ДВУХКОНТУРНЫЙ БЛОК ОХЛАЖДЕНИЯ СТЕНДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ АГРЕССИВНОСТИ ПЛАСТОВОЙ ЖИДКОСТИ И ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ

Полезная модель относится к газонефтяной промышленности, в частности к устройствам для определения степени агрессивности пластовой жидкости и защитных свойств ингибитора коррозии гравиметрическим методом, и может быть использована в химико-аналитических лабораториях в нефтегазовой промышленности.
Известно устройство (стенд) для коррозионных испытаний стальных образцов к агрессивным средам [113842, МПК: G01N 17/00, опубликовано: 27.02.2012]. Стенд содержит испытательную камеру с герметичными торцевыми крышками, с размещенными в ней цилиндрическими стержнями для установки на них испытуемых образцов, подключенную к системе подачи газа в испытательную среду, система снабжена циркуляционным насосом.
Недостатком известного стенда является отсутствие возможности регулирования температурного режима испытуемой среды что влечет погрешности при испытаниях, вызванной разными режимами обтекания образцов жидкостью.
Из области техники известен блок охлаждения включающий герметичную емкость (водяная рубашка) с входными и выходными патрубками, внутри которого расположен герметичный трубопровод (змеевик), при этом охлаждающая жидкость поступает в рубашку блока охлаждения и охлаждает жидкость в змеевике [«Компрессорные и насосные установки химической промышленности», Учебное пособие для проф. техн. учебн. заведений. Издание третье, переработанное и дополненное. - М.: Высшая школа, 1974., стр. 180-181, рис. 5.]. взятый в качестве ближайшего аналога (прототип).
Недостатком известного стенда является отсутствие возможности регулирования температурного режима испытуемой среды, что влечет погрешности при испытаниях, вызванной разными режимами обтекания образцов жидкостью.
В настоящее время ГОСТ 9.506-87 Ингибиторы коррозии металлов в водно-нефтяных средах. Методы определения защитной способности (https://docs.cntd.ru/document/1200014791) (далее ГОСТ 9.506-87) является приоритетным документом, регламентирующим методы определения защитной способности ингибиторов коррозии. Согласно вышеуказанного ГОСТ 9.506-87, гравиметрический метод применяется для количественной оценки защитной способности ингибиторов и выдачи рекомендаций к стендовым испытаниям наиболее эффективных ингибиторов. Метод заключается в определении потери массы металлических образцов за время их пребывания в ингибированной и неингибированной испытуемых средах с последующей оценкой защитной способности ингибитора по изменению скорости коррозии. Для проведения испытаний в динамических условиях при атмосферном и повышенном давлении могут быть использованы стенды (аппараты), обеспечивающие в течение времени испытания стабильное поддержание параметров испытания в соответствии с заданной программой, возможность введения ингибитора в среду. Важным свойством стенда является термостатирование, обеспечивающее исключение колебания температуры, влияющие на результаты испытаний, так как колебания температуры испытуемой среды не должны превышать ±2°С. Процесс подбора ингибитора коррозии сопровождается комплексом испытаний для определения степени агрессивности пластовой жидкости и оценке эффективности и защитных свойств рассматриваемого ингибитора.
Задачей, на решение которой направлено предполагаемая полезная модель, является создание устройства для определения степени агрессивности пластовой жидкости и защитных свойств ингибитора коррозии гравиметрическим методом с возможностью обеспечивать поддержание температуры испытуемой среды (пластовой жидкости с ингибитором коррозии) в заданном интервале.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в поддержании заданного температурного диапазона пластовой жидкости при проведении исследований защитной способности ингибиторов коррозии в испытательном стенде.
Поставленная задача решается за счет того, что предлагается двухконтурный блок охлаждения стенда для определения степени агрессивности пластовой жидкости и защитных свойств ингибитора коррозии, представляющий собой герметичную емкость с входным и выходным патрубками, внутри блока охлаждения герметично вмонтирована части трубопровода (змеевик), для увеличения термостатирования выполнена металлической, являющиеся одним охлаждаемым контуром, вторым контуром является заполненная охлаждающей жидкостью герметичная емкость, регулирование температуры охлаждающей жидкости второго контура осуществляется по сигналу термопары, расположенной в первом контуре. При понижении температуры пластовой жидкости в первом контуре ниже заданной, подается сигнал от термопары на увеличение температуры охлаждающей жидкости. При повышении температуры пластовой жидкости от термопары подается сигнал на понижение температуры охлаждающей жидкости во втором контуре. Между первым и вторым контуром происходит постоянный теплообмен, в результате которого, при понижении температуры второго контура, понижается температура первого, и соответственно, при регулируемом повышении температуры второго контура, повышается температура первого контура, в результате чего осуществляется поддержании заданного температурного диапазона пластовой жидкости при проведении исследований.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где
на фигуре 1 приведена схема стенда;
на фигуре 2 - фото экспериментального стенда в собранном виде с открытой крышкой блока охлаждения.
Стенд для определения степени агрессивности пластовой жидкости и защитных свойств ингибитора коррозии включает испытательную камеру 1 в виде цилиндрического корпуса с герметичными крышками 2. В испытательную камеру 1 помещаются несколько образцов (образцов-свидетелей коррозии) (не показано). К патрубку верхней крышки 2 испытательной камеры смонтированы вентиль 3 с заливной горловиной 4, и дыхательный клапан 5. Дыхательный клапан 5 с трубопроводом 6, предпочтительно в виде полипропиленового шланга соединен с выходным патрубком 7 насоса 8, представляющего собой циркуляционный насос с электроприводом. Входной патрубок 9 насоса 8 шлангом 10 соединен с двухконтурным блоком охлаждения 11, представляющим собой герметичную емкость с входящими и выходящими патрубками, заполняемую охлаждающей жидкостью. В качестве охлаждающей жидкости может быть применена как вода, так и другие охлаждающие жидкости. В блоке охлаждения 11 герметично вмонтирована часть трубопровода 12, соединяющая насос 8 с нижней герметичной крышкой испытательной камерой 1. Часть указанного трубопровода 12, для увеличения термостатирования, выполнена металлической, например, в виде гибкого металлического шланга или змеевика. Металл для части трубопровода 12 применяется коррозионностойкий с целью предотвращения влияния на процесс исследований. Блок охлаждения 12 оборудован входным 13 и выходным 14 патрубками для подвода и отвода охлаждающей жидкости. Часть трубопровода 12 шлангом 15 через тройник 16 соединяется с нижней герметичной крышкой 2 испытательной камеры 1. К тройнику 16 присоединен дренажный вентиль 17 для слива исследуемой пластовой жидкости в дренаж 18. Для определения температуры пластовой жидкости и автоматического управления температурой охлаждающей жидкости в блоке охлаждения 11 стенда применяется термопара, которая устанавливается в контур пластовой жидкости на входном патрубке 9 насоса 8.
Исследования степени агрессивности пластовой жидкости и защитных свойств ингибитора коррозии на предлагаемом стенде осуществляются следующим образом.
В испытательную камеру 1 помещаются предварительно подготовленные и измеренные образцы. Далее камера 1 закрывается герметичными крышками 2, крышки фиксируются стяжными хомутами. Через заливную горловину 4, при открытом вентиле 3 заливается пластовая жидкость, отобранная из исследуемой скважины с добавлением необходимого количества раствора ингибитора коррозии, в соответствии с программой исследований. При заливке пластовой жидкости дренажный вентиль 17 находится в закрытом положении, а дыхательный клапан 5 в открытом. После заполнения и дегазации всего контура стенда закрывают вентиль 3 и дыхательный клапан 5. Включается циркуляционный насос 8 с необходимым расходом пластовой жидкости. В блок охлаждения 11 через патрубки 13 и 14 пропускают охлаждающую жидкость. Температуру охлаждающей жидкости регулируют по сигналу от термопары 19 любым известным способом, например, регулированием температуры подаваемой в блок охлаждения автоматическим регулятором. При повышении или понижении заданной при исследованиях температуры пластовой жидкости термопара выдает соответствующий сигнал на автоматический регулятор температуры, который изменяя температуру воды в блоке охлаждения, изменяет температуру пластовой жидкости, поддерживая на заданном уровне. По завершению цикла испытаний открывается запорная арматура и дыхательного клапана 5, пластовая жидкость через дренажный вентиль 17 сливается в дренаж 18. Из испытательной камеры 1 извлекаются образцы, подготавливаются к повторным измерениям и рассчитывается скорость коррозии.
Реализованные конструкторские решения позволяют проводить испытания согласно требованиям ГОСТ 9.506-87.
Предлагаемое техническое решение было внедрено на базе химико-аналитической лаборатории Инженерно-технического центра ООО «Газпром добыча Ноябрьск». Фактические данные, полученные в ходе эксплуатации стенда (фиг. 2) позволили определить степень агрессивности пластовой жидкости скважин Западного купола Комсомольского газового промысла, а также подобрать тип и концентрацию ингибитора коррозии.