CNG地下储气井主要部件研究与改进
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摘要:cng地下储气井现已成为国内CNG加气站首选储气系统,目前在国内大量推行。但是目前其结构过于简单,一般由套管和上下封头等组成,井内没有安全阀,地面上更没有监测系统。本文在分析CNG地下储气井主要部件技术缺陷的基础上,结合笔者多年的现场工作经验,提出了相应的改进措施。
Abstract: CNG underground gas storage well has been the preferred gas storage system for many years in China. Due to the simple structure,there is no safety valve and monitoring system inside the well. In this paper,based on the technique defects of the main components of CNG underground gas storage well,some improvement advices are present according to the work filed experiences.
关键词:地下储气井;主要部件;技术缺陷;改进措施
Key words: underground gas storage well;main components;technique defects;improvement
中图分类号:TE82 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)15-0204-02
0引言
CNG地下储气井是将压缩天然气(CNG)通过特殊工艺储存在地下100～200m深处,其具有成本低,占地面积小、恒温、静电、建成工期短等显著特点。现已成为国内CNG加气站首选储气系统,在国内大量推行。然而,目前其结构太简单,一般由套管和上下封头等组成,井内没有安全阀,地面上更没有监测系统。尽管这样的储气井目前还没有发生太多的事故,但随着使用年限的增长,由于元器件的磨损变形、锈蚀老化、密封失效以及意外事故等原因,总有发生介质泄漏的可能。可燃气体一旦泄露并聚集在周围环境中,将成为恶性事故的最大隐患。
1CNG地下储气井主要部件
现行的CNG地下储气井主要由井底封头、管体、井口控制装置以及排污装置等组成。
2现行CNG地下储气井的技术缺陷
2.1 井内排污装置技术缺陷CNG地下储气井目前常用的井内排污装置方案有两种,分别是:一是采用ф10×2的45#钢管作为井内排污管,通过焊接方式连接下至井底,且直接与井口封头连接;二是采用ф16×2不锈钢复合管作为井内排污管,通过卡套式连接至井底,且直接与井口封头连接。
但是无论是采用ф10×2的45#钢管作为井内排污管,还是采用ф16×2不锈钢复合管作为井内排污管,在实际使用过程中发现如下一些问题:
采用ф10×2的45#钢管作为井内排污管,通过焊接方式连接下至井底,且直接与井口封头连接。在安装过程中,紧固井口封头时,排污管与井口封头一起转动,容易形成井内缠绕。本来下入长度在规定范围内可以到达井底,但按照这种方法设置井内排污管,其真正下到井内时就大相径庭了。由于井内排污管下到井底后距离井底的距离往往超过了设计范围,容易造成井底积液的不能排出。此外,排污管为钢管,Fe很容易被H2S腐蚀,如果天然气气质中H2S超标,极有可能引起氢脆,在以后的大修过程中拆装井口困难,容易造成排污管因反方向受力断裂,不能取出,给再下排污管造成困难,断裂的铁管在井内锈蚀,时间长会影响压缩天然气的气质,甚至造成管线阻塞,造成不良后果,存在严重的安全隐患。
采用ф16×2不锈钢复合管做排污管,通过卡套式连接下至井底,很好的解决了铁管的整体式有缠绕的影响,且质量轻,内径大,井口连接时绕度小,但这种材料由于是复合型的,受压力影响较大。在排污过程由于排污管内外有一定的压差,特别是排污管靠近井口部位的内外压差较大,很容易造成排污管因压力变形,挤憋,造成堵塞,排不出积液,排污失效。
2.2 井口控制装置技术缺陷CNG地下储气井井口装置采用单球阀控制进出气,球阀在高压等共同作用下很容易失效,因为是单球阀,一旦失效,井口就不易控制,有严重的安全隐患,同时更换也不方便。
在井口多采用的是单针阀对排污管线进行排污控制,由于排污时井内外压力相差很大,针阀不会开的很大,对通过介质有节流作用,如果外界气温较低节流就很容易结冰,造成针阀堵塞。此外,井内积液中不免有杂质(如,施工中掉落的碎屑以及腐蚀生成的铁锈),排液过程中杂质在压差作用下随积液一起排除,这样就有可能会卡在针阀处,造成针阀关闭不严,产生漏气。
2.3 上封头技术缺陷CNG地下储气井井口上封头设计为螺纹连接,一旦拆卸,就会使井口段的套管螺纹或上封头螺纹受到不同程度的损伤,导致井口密封失败。现有储气井上封头不能多次、方便的拆卸和安装,根本无法实现储气井的定期检测、维护、保养等工作,存在不可预见的安全隐患。
3现行CNG地下储气井装置的改进
3.1 排污装置的改进经过试验,建议将CNG地下储气井井内排污管改为ф14×2 不锈钢螺纹连接管线。这样既可解决铁管不耐腐蚀、易产生氢脆、更换不方面等问题,也可解决复合管的强度低、易变形、堵塞。与井口连接时将以前的整体连接改为了活动式连接,即在排污管出口加工一T型台阶,另配一只不锈钢螺母将其紧固,以解决排污管线的结构性不足。
3.2 井口控制装置的改进CNG地下储气井井口装置中进出气装置改进为双球阀控制螺纹连接,大大的增强安全性能,且便于进气和出气的控制,在两个球阀之间加装一三通安装一针阀,再安装压力表。这样更方便更换和校验压力表。
经优化后排污采用一球阀一针阀组合,球阀起到开关作用,针阀做控制用。排污时先将球阀打开,用针阀控制排污,完成后先将球阀关闭,再关闭针阀,若针阀上有结冰,待冰融化后在关闭,及安全也操作方便。操作也更安全。
3.3 上封头的改进CNG地下储气井上封头通过采用可拆卸的法兰连接,并增加弹性密封元件,有利于防止法兰闭封面冲刷,给检测、维护和保养提供了更加完善、安全可靠的保障。
3.4 增设安全控制装置现有CNG地下储气井结构简单,缺乏安全装置,当地面发生泄漏时,不能自动及时关闭储气井,留下重大的安全隐患。CNG地下储气井安全控制装置,应既能使高压气地下储气井自动及时关闭,又能使现有的排液管正常排液,有效预防天然气的泄漏。建议增设安全控制装置,同时在井内增设安全阀。
4结论
在CNG地下储气井结构及主要部件技术缺陷分析的基础上,提出了有效的改进措施,有助于提高CNG地下储气井结构的合理性,实现“本质安全”。
参考文献:
[1]程宗明.储存车用CNG的最佳选择――地下储气井[J].油田节能,2003,14(3).
[2]罗华明,张杰,黄若韬.高压气地下储气井建造[J].中国特种设备安全,2006,22(2).
[3]黄明珠,程宗明.储存车用CNG的最佳选择一地下储气井[J].中国能源,2002,4.
[4]刘竟成,等.加气站地下储气井泄漏的安全性分析[J].油气田地面工程,2008,27(3).
[5]冯霞,等.加气站地下储气井井底封头有限元分析[J].油气田地面工程,2008,27(3).
[6]冯霞,等.CNG加气站地下储气井接箍有限元分析[J].天然气工业,2008,6.