[发明专利]天然气水合物的腐蚀评价试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种天然气水合物的腐蚀评价试验装置及方法，该装置包括：环道管路，其在温度、压力可调节的状态下通入天然气水合物，该环道管路内设有失重腐蚀挂片；搅拌反应釜，其与环道管路连通并与环道管路的温度、压力环境相同，该搅拌反应釜内设有可旋转挂片；依据环道管路内的失重腐蚀挂片和搅拌反应釜内的可旋转挂片的失重和表面形貌变化，评价两者的腐蚀速率的对比情况。本发明的装置及方法不但可实时观测不同温度和压力，不同流速，不同天然气水合物形态的流体对管道的腐蚀状况，还可以同时比较环道环境内和反应釜环境内试样的腐蚀差异。

技术领域

本发明涉及天然气水合物集输技术及腐蚀评价领域，模拟在管道输送条件下天然气水合物的生成、变化及水合物抑制剂或促进剂对金属管道的腐蚀状况，特别涉及一种天然气水合物的腐蚀评价试验装置及方法。

背景技术

天然气水合物在地球上储存丰富，是世界上重要的潜在能源，在能源危机的时代背景下，其调查与研究已经成为全球的热点。它是在高压低温下由水和天然气组成的类冰状的结晶化合物。

尽管天然气水合物本身是一种重要的能源形式，但是在天然气管道输送过程中,天然气水合物的生成和存在却会造成严重的不利影响。输气管道的实际运行情况证明，天然气水合物会造成管道腐蚀，且在气温较低时, 容易形成冰堵，从而影响输气管道的安全平稳运行。在管道输送过程中，为了防止天然气水合物的生成，广泛应用了各种抑制剂来阻止和分解水合物塞的形成。但水合物抑制剂的添加对管道造成的腐蚀影响也尚不清楚。此外，随着海上油气田向深海和超深海方向的发展，管输温度更低，抑制水合物生成的常规手段成本升高，效果有限。业内由此引入了水合物浆体输送技术和冷流的概念，允许或引导流体中的天然气生成水合物，还有在天然气和二氧化碳气体分离等应用场景中，为了促进天然气水合物的生成，都需要添加各种水合物促进剂。有实际应用价值的并不仅仅是天然气水合物更是具有流动特性的水合物浆体。如今，已经有许多学者着手研究天然气水合物浆体在管道中的流动规律和特性，进行水合物浆液输送管线的工艺设计，例如中国专利CN208780594U公开了一种天然气水合物沉积特性测试装置，中国专利CN 208872627 U公开了一种天然气水合物浆流动特性的高压测试装置。但水合物浆体在流动过程中对管道的腐蚀作用的研究却鲜有耳闻，业内对天然气水合物浆体对管线的腐蚀状况知之甚少。

因此，亟需建立科学的试验装置和方法对天然气水合物存在下的流体对管线的腐蚀情况进行评价。目前，专利CN 107991225 A公开了一种天然气水合物固态流化开采管路腐蚀原位监测系统，主要是针对天然气水合物开采的混合举升过程和管道冲刷腐蚀作用的研究。但无法实现针对不同压力及温度条件下天然气水合物的生成形态、流速和添加剂等对管线腐蚀情况的研究。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种天然气水合物的腐蚀评价试验装置及方法，不但可实时观测不同温度和压力，不同流速，不同天然气水合物形态的流体对管道的腐蚀状况，还可以同时比较环道环境内和反应釜环境内试样的腐蚀差异。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种天然气水合物的腐蚀评价试验装置，包括：环道管路，其在温度、压力可调节的状态下通入天然气水合物，该环道管路内设有失重腐蚀挂片；搅拌反应釜，其与环道管路连通并与环道管路的温度、压力环境相同，该搅拌反应釜内设有可旋转挂片；依据环道管路内的失重腐蚀挂片和搅拌反应釜内的可旋转挂片的失重和表面形貌变化，评价两者的腐蚀速率的对比情况。

进一步，上述技术方案中，环道管路上设有注剂单元，用于向环道管路内注入水合物抑制剂或促进剂。