申请/专利权人：中国石油工程建设有限公司;中国石油天然气集团有限公司;北京迪威尔石油天然气技术开发有限公司;中国石油集团工程设计有限责任公司

申请日：2018-06-12

公开（公告）日：2024-05-10

公开（公告）号：CN108680709B

主分类号：G01N33/00

分类号：G01N33/00;G01N27/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.10#授权;2021.03.05#专利申请权的转移;2018.11.13#实质审查的生效;2018.10.19#公开

摘要：本发明公开了一种除氧剂性能的评价装置，涉及石油技术领域。该评价装置包括：氮气瓶、第一储液罐、第二储液罐和反应罐，其中，氮气瓶与第一储液罐通过第一阀门连通，第一储液罐与反应罐通过第二阀门连通，第二储液罐与反应罐通过第三阀门连通，反应罐与第一储液罐通过第四阀门连通。本发明提供的评价装置，能够有效避免取样过程中，水样曝氧造成的后续实验无法进行的问题，在取样过程中，直接通过第一阀门控制氮气瓶中的氮气进入第一储液罐，就可以降低溶解氧含量，使第一储液罐中的待测液满足实验需求，不需要额外的隔氧设备。

主权项：1.一种除氧剂性能的评价装置，其特征在于，包括：氮气瓶、第一储液罐、第二储液罐和反应罐，其中，所述氮气瓶与所述第一储液罐通过第一阀门连通，所述第一储液罐与所述反应罐通过第二阀门连通，所述第二储液罐与所述反应罐通过第三阀门连通，所述反应罐与所述第一储液罐还通过第四阀门连通，所述第一储液罐用于存放待测液，所述第二储液罐用于存放除氧剂，所述氮气瓶用于控制所述待测液的溶解氧含量；还包括：第三储液罐，所述第三储液罐与所述反应罐通过第五阀门连通，所述第三储液罐用于存放所述待测液与所述除氧剂反应后的废液；还包括：电极，所述电极连接在所述反应罐与所述第三储液罐之间，所述电极用于测量所述废液的溶解氧含量；还包括：加热器，所述加热器设置在所述反应罐内。

全文数据：一种除氧剂性能的评价装置技术领域[0001]本发明涉及石油技术领域，尤其涉及一种适用于油田采出水的除氧剂性能的评价装置。背景技术[0002]水中溶解氧的存在，会大幅度提高水的腐蚀性。尤其对于油田而言，油田采出水的含氧量过高会产生很大的影响。在实际工业应用中，主要通过除氧剂进行除氧，而受限于环境、水的组成、pH值等多种因素的影响，各种除氧剂的实际除氧效果各不相同，因此，需要对除氧剂的除氧性能进行评价。[0003]目前，评价除氧剂除氧性能的评价方法为SYT5889-2010《除氧剂性能评价方法》。该方法的评价过程有密闭、隔氧的要求，整个过程必须严格限定氮气，否则空气中的氧会迅速进入水样中，造成测试失败，而且规定的实验过程中需要频繁的取样与滴定，实验结果不易得到，且容易出现失误导致测量结果不准确，同时无法大批量操作，不能满足工业的生产需求。发明内容[0004]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种除氧剂性能的评价装置。[0005]本发明解决上述技术问题的技术方案如下：[0006]—种除氧剂性能的评价装置，包括:氮气瓶、第一储液罐、第二储液罐和反应罐，其中，所述氮气瓶与所述第一储液罐通过第一阀门连通，所述第一储液罐与所述反应罐通过第二阀门连通，所述第二储液罐与所述反应罐通过第三阀门连通，所述反应罐与所述第一储液罐还通过第四阀门连通，所述第一储液罐用于存放待测液，所述第二储液罐用于存放除氧剂，所述氮气瓶用于控制所述待测液的溶解氧含量。[0007]本发明的有益效果是:本发明提供的评价装置，能够有效避免取样过程中，水样曝氧造成的后续实验无法进行的问题，在取样过程中，直接通过第一阀门控制氮气瓶中的氮气进入第一储液罐，就可以降低溶解氧含量，使第一储液罐中的待测液满足实验需求，不需要额外的隔氧设备。[0008]这样可以提高单次水样的取样量，能够适用于批量的除氧剂的性能评价，能够提尚实验的效率，使实验过程中的样品尚度一致，进而提尚数据的准确性。[0009]并且，使用上述装置进行评价，能够避免实验过程中频繁取样、滴定等要求严格的操作步骤，也有效规避了测试取样过程中可能的曝氧风险。[0010]本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。附图说明[0011]图1为本发明一种除氧剂性能的评价装置的一个实施例提供的结构框图；[0012]图2为本发明一种除氧剂性能的评价装置的其他实施例提供的结构示意图。具体实施方式[0013]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。[0014]如图1所示，为本发明一种除氧剂性能的评价装置的一个实施例提供的结构框架图，该评价装置包括:氮气瓶1、第一储液罐2、第二储液罐3和反应罐4，其中，氮气瓶1与第一储液罐2通过第一阀门5连通，第一储液罐2与反应罐4通过第二阀门6连通，第二储液罐3与反应罐4通过第三阀门7连通，反应罐4与第一储液罐2还通过第四阀门8连通，第一储液罐2用于存放待测液，第二储液罐3用于存放除氧剂，氮气瓶1用于控制待测液的溶解氧含量。[0015]应理解，上述各结构或设备之间的连接，可以通过管线连通，例如，氮气瓶1上设置有出气口，第一储液罐2上设置有进气口，那么可以选用一根软管或硬管，分别接在氮气瓶1的出气口和第一储液罐2的进气口处，进行密封，就实现了氮气瓶1与第一储液罐2的连接，其他同理，不再赘述。[0016]应理解，为了实现控制各结构或设备之间的导通和关断，各阀门设置在各结构或设备之间的连接的管线内，阀门打开时，管线两端连接的结构或设备导通，阀门关闭时，管线两端连接的结构或设备关断。[0017]例如，对于氮气瓶1与第一储液罐2通过第一阀门5连通，可以使用管线A和管线B，管线A有两个端口，分别与氮气瓶1的出气口和第一阀门5的进气口连接，管线B也有两个端口，也可以分别与第一储液罐2的进气口和第一阀门5的出气口连接，从而实现氮气瓶1与第一储液罐2通过第一阀门5连通，其他连接关系同理，不再赘述。[0018]需要说明的是，可以预先测定待测液的溶解氧含量，记为Co,应理解，测定待测液的溶液氧含量，是为了评价除氧剂的性能，Co应为经氮气瓶1通氮气处理后的溶解氧含量。[0019]例如，可以为油田现场的待处理水的原始溶解氧含量，也可以为根据实际需求设置的原始溶解氧含量。[0020]可以理解，在开始实验前，存放在第一储液罐2内的待测液的溶解氧含量可以为C，在经过氮气瓶1的通氮气处理后，使f变为Co。[0021]具体地，对于油田现场的待处理水的原始溶解氧含量，可以采用以下方法测定。[0022]碘量法:在待处理水中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中的溶解氧将低价锰氧化成高价锰，生成四价锰的氢氧化物沉淀。加酸后，氢氧化物沉淀溶解并与碘离子反应而释放出碘，以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠滴定碘，可计算溶解氧的含量。[0023]叠氮化钠修正法:待处理水中含有亚硝酸盐时干扰碘量法测溶解氧，可加入叠氮化钠，使水中亚硝酸盐分解，以消除干扰。在不含其他氧化还原物质时，若水样中含Fe3+达100—200mgL时，可加入ImL40%氟化钾溶液，以消除干扰。[0024]膜电极法:氧敏感薄膜电极由两个与支持电解质相接触的金属电极及选择性薄膜组成，氧透过隔膜被工作电极还原，产生与氧浓度成正比的扩散电流，通过测量此电流，得到水中溶解氧的浓度。[0025]对于待测液的溶解氧含量Co,可以在第一储液罐2内设置检测电极，通过检测电极获取待测液的溶解氧含量。[0026]下面对该评价装置的工作流程进行说明。[0027]首先，打开第一阀门5、第二阀门6和第四阀门8,使氮气瓶1中的氮气进入第一储液罐2，控制第一储液罐2中待测液的溶解氧含量，使其达到Co。[0028]可以理解，还可以在第一储液罐2的顶部设置其他控制阀，以实现对第一储液罐2内的压力的控制，以便于控制待测液中的溶解氧含量。[0029]当第一储液罐2中待测液的溶解氧含量达到Co后，关闭第一阀门5和第四阀门8，打开第三阀门7,使第二储液罐3中的除氧剂计入反应罐4,并使第一储液罐2中的待测液进入反应罐4,在反应罐4中充分反应，去除待测液中的溶解氧含量，然后可以进行测定，得到反应后待测液中的溶解氧含量，记作C。[0030]可以理解，这里的测定方法可以采用上述测定油田现场的待处理水的原始溶解氧含量的方法，在此不再赘述。[0031]应理解，为便于测定，可以将反应罐4设置成可拆卸式，便于取出反应后的待测液；也可以在反应罐4上再连接一个储液罐，专门用于测定反应后的待测液;还可以在反应罐4中设置检测电极，直接对氧含量进行检测等。[0032]最后根据得到的C和Co得到脱氧率，可以用脱氧率评价除氧剂的性能。[0033]脱氧率公式如下：[0035]其中，E是脱氧率，用于评价除氧剂的性能，E值越大，说明除氧效果越好，Co是未加除氧剂时，待测液中溶解氧浓度，单位是mgL;C是加除氧剂后，待测液中溶解氧浓度，单位是mgL〇[0036]本实施例提供的评价装置，能够有效避免取样过程中，水样曝氧造成的后续实验无法进行的问题，在取样过程中，直接通过第一阀门5控制氮气瓶1中的氮气进入第一储液罐2,就可以降低溶解氧含量，使第一储液罐2中的待测液满足实验需求，不需要额外的隔氧设备。[0037]这样可以提高单次水样的取样量，能够适用于批量的除氧剂的性能评价，能够提尚实验的效率，使实验过程中的样品尚度一致，进而提尚数据的准确性。[0038]并且，使用上述装置进行评价，能够避免实验过程中频繁取样、滴定等要求严格的操作步骤，也有效规避了测试取样过程中可能的曝氧风险。[0039]可选地，在一些实施例中，还可以包括:第三储液罐，第三储液罐与反应罐4通过第五阀门连通，第三储液罐用于存放待测液与除氧剂反应后的废液。[0040]可选地，在一些实施例中，还可以包括：电极，电极连接在反应罐4与第三储液罐之间，电极用于测量废液的溶解氧含量。[0041]需要说明的是，电极为检测电极，可以为膜检测法中的氧敏感薄膜电极，检测原理同膜检测法，在此不再赘述。[0042]通过电极进行检测，可以提高系统的密封性，防止空气中的氧气混入，降低评价准确度。[0043]可选地，在一些实施例中，还可以包括:加热器，加热器设置在反应罐4内。[0044]通过设置加热器，可以使反应罐4内的温度达到设定的温度，能够提高评价的准确度。[0045]可选地，在一些实施例中，还可以包括:第一计量栗，第一计量栗连接在第一储液罐2与反应罐4之间，用于控制待测液的流量。[0046]通过设置第一计量栗，能够更加精确地控制待测液的用量，能够进一步提高评价的可信度和准确度。[0047]优选地，可以根据油田生产现场水在反应罐4中的停留时间及反应罐4的容积，设定第一计量栗的流量，使待测液在反应罐4中的停留时间与现场生产实际相同。[0048]可选地，在一些实施例中，还可以包括:第二计量栗，第二计量栗连接在第二储液罐3与反应罐4之间，用于控制除氧剂的流量。[0049]通过设置第二计量栗，能够更加精确地控制除氧剂的用量，能够进一步提高评价的可信度和准确度。[0050]优选地，可以根据第一计量栗设定的流量以及除氧剂设定的投药量，设定第二计量栗的流量。[0051]可选地，在一些实施例中，氮气瓶1还与反应罐4通过第六阀门连通，氮气瓶1还用于控制反应罐4内的氮气浓度。[0052]可选地，在一些实施例中，还可以包括:补气装置，补气装置连接在氮气瓶1与第一储液罐2之间。[0053]具体地，补气装置可以设置在第一储液罐2的底部，便于氮气瓶1补气。[0054]可选地，在一些实施例中，还可以包括:处理器和显示器，处理器与电极连接，用于根据电极检测到的待测液的氧含量，实时地计算该除氧剂的脱氧率，并将脱氧率通过显示器进行显示。[0055]下面以一个具体的例子进行说明。[0056]如图2所示，为本发明一种除氧剂性能的评价装置的其他实施例提供的结构示意图，在结合上述实施例的基础上，对本发明进一步说明。[0057]该评价装置包括:氮气瓶1、第一储液罐2、第二储液罐3、第三储液罐9、反应罐4、电极10、加热器11、第一计量栗12、第二计量栗13、补气装置14和10个阀门。[0058]氮气瓶1、第一阀门5、第一储液罐2、第一计量栗12、第二阀门6、反应罐4、电极10、第四阀门8、第一储液罐2依次连接，第二储液罐3、第二计量栗13、第三阀门7、第二阀门6依次连接，其中，加热器11设置在反应罐4内部，补气装置14与氮气瓶1连接，设置在第一储液罐2的底部，氮气瓶1还与反应罐4通过第六阀门16连通，电极10还与第五阀门15、第三储液罐9依次连接，第三储液罐9的顶部设置有第七阀门17，第三储液罐9的底部设置有第八阀门18，第一储液罐2的顶部设置有第九阀门19，第一储液罐2的底部设置有第十阀门20。[0059]结合该评价装置，通过以下方法对除氧剂的除氧性能进行评价。[0060]首先，测定油田现场待处理水的原始溶解氧含量。[0061]将油田现场取得的水样或模拟水样转入第一储液罐2,油田现场水样的取样，可不必进行氮气保护。待评价的除氧剂转入第二储液罐3。[0062]打开第一阀门5,第二阀门6、第四阀门8和第九阀门19,其余阀门关闭。[0063]打开第一计量栗12和加热器11，使反应罐4内的温度达到预设温度。[0064]将氮气通入第一储液罐2中，用氮气置换水中的溶解氧，然后启动电极10，记录水中溶解氧的变化情况。[0065]当电极10的检测值达到原始溶解氧含量时，关闭第一阀门5、第四阀门8,打开第三阀门7、第五阀门15和第七阀门17,开始向反应罐4内加入除氧剂，连续记录电极10的读数。当连续运行时间达到5倍水样在反应罐4中的设定停留时间时，实验结束，记录电极10的读数，根据读数计算脱氧率。[0066]实验后的废气可以通过第七阀门17排出，废液可以通过第八阀门18排出，第一储液罐2内的待测液可以通过第九阀门19和第十阀门20更换。[0067]读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。[0068]所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。[0069]在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。[0070]作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。[0071]另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。[0072]集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器ROM，Read-OnlyMemory、随机存取存储器RAM，RandomAccessMemory、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。[0073]以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

权利要求：1.一种除氧剂性能的评价装置，其特征在于，包括:氮气瓶、第一储液罐、第二储液罐和反应罐，其中，所述氮气瓶与所述第一储液罐通过第一阀门连通，所述第一储液罐与所述反应罐通过第二阀门连通，所述第二储液罐与所述反应罐通过第三阀门连通，所述反应罐与所述第一储液罐还通过第四阀门连通，所述第一储液罐用于存放待测液，所述第二储液罐用于存放除氧剂，所述氮气瓶用于控制所述待测液的溶解氧含量。2.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于，还包括:第三储液罐，所述第三储液罐与所述反应罐通过第五阀门连通，所述第三储液罐用于存放所述待测液与所述除氧剂反应后的废液。3.根据权利要求2所述的评价装置，其特征在于，还包括：电极，所述电极连接在所述反应罐与所述第三储液罐之间，所述电极用于测量所述废液的溶解氧含量。4.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于，还包括:加热器，所述加热器设置在所述反应罐内。5.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于，还包括:第一计量栗，所述第一计量栗连接在所述第一储液罐与所述反应罐之间，用于控制所述待测液的流量。6.根据权利要求1所述的评价装置，其特征在于，还包括:第二计量栗，所述第二计量栗连接在所述第二储液罐与所述反应罐之间，用于控制所述除氧剂的流量。7.根据权利要求1至6中任一项所述的评价装置，其特征在于，所述氮气瓶还与所述反应罐通过第六阀门连通，所述氮气瓶还用于控制所述反应罐内的氮气浓度。8.根据权利要求1至6中任一项所述的评价装置，其特征在于，还包括:补气装置，所述补气装置连接在所述氮气瓶与所述第一储液罐之间。

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