一种评价含氧腐蚀环境下抗氧缓蚀剂缓蚀效率的装置的制作方法

本实用新型涉及缓蚀剂缓蚀效率的评价技术领域，具体涉及一种评价含氧腐蚀环境下抗氧缓蚀剂缓蚀效率的装置。

背景技术：

注空气驱油是油田三次采油技术中一项重要开发方式，能显著提高油田采收率，同时还具有成本低廉、气源丰富等优点。但由于氧气在地下油藏中不能完全消耗，所以采出井管柱等相关设备存在着严重的氧腐蚀问题，给生产带来了巨大的安全风险和经济损失，氧腐蚀问题严重制约了空气驱油技术的应用。氧腐蚀分为整体腐蚀(均匀腐蚀)和局部腐蚀(不均匀腐蚀)两类，工程上危害较大的是后一类。由于氧是极强的去极化剂，不均匀腐蚀多为点腐蚀与坑蚀，使得金属管壁局部地方变薄更快而形成局部凹坑，在较短的时间里就会使金属壁局部发生穿孔而破坏。

目前，向油井管道中加注缓蚀剂是一项经济、高效的防腐蚀措施。由于缓蚀剂在不同腐蚀环境中的适应性不同，为了筛选出含氧腐蚀介质中适用的缓蚀剂，需要对缓蚀剂的抗氧缓蚀效率进行评价。但是，氧腐蚀受氧含量的影响较大，并且在腐蚀介质的温度和流速都会影响氧在介质中的溶解量以及缓蚀剂分子结构的稳定性。

目前现有技术中存在的评价装置还存在诸多问题，例如不能精确控制O₂的含量、腐蚀溶液在试验的过程中成分变化太大及腐蚀挂片多采用棉线等将金属片简单的挂置于腐蚀介质中，由此导致挂片不容易固定很容易因外界的振动使腐蚀产物脱离金属表面。因此，需要一种合理、高效的抗氧缓蚀剂缓蚀效率的装置评价实际油田生产过程中含氧腐蚀介质环境下抗氧缓蚀剂的缓蚀效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种评价含氧腐蚀环境下抗氧缓蚀剂缓蚀效率的装置，该装置可以模拟不同氧含量以及不同温度与流速的腐蚀溶液环境，能够更加精确地评价抗氧缓蚀剂的缓蚀性能。

其技术解决方案包括：

一种评价含氧腐蚀环境下抗氧缓蚀剂缓蚀效率的装置，其包括O₂储气瓶、N₂储气瓶、腐蚀溶液箱、挂片、挂片筒及恒温磁力搅拌器，所述O₂储气瓶的排气口处连接有第一管路，所述第一管路的另一端连接有混合气瓶，所述N₂储气瓶的排气口处连接有第二管路，所述第二管路的另一端连接至所述第一管路上，所述第一管路的末端连接有漏斗，且所述漏斗的垂直段与所述第一管路的末端连接；

所述混合气瓶连接有第三管路，所述第三管路的另一端通入所述挂片筒内，所述腐蚀溶液箱连接有第四管路，所述第四管路的另一端也通入所述挂片筒内，所述挂片筒内设置有挂片固定装置，所述挂片固定装置包括紧固转轴、上下相对设置的第一固定片和第二固定片，所述第一固定片的中心设置有圆形通孔，其边界处间隔均匀的设置有至少一个用于放置所述挂片的凹槽，所述第二固定片与第一固定片结构相同，所述挂片穿过所述凹槽固定在第一固定片和第二固定片之间，所述紧固转轴贯穿安装在第一固定片和第二固定片的圆形通孔内，并配合螺栓固定；

所述恒温磁力搅拌器位于所述挂片筒下方。

作为本实用新型的一个优选方案，在上述第一管路和第二管路上设置有流量计，上述第四管路上连接有阀门和泵。

作为本实用新型的另一个优选方案，上述凹槽间隔均匀的设置有六个。

本实用新型所带来的有益技术效果为：

本实用新型O₂储气瓶和N₂储气瓶通过各自连接的第一管路、第二管路并利用流量计控制输出流量，经混合气瓶充分混合之后导入挂有金属试片的挂片筒内，通过流量计控制O₂和N₂组分含量以实现不同氧含量的腐蚀环境，为了保证O₂和N₂更好的溶于腐蚀介质中，在第一管路的末端即伸入混合气瓶的第一管路的最底部连接一个玻璃漏斗，该玻璃漏斗呈倒立设置，以增加气体与水的接触面积，从而保证O₂和N₂更多的溶于水中，同时，腐蚀溶液箱通过管路与挂片筒连接，利用泵以一定的流量往挂片筒内通入油田腐蚀溶液与缓蚀剂混合液，以避免随腐蚀的进行导致挂片筒内腐蚀溶液成分的变化而引起较大的误差。

本实用新型利用挂片固定装置将挂片牢牢的固定在挂片筒内，防止因外界振动影响腐蚀产物的积累。利用恒温磁力搅拌器对挂片筒加热，使挂片筒内部保持一定的温度。挂片筒内磁振子的旋转带动腐蚀介质转动来模拟实际油田生产中腐蚀介质流速。最后，通过金属试片腐蚀失重量来评价抗氧缓蚀剂的缓蚀效率。

该装置优点在于能够更加贴近工况稳定的生产环境，评价一定温度和流速情况下缓蚀剂的缓蚀效率，可以有效地提高试验结果的准确性，温度、流速等角度对抗氧缓蚀剂缓蚀效率的评价筛选。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

图1为本实用新型装置的结构示意图；

图2为本实用新型挂片固定装置的结构示意图；

图中，1、O₂储气瓶，2、N₂储气瓶，3、腐蚀溶液箱，4、流量计，5、第四管路，6、玻璃漏斗，7、气体混合瓶，8、泵，9、挂片筒，10、挂片，11、挂片固定装置，12、磁振子，13、恒温磁力搅拌器，14、紧固转轴，15、凹槽。

具体实施方式

本实用新型公开了一种评价含氧腐蚀环境下抗氧缓蚀剂缓蚀效率的装置，为了使本实用新型的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对实用新型做详细说明。

如图1所示，本实用新型评价含氧腐蚀环境下抗氧缓蚀剂缓蚀效率的装置，其包括O₂储气瓶1、N₂储气瓶2、腐蚀溶液箱3、挂片10、挂片筒9、挂片固定装置11、磁振子12及恒温磁力搅拌器13，其中O₂储气瓶1和N₂储气瓶2先通过气体混合瓶7混合均匀后，再通入至挂片筒9内，具体的：在O₂储气瓶1的排气口处连接有第一管路，第一管路的另一端连接有混合气瓶，通过第一管路将O₂输送至气体混合瓶7中，N₂储气瓶2的排气口处连接有第二管路，第二管路的另一端连接至第一管路上，第一管路的末端连接有玻璃漏斗6，且漏斗的垂直段与第一管路的末端连接，其漏斗状朝下，该玻璃漏斗的作用是为了保证O₂和N₂更好的溶于腐蚀介质中。

混合气瓶连接有第三管路，第三管路的另一端通入挂片筒9内，作为本实用新型的主要改进点，挂片筒连接有腐蚀溶液箱，这样设计可以避免随腐蚀的进行导致挂片筒内腐蚀溶液成分的变化而引起较大的误差，腐蚀溶液箱连接有第四管路5，第四管路5的另一端也通入挂片筒内，挂片筒内设置挂片固定装置11，如图2所示，挂片固定装置包括紧固转轴14、上下相对设置的第一固定片和第二固定片，第一固定片的中心设置有圆形通孔，其边界处间隔均匀的设置有至少一个用于放置挂片的凹槽15，优选设置有六个凹槽，这样挂片之间相互互补干扰，第二固定片与第一固定片结构相同，挂片穿过凹槽15固定在第一固定片和第二固定片之间，紧固转轴贯穿安装在第一固定片和第二固定片的圆形通孔内，并配合螺栓固定。磁振子12位于挂片筒底部，恒温磁力搅拌器位于挂片筒下方，利用恒温磁力搅拌器对挂片筒加热，使挂片筒内部保持一定的温度。

为了便于控制气体流量，在第一管路和第二管路上均设置有流量计4，在第四管路上设置泵8，利用泵将添加一定含量抗氧缓蚀剂的腐蚀溶输送至挂片筒中，以避免因腐蚀过程的进行，腐蚀溶液成分的变化而引起较大的误差。因连接有腐蚀溶液箱3，所以装置中气体成分与溶液成分在整个试验过程相对稳定。利用挂片固定装置将挂片牢牢的固定在挂片筒内，防止因外界振动而影响腐蚀产物的积累。利用恒温磁力搅拌器对挂片筒加热，模拟油田实际工况环境的温度。挂片筒内磁振子的旋转带动腐蚀介质转动来模拟实际油田生产中腐蚀介质流速，通过控制磁振子的转动速度调节腐蚀介质的流速。最后，通过金属试片腐蚀失重量来评价抗氧缓蚀剂的缓蚀效率。

上述装置的具体使用方法包括以下步骤：

第一步：向油田模拟水中添加一定量的抗氧缓蚀剂(空白试验不加缓蚀剂)，配置特定的腐蚀溶液于腐蚀溶液箱3中，同时向气体混合瓶7中加入半瓶去离子水；

第二步：将处理好的试样安装在挂片固定装置11里面的凹槽15中，并通过紧固转轴14将其固定；然后将磁振子12与挂片固定装置11置于挂片筒9中，并对其密封；

第三步：通过泵8向挂片筒9中输入含有缓蚀剂的腐蚀溶液，当挂片筒9中溶液体积为四分之三时停止输入，然后打开N₂储气瓶2对装置进行除氧30分钟，除氧后关闭N₂储气瓶2。

第四步：通过设置恒温磁力搅拌器13温度与转速功能，对挂片筒9进行加热与温度的控制；使得挂片筒9中腐蚀溶液环境与油田工况相接近；

第五步：打开O₂储气瓶1与N₂储气瓶2，调节流量计4，根据两气体的流量控制混合气体中的氧含量，同时打开泵8，以较小的流速向挂片筒9输入腐蚀溶液，以保证挂片筒9中气体环境与溶液环境更加接近油田管道中的实际状况；

第六步：等装置中温度、流速、流量参数均稳定后开始计时，试验时间为72h。试验结束后关闭恒温磁力搅拌器13、泵8以及O₂储气瓶1与N₂储气瓶2，打开挂片筒9取出并处理腐蚀试样，通过与空白试验的结果对比，得出抗氧缓蚀剂的缓蚀效率。

需要说明的是，在本说明书的教导下本领域技术人员所做出的任何等同方式，或明显变型方式均应在本实用新型的保护范围内。