用于井下管柱腐蚀在线实时监测的复合探头、装置及方法

摘要

本发明公开了一种用于井下管柱腐蚀在线监测的复合探头，包括：套装在筒形壳体内的探头本体；电阻探针，其包括密封参考元件和感受元件，相互串联且与井下管柱材质相同；以及交流阻抗探针，其包括参比电极、工作电极和辅助电极，并形成电化学三电极体系；通过采集电阻探针的参考元件与感受元件的端电压，计算出井下管柱的腐蚀余量；通过在工作电极上加载不同频点的正弦波信号，并同步采集辅助电极的极化电流和参比电极的极化电位，获得工作电极的极化电阻，进而可测得腐蚀速率。本发明还公开了具有上述探头的监测装置及监测方法。本发明可实现井下油气套管或管柱的腐蚀速率的快速在线监测，适于井下高温高压环境中油、水、气任意混合介质的环境中。

主权项

一种用于井下管柱腐蚀在线监测的复合探头，其特征在于，包括：探头本体(22)，其套装在筒形壳体(31)内，并与该筒形壳体(31)内壁面密封接触，筒形壳体(31)与腐蚀环境接触；电阻探针，其包括密封设置在探头本体(22)内的参考元件(23)和位于探头本体(22)外并暴露于井下腐蚀环境中的感受元件(27)，该参考元件(23)与感受元件(27)串联且二者均与井下管柱材质相同；以及交流阻抗探针，其包括参比电极(24)、工作电极(25)和辅助电极(26)，并形成电化学三电极体系，三电极均暴露于腐蚀环境，其中工作电极(25)的材质与井下管柱相同；通过采集所述电阻探针的参考元件(23)与所述感受元件(27)的端电压，获得所述感受元件(27)与参考元件(23)的电阻比值，即可得到井下管柱腐蚀余量；通过在所述工作电极(25)上加载不同频点的正弦波信号，并同步采集辅助电极(26)的极化电流和参比电极(24)的极化电位，据此计算出相应频点的阻抗值，进而获得工作电极(25)的极化电阻，进而可测得井下管柱的瞬时腐蚀速率。