[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

说明书

本发明提供一种天然气水合物固态流化开采管路腐蚀原位监测系统，该系统包括：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，调压系统控制模块以及末端计量及废气处理模块。在天然气水合物管输特性研究模块的水平管输回路的不同位置处设置有腐蚀原位测试点，利用腐蚀原位监测三通上的三电极系统和电化学工作站可对天然气水合物水平管道内的腐蚀状况进行实时原位监测。在垂直管输回路上设置有可拆式短节，可用于研究天然气水合物在混输举升过程中不同材质所制管道的具体腐蚀情况，并根据具体腐蚀情况提供相应的防护措施。

技术领域

本发明涉及海洋天然气水合物集输技术及电化学实验研究领域，具体地，涉及一种天然气水合物固态流化开采管路腐蚀原位监测系统。

背景技术

天然气水合物是在高压低温条件下由水和天然气组成的类冰状的非化学计量的笼型结晶化合物。海底蕴藏着极为丰富的天然气水合物资源。储存在天然气水合物中的碳估计至少有10万亿吨，约为当前已探明的所有化石燃料中碳含量总和的两倍。在能源危机的时代背景下，天然气水合物作为一种潜在的未来能源，其调查和研究已经成为近年来全球地球科学领域的热点。

随着各类能源输送管道行业的快速发展，做好管道内防腐是确保管道安全运行的重要手段。管道内腐蚀对管道会造成诸多损害，如：影响管道使用年限，影响管道运输能力，影响输送物质质量。管道长期接触腐蚀性介质，容易造成腐蚀穿孔等管道失效问题，尤其是在水合物多相流环境下，严重的冲刷磨损进一步加剧了管道报废的风险，造成严重的经济损失和安全事故。目前，专利CN 105717271A公布了一种海洋天然气水合物固态流化开采试验回路系统，专利CN 105203716A公布了一种海洋天然气固态流化开采实验模拟装置，但此系统及此模拟装置均不能实现对天然气水合物输送管道的腐蚀原位监测。专利CN201721418379.3申请了用于天然气水合物输送管道冲刷腐蚀原位监测的三通。因此，如果能发明一种天然气水合物固态流化开采管路腐蚀原位监测系统，将此冲刷腐蚀原位监测三通运用于天然气水合物输送管路中，对管道冲刷腐蚀的机理和过程进行更深入的研究，为集输管道使用寿命以及内腐蚀防护提供依据，最大限度地减小管道腐蚀，对未来天然气水合物商业化固态流化开采及其输送管道的防护具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题提供一种天然气水合物固态流化开采管路腐蚀原位监测系统。

一种天然气水合物固态流化开采管路腐蚀原位监测系统，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。

所述注气及真空模块包括：气体输送管路，气体增压泵，真空泵。

其中，气体输送管路用于将甲烷气体从气瓶输送至水合物制备釜中；气体增压泵用于调节输送管路内甲烷气体的压力于所需压力范围内；真空泵用于给从水合物制备釜出来的气体提供输送动力。

进一步地，注气及真空模块中还包括一气体旁路调节循环回路与一气体保护循环回路。气体旁路调节循环回路用于将制备釜中未反应的气体从制备釜顶端的气体出口通过气体循环泵泵出并循环泵入制备釜底部的气体入口；气体保护回路循环回路用于保护气体循环泵的正常安全运行。

所述海水注入调压模块包括：海水输送管路，稳压管路。