CNG地下储气井主要部件研究与改进
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CNG储气井新型CNG地下储气井简介作为CNG加气站的主要组成部分——高压气地下储气井装置的推广应用已近十年了,而2006年以前所建造的高压气地下储气井(常规地下储气井)在全国各地相继大量出现上窜、下沉、泄漏等质量问题,究其原因,主要是固井质量差造成。
因为常规地下储气井装置的结构不合理(预先上紧下封头),没有采用从1859年以来发展的一套完整的、科学的、成熟的固井和测井技术,没有严格按照有关标准的规定制作,使得埋地部分的井筒大部分没有被水泥环包裹,因而出现储气井井筒稳固性差、易腐蚀,使用寿命短,安全隐患大等弊病。
本公司研制的CNG新型高压气地下储气井技术,系统地采用了从1859年以来发展的一套完整的、科学的、成熟的现代钻井、固井和测井技术,结合CNG加气站和城市调峰站所用储气井(额定工作压力25Mpa,可燃气体,负载变化次数多,人口密集,附属的高压容器、设备、管道多)的特点,针对近十年来储气井出现的大量安全隐患,进行技术创新,开发出多项建造CNG地下储气井的专利技术,并形成了一套科学的、成熟的CNG新型地下储气井(容器)建造技术。
该技术是石油天然气工业勘探开采技术的成功经验与新兴的CNG技术的完美结合,彻底杜绝了常规储气井的弊病和安全隐患,保证了储气井的使用寿命。
目前,该技术已得到社会各界认可,现已成为国内CNG加气站首选的储气装置。
固井工艺新型高压气地下储气井的固定方法采用的是“内插管正循环固井法”,该固井法是一种新型的储气井固井工艺技术:即水泥浆从内插油管注入,到达井底后,通过与底封头连接在一起的止回单向阀(即只让水泥浆从井筒里的油管内往井眼环空压出,阻止其返回油管),水泥浆从井底自下而上逐步顶替环空中的钻井液,直到水泥浆从井口返出为止。
这种固井方法不仅能保证井筒内部的清洁和环空完全充满水泥,而且顶替钻井液效果好,不会产生窜槽和混浆,实现全井段固井,保证了固井水泥与井管的胶结程度和强度,使储气井筒、水泥环(水泥石)、井壁(地层)胶结为一整体,能确保储气井在任何状态下都不会产生上窜、下沉,阻止了储气井筒的外表面腐蚀和疲劳破坏,消除了安全隐患,确保了设施的安全运行,最终保证了储气井的使用寿命。
CNG加气站储气井安全管理规定储气井是CNG汽车加气站站区的主要危险源,如果在储气井施工过程中存在质量问题,在生产运行过程中检查、维护不当,则可能酿成重大事故,造成人员和财产损失.为确保储气井的安全运行,分析储气井的事故表现形式,制定切实可行的检查、维护和保养规程,是预防储气井事故发生的有效手段.随着CNG汽车加气站产业的发展,高压地下储气井以其占地面积小,安全可靠,操作维护简便等原因得到广泛应用,百川燃气公司已建成的1座加气站中,采用了高压地下储气井储气的方式(今年还要建设数座)。
在其它地区使用过程中,由于一些加气站在储气井的施工过程中存在着质量问题,在生产运行中操作、保养、维护不当,加速了储气井的老化,使储气井使用寿命降低,加大了安全事故发生的几率。
为使加气站职工对高压地下储气井可能存在的问题和如何有效地去维护,保养储气井引起重视.为此,吸收外地经验与教训,对已建和待建高压地下储气井在施工中易出现的质量问题,以及储气井的安全管理提出以下建议:(供已建、待建参考)一、储气井在施工中的质量通病根据我国石油天然气行业标准SY/T6535《高压气地下储气井》中第5。
4条规定“井筒与井壁间的环形空间应用油井水泥浆封固”,而在实际施工中,井壁由于泥浆缩颈,以及流沙层、地下水的影响、使封固的水泥浆没有完全填充井筒与井壁间的环形空间,仅有接近地面的一小段距离封固,这样,就大大地减小了储气井管与井壁间的摩擦阻力,未封固部分因地下水长期浸泡套管,加速了套管的腐蚀。
而封固的部分如果没有采用油井水泥配置,而采用普通水泥封固,则会降低水泥浆的强度,使固定井筒套管的作用大为降低。
站用储气井套管之间是以螺纹连接、用套管密封树脂进行辅助密封的,SY/T6535《高压气地下储气井》中规定,高压气地下储气井套管钢级应为TP80CQJ—-----加气站储气井每天疲劳循环次数平均按4次计算,站用储气井最少可用17年,如果井筒与井壁间的环形空间未完全封固,或井筒内排污不及时,则会加快井壁、螺纹连接处的腐蚀,缩短储气井的使用寿命。
关于CNG加气站地下储气井的探讨CNG加气站地下储气井的探讨随着人们生活水平的提高,环保意识的增强,CNG车辆逐渐被广泛应用。
CNG作为一种清洁、环保的新能源,其使用可大幅减少排放污染物。
为保障CNG车辆的正常运行,CNG加气站成为了CNG车辆的重要基础设施,同时地下储气井作为CNG加气站的核心设施也备受关注。
地下储气井是指在地下建设的用于存储CNG的容器,是CNG加气站的重要组成部分。
其优点是不占用地面空间、不影响城市景观,且利用地下空间存储天然气避免了管道输送中的能量损耗。
但与此同时,地下储气井的建设和运行也存在一定的技术难点和风险。
首先,地下储气井的建设需要考虑地下结构和土壤等因素。
CNG加气站所设置的地下储气井必须要达到一定的载荷能力和抗震能力,同时需要了解当地地下结构、土壤类型和地下水流等情况。
对于复杂的地质环境和地下工程条件,CNG加气站需要进行多学科协同设计,在保证安全的前提下充分利用地下空间。
其次,地下储气井的建设需要考虑储气的安全性。
CNG本身是一种易燃易爆的气体,地下储气井的建设需要考虑储气安全、泄漏预防等问题。
建设储气井要严格执行相关国家技术规范和安全标准,采用合格的建设材料和设备,确保储气井在不同外界条件下的稳定性和可靠性,对于可能出现的爆炸和火灾等安全事故进行预防措施。
再次,地下储气井的运行需要考虑储气的稳定性和供气能力。
地下储气井的运行过程中需要保持储气井内气体的稳定性,避免出现温度或压力变化过大的情况,确保储气井内的气体不受任何污染。
同时,地下储气井的运行还需要保证供气能力,比如设计合理的储气井排气系统,保证储气井内的气体能够快速供应。
最后,地下储气井运行中的维护和保养也是一个需要考虑的问题。
储气井的使用寿命往往需要十年以上,在此期间需要对储气井进行定期的检修和保养,以保证其正常运行和储气能力。
另外,地下储气井还需要应对自然灾害、恶劣天气等造成的风险,定期安排演练和紧急应对措施,以应对可能出现的危险情况。
CNG加气站地下储气井的建设CNG(压缩天然气)作为一种清洁能源得到了越来越广泛的应用。
CNG加气站建设是加大对CNG的推广和应用的重要举措。
在CNG加气站的建设中,地下储气井是不可或缺的配套设施之一。
地下储气井是指将压缩的天然气存放在地下储罐中,然后输送至加气站进行加气操作。
本文将从地下储气井的意义、建设要素和技术要点等方面进行探讨。
地下储气井的意义地下储气井是CNG加气站的重要设备,对于保持加气站正常运营发挥非常关键的作用。
地下储气井可以实现在经济和技术可行的情况下,增加CNG加气站的储气能力。
同时,地下储气井还可以保证CNG加气站在不同时间段需要更多天然气时随时供应,以适应用户的需求,带来更好的客户体验。
建设要素地下储气井建设需要考虑以下要素:1.选址地下储气井选址是一项关键的工作,应注意以下几个方面:•选址一定要符合安全规定,不能在地下水、河流等区域建设。
•应该与加气站位置尽量靠近,以方便输送天然气。
•地下储气井底部深度需要考虑进气管道长度。
•应选择地面反应相对较少的区域。
2.选型地下储气井的选型涉及到设计和选材。
根据储罐容量以及安装位置和要求选材,主要包括:•罐体——要求防腐、耐压、耐磨损等性能。
•钢板——要求材质具有较高的强度和韧性,并需做好防腐处理。
•内衬——由于储罐存放的天然气会对钢罐中的材料产生腐蚀,所以需要将钢板表面进行环氧联胺或临氢处理充分保护钢罐。
3.材料地下储气井材料要求耐腐蚀、光滑、和密封。
比较适合的材料有:•UHMWPE聚乙烯,其独特的物化性质使得其具有极好的紫外线、化学腐蚀和磨损等性能,是较好的选材。
•HDPE材料,这种材料的优点是制作容器的尺寸更大,材料质量更均匀而且焊接一起比较容易。
4.埋设方式地下储气井的埋设方式有两种:散装式和集装式,散装式的埋入和拆卸不便,并有可能对设备造成损害,而集装式仅需抽出井盖,更换即可,是较为方便的方法。
技术要点地下储气井的建设涉及到多个技术领域,需要注意以下方面:1.防腐处理作为地下设备,地下储气井在漫长的使用寿命中面对不可避免的环境腐蚀问题。
29第1卷 第25期产业科技创新 2019,1(25):29~30Industrial Technology Innovation CNG地下储气井定期检验过程中几个常见问题的探讨刘天军(宁夏特种设备检验检测院,宁夏 银川 750001)摘要:储气井主体部分埋在地下,不能像其他普通压力容器一样用常规无损检测方法对其可能存在的缺陷进行有效检测、以及使用过程管理不到位、埋于地下的套管由于腐蚀导致薄甚至穿孔的现象等诸多因素,会给整个储气井系统正常运行带来安全隐患。
文章对CNG地下储气井定期检验过程中几个常见问题进行了分析与探讨。
关键词:CNG储气井;定期检验;资料审查;问题中图分类号:TE972 文献标识码:A 文章编号:2096-6164(2019)25-0029-02CNG储气井(以下简称储气井)属于第三类固定式压力容器。
由于储气井有储存量大、占地面积小、安全性较好的优点使其成为现在CNG加气站储气系统建设的优先选择设备。
并伴随CNG加气站的大量建设,储气井也得到了大规模的应用。
1 CNG地下储气井定期检验中的常见问题。
1.1 制造资料记录与储气井实测深度不一致这一现象在检验前的资料审查时并不能发现,需要结合储气井实际检测数据来判断。
根据大量的检验实例发现,实测深度多数情况下比制造资料记录的少几米到十几米不等,但也有实测井深大于资料记录情况,比如我们实际检验过的某站有3口储气井,资料记录井深均为150 m左右,然而在我们实际检验中发现,有储气井井深超过了200 m。
这一情况虽不在我们当地储气井的定期检验中发现,但也对我们有深刻警示作用。
检验时检验人员应严格按GB 50156-2012(2014年版) 汽车加油加气站设计与施工规范要求核算,储气井总容积是否超出了该加气站设计的建站规模所允许的储存总容积;制造单位应严格按照规范标准及设计进行储气井制造工作,检验机构及检验人员应严格履行监督检验职责,严格按照规范标准实际监检检验工作。
CNG加气站地下储气井的实践和发展中国天然气汽车的发展历程充分说明,天然气汽车加气站储气方式的多样化和储气技术的完善和提高,是天然气汽车产业发展的基础。
CNG加气站的储气,从储气方式看,80年代是地面储气瓶储气,到90年代中期四川开发出了地下井式储气;从地面储存容器上看,既有小气瓶组,也有大型气瓶组,四川还开发了大型焊接储存容器。
这些储存方式和储存容器的开发,促进了天然气汽车产业的发展。
CNG加气站的高压储气系统,国内外以前一般采用的是高压地面储存装置。
由于都是高压容器,多数又安装在地面,对产品质量、安装质量或维修使用要求很高,任何一个环节出现问题,都会造成恶性安全事故;地面储气占地面积较大。
尤其在大中城市建设CNG加气站这些问题更显突出。
于是,我们利用石油系统成熟的钻井、储存与生产技术、经验相结合,采用地下井储存高压天然气的方式。
我们首先在华油天然气股份有限公司的荣县CNG加气站应用钻井工艺,打井储气。
首批地下储气井投产后,在总结经验的基础上,又在华油天然气股份有限公司的7个CNG加气站上扩大使用,使储气井的工艺技术不断完善和提高。
由于储气井储气与气瓶储气相比,优点突出,很受欢迎,于是迅速在自贡、内江、宜宾、隆昌、泸州、重庆、大足推广。
近几年,该项技术得到了进一步的完善和提高,并推广到广汉、绵阳、德阳、成都、新都、新疆、上海等地,深受用户的好评,现已在40个CNG加气站打储气井240口,全部投产一次成功。
最早的储气井已安全使用8年,至今无一安全事故。
99年被四川省人民政府评为“99四川名优特新博览会‘金'奖”称号。
实践证明,地下储气井是CNG站经济适用、安全可靠的高压储气方式。
国家建设部已将此技术列入行业标准CJJ84-2000《汽车用天然气加气站技术规范》中,并以建标[2000]83号通知自2000年7月1日起强制执行。
一、储气井安全可靠。
地下储气井是通过钻井、下套管、固井按石油钻井规程完成的一套石油钻井工艺成果。
CNG储气装置的安全评价及预防处置技术1、CNG储气装置及CH4介质的燃爆特性1.1加气站储气装置与技术。
在各种CNG加气站里,通过压缩机加压压缩,强行将天然气储存在固定场所设置的特制容器内,专供汽车加气的备用装置或系统,称为储气装置或储气技术。
该装置因具有25-30MPa的高压以及介质易燃易爆的危险性质,所以储气装置在CNG 加气站当属特别重要的核心部位,尤其是对储气设施设备布置方式的选择、安全可靠性评价、工艺制造以及材质等方面的安全技术考虑,都有许多特殊要求。
我国的CNG加气站,经历了较长时间的开发研究,迄今储气瓶、储气罐和储气井技术工艺,目前正在逐步趋于成熟与完善,有的已初具规模。
现将三类不同装置的加气站简介如下:①瓶储加气站。
是将若干储气瓶按不同压力分级布置的加气站,单瓶水容积通常为60L或80L居多,材质采用无缝优质钢或具有防火功能的树脂纤维缠绕技术制造。
储气瓶的优点是经济,灵活,建设成本较低。
缺点是供气系统阻力大,管阀连接处泄漏点多,增加了不安全因素。
此外,每年支付的维护费用多,增加了后期供气成本。
②罐储加气站。
是将压缩天然气储存在球型或园柱型储气罐中的加气站,其储罐水容积主要有2m3、3m3、4m3或6m3的几种规格,一般每站设置3~6罐为宜。
这种储气罐是90年代后期较为广泛使用的CH4高压储存容器,其优点主要是:气体集中储存,管阀连接点较少,泄漏因素降低,恰好弥补了储气瓶的不足,具有较好的安全性。
缺点是:爆炸事故发生时,地面冲击波的辐射范围大、强度大等。
是较受欢迎的储气装置。
③井储加气站。
顾名思义,是将压缩天然气储存在地下储气井的加气站,储气井是四川石油管理局自80年代中期开始在不断实践探索的基础上,研究开发的新型储气技术。
这种储气装置是在加气站一定位置开钻3~6口地下井,每口井的深度约100m,上小下大口径不等,单井水容积为2m3左右,采用进口材质的套管和钢筋混凝土固井技术,具有安全牢固、节约维护费用、节约土地资源以及减少地面冲击波放射范围和强度等许多优点,是很受欢迎、安全可靠的高压CH4储气装置。
探析高关于CNG加气站地下储井的研究层建筑基础工程及框架结构施工要点发表时间:2017-01-06T15:30:08.307Z 来源:《基层建设》2016年27期作者:赵静[导读] 在汽车燃料方面的应用对于缓解能源供需结构不平衡性的矛盾,促进区域性经济快速发展有着十分重要的意义。
泰山燃气集团有限公司山东省泰安市 271000 摘要:随着社会的发展,压缩天然气技术已经在全国范围内被广泛应用与推广,CNG地下高压储气井是近年来迅速发展起来的一种储气方式,是我国几十年石油自然气产业开采技术的成功经验与新兴技术的完美结合。
特别是在汽车燃料方面的应用对于缓解能源供需结构不平衡性的矛盾,促进区域性经济快速发展有着十分重要的意义。
关键词:压缩天然气储气井加气站事故安全技术措施引言CNG加气站的高压储气系统,国内外以前一般采用的是高压地面储存装置。
由于都是高压容器,多数又安装在地面,对产品质量、安装质量或维修使用要求很高,任何一个环节出现问题,都会造成恶性安全事故;地面储气占地面积较大。
尤其在大中城市建设CNG加气站这些问题更显突出。
一、储气井是最经济的一种储气方式根据中华人民共和国行业标准《汽车用燃气加气站技术规范》中多项条款的规定,运用储气井的方式,它的安全性、消防间距等都最经济的。
1、运用井管贮气和地上压缩机相结合的加气站可以不设有消防给水功能。
储气井的运用可以省去自设消防给水池(并且按20L/S连续3小时火灾时间计算水池容量,即为216立方米)的步骤,以及除去动力备用柴油机和防爆墙建设所需要的开支(在土地珍贵的大城市水池一项建设就需几十万元的消耗)。
2、储气井所需占用的面积比较小。
而用气瓶进行储气,则需要至少要30m2以上的库房,即便是用大罐储气,其所用的面积也不少于10-15m2;而然储气井最多则只要3-5m2就可,占地和费用都有很大的节约。
3、储气井的成本较低。
储气井是不用维护的设备,依据中国成达化学工程公司(化八院)计算结论:高压储气井的有限元分析结论表明,此设备按JB4732进行设计评定,满足强度要求,气井埋于地中部分最大压力允许次数为1.90630E4次,顶部短节可用到4.09525E4次。
CNG储气井操作规程一、储气井的构造及主要配件1、CNG地下储气井由井筒、井底封头、固井钢筋水泥、井口装置(井口法兰)、四通、进出气球阀、压力表、安全阀、排污管及排污球阀、排污针阀等组成。
2、构件及参数CNG地下储气井一般分高、中、低三组设置,其容积比一般为1:2:3,井筒深度一般为80-200米,井筒直径为177.8-244。
5mm,设计压力为32MPa,最大工作压力为25MPa,排污管一般为∮14—∮18mm不锈钢管,距筒底50—100mm,储气井最高使用年限为25年,储存介质符合GB18047—2000《车用压缩天然气》要求.二、置换及严密性试验储气井在安装完毕后、维修后或投入运行后每年需进行严密性试验,其操作步骤:1、将清水注入井筒;2、将压缩天然气注入井内,打开排污阀缓慢置换出井内清水;3、清水置换完成后加压至2.5MPa,保压15min左右并进行初次检查;4、继续升压至12。
5MPa,若无异常,按2。
5MPa逐次进行升压至25MPa,经8h 气体温度恒定后,稳压16h,观察压力无明显降压即合格,可投入正常运行。
三、日常巡检1、用便携式燃气泄漏报警仪或肥皂水检查各管件接口有否泄漏;2、安全阀有检测标志,且在有效期内,安全阀底阀处于开启状态;3、压力表或压力传感器显示正常,压力表有定期检验标志,且在有效期内;4、储气井压力小于或等于25MPa,若压力超高,必须立即停止压缩机运行,开启放散阀缓慢泄压至额定工作压力;5、检查燃气泄漏报警仪是否工作正常;6、检查灭火器状况,有定期检验标示,且在有效期内;7、检查井筒有无沉降、上窜及震动变形等现象;8、储气井周围无化学腐蚀性排放物。
四、储气井排污操作储气井运行期间必须定期排污,根据积液情况排污周期为1-3个月,排位操作流程为:1、关闭管路上球阀,打开排污针阀下的排污球阀;2、打开排污针阀实施排污;3、排污完成后依次关闭排污针阀、排污球阀,开启管路球阀,进入正常运行状态;4、排污操作时操作人员站在排污阀侧面,排污管固定牢靠,排放液收集到排污池统一处理,以免污染环境.五、维护保养为了保证CNG地下储气井安全运行,应定期对储气井及井口设施进行维护保养,维护保养内容包括:井口法兰及连接螺栓、安全阀及管路阀门、压力表、排污管及阀门、管路固定装置、井口平台、燃气泄漏报警仪等。
关于CNG加气站地下储气井的探讨CNG(压缩天然气)加气站是以压缩天然气为车辆提供燃料的场所。
CNG加气站的建设涉及到多个环节,其中地下储气井的设置对于加气站的运营和安全有着至关重要的作用。
本文将探讨CNG加气站地下储气井的相关问题。
一、储气井的类型CNG加气站的储气井可以分为地下立式储气井和地下水平式储气井两种类型。
地下立式储气井的直径约为1.7-2.2米,高度约为12-20米,一般采用混凝土浇筑而成。
储气井顶端设有保护罩,以防止外部物体损坏储气井。
储气井内部采用多层钢材筒体结构,内壁涂有聚氨酯防腐涂料,以提高储气井的耐腐蚀性能。
储气井底部设置液位器和液下泵,用于控制和执行储气井的注气和放气操作。
地下水平式储气井通常建在地下室内,直径约为2.5-3.0米,长度为20-30米。
储气井的内部结构和地下立式储气井类似,采用多层钢材筒体结构、聚氨酯防腐涂料和液位控制设备等。
由于其建在地下室内,因此相比地下立式储气井更加安全、防护性能更优。
二、储气井的布置CNG加气站储气井的布置需要考虑以下因素:1. 地形地貌条件:应在流动水不易聚集的地带、距地下水位面高度10-40米、充分利用地形地貌特点,根据实际情况采取立式和水平式储气井的配合布置。
2. 附近建筑物和人员的安全距离:CNG加气站周围应设置安全距离,避免在加气站工作时发生意外事故。
3. 周围环境的影响:应根据现场环境的不同情况,考虑储气井的数量、布局和深度等因素。
以上因素都是影响储气井布置的重要因素,必须充分考虑。
三、储气井的安全性CNG加气站地下储气井的安全性问题对于加气站的安全运营至关重要。
储气井的安全性主要包括以下几个方面:1. 监控和报警设备:必须安装储气井内、外相关的气体监测传感器和报警设备,能够实时监测气体浓度、压力等关键参数,发现异常情况能够及时预警和处理。
2. 防雷防爆措施:根据储气井的位置和周围环境,需要制定相应的防雷和防爆措施,以确保储气井在雷电和其它外界干扰下的正常运行。
CNG加气站地下储气井改造方案优化分析摘要:介绍了当前CNG加气站地下储气井的改造过程,并就现有的改造方案、工艺进行了分析,结果认为使用机械切割工艺拆卸井口封头和在接箍处安装固井装置的方案为最优。
关键词:CNG加气站地下储气井改造优化分析加气站的储气方案一般在“DOT储气瓶组(Department of Transportation美国运输部)储气瓶组”、“ASME容器单元ASME (American Society of Mechanical Engineer美国机械工程师协会)”、“地下储气井”这三种中选用。
经过过多年实践,社会各界普遍认为“地下储气井”储气方案具有占地面积很小、有利于站场平面布置、使用年限长、维修费用低、防雷防静电可靠、更安全的优点,所以大多数加气站采用“地下储气井”储气方案。
虽然“地下储气井”与其他储气方案相比有诸多优点,但在使用中存在“探伤”和“内窥”不易检测,不能及时发现制造缺陷;排污不彻底,易对套管造成应力腐蚀;固井质量不好,易发生“冒管”、“球形阀冲开”等恶性事故的缺点。
在《高压气地下储气井》SY/T6535-2002中明确规定储气井井口装置的密封结构应该是钢圈法兰盘联接方式,实际上2006年以前所有承建高压气地下储气井的单位均没有按照该标准执行。
为了确保加气站地下储气井安全性能,2008年国家质量技术监督局与北京特种设备检测中心一起发布了《关于加强地下储气井安全监察工作的通知》,推广四川南充储气井安全工作试点经验。
按通知精神,四川省技术监督局在2010年开展了在用储气井安全隐患专项整治工作,并要求在2008年10月31日前建造的储气井,且在2010年年底前使用满三年的在用储气井必须完成改造和检测。
近年来我公司加气站数量与日俱增,为适应发展需要,加气站生产工艺也较多样,我公司标准站、子站在数量上平分秋色,并且一部分的加气站在工艺流程上,采用了“地下储气井”储气方案,所以我们的地下储气井也即将开始改造和检测工作。
101 CNG加气站现状社会的不断发展推动了各行各业的进步,对于CNG加气站而言,目前国内主要有两种储气方式,第一种是地下储气井,第二种是地面储气(即瓶罐储存),其设计压力均为27.5MPa,最大工作压力为25MPa;首先对于地下储气井而言,通常情况下其深度为100m至260m左右,最大储存容积为10m 3水容积。
储气井的前期,需要企业投入较大的成本,而在之后进入到正式使用以后,却有着诸多的优点,包括在工作过程中一旦出现故障,造成伤害小,伤害角度非常小即冲击波小;如果井口泄漏,维修简单,收取费用相较于其他类型也较低,此外,有着非常高的安全性能,使用年限也最长,但是其也存在有一定的缺点,诸如工作人员不能立即发现其在制造上存在的不足之处,一旦井下泄漏无法修补。
此外在排污的问题上也存在一定的缺陷。
而对于储气瓶组来讲,主要的优点就是建设的初期不需要进行较大的投资,但在使用的过程中存在有较大的安全隐患,而且需要占用较大的面积,安全间距要求高;同时使用一定周期,都需要对气瓶进行性能检查,进行水压试验都需要运回检测站进行;成本高;时间长;同时结构也不存在整体性,此外在进行检查时,其有着较多的容器以及接头,漏点多,容易发生气体的泄漏。
所以地下储气井在我国的CNG加气站中应用率较高,对比两者,从建站的安全性和经济性角度综合进行分析,选择储气井更为合适。
2 工艺设计在对储气井的施工工艺进行设计时,首先要符合国家制定的相关规范,对于储存的介质也应该有严格的要求,保证其符合规定的要求,在对储气井的压力进行设计时,通常情况下其压力会设定为27.5MPa。
此外,在储气井的结构设计上,也应该设置必要进气口以及排气口等,同时除了不可或缺的阀门以外,还需增设排液管来保证储气井内部的气体一直处于干燥的状态。
最后是设计人员要站在整体的角度对储气井的平面进行布置分析,保证在施工人员按照设计的工艺进行操作时,可以提升施工的效率[1]。
3 储气井施工1)施工的设备。
价值工程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H 2S 腐蚀,如果天然气气质中H 2S 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,———————————————————————作者简介:汪涛(1974-),男,毕业于西南石油大学油气储运专业,现从事油建工程管理与研究。
CNG 地下储气井主要部件研究与改进Improvement on the Main Components of CNG Underground Gas Storage Well汪涛Wang Tao(西南石油局油建工程分公司,德阳618000)(Oil Building Company of Southwest Petroleum Bureau ,Deyang 618000,China )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)15-0204-02·204·Value Engineering 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,2008,6.0引言近年来,完全闭合滑动门的柜式空调器已经成为高档柜机的主流,但滑动闭合门柜机最关键的机构———滑动闭合门机构被韩国申请了专利,其普遍的机构是电机带动齿轮齿条结构,由齿条带动门板的上升和下降,特别是三星和LG 的专利技术,将这一简单的齿轮齿条机构不断地完善并申请很多相关的专利,将滑动门机构的核心运动部件技术层层加以保护。
使得国内各厂家在多年来都无法有效突破专利的限制,要么侵犯或者购买其专利技术,要么只能不生产闭合门柜式空调器。
1滑动门运动机构的分析经过仔细地观察和分析,韩国柜式空调器滑动门的运动机构的存在多方面的缺点以及可以改进的地方,主要有以下两大方面:①运动机构的运行可靠性不高,例如:机构容易出现卡死或者损坏的现象;②机构运动时出现不平稳现象,例如:门板容易抖动、容易左右偏位等现象。
因此,设计柜式空调器的滑动门运动机构的思路重点从以上两大方面着手。
2滑动门运动机构三维模型的建立及分析经过反复讨论,确定了滑动门运动机构后,通过Pro/Engineer 软件将此传动机构建模完成。
此机构由同步电机,安装架,齿轮,手柄,滚轮,导轨,滑块,连接板,齿轮盖,面板等零件组件。
传动机构的模型具体见以下(图1)的分解视图。
在模型装配过程中,所有的齿轮和连接板都是通过销钉装配,使其可以绕着附着元件转动,导轨通过常规装配,控制其水平和居中运动。
具体见图3。
在槽从动连接定义中,通过定义运动槽,可以控制平板和手柄在设定的运动槽里运动。
具体见图3。
在齿轮副定义中,分别设定小齿轮与红色齿轮的传动,以及红色齿轮与手柄之间的传动关系,主要是通过节圆直径进行控制,最终达到齿轮传动的效果。
具体见图2。
在伺服电动机的定义中,分别设定电动机以运动轴为从动图元并以144dec/sec 速度转动。
因运动机构有正转和反转,所以,要创建两个电动机,分别控制平板的上升和下降。
定义以上的条件后,通过分析定义,使运动机构运行。
在运动过程中运动干涉,检查运动干涉以及是否按设定时间和轨迹运动。
具体见图5。
传动机构的动力源来自于安装架后面的伺服电机,具体见图2,电机的转动带动对应的齿轮作圆周运动,与之啮合的大齿轮作减速圆周运动,其上面小齿轮的运动带动手柄作减速圆周运动,手柄的运动转换成面板的上下直线运动。
也就是说,设计传动机构的最终目的就是从齿轮的圆周运动转换成面板的直线运动。
3滑动门运动机构的创新设计此滑动门运动机构包含了四个技术点和六个结构中的细节部基于Pro/Engineer 的柜式空调器全新滑动门设计与仿真Design and Simulate for New Sliding Door of Cabinet Air-conditioner丘晓宏Qiu Xiaohong ;何锐雄He Ruixiong(珠海格力电器股份有限公司,珠海519070)(Gree Electric Appliances ,Inc.of Zhuhai ,Zhuhai 519070,China )摘要:本文主要是对柜式空调器的滑动门进行创新设计,它采用时下流行的自动升降门机构的平板设计,其创新性在于采用滑门三角支撑,实现更稳定地传动,因此它具有独立知识产权的专利技术。