RU2720035C1 - Local corrosion measuring instrument of field oil and gas pipelines - Google Patents

Local corrosion measuring instrument of field oil and gas pipelines Download PDF

Info

Publication number
RU2720035C1
RU2720035C1 RU2019125061A RU2019125061A RU2720035C1 RU 2720035 C1 RU2720035 C1 RU 2720035C1 RU 2019125061 A RU2019125061 A RU 2019125061A RU 2019125061 A RU2019125061 A RU 2019125061A RU 2720035 C1 RU2720035 C1 RU 2720035C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
corrosion
measuring
electrodes
matrix
corrosion rate
Prior art date
Application number
RU2019125061A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Алексеевич Блохин
Антон Юрьевич Доросинский
Александр Кимович Манжосов
Андрей Николаевич Маркин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное Предприятие "СОНАР" (ООО НПП "СОНАР")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное Предприятие "СОНАР" (ООО НПП "СОНАР") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное Предприятие "СОНАР" (ООО НПП "СОНАР")
Priority to RU2019125061A priority Critical patent/RU2720035C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2720035C1 publication Critical patent/RU2720035C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G01N17/02—Electrochemical measuring systems for weathering, corrosion or corrosion-protection measurement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/20—Investigating the presence of flaws

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to ensuring trouble-free operation of field pipelines and can be used in systems for corrosion monitoring of their state. Field oil and gas pipelines local corrosion meter, comprising a matrix of two or more electrodes made from the same material as the pipeline and subjected to the same corrosion conditions, apparatus for measuring communication current between two or more electrodes of a matrix, apparatus for measuring noise of electrochemical current occurring in a matrix of electrodes, according to the invention further comprises a probe of a corrosion rate sensor which realizes an electrical resistance method, measuring transducer of corrosion rate sensor, which realizes electric resistance method, which together with previously specified means form measurement channel, processor, which inputs are connected to corresponding outputs of means for measuring communication current, means for measuring noise of electrochemical current and output of transducer of corrosion rate sensor, which realizes method of electric resistance. Number of measurement channels can be increased, and matrix of electrodes and probe of corrosion rate sensor are made flush with inner surface of pipeline.
EFFECT: high accuracy of estimating corrosion rate (general and local) for field conditions and ensuring invariance of the meter to the structure of the flow of the controlled medium transported through the field pipeline.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области обеспечения безаварийной работы промысловых трубопроводов и может быть использовано в системах коррозионного мониторинга их состояния.The invention relates to the field of ensuring trouble-free operation of field pipelines and can be used in corrosion monitoring systems for their condition.

Известно устройство для контроля степени локальной коррозии металлических сооружений в проводящих средах (патент РФ №2143107, G01N 17/00, G01N 17/02, опубл.20.12.1999), состоящее из электрически замкнутого на сооружение объекта воздействия коррозионной среды -корпуса, изготовленного из того же материала, что и сооружение, причем весь корпус или контактирующая со средой его часть имеет меньшую, чем стенка сооружения, заранее установленную толщину. Полость корпуса заполнена непроводящим инертным капиллярно-пористым материалом, в который введен металлический электрод, при этом между корпусом и электродом включен регистрирующий прибор. При локальной коррозионной перфорации корпуса или его более тонкой части происходит всасывание среды внутрь полости с последующим через некоторый промежуток времени смачиванием металлического электрода, вследствие чего изменяется сопротивление в цепи «корпус-электрод» и возникает разность электродных потенциалов между корпусом и электродом, что регистрируется соответствующими приборами: либо омметром, либо вольтметром, на основании чего определяется степень локальной коррозии.A device for controlling the degree of local corrosion of metal structures in conductive media (RF patent No. 2143107, G01N 17/00, G01N 17/02, publ. 12/20/1999), consisting of an electrically closed to the construction of the object of exposure to a corrosive environment - housing made of the same material as the structure, and the entire building or part of it in contact with the medium has a predetermined thickness smaller than the wall of the structure. The cavity of the housing is filled with a non-conductive inert capillary-porous material into which a metal electrode is inserted, and a recording device is included between the housing and the electrode. In case of local corrosion perforation of the housing or its thinner part, the medium is sucked into the cavity, followed by wetting of the metal electrode after a certain period of time, as a result of which the resistance in the housing-electrode circuit changes and the electrode potential difference between the housing and the electrode occurs, which is recorded by the corresponding devices : either an ohmmeter or a voltmeter, based on which the degree of local corrosion is determined.

Существенным недостатком данного устройства является то, что оно выполняет одноразовую функцию: после перфорации и определения локальной коррозии оно подлежит практически полной замене, за исключением металлического электрода. Кроме того, это устройство не позволяет определять кинетику развития коррозионного процесса, для определения которой предлагается использовать несколько таких устройств с разной толщиной стенки корпуса, что значительно повысит стоимость контроля. Также при эксплуатации устройства в условиях повышенных давлении и температуры необходимы ограничения по минимальной толщине корпуса и требуется тщательная герметизация полости корпуса и участков ввода металлического электрода и токоподвода, соединяющего корпус с металлическим сооружением.A significant drawback of this device is that it performs a one-time function: after perforation and determination of local corrosion, it is subject to almost complete replacement, with the exception of the metal electrode. In addition, this device does not allow to determine the kinetics of the development of the corrosion process, for the determination of which it is proposed to use several such devices with different wall thicknesses of the case, which will significantly increase the cost of control. Also, when using the device in conditions of elevated pressure and temperature, restrictions are required on the minimum thickness of the housing and careful sealing of the cavity of the housing and the input sections of the metal electrode and current lead connecting the housing to the metal structure is required.

Известно также устройство для контроля проникновения локальной коррозии в металлические конструкции (патент РФ №2510496, G01N 17/02, опубл. 27.03.2014), которое состоит из объектов воздействия коррозионной среды - металлических пластин, имеющих заранее меньшую и различную между собой толщину, чем стенка металлической конструкции, и изготовленных из того же материала, что и металлическая конструкция. При этом одна сторона каждой пластины обращена в сторону коррозионной среды, а другая путем известных способов электрически и механически присоединена к протектору тех же размеров, что и пластина, изготовленному из металла, имеющего более отрицательный потенциал коррозии в данной среде, чем металл пластины. Каждые пластина и протектор образуют датчики, которые электрически изолированы друг от друга, а протектор и от среды, антикоррозионным диэлектрическим покрытием, причем каждый датчик помещен в общий корпус из коррозионно-стойкого диэлектрического материала и имеет через блок переключателей и токоизмерительный прибор электрический контакт с металлической конструкцией.There is also known a device for controlling the penetration of local corrosion into metal structures (RF patent No. 2510496, G01N 17/02, publ. 03/27/2014), which consists of objects exposed to a corrosive environment - metal plates having a thickness smaller in advance and different from each other than a wall of a metal structure, and made of the same material as the metal structure. In this case, one side of each plate is turned towards a corrosive medium, and the other, by known methods, is electrically and mechanically connected to a tread of the same size as a plate made of metal having a more negative corrosion potential in this medium than the plate metal. Each plate and protector form sensors that are electrically isolated from each other, and the protector from the medium, with an anticorrosive dielectric coating, and each sensor is placed in a common housing made of corrosion-resistant dielectric material and has electrical contact with a metal structure through a switch block and a current-measuring device .

Существенным недостатком данного устройства является низкое быстродействие и недостаточные функциональные возможности, что значительно ограничивает область его применения. Срабатывание датчиков происходит только при их перфорации и, до этого момента, данных о скорости развития коррозии нет. Для получения более оперативной информации необходимо уменьшать толщину пластин, но при этом требуется частая замена датчиков, так как их ресурс определяется именно толщиной пластин. Этот недостаток ограничивает область применения устройства, например, на промысловых трубопроводах с ингибиторной защитой внутренней поверхности от коррозии.A significant disadvantage of this device is the low speed and lack of functionality, which significantly limits the scope of its application. Sensors are triggered only when they are perforated and, up to this point, there is no data on the rate of corrosion development. To obtain more up-to-date information, it is necessary to reduce the thickness of the plates, but this requires frequent replacement of the sensors, since their life is determined precisely by the thickness of the plates. This disadvantage limits the scope of the device, for example, in field pipelines with inhibitor protection of the inner surface from corrosion.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому устройству является устройство для обнаружения локализованной коррозии металлической поверхности (патент США №5139627, G01N 17/02, опубл. 18.08.1992 - прототип), содержащее матрицу из двух или более электродов, изготовленных из того же материала, что и металлическая поверхность, и подверженных тем же условиям коррозии, что и металлическая поверхность, средство для измерения тока связи между двумя или более электродами матрицы, средство для измерения шума электрохимического тока, возникающего в матрице электродов, и средство для сравнения тока связи с шумом электрохимического тока, чтобы обеспечить выходной сигнал, указывающий на степень локализации коррозии. Чем больше шум электрохимического тока по сравнению с током связи, тем больше степень локализации коррозии. В описании патента США №5139627 показано, что плотность тока коррозии, наблюдаемой в электродах устройства, описывается соотношениемThe closest set of features to the claimed device is a device for detecting localized corrosion of a metal surface (US patent No. 5139627, G01N 17/02, publ. 08/18/1992 - prototype), containing a matrix of two or more electrodes made of the same material, as a metal surface and subject to the same corrosion conditions as a metal surface, means for measuring the coupling current between two or more matrix electrodes, means for measuring the noise of an electrochemical current arising in the matrix of electrodes, and means for comparing the coupling current with the noise of the electrochemical current to provide an output signal indicating the degree of localization of corrosion. The greater the noise of the electrochemical current compared with the current of communication, the greater the degree of localization of corrosion. In the description of US patent No. 5139627 it is shown that the corrosion current density observed in the electrodes of the device is described by the ratio

Figure 00000001
Figure 00000001

где k - коэффициент, полученный на базе известной константы Штерна - Гири (Stern-Geary) - В, определяемой эмпирическим путем;where k is the coefficient obtained on the basis of the well-known Stern-Geary constant (Stern-Geary) - B, determined empirically;

Atotal - площадь электрода, доступная воздействию коррозионной среды;A total - the area of the electrode available to the effects of a corrosive environment;

IDC - среднее значение электрохимического тока между электродами, измеренное амперметром с нулевым входным сопротивлением;I DC - the average value of the electrochemical current between the electrodes, measured by an ammeter with zero input resistance;

In - среднеквадратичное значение шума электрохимического тока.I n is the rms value of the noise of the electrochemical current.

В зависимости от значения отношения In/IDC, характер коррозии, описываемой соотношением (1), существенно меняется. Так, при значениях меньших 0,01, имеет место равномерная коррозия. Если отношение In/IDC находится в пределах 0,01…0,1, то icorr будет характеризовать смешанную коррозию - общую и локальную. При размерах отношения больших 0,1, значение icorr будет относиться к локальной коррозии.Depending on the value of the ratio I n / I DC , the nature of the corrosion described by relation (1) varies significantly. So, with values less than 0.01, uniform corrosion occurs. If the ratio I n / I DC is in the range of 0.01 ... 0.1, then i corr will characterize mixed corrosion - general and local. For ratios greater than 0.1, the value of i corr will refer to local corrosion.

Для пояснения недостатков прототипа приведем некоторые математические выражения.To clarify the disadvantages of the prototype, we give some mathematical expressions.

Используя известный закон электролиза ФарадеяUsing the famous Faraday electrolysis law

Figure 00000002
Figure 00000002

где М - масса металла, теряемая за время t;where M is the mass of metal lost over time t;

I - ток, участвующего в электролизе;I is the current involved in electrolysis;

μ - молекулярная масса металла;μ is the molecular mass of the metal;

z - валентность металла;z is the valency of the metal;

F - Константа Фарадея,F - Constant Faraday

можно оценить скорость Vcorr потери металла электрода плотностью d в очаге коррозии площадью Acorr we can estimate the rate V corr of loss of the metal of the electrode with density d in the corrosion center with area A corr

Figure 00000003
Figure 00000003

Однако, все это верно, если коэффициент k известен с достаточной точностью. Но в промысловых средах значение k не может быть постоянным, поскольку продукция скважин претерпевает изменение состава с течением времени, что обусловлено многими факторами, в том числе и введением химических реагентов, замедляющих коррозию промыслового оборудования. Поэтому, необходимо оперативно корректировать значение k в зависимости от вариаций параметров контролируемой среды. Другой проблемой при использовании устройства по патенту США №5139627 в промысловых условиях является многообразие структур газожидкостных потоков, которые могут быть в горизонтальных трубопроводах и существенно влиять на оценку скорости коррозии. Таким образом, прототипу присущи следующие недостатки, проявляющиеся в промысловых условиях:However, all this is true if the coefficient k is known with sufficient accuracy. But in commercial environments, the k value cannot be constant, since well production undergoes a composition change over time, which is due to many factors, including the introduction of chemicals that slow down the corrosion of field equipment. Therefore, it is necessary to promptly adjust the value of k depending on variations in the parameters of the controlled environment. Another problem when using the device according to US Pat. No. 5,139,627 in field conditions is the manifold structure of gas-liquid flows, which can be in horizontal pipelines and can significantly affect the estimation of the corrosion rate. Thus, the prototype has the following disadvantages, which are manifested in commercial conditions:

- ограниченная точность, обусловленная вариациями параметров коррозионной среды;- limited accuracy due to variations in the parameters of the corrosive medium;

- зависимость точности оценки скорости коррозии от структуры потока коррозионной среды в трубопроводе.- dependence of the accuracy of the estimation of the corrosion rate on the structure of the flow of the corrosive medium in the pipeline.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности оценки скорости коррозии (общей и локальной) для промысловых условий и обеспечение инвариантности измерителя к структуре потока контролируемой среды, транспортируемой через промысловый трубопровод.The aim of the invention is to increase the accuracy of assessing the corrosion rate (general and local) for field conditions and to ensure the invariance of the meter to the structure of the flow of a controlled medium transported through a field pipeline.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель локальной коррозии промысловых нефтегазопроводов, содержащий матрицу из двух или более электродов, изготовленных из того же материала, что и трубопровод, и подверженных тем же условиям коррозии, средство для измерения тока связи между двумя или более электродами матрицы, средство для измерения шума электрохимического тока, возникающего в матрице электродов, согласно изобретению дополнительно введены зонд датчика скорости коррозии, реализующего метод электрического сопротивления, измерительный преобразователь датчика скорости коррозии, реализующего метод электрического сопротивления, которые совместно с матрицей электродов, средством для измерения тока связи и средством для измерения шума электрохимического тока образуют канал измерения, процессор, выполненный с возможностью восприятия входных сигналов в аналоговой форме и возможностью передачи данных в компьютерную сеть, причем входы процессора подключены к соответствующим выходам средства измерения тока связи, средства измерения шума электрохимического тока и выходу измерительного преобразователя датчика скорости коррозии, реализующего метод электрического сопротивления и подключенного к зонду датчика скорости коррозии. В канале измерения матрица электродов и зонд датчика скорости коррозии, реализующего метод электрического сопротивления, выполнены заподлицо с внутренней поверхностью трубопровода. Измеритель локальной коррозии промысловых нефтегазопроводов содержит несколько каналов измерения, в которых матрицы электродов и зонды датчиков скорости коррозии, реализующих метод электрического сопротивления, размещены по окружности внутренней поверхности трубопровода адекватно цели ведения контроля над локальной коррозией внутренней поверхности трубопровода в условиях изменяющейся структуры газожидкостного потока транспортируемой среды. Заявляемое изобретение поясняется чертежами.This goal is achieved by the fact that in the local corrosion meter of oil and gas pipelines, containing a matrix of two or more electrodes made of the same material as the pipeline and subject to the same corrosion conditions, means for measuring the coupling current between two or more matrix electrodes, means for measuring the noise of the electrochemical current arising in the matrix of electrodes, according to the invention, a probe of a corrosion rate sensor implementing the method of electrical resistance is additionally introduced from measuring transducer of the corrosion rate sensor, which implements the method of electrical resistance, which together with the matrix of electrodes, means for measuring the communication current and means for measuring the noise of the electrochemical current form a measuring channel, a processor configured to receive input signals in analog form and the ability to transfer data to a computer a network, the processor inputs being connected to the corresponding outputs of the communication current measuring means, electrochemical noise measuring means eye and the output of the measuring transducer of the corrosion rate sensor that implements the method of electrical resistance and connected to the probe of the corrosion rate sensor. In the measurement channel, the matrix of electrodes and the probe of the corrosion rate sensor implementing the electrical resistance method are flush with the inner surface of the pipeline. The local corrosion meter of oil and gas pipelines contains several measurement channels in which the matrix of electrodes and probes of the corrosion rate sensors implementing the electric resistance method are placed around the circumference of the pipeline’s inner surface adequately for the purpose of monitoring local corrosion of the pipeline’s internal surface under the changing structure of the gas-liquid flow of the transported medium. The claimed invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлена структурная схема измерителя локальной коррозии с одним каналом измерения.In FIG. 1 is a structural diagram of a local corrosion meter with one measurement channel.

На фиг. 2 представлены основные структуры газожидкостных потоков в горизонтальных промысловых трубопроводах.In FIG. Figure 2 shows the main structures of gas-liquid flows in horizontal field pipelines.

На фиг. 3 изображена структурная схема измерителя локальной коррозии с множеством каналов измерения.In FIG. 3 shows a block diagram of a local corrosion meter with multiple measurement channels.

На фиг. 4 приведена конструкция измерителя локальной коррозии промысловых нефтегазопроводов.In FIG. Figure 4 shows the design of a local corrosion meter for oil and gas pipelines.

Измеритель локальной коррозии промысловых нефтегазопроводов (фиг. 1) содержит электроды 1, 2, изготовленные из того же материала, что и трубопровод 4 (показан условно), в котором течет контролируемая коррозионная среда 5 (показана условно), и подверженные тем же условиям коррозии, что и внутренняя поверхность трубопровода 4, зонд 3 датчика скорости коррозии, реализующего метод электрического сопротивления, средство для измерения тока связи 6 между электродами 1, 2, представляющее собой амперметр с нулевым входным сопротивлением (АНС), средство для измерения шума электрохимического тока (ИШТ) 7, измерительный преобразователь (ИП) 8 датчика скорости коррозии, реализующего метод электрического сопротивления, блок 9 измерительных преобразователей, включающий узлы 6, 7, 8 и обслуживающий узлы 1, 2, 3, процессор 11, выполненный с возможностью восприятия входных сигналов в аналоговой форме и возможностью передачи данных в компьютерную сеть, и электронный блок 12 измерителя (фиг. 3, фиг. 4), конструктивно законченный и включающий блоки измерительных преобразователей 9, 9', …, 9n (фиг. 3), а также процессор 11. Узлы 1, 2, 3, 9 образуют канал измерения 10 (фиг. 1). На выходе АНС 6 формируется сигнал среднего значения электрохимического тока IDC между электродами 1, 2, на выходе ИШТ 7 формируется сигнал среднеквадратичного значения шума электрохимического тока In на электродах 1, 2, на выходе ИП 8 в цифровом виде формируется результат измерения скорости коррозии VcorrER на зонде 3. Входы процессора 11 подключены к соответствующим выходам АНС 6, ИШТ 7 и выходу ИП 8 датчика скорости коррозии, реализующего метод электрического сопротивления и подключенного к зонду 3 датчика скорости коррозии.The local corrosion meter for oil and gas pipelines (Fig. 1) contains electrodes 1, 2 made of the same material as pipeline 4 (shown conditionally) in which a controlled corrosive medium 5 flows (shown conditionally) and subject to the same corrosion conditions, as the inner surface of the pipeline 4, the probe 3 of the corrosion rate sensor that implements the method of electrical resistance, means for measuring the coupling current 6 between the electrodes 1, 2, which is an ammeter with zero input resistance (ANS), means d To measure the noise of an electrochemical current (IST) 7, a measuring transducer (PI) 8 of a corrosion rate sensor that implements the electric resistance method, a block 9 of measuring transducers, including nodes 6, 7, 8 and serving nodes 1, 2, 3, processor 11, made with the ability to perceive the input signals in analog form and the ability to transfer data to a computer network, and the meter electronic unit 12 (Fig. 3, Fig. 4), structurally complete and including measuring transducer blocks 9, 9 ', ..., 9 n (Fig. 3), as well as the processor 11. The nodes 1, 2, 3, 9 form a measurement channel 10 (Fig. 1). At the output of ANS 6, a signal of the average value of the electrochemical current I DC between the electrodes 1, 2 is formed, at the output of the IST 7, a signal is generated of the rms noise value of the electrochemical current I n at the electrodes 1, 2, at the output of IP 8, the result of measuring the corrosion rate V is digitally generated corrER on the probe 3. The inputs of the processor 11 are connected to the corresponding outputs of the ANS 6, IShT 7 and the output of the IP 8 of the corrosion rate sensor that implements the method of electrical resistance and is connected to the probe 3 of the corrosion rate sensor.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Функционирование устройства базируется на взаимодействии двух измерительных трактов. Первый - включает в себя узлы: 1, 2, 6, 7, 11. Результатом его работы является оценка скорости коррозии Vcorr, в соответствии с формулой (3). Второй тракт образован узлами: 3, 8 и соответствует функциональной схеме датчика скорости коррозии, реализующего метод электрического сопротивления, или Electrical Resistance (ER) - по терминологии, принятой в зарубежной технической литературе. Выходной величиной его является цифровой эквивалент скорости коррозии VcorrER, усредненной по поверхности чувствительного элемента зонда 3 (Блохин, В.А. Особенности измерения параметров углекислотной коррозии в газовых средах / В.А. Блохин, А.К. Манжосов, А.Н. Маркин // Коррозия 2018 №1 (39), 54-62).The functioning of the device is based on the interaction of two measuring paths. The first one includes the nodes: 1, 2, 6, 7, 11. The result of his work is the assessment of the corrosion rate V corr , in accordance with formula (3). The second path is formed by nodes: 3, 8 and corresponds to the functional diagram of the corrosion rate sensor that implements the method of electrical resistance, or Electrical Resistance (ER) - according to the terminology adopted in foreign technical literature. Its output value is the digital equivalent of the corrosion rate V corrER averaged over the surface of the sensing element of the probe 3 (Blokhin, V.A. Features of measuring the parameters of carbon dioxide corrosion in gaseous media / V.A. Blokhin, A.K. Manzhosov, A.N. Markin // Corrosion 2018 No. 1 (39), 54-62).

До установки устройства на объект измерения процессор 11 программируют на вычисление Vcorr по формуле (3) при значении коэффициента

Figure 00000004
Данное значение рекомендовано в прототипе (патент США №5139627).Before installing the device on the measurement object, the processor 11 is programmed to calculate V corr according to the formula (3) with the coefficient value
Figure 00000004
This value is recommended in the prototype (US patent No. 5139627).

В процессе проведения измерений, постоянно считываются значения величин In, IDC, VcorrER и вычисляется отношение In/IDC. При достижении порога In/IDC=0,01 (или меньше) можно считать, что коррозия приобрела характер равномерной (как отмечалось ранее). В этом случае за ее истинное значение можно принять значение VcorrER, соответствующее данному моменту измерения. Если значение коэффициента k соответствует контролируемой коррозионной среде, то должно выполняться равенствоDuring the measurement process, the values of the values of I n , I DC , V corrER are constantly read and the ratio I n / I DC is calculated. Upon reaching the threshold I n / I DC = 0.01 (or less), it can be assumed that the corrosion has acquired a uniform character (as noted earlier). In this case, the value V corrER corresponding to the given moment of measurement can be taken as its true value. If the value of the coefficient k corresponds to a controlled corrosive environment, then the equality

Vcorr =VcorrER V corr = V corrER

В противном случае данная фаза измерений предоставляет возможность точно откалибровать посредством процессора значение коэффициента k, которое определяется по формуле:Otherwise, this measurement phase provides the ability to accurately calibrate the value of the coefficient k, which is determined by the formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

Таким образом, реализуется систематическая автоматическая калибровка коэффициента k в зависимости от состояния контролируемой коррозионной среды, что приводит к существенному повышению точности оценки Vcorr. При этом обязательным условием корректной работы устройства на фиг. 1 является постоянная погруженность электродов 1, 2 и зонда 3 в контролируемую коррозионную среду 5. На практике данное условие выполнимо не всегда. Так на фиг. 2 приведены основные структуры газожидкостных потоков, которые могут существовать в горизонтальных промысловых трубопроводах (Маркин А.Н., Низамов Р.Э., Суховерхов С.В. Нефтепромысловая химия: практическое руководство. Владивосток: Дальнаука, 2011. - 288 с. ISBN 978-5-8044-1246-4). Как видно, для структур а), в), г) условие, скорее всего, будет выполнено, для остальных - ответ отрицательный.Thus, a systematic automatic calibration of the coefficient k is implemented depending on the state of the controlled corrosive medium, which leads to a significant increase in the accuracy of the estimation of V corr . In this case, a prerequisite for the correct operation of the device in FIG. 1 is the constant immersion of the electrodes 1, 2 and probe 3 in a controlled corrosive environment 5. In practice, this condition is not always satisfied. So in FIG. Figure 2 shows the main structures of gas-liquid flows that can exist in horizontal field pipelines (Markin A.N., Nizamov R.E., Sukhoverkhov S.V. Oilfield chemistry: a practical guide. Vladivostok: Dalnauka, 2011. - 288 pp. ISBN 978 -5-8044-1246-4). As can be seen, for structures a), c), d) the condition is most likely to be satisfied, for the rest - the answer is no.

На фиг. 3 представлена структура измерителя, а на фиг. 4 - конструкция, позволяющие снять указанные ограничения. Исполнение электродов 1, 2 и зонда 3 заподлицо с внутренней поверхностью трубопровода, а также распределение каналов измерения 10 по всей ее окружности позволяет контролировать коррозионную среду, имеющую даже кольцевое течение (фиг. 2, ж). Причем толщина слоя минерализованной воды, омывающей электроды, может быть, весьма незначительной, и представлять собой, по сути, пленку.In FIG. 3 shows the structure of the meter, and FIG. 4 - design, allowing to remove these restrictions. The design of the electrodes 1, 2 and probe 3 is flush with the inner surface of the pipeline, as well as the distribution of the measurement channels 10 over its entire circumference, which makes it possible to control a corrosive environment, even having an annular flow (Fig. 2, g). Moreover, the thickness of the layer of mineralized water washing the electrodes can be very small and, in fact, constitute a film.

Предлагаемая в настоящее время элементная база позволяет без существенных затруднений реализовать предлагаемое изобретение. В качестве измерительного преобразователя 8 можно использовать уже готовые устройства. Например, "Microcor МТ-9485А" (MODEL МТ-9485А MICROCOR® TRANSMITTER User Manual [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.cosasco.com/documents/manuals/Microcor%20Transmitter%20702200MANUALrevC.pdf) или отечественный прибор "Коррозиметр АкКорД РАСТ.427678.407" (Коррозиметр АкКорД РАСТ.427678.407 [Электронный ресурс] Режим доступа: http://sonar-penza.ru/%D0%B0%D0%BA%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%B4-%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%82-427678-407/).The currently proposed elemental base allows to implement the present invention without significant difficulties. As a measuring transducer 8, you can use ready-made devices. For example, "Microcor MT-9485A" (MODEL MT-9485A MICROCOR® TRANSMITTER User Manual [Electronic resource] Access mode: https://www.cosasco.com/documents/manuals/Microcor%20Transmitter%20702200MANUALrevC.pdf) or domestic device "Corrosimeter AkKorD RAST.427678.407" (Corrosimeter AkKorD RAST.427678.407 [Electronic resource] Access mode: http://sonar-penza.ru/%D0%B0%D0%BA%D0%BA%D0%BE%D1%80 % D0% B4-% D1% 80% D0% B0% D1% 81% D1% 82-427678-407 /).

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить точность оценки скорости коррозии (общей и локальной) для промысловых условий за счет калибровки посредством процессора коэффициента k в зависимости от состояния контролируемой коррозионной среды, а также обеспечить инвариантность измерителя к структуре потока контролируемой среды, транспортируемой через промысловый трубопровод, за счет выполнения электродов и зонда датчика скорости коррозии, реализующего метод электрического сопротивления, заподлицо с внутренней поверхностью трубопровода, и распределения каналов измерения по всей окружности внутренней поверхности трубопровода.Thus, the present invention allows to increase the accuracy of estimating the corrosion rate (general and local) for field conditions due to calibration by the processor of the coefficient k depending on the state of the controlled corrosion medium, as well as to ensure the invariance of the meter to the flow structure of the controlled environment transported through the field pipeline, due to the implementation of the electrodes and the probe of the corrosion rate sensor implementing the method of electrical resistance, flush with the inner surface Stu conduit and distribution measurement channels over the entire inner surface of the conduit circumference.

Claims (3)

1. Измеритель локальной коррозии промысловых нефтегазопроводов, содержащий матрицу из двух или более электродов, изготовленных из того же материала, что и трубопровод, и подверженных тем же условиям коррозии, средство для измерения тока связи между двумя или более электродами матрицы, средство для измерения шума электрохимического тока, возникающего в матрице электродов, отличающийся тем, что в него дополнительно введены зонд датчика скорости коррозии, реализующего метод электрического сопротивления, измерительный преобразователь датчика скорости коррозии, реализующего метод электрического сопротивления, которые совместно с матрицей электродов, средством для измерения тока связи и средством для измерения шума электрохимического тока образуют канал измерения, процессор, выполненный с возможностью восприятия входных сигналов в аналоговой форме и возможностью передачи данных в компьютерную сеть, причем входы процессора подключены к соответствующим выходам средства измерения тока связи, средства измерения шума электрохимического тока и выходу измерительного преобразователя датчика скорости коррозии, реализующего метод электрического сопротивления и подключенного к зонду датчика скорости коррозии.1. A local corrosion meter for oil and gas pipelines, containing a matrix of two or more electrodes made of the same material as the pipeline and subject to the same corrosion conditions, means for measuring the coupling current between two or more matrix electrodes, means for measuring electrochemical noise current arising in the matrix of electrodes, characterized in that a probe of a corrosion rate sensor implementing the electric resistance method, a date measuring transducer is additionally introduced into it a corrosion rate detector that implements the method of electrical resistance, which together with a matrix of electrodes, means for measuring the communication current and means for measuring noise of the electrochemical current form a measurement channel, a processor configured to receive input signals in analog form and the ability to transmit data to a computer network, moreover, the inputs of the processor are connected to the corresponding outputs of the means for measuring the communication current, means for measuring the noise of the electrochemical current and the output of the measuring pre a corrosion rate sensor browser implementing the electrical resistance method and connected to a corrosion rate sensor probe. 2. Измеритель локальной коррозии промысловых нефтегазопроводов по п. 1, отличающийся тем, что в канале измерения матрица электродов и зонд датчика скорости коррозии, реализующего метод электрического сопротивления, выполнены заподлицо с внутренней поверхностью трубопровода.2. The local corrosion meter for oil and gas pipelines according to claim 1, characterized in that the electrode array and the probe of the corrosion rate sensor implementing the electrical resistance method are flush with the inner surface of the pipeline. 3. Измеритель локальной коррозии промысловых нефтегазопроводов по п. 1, отличающийся тем, что содержит несколько каналов измерения, в которых матрицы электродов и зонды датчиков скорости коррозии, реализующих метод электрического сопротивления, размещены по окружности внутренней поверхности трубопровода адекватно цели ведения контроля над локальной коррозией внутренней поверхности трубопровода в условиях изменяющейся структуры газожидкостного потока транспортируемой среды.3. The local corrosion meter for oil and gas pipelines according to claim 1, characterized in that it contains several measurement channels in which the matrix of electrodes and probes of the corrosion rate sensors implementing the electrical resistance method are placed around the circumference of the pipeline’s inner surface adequately for the purpose of monitoring local internal corrosion pipeline surface under conditions of a changing structure of the gas-liquid flow of the transported medium.
RU2019125061A 2019-08-06 2019-08-06 Local corrosion measuring instrument of field oil and gas pipelines RU2720035C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019125061A RU2720035C1 (en) 2019-08-06 2019-08-06 Local corrosion measuring instrument of field oil and gas pipelines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019125061A RU2720035C1 (en) 2019-08-06 2019-08-06 Local corrosion measuring instrument of field oil and gas pipelines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2720035C1 true RU2720035C1 (en) 2020-04-23

Family

ID=70415667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019125061A RU2720035C1 (en) 2019-08-06 2019-08-06 Local corrosion measuring instrument of field oil and gas pipelines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2720035C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5139627A (en) * 1986-05-12 1992-08-18 Capcis Limited Corrosion monitoring
WO1992016825A1 (en) * 1991-03-23 1992-10-01 Capcis March Limited Method and apparatus for producing electrochemical impedance spectra
JP2002286678A (en) * 2001-03-23 2002-10-03 Mitsubishi Chemicals Corp Corrosion control-supporting apparatus for metal material
RU2502981C1 (en) * 2012-07-12 2013-12-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" (ОАО "НИПИгазпереработка") Plant for corrosion testing
RU2685055C1 (en) * 2018-06-29 2019-04-16 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное Предприятие "СОНАР" (ООО НПП "СОНАР") Method for monitoring carbon-dioxide corrosion in trade gas pipelines and device for its implementation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5139627A (en) * 1986-05-12 1992-08-18 Capcis Limited Corrosion monitoring
WO1992016825A1 (en) * 1991-03-23 1992-10-01 Capcis March Limited Method and apparatus for producing electrochemical impedance spectra
JP2002286678A (en) * 2001-03-23 2002-10-03 Mitsubishi Chemicals Corp Corrosion control-supporting apparatus for metal material
RU2502981C1 (en) * 2012-07-12 2013-12-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" (ОАО "НИПИгазпереработка") Plant for corrosion testing
RU2685055C1 (en) * 2018-06-29 2019-04-16 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное Предприятие "СОНАР" (ООО НПП "СОНАР") Method for monitoring carbon-dioxide corrosion in trade gas pipelines and device for its implementation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Статья: "ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРОЗИОННОГО РАЗРУШЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ НЕФТЕПРОВОДОВ ПОСЛЕ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ", Ж. ВЕСТНИК ЮГОРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА Выпуск 4 (23). С. 105-112, 2011 г. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2245430T3 (en) PROCEDURE FOR PREVENTIVE MAINTENANCE AND / OR DETERMINATION OF ELECTRICAL CONDUCTIVITY BY A MAGNET-INductive FLOW METER
EP1869437B1 (en) Method for measuring the condition of steel structures
RU2685055C1 (en) Method for monitoring carbon-dioxide corrosion in trade gas pipelines and device for its implementation
JPS63163266A (en) Corrosion detecting end of steel products in concrete and method for evaluating corrosion of steel products using said end
CN108362637B (en) Corrosion electrochemical testing device and corrosion electrochemical testing method
CA2711951C (en) Localized corrosion monitoring device for limited conductivity fluids
CN110940714B (en) Analyzing predicted lifetime of a sensor
US20230102362A1 (en) Method and measuring arrangement for determining the internal corrosion rate of steel structures
US3331021A (en) A. c. corrosion-rate meter and method
RU2720035C1 (en) Local corrosion measuring instrument of field oil and gas pipelines
US5872454A (en) Calibration procedure that improves accuracy of electrolytic conductivity measurement systems
Dai et al. Long-term monitoring of timber moisture content below the fiber saturation point using wood resistance sensors
RU2715474C1 (en) Device for controlling uneven corrosion of inner surface of pipelines
CN108982594B (en) ERT pollution detection system with detection period set in self-adaptive mode and setting method
US8603307B2 (en) Self-diagnostic sensor system
US20220146291A1 (en) System and method for providing measurements in a pipe
JP5450468B2 (en) Pitting depth calculation method, pitting depth calculation device, and pitting depth calculation system
RU156021U1 (en) CORROSION SPEED SENSOR OF CORROSION MONITORING SYSTEM
RU2445611C1 (en) Method of determining phase of gas-liquid stream and apparatus for realising said method
RU2744349C1 (en) Rill corrosion detection system
CN213090677U (en) Measuring device for surface coating of printed circuit board
US20220229006A1 (en) A sensor device
SU1694698A1 (en) Device for measurement of maximum corrosion rate od main pipe-lines
Ahmad Effect of Ohmic Drop on Accuracy of Reinforcement Corrosion Rate Measured Using Different Setups
Windsor et al. Verifying the Use of Specific Conductance as a Surrogate for Chloride in Seawater Matrices