕性能評價裝置的配氣系統(tǒng)結構示意圖；
[0067]圖3為實施例2空白腐蝕溶液的電導率隨時間的變化曲線；
[0068]圖4為實施例3加入緩蝕劑A后腐蝕溶液的電導率隨時間的變化曲線。
[0069]附圖標號說明:
[0070]I配氣系統(tǒng)，2高壓柱塞栗，3高壓活塞容器，4加熱哈氏儲罐，5攪拌電機，6哈氏反應釜，7哈氏取樣器，8高壓鋼瓶，9過濾器，10流量計，Pl壓力傳感器，P2壓力傳感器，P3壓力傳感器，P4壓力傳感器，Tl溫度傳感器，T2溫度傳感器，V1-V3容器雙控閥，V4-V8放空閥，V9-V12閘閥，V13-V14單向閥，V15減壓閥，V16-V18閘閥。
【具體實施方式】
[0071]為了對本發(fā)明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發(fā)明可實施范圍的限定。
[0072]實施例1
[0073]本實施例提供了一種同步數(shù)字體系(SDH-1)高溫高壓緩蝕性能評價裝置，如圖1所示，該高溫高壓緩蝕性能評價裝置包括配氣系統(tǒng)1、增壓系統(tǒng)、反應系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
[0074]該高溫高壓緩蝕性能評價裝置還包括多條管線、7個閘閥V9-V12，V16_V18、3個容器雙控閥Vl-V3、5個放空閥V4-V8和2個單向閥V13-V14，所述配氣系統(tǒng)I包括I個高壓鋼瓶8、I個過濾器9、I個流量計10和I個減壓閥V15，所述增壓系統(tǒng)包括I個高壓活塞容器3和I個高壓柱塞栗2，所述反應系統(tǒng)包括I個哈氏反應釜6、1個加熱哈氏儲罐4和I個攪拌電機5，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括I個哈氏取樣器7、4個壓力傳感器P1-P4以及2個溫度傳感器Tl、T2;其中，
[0075]在該高溫高壓緩蝕性能評價裝置中，所述管線連接所述配氣系統(tǒng)1、增壓系統(tǒng)、反應系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述7個閘閥￥9-￥12，￥16-￥18、3個容器雙控閥￥1-￥3、5個放空閥V4-V8和2個單向閥V13-V14均設置在所述管線上；
[0076]如圖2所示，在所述配氣系統(tǒng)I中，所述高壓鋼瓶8的出口與所述減壓閥V15連接，所述減壓閥V15與所述過濾器9連接，所述過濾器9與第五閘閥V16連接，所述第五閘閥V16與所述流量計10連接，所述流量計10與第六閘閥V18連接，所述第六閘閥V18與第二單向閥V14連接；同時，在所述配氣系統(tǒng)I中，所述過濾器9與第七閘閥V17連接，所述第七閘閥V17與所述第二單向閥Vl 4連接；
[0077]在所述增壓系統(tǒng)中，所述第二單向閥V14與第一容器雙控閥Vl連接，所述第一容器雙控閥Vl與所述高壓活塞容器3的頂部連接，所述高壓活塞容器3的頂部通過所述第一容器雙控閥Vl與第二壓力傳感器連接Ρ2，所述高壓柱塞栗2的出口分別與第一壓力傳感器Ρ1、第一放空閥V4連接和第一單向閥Vl3連接，所述第一單向閥Vl3與第二容器雙控閥V2連接，所述第二容器雙控閥V2與所述高壓活塞容器3的底部連接；
[0078]在所述反應系統(tǒng)中，所述第一容器雙控閥Vl分別與第二放空閥V5和第一閘閥V9連接，所述第一閘閥V9與第三容器雙控閥V3連接，所述第三容器雙控閥V3與所述加熱哈氏儲罐4的頂部連接，所述加熱哈氏儲罐4上設置有第一溫度傳感器Tl和第三壓力傳感器P3，所述加熱哈氏儲罐4的底部分別與第三放空閥V6和所述哈氏反應釜6連接，所述哈氏反應釜6上設置有第二溫度傳感器T2和第四壓力傳感器P4，用于檢測反應系統(tǒng)的溫度及壓力，所述哈氏反應釜6的底部分別與第四放空閥V7和第三閘閥Vll連接，所述攪拌電機5置于所述哈氏反應釜6中，所述攪拌電機5的底部設置有3個掛片接口，且所述掛片接口平均分布在所述攪拌電機5的底部；同時，在所述反應系統(tǒng)中，所述第一容器雙控閥Vl分別與第二放空閥V5和第二閘閥VlO連接，所述第二閘閥VlO與所述哈氏反應釜6的頂部連接；
[0079]在所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，所述第三閘閥Vll與第四閘閥V12連接，所述第四閘閥V12與所述哈氏取樣器7的頂部連接，所述哈氏取樣器7的底部與第五放空閥V8連接；
[0080]其中，所述過濾器9用于保護流量計10不被堵塞，該過濾器9的耐壓值為50MPa，過濾精度為500目；同時，第七閘閥V17與第五閘閥V16、流量計10和第六閘閥V18形成并聯(lián)結構，可以通過分流保護所述流量計10;第二單向閥V14的工作壓力為32MPa，以保證氣體沿一個方向流出，防止氣體倒流，損壞流量計10 ；所述流量計10為316L不銹鋼流量計，量程為lOOmL/min，工作壓力為1MPa ；所述高壓柱塞栗2的型號為2J-XZ-30/32，工作壓力為20MPa，排量為0_30L/h;所述高壓活塞容器3的容積為1L，工作壓力為20MPa;所述加熱哈氏儲罐4的容積為1.1L，工作壓力為20MPa，工作溫度為室溫-180°C;所述哈氏反應釜6的容積為1.0L，工作壓力為20MPa，工作溫度為室溫-180°C;所述攪拌電機5采用磁力攪拌傳動機構，電機功率為40W，調速范圍為0-1000r/min;所述哈氏取樣器7的容積為50mL，耐壓值為32MPa，用于定時采集哈氏反應釜6中的分析介質;所述壓力傳感器Pl、P2的耐壓值為40MPa，其可通過設定壓力上限，防止壓力過載;所述閘閥為哈氏合金C-276的閘閥，耐壓值為50MPa;所述減壓閥V15的出口壓力為0-25MPa，用于高壓鋼瓶8中氣體的減壓；
[0081]本實施例的SDH-1高溫高壓緩蝕性能評價裝置通過計算機控制，同步實時采集數(shù)據(jù)。
[0082]本實施例還提供上述SDH-1高溫高壓緩蝕性能評價裝置的評價方法:
[0083]步驟一:在所述3個掛片接口上分別掛上腐蝕掛片，
[0084]步驟二:將反應介質和防腐蝕藥劑加入加熱哈氏儲罐4中，然后加熱至指定溫度；
[0085]步驟三:通過配氣系統(tǒng)I和增壓系統(tǒng)將經(jīng)加熱后的反應介質和防腐蝕藥劑通過管線壓入哈氏反應釜6中，與所述腐蝕掛片開始腐蝕反應；
[0086]步驟四:通過配氣系統(tǒng)I和增壓系統(tǒng)將所述腐蝕反應得到的分析介質通過管線壓入哈氏取樣器7中，然后通過實時分析所述哈氏取樣器7中的分析介質來動態(tài)評價防腐蝕藥劑的緩蝕性能；
[0087]其中，在所述腐蝕反應過程中，可隨時打開第三閘閥Vll和第四閘閥V12，并關閉第四放空閥V7和第五放空閥V8，將哈氏反應釜6中的分析介質液體流入哈氏取樣器7中，之后再關閉第三閘閥Vll和第四閘閥V12，然后通過流入哈氏取樣器7中的分析介質(液體)實時分析，同步采集數(shù)據(jù)，建立防腐藥劑緩蝕性能在實驗周期內(nèi)隨時間的變化曲線，動態(tài)評價防腐藥劑的緩蝕性能。
[0088]實施例2
[0089]本實施例提供一種評價腐蝕介質腐蝕性能的方法，其采用實施例1所述的SDH-1高溫高壓緩蝕性能評價裝置進行評價，具體步驟包括:
[0090]步驟一:在所述SDH-1高溫高壓緩蝕性能評價裝置的3個掛片接口上分別掛上腐蝕掛片，
[0091]步驟二:采用某油田的采出水作為腐蝕介質，并將該腐蝕介質加入加熱哈氏儲罐4中，然后加熱至50°C;
[0092]步驟三:通過配氣系統(tǒng)I和增壓系統(tǒng)將經(jīng)加熱后的腐蝕介質通過管線壓入哈氏反應釜6中，與所述腐蝕掛片開始腐蝕反應，反應壓力為2MPa，反應周期為7天；
[0093]步驟四:在所述腐蝕反應過程中，隨時打開第三閘閥Vll和第四閘閥V12，并關閉第四放空閥V7和第五放空閥V8，通過配氣系統(tǒng)I和增壓系統(tǒng)將哈氏反應釜6中腐蝕反應得到的腐蝕溶液通過管線壓入哈氏取樣器7中，之后再關閉第三閘閥Vll和第四閘閥V12，通過電導率儀實時測定所述哈氏取樣器7中的腐蝕溶液的電導率，同步采集數(shù)據(jù)，然后打開第五放空閥V8，將所述哈氏取樣器7中的腐蝕溶液放空；
[0094]步驟五:重復上述步驟四，得到空白腐蝕溶液電導率在實驗周期內(nèi)隨時間變化的曲線，如圖3所示。
[0095]由圖3可知，在未加緩蝕劑的前提下，該油田采出水的腐蝕速率不穩(wěn)定，且腐蝕較快，連續(xù)腐蝕7天后的腐蝕溶液導電率達71mS/vm0
[0096]實施例3
[0097]本實施例提供一種評價防腐藥劑性能的方法，其采用實施例1所述的SDH-1高溫高壓緩蝕性能評價裝置進行評價，具體步驟包括:
[0098]步驟一:在所述SDH-1高溫高壓緩蝕性能評價裝置的3個掛片接口上分別掛上腐蝕掛片，
[0099]步驟二:采用實施例2的油田采出水作為腐蝕介質，并加入30mg/L常規(guī)使用的緩蝕劑A，將該腐蝕介質和緩蝕劑A加入加熱哈氏儲罐4中，然后加熱至50°C ；
[0100]步驟三:通過配氣系統(tǒng)I和增壓系統(tǒng)將經(jīng)加熱后的腐蝕介質和緩蝕劑A通過管線壓入哈氏反應釜6中，與所述腐蝕掛片開始腐蝕反應，反應壓力為2MPa，反應周期為7天；
[0101]步驟四:在所述腐蝕反應過程中，隨時打開第三閘閥Vll和第四閘閥V12，并關閉第四放空閥V7和第五放空閥V8，通過配氣系統(tǒng)I和增壓系統(tǒng)將哈氏反應釜6中腐蝕反應得到的腐蝕溶液通過管線壓入哈氏取樣器7中，之后再關閉第三閘閥Vll和第四閘閥V12，通過電導率儀實時測定所述哈氏取樣器7中的腐蝕溶液的電導率，同步采集數(shù)據(jù)，然后打開第五放空閥V8，將所述哈氏取樣器7中的腐蝕溶液放空；
[0102]步驟五:重復上述步驟四，得到加入和緩蝕劑A后的腐蝕溶液電導率在實驗周期內(nèi)隨時間變化的曲線，如圖4所示。
[0103]由圖3、圖4可知，在加入緩蝕劑A后，明顯減緩了該油田采出水的腐蝕速率，且腐蝕速率趨于穩(wěn)定，連續(xù)腐蝕7天后的腐蝕溶液導電率降至62.5mS/vm，說明該緩蝕劑A有效降低了該腐蝕介質的腐蝕性能。
[0104]由實施例1-3可知，本發(fā)明提供的高溫高壓緩蝕性能評價裝置，可模擬高溫高壓腐蝕環(huán)境中防腐藥劑的作用過程，適用于高溫高壓環(huán)境下防腐藥劑的評價及篩選;此外，其主要通過加熱哈氏儲罐事先將腐蝕介質加熱至指定溫度，再通過管線(進液管)將腐蝕介質壓入主反應釜，避免腐蝕介質在升溫過程與掛片接觸，克服腐蝕介質在升溫過程帶來的誤差，并且可以實現(xiàn)腐蝕介質與掛片反應過程的隨時檢測；同時，在主反應釜的釜體下方(底部)安裝哈氏取樣器，能夠隨時取樣，達到動態(tài)實時監(jiān)測反應的目的。本發(fā)明提供的上述高溫高壓緩蝕性能評價裝置的評價方法能夠在腐蝕介質溫度達到指定溫度后才開始計時，從而減少了實驗誤差，并能實現(xiàn)腐蝕介質與掛片的反應過程的動態(tài)實時監(jiān)測，建立防腐藥劑緩蝕性能在實驗周期內(nèi)隨時間的變化曲線，得到動態(tài)腐蝕速率。因此，本發(fā)明提供的高溫高壓緩蝕性能評價裝置具有很高的科研學術價值以及市場前景。
【主權項】
1.一種高溫高壓緩蝕性能評價裝置，其包括配氣系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、反應系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于: 所述配氣系統(tǒng)包括高壓鋼瓶、過濾器和流量計，所述增壓系統(tǒng)包括高壓活塞容器和高壓柱塞栗，所述反應系統(tǒng)包括主反應釜、加熱哈氏儲罐和攪拌電機，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括哈氏取樣器、多個壓力傳感器以及多個溫度傳感器;其中， 所述高壓鋼瓶的出口與所述過濾器相連，所述過濾器的出口與所述流量計相連； 所述流量計與所述高壓活塞容器的頂部相連，所述高壓活塞容器的底部與所述高壓柱塞栗的出口相連； 所述高壓活塞容器的頂部與所述加熱哈氏儲罐的頂部相連，所述加熱哈氏儲罐的底部與所述主反應釜相連，所述攪拌電機置于所述主反應釜中，所述攪拌電機的底部設置有掛片接口； 所述主反應釜的底部與所述哈氏取樣器的頂部相連； 所述加熱哈氏儲罐上分別設置有所述壓力傳感器和溫度傳感器，所述主反應釜上分別設置有所述壓力傳感器和溫度傳感器。2.根據(jù)權利要求1所述的高溫高壓緩蝕性能評價裝置，其特征在于:所述高壓活塞容器的頂部與所述主反應釜的頂部相連。3.根據(jù)權利要求1所述的高溫高壓緩蝕性能評價裝置，其特征在于:所述過濾器的出口與所述高壓活塞容器的頂部相連。4.根據(jù)權利要求1所述的高溫高壓緩蝕性能評價裝置，其特征在于:所述高溫高壓緩蝕性能評價裝置還包括容器雙控閥、放空閥、單向閥和閘閥中的一種或幾種的組合。5.根據(jù)權利要求1或4所述的高溫高壓緩蝕性能評價裝置，其特征在于:所述高溫高壓緩蝕性能評價裝置包括3個容器雙控閥，第一容器雙控閥設置在所述流量計與所述高壓活塞容器相連的管線上，第二容器雙控閥設置在所述高壓活塞容器與所述高壓柱塞栗相連的管線上，第三容器雙控閥設置在所述高壓活塞容器與所述加熱哈氏儲罐相連的管線上； 優(yōu)選地，所述高溫高壓緩蝕性能評價裝置包括5個放空閥，第一放空閥設置在與所述高壓柱塞栗的出口相連的管線上;第二放空閥設置在與所述高壓活塞容器的頂部相連的管線上;第三放空閥設置在與所述加熱哈氏儲罐的底部相連的管線上；第四放空閥設置在與所述主反應釜的底部相連的管線上;第五放空閥設置在與所述哈氏取樣器的底部相接的管線上； 優(yōu)選地，所述高溫高壓緩蝕性能評價裝置包括2個單向閥，第一單向閥設置在所述增壓系統(tǒng)中，第二單向閥設置在所述配氣系統(tǒng)中，所述單向閥的工作壓力為0MPa-32MPa;更優(yōu)選地，所述第一單向閥設置在所述高壓活塞容器與所述高壓柱塞栗相連的管線上;所述第二單向閥設置在所述流量計與所述高壓活塞容器相連的管線上，或者，所述第二單向閥設置在所述過濾器與所述高壓活塞容器相連的管線上； 優(yōu)選地，所述配氣系統(tǒng)包括I個減壓閥，所述減壓閥設置在所述高壓鋼瓶與所述過濾器相接的管線上;更優(yōu)選地，所述減壓閥的出口壓力為0-25MPa。6.根據(jù)權利要求1-4任一項所述的高溫高壓緩蝕性能評價裝置，其特征在于:所述高溫高壓緩蝕性能評價裝置包括7個閘閥，第一閘閥設置在所述高壓活塞容器與所述加熱哈氏儲罐相連的管線上，第二閘閥設置在所述高壓活塞容器與所述主反應釜相連的管線上，第三閘閥設置在所述主反應釜與所述哈氏取樣器相連的管線上，第四閘閥設置在所述第三閘閥與所述哈氏取樣器相連的管線上，第五閘閥設置在所述過濾器與所述流量計相連的管線上，第六閘閥設置在所述流量計與所述高壓活塞容器相連的管線上，第七閘閥設置在過濾器與所述高壓活塞容器相連的管線上； 優(yōu)選地，所述閘閥的耐壓值為0MPa-50MPa。7.根據(jù)權利要求1所述的高溫高壓緩蝕性能評價裝置，其特征在于:所述攪拌電機的底部設置有3個掛片接口，所述掛片接口平均分布在所述攪拌電機的底部。8.根據(jù)權利要求1所述的高溫高壓緩蝕性能評價裝置，其特征在于:所述高溫高壓緩蝕性能評價裝置包括4個壓力傳感器和2個溫度傳感器； 優(yōu)選地，第一壓力傳感器設置在與所述高壓柱塞栗的出口相連的管線上，第二壓力傳感器設置在與所述高壓活塞容器的頂部相連的管線上，第三壓力傳感器設置在所述加熱哈氏儲罐上，第四壓力傳感器設置在所述主反應釜上； 優(yōu)選地，第一溫度傳感器設置在所述加熱哈氏儲罐上，第二溫度傳感器設置在所述主反應Il上。9.根據(jù)權利要求1所述的高溫高壓緩蝕性能評價裝置，其特征在于:所述過濾器的耐壓值為0MPa-50MPa，過濾精度為400目-500目； 優(yōu)選地，所述流量計的量程為80mL/mi η-1 OOmL/min，工作壓力為OMPa-1 OMPa ； 優(yōu)選地，所述高壓柱塞栗的工作壓力為0MPa-20MPa，排量為0_30L/h; 優(yōu)選地，所述高壓活塞容器的工作壓力為0MPa-20MPa; 優(yōu)選地，所述加熱哈氏儲罐的工作壓力為0MPa-20MPa，工作溫度為室溫-180°C; 優(yōu)選地，所述主反應釜的工作壓力為0MPa-20MPa，工作溫度為室溫-180°C ; 優(yōu)選地，所述攪拌電機采用磁力攪拌傳動機構，調速范圍為0-1000r/min; 優(yōu)選地，所述哈氏取樣器的耐壓值為0MPa-32MPa ； 優(yōu)選地，所述壓力傳感器的耐壓值為0MPa-40MPa。10.采用權利要求1-9任一項所述的高溫高壓緩蝕性能評價裝置的評價方法，其包括以下步驟: 步驟一:在掛片接口上掛上腐蝕掛片； 步驟二:將反應介質和防腐蝕藥劑加入加熱哈氏儲罐中，加熱至指定溫度； 步驟三:通過配氣系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)將經(jīng)加熱后的反應介質和防腐蝕藥劑通過管線壓入主反應釜中，與所述腐蝕掛片開始腐蝕反應； 步驟四:通過配氣系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)將所述腐蝕反應得到的分析介質通過管線壓入哈氏取樣器中，然后通過實時分析所述哈氏取樣器中的分析介質來動態(tài)評價防腐蝕藥劑的緩蝕性能。
【文檔編號】G01N17/02GK105928867SQ201610439370
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】郭繼香, 卓苗, 羊東明, 崔國棟, 王艷婷, 張宇
【申請人】中國石油大學(北京)