[发明专利]一种天然气水合物固态流化开采管路腐蚀原位监测系统

权利要求书

1.一种天然气水合物固态流化开采管路腐蚀原位监测系统，其特征在于，包括：注气及真空模块，海水注入调压模块，制备釜控制模块，运移动力模块，天然气水合物管输特性研究模块，调压系统控制模块，末端计量及废气处理模块；所述天然气水合物管输特性研究模块包括可实现管道原位腐蚀监测的水平管输回路，可研究不同钢材所制管道的管壁具体腐蚀状况的垂直管输回路；

所述水平管输回路上设置有三处可拆式短节，具体地，在高压循环泵出口处设置一可拆式短节A(16)，水合物进入垂直管道之前的水平管道上设置一可拆式短节B(17)，水合物由垂直管段进入水平管段后，在水平管段上设置一可拆式短节C(22)；三处可拆式短节在系统运行前将其更换为腐蚀原位监测三通，实现对管道的原位腐蚀监测；

所述水平管输回路由以下部件依次连通构成：高压循环泵出口，可拆式短节A(16)，压力指示器A(P-111)，温度指示器A(T-111)，球阀A(V-144)，球阀B(V-145)，压力指示器B(P-112)，温度指示器B(T-112)，可拆式短节B(17)，球阀C(V-151)，水平高压可视管(21)，压力指示器C(P-117)，温度指示器C(T-117)，球阀D(V-152)，压力指示器D（P-118)，温度指示器D(T-118)，球阀E(V-153)，可拆式短节C(22)；

在水平管输回路上设置有一旁路调节管路，该旁路调节管路依次由以下部件连接构成：球阀A(V-144)，球阀F(V-146)，混合相流量计A(F-108)，球阀G(V-147)，压力指示器B(P-112)；

所述垂直管输回路上设置有一处可拆式短节，具体地，在球阀H(V-148)与垂直高压可视管(19)之间安装可拆式短节D(18)；所述可拆式短节D(18)内套有由不同于此短节本身材质的钢材所制成的长度一致、外径略小于短节内径的圆管，所述圆管与所述可拆式短节D(18)相对位置固定，所述圆管与所述可拆式短节D之间的空隙及相对位置通过热熔胶填充固定；

所述垂直管输回路由以下部件依次连通构成：球阀H(V-148)，可拆式短节D(18)，垂直高压可视管(19)，压力指示器E(P-113)，温度指示器E(T-113)，垂直加热管(20)，压力指示器F(P-114)，温度指示器F(T-114)，压力指示器G(P-115)，温度指示器G(T-115)，压力指示器H(P-116)，温度指示器H(T-116)，球阀I(V-150)；

所述调压系统控制模块包括混合相输送管路，气体输送管路；用于调节天然气水合物管输特性研究模块中的水平、垂直输送回路管道内压力于恒定或其他所需的情况下；其中，所述混合相输送管路由以下部件依次连通构成：水平管输回路出口，压力指示器I（P-119），温度指示器I（T-119），球阀J（V-154），调压器混合相入口，调压器混合相出口，压力指示器J（P-121），混合相流量计B（F-109），球阀K(V-155)，球阀L(V-162)，球阀M(V-141)，球阀N(V-143)，高压循环泵入口；所述气体输送管路由以下部件依次连通构成：气源、气体增压泵(24)、球阀O(V-159)、调压器气相入口；

所述水平管输回路流程及原位腐蚀监测操作：关闭球阀F(V-146)，球阀G(V-147)，球阀H(V-148)，球阀I(V-150)；打开球阀A(V-144)，球阀B(V-145)，球阀C(V-151)，球阀D(V-152)，球阀E(V-153)；启动高压循环泵，启动调压器，使天然气水合物在水平管输回路内循环；通过调节球阀L(V-162)与球阀M(V-141)的阀门开度大小，使通过水平高压可视管的多相流流量参数满足实验要求；

待整个水平管输回路内的循环稳定，将所述腐蚀原位监测三通上的三电极系统通过信号传导线与电化学工作站的对应接口相连，构成电化学测试系统；通过所述电化学测试系统对管道进行腐蚀原位测试；通过开路电位、线性极化、动电位极化、电化学阻抗和循环极化的测试项目，获得管内腐蚀过程中的腐蚀电位、腐蚀电流密度、阴阳极斜率、阻抗和点蚀电位参数，通过这些参数研究管内腐蚀机理及预测天然气水合物输送管道的寿命；

所述垂直管输回路流程操作：关闭球阀F(V146)，球阀G(V147)，球阀C(V151)，球阀E(V153)；打开球阀A(V144)，球阀B(V145)，球阀H(V148)，球阀I(V150)；启动高压循环泵，启动调压器，使天然气水合物在垂直管输回路内循环；通过调节球阀L(V-162)与球阀M(V-141)的阀门开度大小，使通过垂直高压可视管的多相流流量参数满足实验要求；

通过套有所述圆管的所述可拆式短节D模拟天然气水合物输送时对不同钢材所制成的管道的管壁腐蚀情况；由于所述可拆式短节D内的所述圆管可更换，因此可为不同材质所制成的管道进行寿命预测及针对不同的腐蚀情况提供相应的防护措施。