一种在线监测注气井注入介质腐蚀程度的监测装置及监测方法
【专利摘要】本发明涉及一种在线监测注气井注入介质腐蚀程度的监测装置及监测方法，属于油气田安全技术领域。监测装置主要包括于包括：监测管线、缓蚀剂增注单元、注入介质加热单元、腐蚀监测单元、数据采集处理器、取样放空单元。监测方法要点在于，缓蚀剂注入泵将缓蚀剂注入监测管线，电加热器加热注入介质，通过腐蚀挂片、电阻腐蚀探针、电感腐蚀探针监测注入介质对管柱的腐蚀情况。本发明整个装置的安装和工艺方法简单方便，形成了一套独立、安全的地面管路系统，用于监测注气井注入介质腐蚀程度，为注气井的防腐工艺和生产安全提供依据和保障。
【专利说明】
一种在线监测注气井注入介质腐蚀程度的监测装置及监测方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种在线监测注气井注入介质腐蚀程度的监测装置，用于模拟井下及地面工况条件下注气介质对套管的腐蚀状况，属于油气田安全技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，我国很多油田的油藏开发已进入中后期，存在油井含水率高、投入产出比大、常规注水技术挖潜困难等问题，而注气驱已被证明是一种高效的提高采收率技术。
[0003]在注气井中，注入介质中的腐蚀介质引起的地面管线及井下管柱腐蚀问题十分突出，油管腐蚀穿孔甚至断裂事故频发，缩短油气井的使用寿命，造成巨大的安全风险和经济损失。所以定期监测注入气中腐蚀介质对注气管柱的腐蚀情况，有利于采取针对性的防腐措施，减小注气管柱的腐蚀程度，确保安全生产。但是目前来说没有一套特定的专门用于监测注气井注入介质腐蚀程度的监测装置。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决现有的无法监测对注气井管住腐蚀程度，目的是提供一种独立、安全、简单的注气井注入介质对注气井管住腐蚀程度的监测装置。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]—种在线监测注气井注入介质腐蚀程度的监测装置，其特征在于包括:缓蚀剂增注单元、注入介质加热单元、数据采集处理器、腐蚀监测单元、取样放空单元组成、1#截止阀、8#截止阀、2#截止阀、注气管线、监测管线进口、监测管线出口、监测管线。
[0007]所述的注气管线中间设置2#截止阀，注气管线进口与监测管线进口相接，注气管线出口与监测管线出口相接，监测管线进口通过1#截止阀与监测管线相连，监测管线出口通过8#截止阀与监测管线相接，监测管线依次与缓蚀剂增注单元、注入介质加热单元、腐蚀检测单元和取样放空单元相接，缓蚀剂增注单元中的缓蚀剂增注栗出口通过3#截止阀与监测管线相接，缓蚀剂储罐与缓蚀剂增注栗入口管线相连，注入介质加热单元的电加热器进口段与监测管线通过4#截止阀相接，电加热器出口段与监测管线通过6#截止阀与相接，采样放空管线与监测管线通过7#截止阀相接。
[0008]所述的缓蚀剂增注单元包括3#截止阀、缓蚀剂增注栗、缓蚀剂储液罐。
[0009]所述的注入介质加热单元包括4#截止阀、5#截止阀、6#截止阀、电加热器，所述的电加热器内设有U型电加热管、导流板，温度测点设置在电加热进口段下端，温控器设置在U型电加热管管束间，电加热器底部安装支座并设置排气口。
[0010]所述的腐蚀监测单元依次包括流量计、压力表、温度表、腐蚀挂片夹具、电感探针、电阻探针，所述的腐蚀挂片夹具由腐蚀挂片、腐蚀挂片压盖、O型圈、沉头螺栓、垫片构成，腐蚀挂片加工为T型，腐蚀挂片侧面两端与监测管线贴合，腐蚀挂片底部截面为圆弧状，腐蚀挂片压盖底部与腐蚀挂片顶部相贴合，腐蚀挂片压盖通过沉头螺栓与监测管线相配合，沉头螺栓配合有垫片。
[0011]所述的电阻探针由保护盖、电阻探针杆、电阻探针腔体、电阻探头构成，保护盖与电阻探针腔体通过矩形螺纹配合，电阻探针腔体焊接在监测管线上，电阻探针杆顶部与电阻探针腔体通过螺纹配合，在电阻探针杆的螺纹下方设有O型密封圈，电阻探针杆中部设置斜锥面密封，电阻探头的两端通过粘接剂粘接绝缘隔片的一端，绝缘隔片的另一段与监测管线接触。
[0012]所述的电感探针主要由保护盖、电感探针杆、电感探针腔体、电感探头构成，保护盖与电感探针腔体通过矩形螺纹配合，电感探针腔体焊接在监测管线上，电感探针杆顶部与电感探针腔体通过螺纹配合，在电感探针杆的螺纹下方设有O型密封圈，电感探针杆中部设置斜锥面密封，电感探头的两端通过粘接剂粘接绝缘隔片的一端，绝缘隔片的一端与监测管线接触。所述的腐蚀监测单元中的监测管线部分设置在标高6-10m处，且处于垂直状
??τ O
[0013]所述的一种在线监测注气井注入介质腐蚀程度的监测装置，实现对注气井注入介质腐蚀监测的方法，其特征在于:
[0014]步骤一、测试实验前，确认2#截止阀、8#截止阀、3#截止阀、5#截止阀、7#截止阀处于关闭状态，、4#截止阀、6#截止阀处于打开状态；
[0015]步骤二、实验开始后，打开2#截止阀、8#截止阀；
[0016]步骤三、启动缓蚀剂增注栗，打开3#截止阀；
[0017]步骤四、启动电加热，调节电加热温度至60-150度；
[0018]步骤五、打开7#截止阀，取1-5L气体取样分析，取样分析后关闭7#截止阀；
[0019]步骤六、流量表、压力表、温度表电感探针、电阻探针数据传输至数据终端处理器；
[0020]步骤七、实验周期后，停运缓蚀剂增注栗及电加热器，打开2#截止阀、关闭2#截止阀、8#截止阀；
[0021]步骤八、打开7#截止阀，将监测管线内的腐蚀介质排出；
[0022]步骤九、拆卸腐蚀挂片，对腐蚀挂片称重、测量。
[0023]本发明由于采用了以上的技术方案，具有以下有点:
[0024](I)模拟注气井井下不同工况对套管的腐蚀程度；
[0025](2)测量电化学信号，腐蚀挂片，电感信号，检测获得全面的腐蚀信息；
[0026](3)腐蚀挂片与管道内壁弧度一致，在管道中模拟与井下相同的流场及流速，准确的获得腐蚀信息；
[0027](4)评价缓蚀剂对管壁的腐蚀；
[0028](5)集监测、分析和管理的一体化系统。
【附图说明】
[0029]图1是注气井注入介质腐蚀程度的监测装置成正面示意图。
[0030]其中图中:1.1#截止阀，2.2#截止阀，3.流量计，4.缓蚀剂增注栗，5.缓蚀剂储液罐，6.4#截止阀，7.5#截止阀，8.电加热器，9.6#截止阀，10.压力表，11.温度表，12.腐蚀挂片，13.电感探针，14.电阻探针，15.7#截止阀，16.取样管线，17.监测管线，18.注气管线，19.8#截止阀，49.3#截止阀.51.缓蚀剂增注单元，52.注入介质加热单元，53.腐蚀监测单元，54.采样放空单元，55.监测管线进口，56.监测管线出口，61.数据处理器。
[0031]图2是电加热器结构图。
[0032]其中图中:20.进口段，21.温度测点，22.密封罩，23.U型电加热管，24.温控管，25.接线端口，26.支座，27.排气口，28.导流板，29.出口段。
[0033]图3是腐蚀挂片结构图。
[0034]其中图中:30.挂片，31.绝缘隔片，32.沉头螺栓，33.挂片压盖，34.垫片.50.0型密封圈。
[0035]图4是电阻探针结构图。
[0036]其中图中:35.保护盖，36.0型密封圈，37.粘结剂，38，.电阻探针杆，39.电阻探针腔体，40.绝缘隔片，41.电阻探头，57.螺纹，58.矩形螺纹
[0037]图5是电感探针结构图。
[0038]其中图中:42.保护盖，43.0型密封圈，44.电感探针腔体，45，.电感探针杆，46.粘结剂，47.电感探头，48.绝缘隔片，59.矩形螺纹，60.螺纹
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细的描述。
[0040]如图1所示，一种在线监测注气井注入介质腐蚀程度的监测装置，其特征在于包括:缓蚀剂增注单元(51)、注入介质加热单元(52)、数据处理器(61)、腐蚀监测单元(53)、取样放空单元(54)组成、1#截止阀(1)、8#截止阀(19)、2#截止阀(2)、注气管线(18)、监测管线进口(55)、监测管线出口(56)、监测管线(17)。
[0041]所述的注气管线(18)中间设置2#截止阀(2)，注气管线(18)进口与监测管线进口
(55)相接，注气管线(18)出口与监测管线出口(56)相接，监测管线进口(55)通过1#截止阀
(I)与监测管线(17)相连，监测管线出口(56)通过8#截止阀(19)与监测管线(17)相接，监测管线(17)依次与缓蚀剂增注单元(51)、注入介质加热单元(52)、腐蚀检测单元(53)和取样放空单元(54)相接，缓蚀剂增注单元(51)中的缓蚀剂增注栗(5)出口通过3#截止阀(49)与监测管线(17)相接，缓蚀剂储罐(4)与缓蚀剂增注栗(4)入口管线相连，注入介质加热单元
(52)的电加热器进口段(20)与监测管线(17)通过4#截止阀(6)相接，电加热器出口段(29)与监测管线(17)通过6#截止阀(9)与相接，采样放空管线(16)与监测管线(17)通过7#截止阀(15)相接。
[0042]所述的缓蚀剂增注单元(51)包括3#截止阀(49)、缓蚀剂增注栗(4)、缓蚀剂储液罐
(5)。所述的注入介质加热单元(52)包括4#截止阀(6)、5#截止阀(7)、6#截止阀(9)、电加热器(8)，所述的电加热器(8)内设有U型电加热管(23)、导流板(28)，温度测点(21)设置在电加热进口段(20)下端，温控器(24)设置在U型电加热管(23)管束间，电加热器(8)底部安装支座(26)并设置排气口(27)。
[0043]所述的腐蚀监测单元(53)依次包括流量计(3)、压力表(10)、温度表(11)、腐蚀挂片夹具(12)、电感探针(13)、电阻探针(14)，所述的腐蚀挂片夹具(12)由腐蚀挂片(30)、腐蚀挂片压盖(33)、0型圈(31)、沉头螺栓(32)、垫片(34)构成，腐蚀挂片(30)加工为T型，腐蚀挂片(30)侧面两端与监测管线(17)贴合，腐蚀挂片(30)底部截面为圆弧状，腐蚀挂片压盖
(33)底部与腐蚀挂片(30)顶部相贴合，腐蚀挂片压盖(33)通过沉头螺栓(32)与监测管线(17)相配合，沉头螺栓(32)配合有垫片(34)。
[0044]所述的电阻探针(14)由保护盖(35)、电阻探针杆(38)、电阻探针腔体(39)、电阻探头(41)构成，保护盖(35)与电阻探针腔体(39)通过矩形螺纹(58)配合，电阻探针腔体(39)焊接在监测管线(17)上，电阻探针杆(38)顶部与电阻探针腔体(39)通过螺纹(57)配合，在电阻探针杆(38)的螺纹(57)下方设有O型密封圈(36)，电阻探针杆(38)中部设置斜锥面密封，电阻探头(41)的两端通过粘接剂(37)粘接绝缘隔片(40)的一端，绝缘隔片(40)的另一段与监测管线(17)接触。
[0045]所述的电感探针(13)主要由保护盖(42)、电感探针杆(45)、电感探针腔体(44)、电感探头(47)构成，保护盖(42)与电感探针腔体(44)通过矩形螺纹(59)配合，电感探针腔体
(44)焊接在监测管线(17)上，电感探针杆(45)顶部与电感探针腔体(44)通过螺纹(60)配合，在电感探针杆(45)的螺纹(60)下方设有O型密封圈(43)，电感探针杆(45)中部设置斜锥面密封，电感探头(47)的两端通过粘接剂(48)粘接绝缘隔片(46)的一端，绝缘隔片(46)的一端与监测管线(17)接触。
[0046]所述的腐蚀监测单元(53)中的监测管线(17)部分设置在标高6-10m处，且处于垂直状态。所述的一种在线监测注气井注入介质腐蚀程度的监测装置，实现对注气井注入介质腐蚀监测的方法，其特征在于:
[0047]步骤一、测试实验前，确认2#截止阀(I)、8#截止阀(19)、3#截止阀(49)、5#截止阀
(7)、7#截止阀(15)处于关闭状态，、4#截止阀(6)、6#截止阀(9)处于打开状态；
[0048]步骤二、实验开始后，打开2#截止阀(I)、8#截止阀(19);
[0049]步骤三、启动缓蚀剂增注栗(5)，打开3#截止阀(49);
[0050]步骤四、启动电加热(8)，调节电加热温度至60-150度；
[0051]步骤五、打开7#截止阀(15)，取1-5L气体取样分析，取样分析后关闭7#截止阀
(15)；
[0052]步骤六、流量表(3)、压力表(10)、温度表(11)电感探针(13)、电阻探针(14)数据传输至数据处理器(61);
[0053]步骤七、实验周期后，停运缓蚀剂增注栗(4)及电加热器(8)，打开2#截止阀(2)、关闭2#截止阀(I)、8#截止阀(19)；
[0054]步骤八、打开7#截止阀(15)，将监测管线(17)内的腐蚀介质排出；
[0055]步骤九、拆卸腐蚀挂片(13)，对腐蚀挂片(12)称重、测量。
【主权项】
1.一种在线监测注气井注入介质腐蚀程度的监测装置，其特征在于包括:缓蚀剂增注单元(51)、注入介质加热单元(52)、数据采集处理器(61)、腐蚀监测单元(53)、取样放空单元(54)组成、1#截止阀(I)、8#截止阀(19)、2#截止阀(2)、注气管线(18)、监测管线进口(55)、监测管线出口(56)、监测管线(17)。2.如权利要求1所述的一种在线监测注气井注入介质腐蚀程度的监测装置，其特征在于:注气管线(18)中间设置2#截止阀(2)，注气管线(18)进口与监测管线进口(55)相接，注气管线(18)出口与监测管线出口(56)相接，监测管线进口(55)通过1#截止阀(I)与监测管线(17)相连，、监测管线出口(56)通过8#截止阀(19)与监测管线(17)相接，监测管线(17)依次与缓蚀剂增注单元(51)、注入介质加热单元(52)、腐蚀检测单元(53)和取样放空单元(54)相接，缓蚀剂增注单元(51)中的缓蚀剂增注栗(5)出口通过3#截止阀(49)与监测管线(17)相接，缓蚀剂储罐(4)与缓蚀剂增注栗(4)入口管线相连，注入介质加热单元(52)的电加热器进口段(20)与监测管线(17)通过4#截止阀(6)相接，电加热器出口段(29)与监测管线(17)通过6#截止阀(9)与相接，采样放空管线(16)与监测管线(17)通过7#截止阀(15)相接。3.如权利要求1所述的一种在线监测注气井注入介质腐蚀程度的监测装置，其特征在于:所述的缓蚀剂增注单元(51)包括3#截止阀(49)、缓蚀剂增注栗(4)、缓蚀剂储液罐(5)。4.如权利要求1所述的一种在线监测注气井注入介质腐蚀程度的监测装置，其特征在于:所述的注入介质加热单元(52)包括4#截止阀(6)、5#截止阀(7)、6#截止阀(9)、电加热器(8)，所述的电加热器(8)内设有U型电加热管(23)、导流板(28)，温度测点(21)设置在电加热进口段(20)下端，温控器(24)设置在U型电加热管(23)管束间，电加热器(8)底部安装支座(26)并设置排气口(27)。5.如权利要求1所述的一种在线监测注气井注入介质腐蚀程度的监测装置，其特征在于:所述的腐蚀监测单元(53)依次包括流量计(3)、压力表(10)、温度表(11)、腐蚀挂片夹具(12)、电感探针(13)、电阻探针(14)，所述的腐蚀挂片夹具(12)由腐蚀挂片(30)、腐蚀挂片压盖(33)、0型圈(31)、沉头螺栓(32)、垫片(34)构成，腐蚀挂片(30)加工为T型，腐蚀挂片(30)侧面两端与监测管线(17)贴合，腐蚀挂片(30)底部截面为圆弧状，腐蚀挂片压盖(33)底部与腐蚀挂片(30)顶部相贴合，腐蚀挂片压盖(33)通过沉头螺栓(32)与监测管线(17)相配合，沉头螺栓(32)配合有垫片(34)，所述的电阻探针(14)由保护盖(35)、电阻探针杆(38)、电阻探针腔体(39)、电阻探头(41)构成，保护盖(35)与电阻探针腔体(39)通过矩形螺纹(58)配合，电阻探针腔体(39)焊接在监测管线(17)上，电阻探针杆(38)顶部与电阻探针腔体(39)通过螺纹(57)配合，在电阻探针杆(38)的螺纹(57)下方设有O型密封圈(36)，电阻探针杆(38)中部设置斜锥面密封，电阻探头(41)的两端通过粘接剂(37)粘接绝缘隔片(40)的一端，绝缘隔片(40)的另一段与监测管线(17)接触，所述的电感探针(13)主要由保护盖(42)、电感探针杆(45)、电感探针腔体(44)、电感探头(47)构成，保护盖(42)与电感探针腔体(44)通过矩形螺纹(59)配合，电感探针腔体(44)焊接在监测管线(17)上，电感探针杆(45)顶部与电感探针腔体(44)通过螺纹(60)配合，在电感探针杆(45)的螺纹(60)下方设有O型密封圈(43)，电感探针杆(45)中部设置斜锥面密封，电感探头(47)的两端通过粘接剂(48)粘接绝缘隔片(46)的一端，绝缘隔片(46)的一端与监测管线(17)接触。6.如权利要求1所述的一种在线监测注气井注入介质腐蚀程度的监测装置，其特征在于:腐蚀监测单元(53)中的监测管线(17)部分设置在标高6-10m处，且处于垂直状态。7.采用如权利要求1所述的一种在线监测注气井注入介质腐蚀程度的监测装置，实现对注气井注入介质腐蚀监测的方法，其特征在于: 步骤一、测试实验前，确认2#截止阀(I)、8#截止阀(19)、3#截止阀(49)、5#截止阀(7)、7#截止阀(15)处于关闭状态，、4#截止阀(6)、6#截止阀(9)处于打开状态； 步骤二、实验开始后，打开2#截止阀(I)、8#截止阀(19); 步骤三、启动缓蚀剂增注栗(5)，打开3#截止阀(49); 步骤四、启动电加热(8)，调节电加热温度至60-150度； 步骤五、打开7#截止阀(15)，取1-5L气体取样分析，取样分析后关闭7#截止阀(15);步骤六、流量表(3)、压力表(10)、温度表(11)电感探针(13)、电阻探针(14)数据传输至数据终端处理器(61); 步骤七、实验周期后，停运缓蚀剂增注栗(4)及电加热器(8)，打开2#截止阀(2)、关闭2#截止阀(I)、8#截止阀(19); 步骤八、打开7#截止阀(15)，将监测管线(17)内的腐蚀介质排出； 步骤九、拆卸腐蚀挂片(13)，对腐蚀挂片(12)称重、测量。
【文档编号】G01N17/00GK105928862SQ201610244967
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】曾德智, 董宝军, 喻智明, 刘芮嘉, 罗显粱, 许悦, 袁银春, 代林芮
【申请人】西南石油大学