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cn105717271a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cn105203716a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。
技术实现要素：
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。
其中，海水输送管路用于将海水搅拌罐中的海水输送至缓冲罐中，再从缓冲罐输送至水合物制备釜内；所述稳压管路用于使水合物制备釜内部的压力处于恒定或所需的压力条件下。该稳压管路包括气相管路和液相管路两部分。其中，气相管路用于调节缓冲罐内气体含量，液相管路用于调节缓冲罐内液体量。当水合物制备釜内压力不足时，通过气相管路为制备釜提供一定的气体以提高釜内压力；或通过液相管路增加缓冲罐内海水储量，进而增加海水搅拌罐向制备釜的液体输送量，以增加缓冲罐和水合物制备釜内的压力；若制备釜内压力充足，则通过液相管路将缓冲罐内的水排入地沟，或经气相管路将缓冲罐内的气体送入燃烧器燃烧，从而降低缓冲罐内的压力。
所述制备釜控制模块包括：水合物制备釜，液体喷淋循环回路，固体输送管路。
其中，水合物制备釜是水合物合成的场所，水合物制备釜上设置有各类参数仪表，如：液位指示器，电阻率指示器，压力指示器，温度指示器，用于实时监测水合物制备釜内部状况，对研究水合物合成所需具体条件具有重要意义。水合物制备釜顶部安装有搅拌电机，用于增大制备釜内气液两相接触面积，使釜内物质混合更加均匀充分，加快天然气水合物的合成速率。所述液体喷淋循环回路由制备釜液相出口与制备釜顶部的喷淋器连通，用于加快水合物的合成。所述固体输送管路用于向水合物制备釜内输送石英砂固体，其目的在于模拟真实天然气水合物生成环境。固体在制备釜内不参与水合物生成反应。
所述运移动力模块包括：天然气水合物混合保真运移管路，气体输送管路，液体输送管路，高压循环泵。
其中，所述天然气水合物混合相保真运移管路由水合物制备釜混合相出口与高压循环泵的入口连通。所述气体输送管路，由制备釜顶部气体出口与高压循环泵入口连通。所述液体输送管路包括海水输送管路和清水输送管路；运移动力模块与高压循环泵进一步组合成天然气水合物管输特性研究模块；
进一步地，运移动力模块还包括一路压力平衡检测管路，该管路用于保证从制备釜混合相出口出来的混合相在与海水、清水及气体混合之前，天然气水合物混合相保真运移管路和海水输送管路内的压力是一致的。该压力平衡检测管路由缓冲罐液相出口与天然气水合物混合相与海水输送管路的交叉点连通构成。
所述天然气水合物管输特性研究模块包括：水平管输回路，垂直管输回路。
其中，所述水平管输回路，包括与高压循环泵的出口连通的水平管路；所述垂直管输回路，包括与水平管路连通的垂直管路；
进一步地，在垂直管输回路与水平管输回路上均设置有高压可视窗，可用于观察管内混合相在不同压力温度下的流动状态。
进一步地，在水平管输回路上设置有三处可拆式短节。具体地，在高压循环泵出口处设置一可拆式短节16，水合物进入垂直管道之前的水平管道上设置一可拆式短节17；水合物由垂直管段进入水平管段后，在水平管段上设置一可拆式短节22。在需对管道进行腐蚀研究时，在整个系统开始运行前，将三处可拆式短节更换为根据专利cn201721418379.3定制的腐蚀原位监测三通，待水合物固态流化开采正常运行后，将腐蚀原位监测三通的三电极系统外接电化学工作站，构成电化学测试系统。通过如线性极化、动电位极化、电化学阻抗等测试，获得腐蚀过程中的阴阳极斜率、腐蚀电位及电流密度、阻抗等参数，可为天然气水合物输送管道提供寿命预测。
进一步的，在垂直管输回路上设置有一处可拆式短节。具体地，在球阀v-148与垂直高压可视管19之间安装可拆式短节18。在对管道进行腐蚀研究时，在此短节内套入一层由不同于短节本身材质的钢材所制成的长度一致，外径略小于短节内径的薄圆管，此圆管与短节之间通过热熔胶填充固定。通过此套有圆管的短节可真实模拟天然气水合物输送时对不同钢材所制管道的管壁腐蚀。
所述调压系统控制模块包括：调压器，混合相输送管路，气体输送管路。
其中，所述混合相输送管路由水平管输回路出口与高压循环泵入口连通；所述气体输送管路用于向调压器内注入气体，进而调节混合相输送管道内压力。整个调压系统控制模块用于调节水合物管输特性研究模块中的水平、垂直输送回路管道内压力于恒定或所需的情况下。
进一步的，所述气体输送管路中，所用气体为氮气。
所述末端计量及废气处理模块包括：三相分离器，气、液、固体处理管路。
其中，三相分离器用于分离来自调压器的多相混合物。所述气体处理管路，由三相分离器的气相出口与燃烧器连通进行废气处理；所述液体处理管路，由三相分离器液相出口与污水罐连通，污水罐中的污水进一步通过污水泵排入污水处理口；所述固相处理管路，由三相分离器的固相出口与砂罐连通。
进一步的，如上所述的各个模块内设置有压力测量点，温度测量点，液位测量点，电阻率测量点，单相、混合相流量测量点，用于监测整个系统中不同位置的实时参数变化。
本发明的有益技术效果是：本发明可用于天然气水合物固态流化开采管路腐蚀原位监测研究，且可根据天然气水合物在混输举升过程中不同钢材所制管道的具体腐蚀情况探索管道腐蚀机理，并根据具体腐蚀情况提供相应的防护措施。整个水合物开采及输送管路模拟海底真实环境，原位监测天然气水合物输送管道腐蚀状况，对管道的使用寿命进行预测，为管道防护提供理论依据，对推进未来天然气水合物商业化开采进程具有重要意义。
附图说明
图1为天然气水合物固态流化开采管路腐蚀原位监测系统。
图中：甲烷气瓶1，气体增压泵2，空气压缩机3，气体循环泵4，真空泵5，海水搅拌罐6，高压柱塞泵7，缓冲罐8，水合物制备釜9，高压柱塞泵10，搅拌电机11，填砂罐12，喷淋器13，清水储罐14，高压循环泵15，可拆式短节16、17、18、22，高压透明可视管19、21，垂直加热管20，调压器23，气体增压泵24，三相分离器25，砂罐26，污水罐27，污水泵28。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，明确，现对照附图对本发明的具体实施方式进行清晰完整的描述。需说明的是，所描述的实施例仅为本发明的部分实施例，而非全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提出一种天然气水合物固态流化开采管路腐蚀原位监测系统，所述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。
注气及真空模块包括甲烷气瓶1，气体增压泵2，空气压缩机3，真空泵5，气体循环泵4，多个球阀、气体流量计、温度指示器、压力指示器；
具体地，注气及真空模块中包括气体输送管路，气体旁路调节循环回路两部分。
其中，所述气体输送管路用于将甲烷气体从甲烷气瓶1输送至水合物制备釜9中，该管路由以下部件依次连接构成：甲烷气瓶1、球阀v-101、气体增压泵2、压力指示器p-101、温度指示器t-101、气体调压阀、气体流量计f-101、球阀v-103、压力指示器p-103、温度指示器t-103、球阀v-113、气体循环泵4、球阀v-115、压力指示器p-104、温度指示器t-104、球阀v-117、气体过滤器、气体流量计f-105、球阀v-135、水合物制备釜底部的气体入口a；所述气体旁路调节循环回路用于将制备釜内未反应的气体由制备釜顶部的气体出口b通过气体循环泵4泵出并循环泵入反应釜底部的气体入口a；该气体旁路调节循环回路由以下部件依次连接构成：制备釜顶部气体出口b、球阀v-112、球阀v-105、气体流量计f-102、压力指示器p-103、温度指示器t-103、球阀v-113、气体循环泵4、球阀v-115、压力指示器p-104、温度指示器t-104、球阀v-117、气体过滤器、气体流量计f-105、球阀v-135、水合物制备釜底部的气体入口a；
进一步的，为了保证气体循环泵可安全、正常运行，设置有一路用于保护气体循环泵的回路，该回路由以下部件依次连接构成：循环泵出口、球阀v-115、压力指示器p-104、温度指示器t-104、球阀v-117、气体流量计f-103、球阀v-118、压力指示器p-103、温度指示器t-103、球阀v-113、循环泵入口；
进一步的，空气压缩机3与气体增压泵2通过管道相连通，为增压泵提供工作动力，在连接管道上设置有球阀v-102；气体循环泵与一空气压缩机连接，空气压缩机为循环泵提供工作动力，在连接管道上设置有球阀v-114；从气体循环泵出来的气体部分经球阀v-115输送至下一管路，部分经球阀v-116后去到气体回收装置。
海水注入调压模块包括海水搅拌罐6，高压柱塞泵7，缓冲罐8，多个球阀、液体流量计、温度指示器、压力指示器；
具体地，海水注入调压模块包括液体输送管路，稳压管路两部分。
其中，所述液体输送管路用于将海水搅拌罐中的海水输送到水合物制备釜中。该管路由以下部件依次连接构成：海水搅拌罐6、截止阀v-121、高压柱塞泵7、液体流量计f-104、球阀v-122、压力指示器p-106、温度指示器t-106、球阀v-124、球阀v-125、球阀v-126、液体流量计f-106、球阀v-127、制备釜液相入口c；
所述稳压管路用于使水合物制备釜内部的压力处于恒定或所需的压力条件下。该稳压管路包括气相管路和液相管路两部分。
具体地，稳压管路的气相管路用于调节缓冲罐内气体含量，液相管路用于调节缓冲罐内液体量。当缓冲罐内液位逐渐升高，同时罐内气体不断增加，罐内压力逐渐增大。当水合物制备釜内压力不足时，通过与缓冲罐气相出口g连通的稳压气相管路为制备釜提供一定的气体；或通过高压柱塞泵7将海水搅拌罐6中的海水泵入缓冲罐8内，进而增加海水搅拌罐向制备釜的液体输送量，以增加缓冲罐和水合物制备釜内的压力；若制备釜内压力充足，则通过球阀v-132将缓冲罐内的水排入地沟，或经球阀v-131将缓冲罐内的气体送入燃烧器燃烧，从而降低罐内的压力。
其中，所述稳压气相管路有两条，其一由以下部件依次连接构成：甲烷气瓶1、球阀v-101、气体增压泵2、压力指示器p-101、温度指示器t-101、气体调压阀、气体流量计f-101、球阀v-110、缓冲罐顶部的气相入口f、缓冲罐的气相出口g、球阀v-117、气体过滤器、气体流量计f-105、球阀v-135、水合物制备釜底部的气体入口a；其二，缓冲罐内的气体经缓冲罐顶部的气相出口k经管道送入燃烧器进行气体燃烧处理。管道上安装有压力指示器p-108、球阀v-131。
所述液相管路有两条，其一由以下部件依次连接构成：海水搅拌罐6、截止阀v-121、高压柱塞泵7、液体流量计f-104、球阀v-122、压力指示器p-105、球阀v-123、缓冲罐底部液相入口d，缓冲罐底部液相出口e、球阀v-128、球阀v-130、球阀v-126、液体流量计f-106、球阀v-127、水合物制备釜液相入口c；其二，缓冲罐内的液体经与缓冲罐底部的液相出口h连通的管道排进地沟。管道上安装有球阀v-132。
进一步的，所述缓冲罐上设置有压力指示器p-107、温度指示器t-107、液位指示器l-101。进一步的，所述缓冲罐外围连接有制冷机，用于对缓冲罐进行制冷，在制冷机与缓冲罐之间的管道上分别设置有球阀v-133、球阀v-134。
制备釜控制模块包括水合物制备釜9，高压柱塞泵10，搅拌电机11，填砂罐12，液位指示器，电阻率指示器，压力指示器，温度指示器，多个球阀。
具体地，制备釜控制模块内包括液体喷淋循环回路，固体输送管路两部分。
其中，所述液体喷淋循环回路用于加快水合物的合成，该回路由以下部件依次连接构成：制备釜液相出口i、球阀v-119、高压柱塞泵10、球阀v-120、反应釜顶部的喷淋器13。
所述固体输送管路用于向水合物制备釜内输送石英砂固体，其目的在于模拟真实天然气水合物生成环境。固体在制备釜内不参与水合物生成反应。水合物制备釜顶部的固相入口j通过管道与填砂罐12连通，管道上安装有球阀v-111。
进一步的，所述水合物制备釜顶部安装有搅拌电机11，用于增大制备釜内气液两相接触面积，加快天然气水合物的合成速率。
进一步的，在制备釜上设置有压力指示器p-109、温度指示器t-109、液位指示器l-102，电阻率指示器c-101，用于监测制备釜内的实时状态。
进一步的，所述水合物制备釜外围连接有制冷机，用于对制备釜进行制冷，确保制备釜内温度为水合物生成所需温度。在制冷机与制备釜之间的管道上分别设置有球阀v-139、球阀v-140。
运移动力模块包括水合物制备釜9，海水搅拌罐6，高压柱塞泵7，缓冲罐8，清水储罐14，高压循环泵15，多个球阀、流量计、压力指示器、温度指示器。
具体地，运移动力模块包括天然气水合物混合保真运移管路和气体输送管路，液体输送管路三部分。
其中，所述天然气水合物混合相保真运移管路由以下部件依次连接构成：水合物制备釜混合相出口m、球阀v-137、球阀v-138、球阀v-141、球阀v-143、高压循环泵入口；
进一步的，在水合物制备釜混合相出口m与球阀v-137之间的管道上有取样器与此管道相连，通过取样器对制备釜内生成物质进行取样，分析，判定水合物合成情况，与取样器相连的管道上设置有球阀v-136。
所述气体输送管路由以下部件依次连接而成：制备釜顶部气体出口b、球阀v-112、球阀v-105、空气过滤器、球阀v-107、球阀v-108、气体流量计f-107、压力指示器p-110、温度指示器t-110、球阀v-109、球阀v-138、球阀v-141、球阀v-143、高压循环泵入口；
所述液体输送管路有两条，其一为海水输送管路，由以下各部件依次连接构成：海水搅拌罐6、截止阀v-121、高压柱塞泵7、液体流量计f-104、球阀v-122、压力指示器p-106、温度指示器t-106、球阀v-124、球阀v-161、球阀v-162、球阀v-141、球阀v-143、高压循环泵入口；其二为清水输送管路，由以下各部件依次连接构成：清水储罐14、球阀v-142、球阀v-143、高压循环泵入口；
此三部分通过高压循环泵进一步混合后与天然气水合物管输特性研究模块连接。
进一步的，该运移动力模块还包括一路压力平衡检测管路，该管路用于保证从制备釜混合相出口出来的混合相在与海水、清水及气体混合之前，天然气水合物混合相保真运移管路和海水输送管路内的压力是一致的。该压力平衡检测管路由缓冲罐液相出口e与天然气水合物混合相与海水输送管路的交叉点连通构成。在该检测管路上设置有球阀v-128、球阀v-129。在天然气水合物混合相与海水、清水、气体进一步混合之前，首先打开球阀v-123，球阀v-128及球阀v-129，使天然气水合物混合相保真运移管路与海水输送管路的压力一致，然后关闭球阀v-123，球阀v-128及球阀v-129，再进行天然气水合物混合相与海水、清水、气体的进一步混合。
天然气水合物管输特性研究模块包括高压循环泵15，可拆式短节16、17、18、22，高压透明可视管19、21，垂直加热管20，混合相流量计，多个阀门、压力指示器、温度指示器。
具体地，天然气水合物管输特性研究模块包括垂直管输回路，水平管输回路两部分。
其中，所述水平管输回路由以下部件依次连通构成：高压循环泵出口，可拆式短节16，压力指示器p-111，温度指示器t-111，球阀v-144，球阀v-145，压力指示器p-112，温度指示器t-112，可拆式短节17，球阀v-151，水平高压可视管21，压力指示器p-117，温度指示器t-117，球阀v-152，压力指示器p-118，温度指示器t-118，球阀v-153。
进一步的，在水平管输回路上设置有一旁路调节管路，该管路依次由以下部件连接构成：球阀v-144，球阀v-146，混合相流量计f-108，球阀v-147，压力指示器p-112。
所述垂直管输回路由以下部件依次连通构成：球阀v-148，可拆式短节18，垂直高压可视管19，压力指示器p-113，温度指示器t-113，垂直加热管20，压力指示器p-114，温度指示器t-114，压力指示器p-115，温度指示器t-115，压力指示器p-116，温度指示器t-116，球阀v-150。
进一步的，在垂直管输回路的弧形管段上连接有球阀v-149，用于将垂直管输回路中的气体进行排空。且该弧形管段上设置有安全阀。
调压系统控制模块包括调压器23，气体增压泵24，混合相流量计f-109，多个阀门、压力指示器。
具体地，调压系统控制模块包括混合相输送管路，气体输送管路。用于调节水合物管输特性研究模块中的水平、垂直输送回路管道内压力于恒定或所需的情况下。其中，所述混合相输送管路由以下部件依次连通构成：水平管输回路出口，压力指示器p-119，温度指示器t-119，球阀v-154，调压器混合相入口，调压器混合相出口，压力指示器p-121，混合相流量计f-109，球阀v-155，球阀v-162，球阀v-141，球阀v-143，高压循环泵入口；
气体输送管路由以下部件依次连通构成：气源、气体增压泵24、球阀v-159、调压器气相入口。
进一步的，从气体增压泵出来的气体并非全部输送至调压器内用于调压，从气体增压泵出来的气体部分直接经球阀v-158进行排空，部分经球阀v-159后送至调压器内，部分经球阀v-159后再经压力指示器p-120，球阀v-160，背压调节器，然后排出管外。
进一步的，所用气体为氮气，空气压缩机与气体增压泵连接，为增压泵提供动力，空气压缩机与气体增压泵之间的管道上设置有球阀v-156。
进一步的，在水平管输回路出口之后的管路上有取样器与此管路相连，通过取样器对经过管输特性研究模块后的水合物进行取样，分析水合物的组成变化。天然气水合物在低温高压条件下生成，在升温，降压后分解。管输特性研究模块内的温度、压力可通过计算机进行调节。测得水合物生成，分解时所需温度、压力，可研究水合物的相平衡问题。进一步的，与取样器相连的管道上设置有球阀v-168。
末端计量及废气处理模块包括三相分离器25，气、液、固体处理管路。所述气体处理管路，由三相分离器的气相出口与燃烧器通过管道连通，管道上设置有气动调节阀，气体过滤器，气体流量计f-111；所述液体处理管路，由三相分离器液相出口与污水罐27通过管道连通，管道上设置有球阀v-165，污水罐中的污水通过污水泵28排入污水处理口，污水罐与污水泵之间的管路上安装有截止阀v-166；所述固相处理管路，由三相分离器的固相出口与砂罐26通过管道连通，管道上设置有球阀v-167。
具体地，三相分离器25中的混合物来自调压器23，具体由以下部件依次连通构成：调压器混合相出口，压力指示器p-121，混合相流量计f-109，球阀v-155，混合相流量计f-110，球阀v-164，三相分离器混合相入口。
进一步的，在调压器内混合物输送至三相分离器的管路上连接有取样器，用于对调压器内的混合物进行取样分析。与取样器相连的管道上设置有球阀v-163。
进一步的，所述系统各模块中的测量点包括电阻率测量点c，压力测量点p，温度测量点t，液位测量点l，气相、液相、混合相流量测量点f。其中，电阻率测量用于通过电阻率的变化反应制备釜内天然气水合物的生成效果。压力测量点p用于实时监测各管路上、稳压缓冲罐内、水合物制备釜内的压力，根据压力变化判断天然气水合物生成情况。温度测量点t用于实时监测各管路上、稳压缓冲罐内、水合物制备釜内的温度，根据温度变化判断天然气水合物存在状态。液位测量点用于实时监测缓冲罐内，水合物制备釜内的液位变化，根据液位变化可判断实验过程中需向水合物制备釜输送的液体量及水合物合成量。气相、液相、混合相流量测量点f用于测量相应管路中的实时流体流量。
所述一种天然气水合物固态流化开采管路原位腐蚀监测系统，实现水合物输送管道腐蚀原位监测的方法如下：
在整个系统开始运行前，将水合物管输特性研究模块内的水平管输回路上的三个腐蚀原位测量点处的可拆式短节更换为根据具体的管道尺寸及专利定制的腐蚀原位监测三通，将垂直输送回路上的可拆式短节内套入一层由不同钢材所制成的外径略小于短节内径，管长一致的薄圆管，此圆管与短节之间通过热熔胶填充固定。检查水平管输回路上的原位监测三通、垂直管输回路上的可拆式短节处与两侧管道法兰连接是否良好，检查完毕，准备运行系统。
从运移动力模块来的天然气水合物经高压循环泵进入天然气水合物管输特性研究模块。
水平管输回路流程及原位腐蚀监测操作：
关闭球阀v-146，球阀v-147，球阀v-148，球阀v-150；打开球阀v-144，球阀v-145，球阀v-151，球阀v-152，球阀v-153。
启动高压循环泵，启动调压器，使天然气水合物在水平管输回路内循环。通过调节球阀v-162与球阀v-141的阀门开度大小，使通过水平高压可视管的多相流流量参数满足实验要求。
待整个水平管输回路内的循环稳定，将原位监测三通上的三电极系统通过信号传导线与电化学工作站的对应接口相连，构成电化学测试系统。通过该测试系统对管道进行腐蚀原位测试。通过如开路电位、线性极化、动电位极化、电化学阻抗和循环极化等测试项目，获得管内腐蚀过程中的腐蚀电位、腐蚀电流密度、阴阳极斜率、阻抗和点蚀电位等参数，进而通过这些参数对管内腐蚀机理进行更深入的研究，为天然气水合物输送管道提供寿命预测。
垂直管输回路流程操作：
关闭球阀v146，球阀v147，球阀v151，球阀v153；打开球阀v144，球阀v145，球阀v148，球阀v150。
启动高压循环泵，启动调压器，使天然气水合物在垂直管输回路内循环。通过调节球阀v-162与球阀v-141的阀门开度大小，使通过垂直高压可视管的多相流流量参数满足实验要求。
垂直管输回路模拟水合物多相流混输举升过程，垂直管输回路上的可拆式短节内套有一层由不同于短节的钢材所制成的外径略小于短节内径，管长一致的薄圆管，此圆管与短节之间通过热熔胶填充固定。通过此套有圆管的短节可真实模拟天然气水合物输送时对不同钢材所制成的管道的管壁腐蚀情况。待系统停止运行后，可通过加热的方式将圆管取下，并将圆管置于模拟的天然气水合物环境中，圆管作为工作电极，与对电极，参比电极一起组成三电极系统与电化学工作站的对应接口相连，构成电化学测试系统，通过如开路电位、线性极化、动电位极化、电化学阻抗和循环极化等测试项目，获得腐蚀电位、腐蚀电流密度、阴阳极斜率、阻抗和点蚀电位等参数，进而通过这些参数对圆管的腐蚀机理进行更深入的研究。由于短节内的圆管可更换，因此可为不同材质所制成的管道进行寿命预测及针对不同的腐蚀情况提供相应的防护措施。
垂直管输回路顶部有一管路与此回路连接，管路上设置有球阀v-149，用于将实验准备阶段的气体排至地沟；垂直管输回路顶部还设置有一安全阀，用于实验过程中紧急情况的应急处理。