[发明专利]油气田集输管线腐蚀监测装置及缓蚀剂加注系统

说明书

本发明公开了一种油气田管线腐蚀监测装置，包括MCU控制器，以及信号发生器，恒电位电路，功率放大器，腐蚀监测探头低通滤波器和A/D数据采集器，MCU控制器用于将波形数据发送到信号发生器以产生一定频率的正弦波，用于加载到恒电位电路形成极化电流并通过功率放大器输出到腐蚀监测探头，腐蚀监测探头的极化电位和极化电流通过低通滤波器滤波后送入A/D数据采集器进行采集，并由MCU控制器对采集的电位与电流数据进行处理，即可获得介质电阻、工作电极的极化电阻，进而可得到工作电极的腐蚀速率，从而实现管道腐蚀监测。本发明还公开了一种缓蚀剂智能加注装置。本发明能够根据管线腐蚀速率测量值和模糊控制算法，自适应地动态调整缓蚀剂的加注浓度，从而优化管线腐蚀控制策略，实现缓蚀剂的科学加注。

技术领域

本发明属于油田管线防腐技术领域，具体涉及一种油气田集输管线的腐蚀监测以及利用上述装置的监测结果进行缓蚀剂加注的系统。

背景技术

油气田在开采后期其采出液的综合含水率会逐年升高，高者甚至超过90％，由于回注污水的高矿化度(例如可以大于10000mg/L)、高Cl-含量以及高水温(例如可以大于50℃)等特性，再加H₂S、CO₂、SRB等协同作用，往往造成地面管线及井下管柱的严重腐蚀穿孔。管线腐蚀不仅带来较大的经济损失，同时还会造成严重的环境污染问题。为了控制管网腐蚀，需要在回注水中连续注入缓蚀剂。

但由于缺乏在线腐蚀监测手段，大多数油气田对于缓蚀剂优选和加药量的确定，均依赖于实验室或者现场失重数据，评测手段单一，作业周期长，反馈慢。特别是由于回注水随地层来水和季节变化，其腐蚀性变化很大，依据失重结果无法及时根据来水水质变化改变缓蚀剂的加注量，而且，缓蚀剂的现场表现与工况关系极大，如水质化学、流速、温度、压力和管道内壁表面状态等，导致管网腐蚀速率的大幅度波动，不利于控制管网腐蚀。

现有技术中，诸如基于线性极化(LPR)、交流阻抗(EIS)等快速腐蚀监测方法，可对集输管线的腐蚀速率实施在线监测，其测量结果比现场失重挂片法具有更好的实时性和重现性。但是，上述方案依然存在测量结果不精确、无法同时实现多种参数的测量等劣势，而且，由于受管内流速、缓蚀剂吸脱附和监测点位置变化等多种因素影响，管线腐蚀速率与缓蚀剂注入浓度存在时间差，导致监测结果与加入的缓蚀剂因为动态变化而无法精确匹配。

而且，当前加注缓蚀剂方法主要采用计量泵人工调节，例如中国专利CN203999516U采用电磁阀与配电箱，来实现炼油工艺中的缓蚀剂自动加药，计量泵由监测装置和PLC控制器控制，但该方案装并没有实现腐蚀监测的自动化和反馈式加药控制，实际加药量仍然依赖于手工调节。这种方式导致缓蚀剂加注浓度不能根据管网腐蚀速率的变化自动调整为最佳，容易导致加量不足或过量，造成药剂浪费。更为重要的是， 目前的管网线路庞杂，而考虑到回注水的流动性，往往单一监测点的腐蚀速率并不能准确反映相应的腐蚀情况，使得缓蚀剂的加注无法有效缓解管网的腐蚀。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种油气田管线腐蚀监测装置、以及缓蚀剂加注装置，其通过对监测装置的结构以及原理的优化，实现对管线腐蚀速率的精确监测，同时通过对缓蚀剂加注装置的控制方式以及布局的调整，实现对缓蚀剂加注与管线腐蚀速率波动的动态匹配，从而减小油气田管线的腐蚀。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种油气田管线腐蚀监测装置，其设置于回注污水管道上，用于实现管道的腐蚀监测，包括用于信号处理与数据分析的MCU控制器，以及依次电连接的信号发生器，恒电位电路，功率放大器，腐蚀监测探头、低通滤波器和A/D数据采集器，其中，