[发明专利]一种低含水率、超临界或密相二氧化碳腐蚀模拟的装置及其使用方法和应用

权利要求书

1.一种低含水率、超临界或密相CO₂腐蚀模拟的装置，包括顺次连通的独立注水单元（1）和腐蚀试验反应单元（2），所述独立注水单元（1）和腐蚀试验反应单元（2）的管路上设置有第一阀门（3）；

所述独立注水单元（1）包括第一液态二氧化碳存储罐（1-2）、进气口与所述第一液态二氧化碳存储罐（1-2）的出口连通的注水腔（1-1）以及进气口与所述注水腔（1-1）的出气口连通的第一液封水罐（1-3），所述第一液封水罐（1-3）与注水腔（1-1）的连通管路上设置有第二阀门（1-4）；

所述腐蚀试验反应单元（2）包括依次连接的第二液封水罐（2-2）、腐蚀试验反应釜（2-1）、增压泵（2-3）以及与出气口与所述增压泵（2-3）进气口连通的第二液态二氧化碳存储罐（2-4）和液态氮存储罐（2-5）；

所述注水腔（1-1）的出水口与所述腐蚀试验反应釜（2-1）的入水口连通；

所述腐蚀试验反应釜（2-1）内设置有加热装置（2-6）、试片夹持装置（2-7）和条件监测装置（2-8）；所述条件监测装置（2-8）的检测端位于所述腐蚀试验反应釜（2-1）的腔体内，视窗端位于所述腐蚀试验反应釜（2-1）的腔体外。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述条件监测装置（2-8）包括压力监测装置和温度监测装置。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述腐蚀试验反应釜（2-1）还设置有旋转电机（2-9）；所述旋转电机（2-9）与试片夹持装置（2-7）通过机械连接。

4.权利要求1~3任一项所述装置的使用方法，包括以下步骤：

将待测试试片通过所述试片夹持装置（2-7）夹持置于腐蚀试验反应釜（2-1）内，密封腐蚀试验反应釜（2-1）；

根据所需测试含水率和腐蚀试验反应釜（2-1）内部体积计算得到含水率条件下所需水量，按照计算结果将所需水量加入注水腔（1-1）；

在第一阀门（3）关闭状态下，对所述注水腔（1-1）和腐蚀试验反应釜（2-1）进行除氧；

打开第一阀门（3）并关闭第二阀门（1-4），第一液态二氧化碳存储罐（1-2）输送二氧化碳至注水腔（1-1）进行加压，使注水腔（1-1）内的水进入腐蚀试验反应釜（2-1）中，加压结束，关闭第一阀门（3），通过第二液态二氧化碳存储罐（2-4）向腐蚀试验反应釜（2-1）增压至所需测试压力；

待腐蚀试验反应釜（2-1）中温度、压力稳定，进行CO₂腐蚀模拟测试。

5.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，对所述注水腔（1-1）除氧包括以下步骤：

打开第二阀门（1-4），通过第一液态二氧化碳存储罐（1-2）对注水腔（1-1）进行第一输气，通入的二氧化碳对注水腔（1-1）中的水进行排气，排出的气体通过第一出气管（6-1）排至第一液封水罐（1-3）后排至大气，完成对所述注水腔（1-1）的除氧。

6.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，对所述腐蚀试验反应釜（2-1）除氧包括以下步骤：

打开增压泵（2-3），通过第二液态二氧化碳存储罐（2-4）和液态氮存储罐（2-5）对腐蚀试验反应釜（2-1）独立地进行第二输气和第三输气，通入的二氧化碳和氮气对腐蚀试验反应釜（2-1）进行排气，排出的气体通过第二出气管（6-2）排至第二液封水罐（2-2）后排至大气，完成对所述腐蚀试验反应釜（2-1）的除氧。

7.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，所述通过第二液态二氧化碳存储罐（2-4）向腐蚀试验反应釜（2-1）增压至所需测试压力后，还包括通过所述加热装置（2-6）提供腐蚀试验反应釜（2-1）中的温度。

8.权利要求4~7任一项所述使用方法作为CO₂腐蚀风险评价方法在油气工业领域中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用中CO₂腐蚀环境为密相或超临界环境；

所述密相或超临界环境中含水率≥0.05wt.%。