本发明专利技术公开了一种油气田管线腐蚀监测装置，包括MCU控制器，以及信号发生器，恒电位电路，功率放大器，腐蚀监测探头低通滤波器和A/D数据采集器，MCU控制器用于将波形数据发送到信号发生器以产生一定频率的正弦波，用于加载到恒电位电路形成极化电流并通过功率放大器输出到腐蚀监测探头，腐蚀监测探头的极化电位和极化电流通过低通滤波器滤波后送入A/D数据采集器进行采集，并由MCU控制器对采集的电位与电流数据进行处理，即可获得介质电阻、工作电极的极化电阻，进而可得到工作电极的腐蚀速率，从而实现管道腐蚀监测。本发明专利技术还公开了一种缓蚀剂智能加注装置。本发明专利技术能够根据管线腐蚀速率测量值和模糊控制算法，自适应地动态调整缓蚀剂的加注浓度，从而优化管线腐蚀控制策略，实现缓蚀剂的科学加注。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油田管线防腐
，具体涉及一种油气田集输管线的腐蚀监测以及利用上述装置的监测结果进行缓蚀剂加注的系统。
技术介绍
油气田在开采后期其采出液的综合含水率会逐年升高，高者甚至超过90%，由于回注污水的高矿化度(例如可以大于10000mg/L)、高Cl-含量以及高水温(例如可以大于50°C )等特性，再加H2S、C02、SRB等协同作用，往往造成地面管线及井下管柱的严重腐蚀穿孔。管线腐蚀不仅带来较大的经济损失，同时还会造成严重的环境污染问题。为了控制管网腐蚀，需要在回注水中连续注入缓蚀剂。但由于缺乏在线腐蚀监测手段，大多数油气田对于缓蚀剂优选和加药量的确定，均依赖于实验室或者现场失重数据，评测手段单一，作业周期长，反馈慢。特别是由于回注水随地层来水和季节变化，其腐蚀性变化很大，依据失重结果无法及时根据来水水质变化改变缓蚀剂的加注量，而且，缓蚀剂的现场表现与工况关系极大，如水质化学、流速、温度、压力和管道内壁表面状态等，导致管网腐蚀速率的大幅度波动，不利于控制管网腐蚀。现有技术中，诸如基于线性极化(LPR)、交流阻抗(EIS)等快速腐蚀监测方法，可对集输管线的腐蚀速率实施在线监测，其测量结果比现场失重挂片法具有更好的实时性和重现性。但是，上述方案依然存在测量结果不精确、无法同时实现多种参数的测量等劣势，而且，由于受管内流速、缓蚀剂吸脱附和监测点位置变化等多种因素影响，管线腐蚀速率与缓蚀剂注入浓度存在时间差，导致监测结果与加入的缓蚀剂因为动态变化而无法精确匹配。而且，当前加注缓蚀剂方法主要采用计量栗人工调节，例如中国专利CN203999516U采用电磁阀与配电箱，来实现炼油工艺中的缓蚀剂自动加药，计量栗由监测装置和PLC控制器控制，但该方案装并没有实现腐蚀监测的自动化和反馈式加药控制，实际加药量仍然依赖于手工调节。这种方式导致缓蚀剂加注浓度不能根据管网腐蚀速率的变化自动调整为最佳，容易导致加量不足或过量，造成药剂浪费。更为重要的是，目前的管网线路庞杂，而考虑到回注水的流动性，往往单一监测点的腐蚀速率并不能准确反映相应的腐蚀情况，使得缓蚀剂的加注无法有效缓解管网的腐蚀。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种油气田管线腐蚀监测装置、以及缓蚀剂加注装置，其通过对监测装置的结构以及原理的优化，实现对管线腐蚀速率的精确监测，同时通过对缓蚀剂加注装置的控制方式以及布局的调整，实现对缓蚀剂加注与管线腐蚀速率波动的动态匹配，从而减小油气田管线的腐蚀。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供一种油气田管线腐蚀监测装置，其设置于回注污水管道上，用于实现管道的腐蚀监测，包括用于信号处理与数据分析的MCU控制器，以及依次电连接的信号发生器，恒电位电路，功率放大器，腐蚀监测探头、低通滤波器和A/D数据采集器，其中，所述腐蚀监测探头用于深入回注污水管道中与污水接触，所述MCU控制器分别与所述信号发生器和A/D数据采集器电连接，该MCU控制器用于将波形数据发送到信号发生器以产生一定频率的正弦波，该正弦波用于加载到恒电位电路形成极化电流并通过所述功率放大器输出到所述腐蚀监测探头，腐蚀监测探头的极化电位和极化电流通过低通滤波器滤波后送入A/D数据采集器进行采集，并由所述MCU控制器对采集的电位与电流数据进行处理，即可获得介质电阻、工作电极的极化电阻，进而可得到工作电极的腐蚀速率，从而实现管道腐蚀监测。作为本专利技术的改进，所述功率放大器通过电缆与所述腐蚀监测探头的辅助电极连接，所述极化电流输出至所述辅助电极上。作为本专利技术的改进，所述腐蚀监测探头的参比电极与恒电位电路电连接，该参比电极输出的电压信号反馈到该恒电位电路，用于维持腐蚀监测探头的参比电极与工作电极之间的电压恒定，所述输入到低通滤波器的极化电位通过该恒电位电路提供。作为本专利技术的改进，所述腐蚀监测探头的底端为圆环状三电极，包括辅助电极、参比电极和工作电极，其分别套接在探头外壳上，并依次间隔排布，各相邻电极环间距小于1.0mm0作为本专利技术的改进，所述辅助电极、参比电极和工作电极可以采用与被监测管道材质相同的金属材料，所述参比电极RE还可采用固态Ag/AgCl、或者高纯锌材料，以便监测工作电极的自腐蚀电位。作为本专利技术的改进，还包括与所述MCU控制器连接的数据存储器和/或通信接口，上述MCU控制器计算得到的测量结果可保存在数据存储器中和/或通过通信接口上传到上位机用于监控。作为本专利技术的改进，所述油气田管线腐蚀监测装置为多个，分布于油气田管线上的多个监测点，从而形成腐蚀监测网络，以实现腐蚀速率的动态监测。按照本专利技术的另一方面，提供一种缓蚀剂加注装置，其用于对油气田集输管线加注缓蚀剂，其特征在于，其包括收发器、变频器和加药栗，其中所述收发器用于接收缓蚀剂的加药浓度，并作为变频器的控制指令，其中所述缓蚀剂的加药浓度根据监测到的腐蚀速率计算得到，使得所述变频器可对加药栗的频率进行实时控制和调整，从而实现可实时动态调整缓蚀剂的加注量。作为本专利技术的改进，所述监测到的腐蚀速率通过上述油气田管线腐蚀监测装置得到。作为本专利技术的改进，可通过建立加药浓度与腐蚀速率对应关系曲线，从而快速获得缓蚀剂的加药浓度。本专利技术中，本专利技术所涉及的腐蚀监测装置，由于采用了交流阻抗技术，相比传统线性极化技术，具有更高的抗电磁干扰和交流干扰能力，其测量结果更为稳定。本专利技术装置采用交流信号激励技术和相关分析算法，利用高、低频双频正弦波激励技术，既能测量金属试样的极化电阻与腐蚀速率，也能测量介质电阻率，具有比线性极化技术更好的抗干扰能力和准确性。本专利技术中，通过无线方式将现场数据上传到中央服务器，然后由服务器根据模糊算法来计算缓蚀剂的加注量，并将缓蚀剂加注量指令通过无线方式发送到变频器，进而控制缓蚀剂计量栗的转速来改变缓蚀剂加注量。本专利技术中，基于腐蚀速率变化趋势，利用模糊控制或PID算法计算缓蚀剂的加注量，使管道内的腐蚀速率波动控制在限定范围内，用户通过终端发送指令，或者由服务器自适应调整变频器频率，进而改变缓蚀剂计量栗的往复频率，实现了缓蚀剂加注速率的远程智能调控。本专利技术采用GPRS无线通信技术将实时监测数据接入到互联网，形成了远程无线腐蚀监测网络，该监测网络由网络服务器自动下载现场数据，授权用户足不出户即可通过互联网实时查看以曲线或表格形式显示的现场测量数据。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果:(I)本专利技术的集输管线腐蚀监测装置采用交流阻抗和交流信号激励，利用高、低频双频正弦波激励，能够测量极化电阻与腐蚀速率，同时能测量介质电阻率，具有比线性极化技术更好的抗干扰能力和准确性，能更可靠地反映管道内腐蚀速率的变化。(2)本专利技术的腐蚀监测探头采用环状电极设计，可以保证油田污水中的油污即使粘附在探头表面，也可以为流水剪切力所带走，防止了油污干扰造成的腐蚀速率测量值剧烈变化。(3)本专利技术的智能加注系统可通过集输管线腐蚀监测装置的测量结果实时动态反馈，自动控制缓蚀剂计量栗的转速来改变缓蚀剂加注量，从而动态适应回注水水质以及工况的变化所导致的管网腐蚀速率波动。(4)本专利技术的智能加注系统可实现多个监测点的腐蚀速率及其变化趋势的系统监测，从而形成腐蚀监测网络本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种油气田管线腐蚀监测装置，其安装于回注污水管道上，用于实现管道的腐蚀监测，包括用于信号处理与数据分析的MCU控制器(6)，以及依次电连接的信号发生器(3)，恒电位电路(2)，功率放大器(1)，腐蚀监测探头(8)低通滤波器(9)和A/D数据采集器(10)，其中，所述腐蚀监测探头(8)用于伸入回注污水管道中与污水接触，所述MCU控制器(6)分别与所述信号发生器(3)和A/D数据采集器(10)电连接，该MCU控制器(6)用于将波形数据发送到信号发生器(3)以产生一定频率的正弦波，该正弦波用于加载到恒电位电路(2)形成极化电流并通过所述功率放大器(1)输出到所述腐蚀监测探头(8)，腐蚀监测探头8的极化电位和极化电流通过低通滤波器(9)滤波后送入A/D数据采集器(10)进行采集，并由所述MCU控制器(6)对采集的电位与电流数据进行处理，即可获得介质电阻、工作电极的极化电阻，进而计算出工作电极的腐蚀速率，从而实现管道的腐蚀监测。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宋问俗，
申请(专利权)人：武汉科思特仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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