[发明专利]一种油井缓蚀剂动态扩散腐蚀监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种油井缓蚀剂动态扩散腐蚀监测装置及方法，属于腐蚀监测领域。

背景技术

在油气开采过程中,由于高流速和各种腐蚀介质的作用，井下工具常遭到严重腐蚀，造成巨大经济损失，因此采取相应的管道防腐措施十分重要。目前我国油井井下管柱防腐措施以油套环空投加缓蚀剂为主。缓蚀剂是一种以适当的浓度和形式存在于环境介质中，可通过在金属表面或表面附近的作用，对金属表面起到防护作用的物质。研究和实践表明，缓蚀剂保护技术作为一种经济有效的金属腐蚀控制方法，特别适合于油气开采的井下管柱防腐。

国内外为了研发和筛选高效的缓蚀剂，通过实验形成了一些评价方法。目前油井缓蚀剂的常规室内评价方法包括静态腐蚀挂片法、含铁测量法和电化学测试法。通过以上方法评价油井缓蚀剂，一般是使用油井产出水在室内静态状态下进行腐蚀实验，进而得出缓蚀剂的缓蚀率。然而实际的油井环境为高温高压环境，且产出水在油套管中是不停流动的，这种使用环境的差异使得所测缓蚀率的实验数值与油气田实际工况下的数值误差较大，无法更精确地指导缓蚀剂在实际油气开采过程中的投放与应用。

其次，现有的用于缓蚀剂评价的实验设备无法对缓蚀剂扩散过程中不同井深位置的腐蚀速率进行监测，也不能对扩散过程中不同深度下的缓蚀剂浓度进行测试。

综上分析，目前缺乏一种能够模拟油气田实际工况环境下缓蚀剂扩散过程，并针对缓蚀剂在油筒体中的扩散规律进行有效测试和分析的实验设备。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种油井缓蚀剂动态扩散腐蚀监测装置。该装置可用于模拟井下高温高压环境下缓蚀剂的扩散过程，监测油井缓蚀剂动态扩散过程中不同井深处的腐蚀速率及缓蚀剂浓度变化情况。

本发明的目的还在于提供一种油井缓蚀剂动态扩散腐蚀监测方法。

为达到上述目的，本发明提供了一种油井缓蚀剂动态扩散腐蚀监测装置，其中，该装置包括压力容器、槽体、管路和水泵；所述压力容器外部设置将压力容器内外连通的出液口接管、监测口接管、进料口接管、液位控制口接管和取样口接管；压力容器内还设置油井设备和加热装置；优选所述油管的下端口与所述位于压力容器最底部的监测口接管处于同一高度；所述槽体通过管路经由水泵分别与压力容器的出液口接管、进料口接管、液位控制口接管相连接；优选所述压力容器为圆筒形；所述出液口接管、监测口接管、进料口接管、液位控制口接管和取样口接管设置阀门；优选所述装置还设置温度计和压力计，上述压力容器用于模拟缓蚀剂在高温高压油筒体中的扩散过程，并设有腐蚀速率监测口和取样口。

在本发明的优选实施例中，上述油井设备为油管，加热装置为电加热器。

根据本发明所述的装置，出液口接管分别设置在压力容器的顶部和侧面的下端；所述进料口接管设置在压力容器侧面的上端；所述监测口接管设置在压力容器侧面的下端，优选设置在进料口接管下方，还优选所述监测口接管为3-6个，更优选为4个；所述液位控制口接管设置在压力容器侧面的上端，优选设置在与进料口接管相对的位置；所述取样口接管设置在压力容器侧面的下端，优选设置在液位控制口接管的下方，还优选所述取样口接管为3-6个，更优选为4个；

优选所述压力计设置在液位控制口接管上。

在本发明的优选实施例中，压力容器为圆柱筒体，其上端的两侧分别焊接有加料口接管和液位控制口接管，该液位控制口接管的中部上端开有压力计螺纹孔，用于安装压力计，可通过压力计显示压力容器内部的压力数值，将设置在压力容器顶部的出液口接管定义为上出液口接管，设置在压力容器侧面下端的出液口接管定义为下出液口接管；

加料口接管正下方设有相同的监测口接管，最底部的监测口接管正下方设有进液口接管；上述监测口接管的个数及间距可根据现场作业需要进行选择，在本发明的优选实施例中，油井缓蚀剂动态扩散腐蚀监测装置等间距设有4个监测口接管。

液位控制口接管下方设有相同的取样口接管，最底部的取样口接管正下方设有下出液口接管，取样口接管的个数及间距可根据现场作业需要进行选择，在本发明的优选实施例中，油井缓蚀剂动态扩散腐蚀监测装置等间距设有4个取样口接管，监测口接管及取样口接管采取等间距设置，便于实验数据的记录与处理；

压力容器前部的中间位置设有温度计接管，该温度计接管的端口设有内螺纹，通过螺纹连接安装温度计，温度计用于显示筒体内部的温度数值；