本发明专利技术公开了集输管网用水处理剂现场快速评价与智能加注橇装装置，涉及油气田腐蚀防护技术领域，腐蚀监测仪、具有PID反馈控制的中央服务器以及现场执行机构，腐蚀监测仪包括抗油污干扰的双电极腐蚀监测探头，双电极腐蚀监测探头的测量结果通过无线或有线方式上传到中央服务器，然后由中央服务器根据PID反馈控制算法来计算水处理剂的加注量，并将水处理剂加注量指令发送到现场执行机构。本发明专利技术涉及的腐蚀监测与智能加注橇装装置可根据加药点前后的腐蚀速率的差值，实现了水处理药剂的在线评价；能够快速改变计量泵的泵速，实现随腐蚀速率变化的水处理剂自动加药控制。速率变化的水处理剂自动加药控制。速率变化的水处理剂自动加药控制。
【技术实现步骤摘要】
集输管网用水处理剂现场快速评价与智能加注橇装装置
[0001]本专利技术涉及油气田腐蚀防护
，更具体的是涉及集输管网用水处理剂现场快速评价与智能加注橇装装置
用于油气田集输系统的设备和管道的腐蚀评价和防护。
技术介绍
[0002]随着油气田开发不断深入，我国多数油田进入中、高含水期，综合含水不断上升，油田注采系统和集输系统的流体日益复杂，油水井及集输管网腐蚀问题日趋严重，腐蚀问题成为影响管道系统可靠性和使用寿命的关键因素。高腐蚀性油田污水容易引起储罐、注水管线和井下管柱的腐蚀穿孔等诸多问题，给油田高效经济开发带来诸多隐患和不利影响。
[0003]目前油田管网的腐蚀结垢主要通过加注水处理剂（如缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等）来控制，腐蚀速率监测多采用现场挂片通过失重法来测试。水处理剂评价基本都是通过离线的实验室进行评选，导致水处理剂评价结果与其在现场流程中的真实表现有所差异。此外，水处理剂加注通常采用计量泵人工调节实现，由于失重法腐蚀监测方式固有的耗时长（一般一个检测周期需要7天～30天）、反馈慢特点，造成了水处理剂加注浓度不能及时根据管网水质和腐蚀结垢状态变化进行相应的自动调整，出现水处理剂加量不足或过量现象，导致水处理剂的浪费或者腐蚀结垢风险的增高。
[0004]基于线性极化(LPR)、交流阻抗(EIS)、电阻探针（ER）等快速腐蚀监测技术，可对集输管网的腐蚀状态实施在线监测，其测量结果比现场失重挂片法具有更好的实时性。但由于油田采出水的组成极为复杂，不仅溶解有大量的盐类和溶解有腐蚀性气体（如H2S、CO2），还含有原油、细菌、机械杂质和油田化学剂等，具有多组成、高矿化度和高腐蚀性特征，采用电化学方法进行在线腐蚀监测时，往往因探头电极被水中原油粘附污染，或者被导电性腐蚀产物覆盖而导致短路，使得测得的腐蚀速率与水体实际腐蚀速率出现重大偏差，从而影响到水处理剂加注的准确性和有效性。现有专利公开了如下技术：公开号为CN203999516U，专利名称为“炼油工艺中缓蚀剂在线监测自动加注装置”的专利，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，计量泵由监测装置和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。
[0005]公开号为CN202560193U，专利名称为“一种气田用注剂智能加注装置”的专利，采用时间控制器与井下高压电潜泵通过有线或无线方式连接，控制高压电潜泵在预定时间的启动或停止；用于将水处理剂注入气田井内，但加药量控制缺乏有效的反馈机制。
[0006]公开号为CN105927195A，专利名称为“一种天然气井智能加药方法及实现该方法的系统”的专利，是通过测量天然气井油压、套压之间的压差变化量与加药量之间的对应关系，进而计算出相应的加药量，但离不开人工干预，并无法根据反馈量来自动调整水处理剂加注量。
[0007]现有技术和上述专利公开的油田管网腐蚀监测方法在油田污水恶劣的水质条件和腐蚀工况下，目前仍旧缺乏稳定准确的实时在线腐蚀监测技术手段，相应的，水处理剂的现场评价也缺乏可靠的试验方法，水处理剂加注的准确性和有效性也很难有所保障。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的在于：为了解决现有油水井及集输管网腐蚀监测存在稳定性较差及准确性难以保证的技术问题，本专利技术提供集输管网用水处理剂现场快速评价与智能加注橇装装置。可以在现场条件下实现水处理剂（杀菌剂、缓蚀剂和阻垢剂）的在线评测，并根据加水处理剂前后腐蚀速率差值和变化趋势，利用PID反馈控制原理，对水处理剂的加注进行实时控制，实现了腐蚀在线监测与水处理剂的智能加注。
[0009]本专利技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案：本专利技术提供集输管网用水处理剂现场快速评价与智能加注橇装装置，包括腐蚀监测仪、具有PID反馈控制的中央服务器以及现场执行机构，腐蚀监测仪包括抗油污干扰的双电极腐蚀监测探头，双电极腐蚀监测探头的测量结果通过无线或有线方式上传到中央服务器，然后由中央服务器根据PID反馈控制算法来计算水处理剂的加注量，并将水处理剂加注量指令发送到现场执行机构。
[0010]具体来说，本方案时针对页岩气开采中的污水回注系统，采用抗油污干扰的双电极腐蚀监测探头快速测量管道内腐蚀速率，并基于加药口前后腐蚀速率差值和变化趋势，实现水处理剂（缓蚀剂/杀菌剂）效率的现场评价；本方案还利用PID(比例、积分、微分)反馈控制原理，建立一套水处理剂的智能加注方案，对水处理剂的加注进行实时控制，实现了腐蚀在线监测与水处理剂的最优化加注。将管道内的腐蚀速率控制用户许可的范围内，达成水处理剂加注的最高性价比。
[0011]现场执行机构包括PLC、变频器和计量泵。
[0012]双电极腐蚀监测探头采用对称两电极以及电化学方波极化原理设计，实现了双电极极化电阻的测量。
[0013]在一个实施方式中，双电极腐蚀监测探头包括探头支撑体、第一工作电极、第二工作电极、芯电连接器以及连接接头，芯电连接器安装在探头支撑体的顶部，第一工作电极和第二工作电极均套设在探头支撑体的外壁，第一工作电极和第二工作电极之间存在用于防止断路或者短路的间隙，第一工作电极和第二工作电极分别通过各自对应的单芯导线与芯电连接器连接，连接接头套设在芯电连接器的外壁上且与集输管网配合。
[0014]在一个实施方式中，第一工作电极和第二工作电极的材质与被监测的管道材质相同，第一工作电极和第二工作电极均为环状电极，二者的宽度均为3 mm~8mm，且二者之间的间距为20 mm~50 mm。
[0015]具体来说，双电极腐蚀监测探头的底端为两个环状金属电极，分别为第一工作电极和第二工作电极，两个环状工作电极均采用与被监测管道材质相同的金属材料，两个环状工作电极的形状和尺寸完全一致。两个环状工作电极均套接在探头支撑体上且二者之间的距离为 20 mm~50 mm，二者间距的设置是为了防止二者由于油污或者腐蚀产物(如Fe9S8)覆盖导致断路或者短路。
[0016]另外，由于第一工作电极和第二工作电极的宽度较窄(3 mm~8mm)，并套在低粘附
力的探头支撑体的外侧壁上，在水流剪切力冲击下，易将电极表面粘附油污带走。
[0017]在一个实施方式中，探头支撑体为柱状结构，探头支撑体的材质为聚四氟乙烯。
[0018]在一个实施方式中，连接接头为能够安装到带压管道上的NPT锥螺纹头丝扣，NPT锥螺纹头丝扣套设在芯电连接器外侧，且与集输管网连接。
[0019]具体来说，双电极腐蚀监测探头与集输管网的管道的连接采用NPT锥螺纹头丝扣连接，NPT锥螺纹头丝扣以不锈钢材质加工，可以安装到带压管道表面。
[0020]在一个实施方式中，位于连接接头下方的芯电连接器上安装有防护套，探头支撑体位于防护套内，防护套的材质为聚四氟乙烯，防护套上均布有若干小孔。
[0021]具体而言，探头支撑体外侧有一表面布孔的防护套，可进一步防止油田污水中的残余油污对电极的污染。
[0022本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.集输管网用水处理剂现场快速评价与智能加注橇装装置，其特征在于，包括腐蚀监测仪（20）、具有PID反馈控制的中央服务器以及现场执行机构，腐蚀监测仪（20）包括抗油污干扰的双电极腐蚀监测探头（19），双电极腐蚀监测探头（19）的测量结果通过无线或有线方式上传到中央服务器，然后由中央服务器根据PID反馈控制算法来计算水处理剂的加注量，并将水处理剂加注量指令发送到现场执行机构。2.根据权利要求1所述的集输管网用水处理剂现场快速评价与智能加注橇装装置，其特征在于，双电极腐蚀监测探头（19）包括探头支撑体（3）、第一工作电极（1）、第二工作电极（2）、芯电连接器（8）以及连接接头（7），芯电连接器（8）安装在探头支撑体（3）的顶部，第一工作电极（1）和第二工作电极（2）均套设在探头支撑体（3）的外壁，第一工作电极（1）和第二工作电极（2）之间存在用于防止断路或者短路的间隙，第一工作电极（1）和第二工作电极（2）分别通过各自对应的单芯导线与芯电连接器（8）连接，连接接头（7）套设在芯电连接器（8）的外壁上且与集输管网配合。3.根据权利要求2所述的集输管网用水处理剂现场快速评价与智能加注橇装装置，其特征在于，第一工作电极（1）和第二工作电极（2）的材质与被监测的管道材质相同，第一工作电极（1）和第二工作电极（2）均为环状电极，二者的宽度均为3 mm~8mm，且二者之间的间距为20 mm~50 mm。4.根据权利要求2所述的集输管网用水处理剂现场快速评价与智能加注橇装装置，其特征在于，探头支撑体（3）为柱状结构，探头支撑体（3）的材质为聚四氟乙烯。5.根据权利要求2所述的集输管网用水处理剂现场快速评价与智能加注橇装装置，其特征在于，连接接头（7）为能够安装到带压管道上的NPT锥螺纹头丝扣，NPT锥螺纹头丝扣套设在芯电连接器（8）外侧，且与集输管网连接。6.根据权利要求2所述的集输管网用水处理剂现场快速评价与智能加注橇装装置，其特征在于，位于连接接头（7）下方的芯电连接器（8）上安装有防护套（6），探头支撑体（3）位于防护套（6）内，防护套（6）的材质为聚四氟乙烯，防护套（6）上均布有若干小孔。7.根据权利要求1所述的集输管网用水处理剂现场快速评价与智能加注橇装装置，其特征在于，腐蚀监测仪（20）包括监测仪电路，监测仪电路包括数字部分和模拟部分，数字部分包括单片机（9）、实时时钟（10）、电源模块（11）、数据存储器（12）和通信端口（13），模拟部分包括A/D模数转换器（14），D/A数模转换器（15）、模拟加法器（16）、功率放大器（17）以及电流电压转换器（18）；单片机（9）由电源模块（11）供电，单片机（9）接收用户指令并发送给D/A数模转换器（15），由D/A数模转换器（15）产生方波序号并加载到模拟加法器（16）和功率放大器（17）上，功率放大器（17）将方波极化电位加载到双电极腐蚀监测探头（19）的第二工作电极（2）；双电极腐蚀监测探头（19...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴志向，覃芳，李茜璐，曹勇，董泽华，杨华，王思颖，
申请(专利权)人：成都馥华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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