一种除硫剂除硫效果评价装置及评价方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种除硫剂除硫效果评价装置及评价方法。该评价方法包括以下步骤：向一密闭的循环回路中加入一定质量的工作液体和硫化氢试验气，使工作液体和硫化氢试验气在该循环回路内循环流动形成气液混合流体，检测气液混合流体的气体成分中硫化氢气体的浓度，记为除硫前硫化氢浓度M

An evaluation device and method for the effect of desulfurizer

【技术实现步骤摘要】
一种除硫剂除硫效果评价装置及评价方法
本专利技术属于油井化学中除硫剂的除硫效果评价领域，具体涉及一种除硫剂除硫效果评价装置及评价方法。
技术介绍
硫化氢属剧毒气体，当空气中浓度超过1000mg/m3时，可引起急性中毒，造成人员伤亡事故。压井施工过程中，硫化氢气侵首先会对压井液产生严重污染，导致压井液的性能变差；其次会对金属产生氢脆破坏，造成井下管柱的突然断落、井口装置失效、地面管汇和仪表爆裂，引发井喷失控或着火事故。在压井过程中遇到H2S气侵时，能否及时清除工作液中的H2S气体至关重要。目前国内外压井过程中针对硫化氢气侵采取的主要措施是向压井液中加入除硫剂，使硫化氢气体被氧化或与金属离子生成沉淀，即将活性硫转换成非活性硫。因此，准确评价除硫剂的除硫能力对除硫剂的安全高效使用至关重要。目前，除硫剂除硫效果的室内评价方法主要有两种，一种是采用硫化钠等硫化氢代替物评价除硫效果，另一种是在密闭实验装置中使用H2S气体评价除硫效果。硫化氢代替物的方法不直接使用H2S气体，避免了操作人员暴露在H2S气体环境下的工作危害，也不需要特定的实验装置，实验过程简单，实验安全性高。如王均等即是利用上述硫化氢代替物的方法来评价一种铁基环保型硫化氢清除剂的除硫效果(王均等，一种新型的铁基环保型硫化氢清除剂，钻井液与完井液，2009年1月，第26卷第1期)，其是向KOH处理后的高pH饱和NaCl溶液中加入固定质量的Na2S，来模拟入井流体中的硫离子含量，利用碘量法评价铁基除硫剂的除硫效果。这种评价方法没有考虑应用时作业环境以及溶液pH环境的改变对评价结果的影响，因此评价结果不准确。公布号为CN107831267A的中国专利申请公开了一种液体脱硫剂室内评价装置及其评价方法，该评价装置由动力搅拌装置、反应容器和硫化氢检测设备三部分组成，在实验室通风橱内能够完成整个脱硫剂性能检测过程，安全性高，但该装置未考虑井下工作液体在流动状态下的除硫剂除硫情况，导致评价结果的可靠性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种除硫剂除硫效果评价方法，从而解决现有评价方法的评价结果的可靠性差的问题。本专利技术的第二个目的在于提供一种除硫剂除硫效果评价装置，从而解决现有评价装置不能模拟井筒的真实流动状况，导致评价结果的可靠性差的问题。为实现上述目的，本专利技术的除硫剂除硫效果评价方法的技术方案是：一种除硫剂除硫效果评价方法，包括以下步骤：向一密闭的循环回路中加入一定质量的工作液体和硫化氢试验气，使工作液体和硫化氢试验气在该循环回路内循环流动形成气液混合流体，检测气液混合流体的气体成分中硫化氢气体的浓度，记为除硫前硫化氢浓度M1；然后向循环回路中加入除硫剂，经循环流动后形成含除硫剂的气液混合流体，检测含除硫剂的气液混合流体的气体成分中硫化氢气体的浓度，记为除硫后硫化氢浓度M2，由M1和M2对除硫剂的除硫效果做出评价。本专利技术提供的除硫剂除硫效果评价方法，主要是通过构建循环回路来实现工作液体和除硫剂的动态循环接触，真实模拟了井下工作液体与硫化氢气体的循环接触状况，使测试结果更加接近真实值，提高评价结果的可靠性。循环回路决定了工作液体和硫化氢气体的混合接触状况，在保证评价结果可靠性的基础上，为简化循环回路的构建，优选的，所述循环回路通过以下方法构建：以一主容器为循环回路主体，以一位于该主容器外的外通道为外循环通道，将主容器的出口与该外通道的入口相连通，并将外通道的出口与主容器的液体入口相连通，构建所述循环回路。为进一步提高工作液体的井下流动状况，使测试结果更加接近真实值，进一步优选的，以内外套装布置的内井筒和外井筒构建主容器，内井筒和外井筒之间形成混合腔，由内井筒向主容器内通入工作液体，向混合腔内通入硫化氢试验气，工作液体和硫化氢试验气在混合腔内混合、流动，再由外井筒上的溢流口流向所述外通道。在获得加入除硫剂前后的硫化氢气体浓度的基础上，可通过硫化氢气体浓度的前后变化来评价除硫剂的除硫效果。为了反映除硫效果、工作液体质量和除硫剂用量的相互关系，优选的，以下式评价除硫剂的除硫能力：S＝(M1m1-M2m2)/N；式中，S为除硫剂的除硫能力，单位为ppm；M1为除硫前硫化氢浓度，单位为ppm；M2为除硫后硫化氢浓度，单位为ppm；m1为加入除硫剂前工作液体的质量，单位为kg；m2为m1和除硫剂的质量之和，单位为kg；N为除硫剂的质量，单位为kg。本专利技术的除硫剂除硫效果评价装置的技术方案是：一种除硫剂除硫效果评价装置，包括模拟井筒装置，模拟井筒装置包括内外套装布置的内井筒、外井筒，内井筒、外井筒沿上下方向延伸，外井筒的上下两端对应设有上密封端盖、下密封端盖，上密封端盖上设有内井筒安装孔，内井筒的下端由内井筒安装孔伸入外井筒内，内井筒的底部高于下密封端盖，内井筒、外井筒之间的环形空间连同内井筒的下端与下密封端盖之间的空间形成混合腔；内井筒的上端设置有注液口，内井筒的下端具有将内井筒内的液体排入混合腔内的导流口；模拟井筒装置上还设置有向所述混合腔内通入硫化氢试验气的进气口，以及用于混合腔内的液体溢流导出的溢流口；所述注液口和所述溢流口之间连接有外循环管路，外循环管路上设置有硫化氢含量检测装置。本专利技术提供的除硫剂除硫效果评价装置，通过构建模拟井筒装置和与模拟井筒装置相连通的外循环管路，实现工作液体和硫化氢试验气在混合腔内动态循环接触，准确模拟现场井筒循环流动工况，提高测量结果的可靠性。利用该评价装置可使除硫剂与硫化氢试验气充分混合反应，降低静态评价实验反应时间短导致的检测误差，评价结果可靠，测量精度高。为简化模拟井筒装置的布置，使模拟井筒装置与真实井下套筒结构更加吻合，优选的，内井筒的下端开口形成所述导流口。为使评价过程的稳定性和可靠性更好，优选的，所述除硫剂除硫效果评价装置还包括硫化氢试验气储存气瓶，硫化氢试验气储存气瓶的气体出口与所述进气口相连通。为方便工作液体及除硫剂的注入，优选的，所述外循环管路上还连接有配液罐。附图说明图1为本专利技术的除硫剂除硫效果评价装置实施例的结构示意图；图中，1-模拟井筒装置，2-硫化氢含量检测装置，3-循环泵，4-配液罐，5-内井筒，6-外井筒，7-进液口，8-气体入口，9-溢流口，10-硫化氢浓度计，11-三通阀，12-旋拧阀，13-压力计，14-流量计，15-硫化氢气瓶，16-定量管，17-温度计，18-大气压力计。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式作进一步说明。本专利技术的除硫剂除硫效果评价装置的具体实施例，如图1所示，包括气液混合循环系统和进气系统，气液混合循环系统包括模拟井筒装置1、硫化氢含量检测装置2、循环泵3、配液罐4，模拟井筒装置1包括内井筒5和套装在内井筒5外的外井筒6，外井筒6的上下两端对应设有顶壁和底壁，顶壁上设置有供内井筒5插入外井筒6内以形成内井筒5、外井筒6内外套装布置的内井筒安装孔；内井筒5的下端伸入外井筒6内并与设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种除硫剂除硫效果评价方法，其特征在于，包括以下步骤：向一密闭的循环回路中加入一定质量的工作液体和硫化氢试验气，使工作液体和硫化氢试验气在该循环回路内循环流动形成气液混合流体，检测气液混合流体的气体成分中硫化氢气体的浓度，记为除硫前硫化氢浓度M

【技术特征摘要】
1.一种除硫剂除硫效果评价方法，其特征在于，包括以下步骤：向一密闭的循环回路中加入一定质量的工作液体和硫化氢试验气，使工作液体和硫化氢试验气在该循环回路内循环流动形成气液混合流体，检测气液混合流体的气体成分中硫化氢气体的浓度，记为除硫前硫化氢浓度M1；然后向循环回路中加入除硫剂，经循环流动后形成含除硫剂的气液混合流体，检测含除硫剂的气液混合流体的气体成分中硫化氢气体的浓度，记为除硫后硫化氢浓度M2，由M1和M2对除硫剂的除硫效果做出评价。


2.如权利要求1所述的除硫剂除硫效果评价方法，其特征在于，所述循环回路通过以下方法构建：以一主容器为循环回路主体，以一位于该主容器外的外通道为外循环通道，将主容器的出口与该外通道的入口相连通，并将外通道的出口与主容器的液体入口相连通，构建所述循环回路。


3.如权利要求2所述的除硫剂除硫效果评价方法，其特征在于，以内外套装布置的内井筒和外井筒构建主容器，内井筒和外井筒之间形成混合腔，由内井筒向主容器内通入工作液体，向混合腔内通入硫化氢试验气，工作液体和硫化氢试验气在混合腔内混合、流动，再由外井筒上的溢流口流向所述外通道。


4.如权利要求3所述的除硫剂除硫效果评价方法，其特征在于，以下式评价除硫剂的除硫能力：
S＝(M1m1-M2m2)/N；
式中，S为除硫剂的除硫能力，单位为ppm；M1为除硫前硫化氢浓度，单位为ppm...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾浩，刘青龙，刘晶，李晓东，张文昌，苗宏，彭睿，胡晓宇，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司中原油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11