CNG地下储气井安全性分析
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图１ 国内简单的地下储气井示意图
次固井；然后用８英寸钻头继续打井，下入优质防硫 套管，然后将套管与井壁、井底间用水泥封固，安上 井口装置；最后进行水压强度实验，合格后交井。由 于储气井深埋于地下，不直接接触明火，杜绝了地面 的安全隐患；并且还具有成本低，占地面积小，恒温， 抗静电，建成工期短等特点。因此，现已成为国内 ＣＮＧ加气站的首选储气系统。
· 万１３８方·数据
第２５卷第１期
天然气工地
但从目前国内储气井的结构、工艺、选材等方面 来看，ＣＮＧ储气井是还存在着一定的安全隐患，主 要体现在以下方面。
Ｉ．结构简单 目前国内储气井结构如图１所示，一般由套管 和上下封头等组成。储气井的井内没有安全阀，地 面没有监测系统，虽然目前国内的储气井还没有发 生重大安全事故。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，就有可能引发储存介质泄漏。而目前的 ＣＮＧ地下储气井都建在人口密集的大城市，如果可 燃气体泄露并聚集在周围环境中，一旦发生事故将 导致众多的人员伤亡和巨大的财产损失。国外的储 气井中一般都装有反应灵敏的安全阀组件，如图２ 所示，当地面发生火灾、地震或其他事故引起ＣＮＧ 的不正常泄漏时，能自动关闭储气井地下与地面的 通道，避免造成更大的灾难。另外，除了在储气井里 装有安全阀组件以外，在地面上还装有传感器来监 测储气系统的安全可靠性。
点采取有效的减振措施等；③采用管道减振器 （Ｓｎｕｂｂｅｒ）或液压式阻尼器。
参 考文献
１党锡淇，陈守五．活塞式压缩机气流脉动与管道振动．陕 西西安：西安交通大学出版社，１９８４
２党锡淇，黄幼玲．工程中的管道振动问题．力学与实践，
１９９３；１５（４）
３王乐勤，何秋良．管道系统振动分析与工程应用．流体机 械，２００２；３（１０）
＊本文系四川省基础研究项目部分成果。 作者简介：刘清友，１９６６年出；现为西南石油学院教授、博士后、博士生导师、机电工程学院副院长、“岩石破碎学与钻头研 究”四川省重点实验室主任；主要从事机械工程、石油工程的ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ及计算机仿真方面的教学科研工作。地址： （６１０５００）四川省成都市新都区。电话：１３８８０５５１８８９。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｑｙ６６＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
一、ＣＮＧ地下储气井的安全性
ＣＮＧ地下储气井是深埋于地下用于储存ＣＮＧ 的容器，其深度一般为８０～２００ ｍ。目前国内储气
井结构形式一般如图１所示。先用１２英寸（１英寸 一２．５４ ｃｍ）钻头钻井１０ ｍ左右，下表面套管，第一
乒讪。Ｑ
１进气ＬＪ ２出气口 ３井口封头 ４井身 ５井底封头 ６排液管 ７四通
目前，国内车用压缩天然气的储存一般都采用 储气瓶组或储气罐的地上储气方式。但由于近年来 我国各地“站用瓶”和“车用瓶”爆炸事故时有发生， 使得地面高压储气瓶罐暴露出了一定的安全隐患。 如四川遂宁ＣＮＧ充装站因钢瓶质量问题发生爆炸， 将一钢瓶炸飞达７０ ｍ之远，并引起库内的１５支钢 瓶发生喷射燃烧，焰柱高达２０ ｍ以上，造成直接经 济损失１８万余元ｎ ３。鉴于ＣＮＧ储存的现状，相关 研究人员在总结国内外１０多年来地面储存ＣＮＧ经 验教训的基础之上，借鉴天然气工业建设地下储气 库的优点，从２０世纪９０年代初开始研制一种新型 安全、经济的高压储气方式。２０世纪末，我国成功地 研制开发出高压地下储存井的工艺与方法，并先后 在四川、重庆、上海、新疆等地打了５０多口井进行推 广应用。现场应用表明，这种高压地下储气井具有 安全性较强、储气量大、加气速度快、占地面积小、操 作管理方便、维护检测工作量少、年平均经济消耗低 等优点，并且已通过了四川省有关部门组织的技术 鉴定∞３。
１套管 ２胶筒 ３封隔器 ４锚爪 ５上接头 ６螺纹扣 ７安全阀 ８阀 ９长套筒 １０下接头 １１接头 １２阻塞头
图２国外带有安全阀的地下储气井示意图
管时，其水泥是不能循环的，其目的也只能达到固定 套管的作用。如果此水泥层达不到质量要求，则地 层的流体就可能通过水泥层接触套管，从而腐蚀套 管。只要套管发生泄露，高压气体就会窜入地层，造 成大量浪费。并且，由于存在的ＣＮＧ压力高，储气 井又不深。因此一旦高压ＣＮＧ窜入地层，就会窜出 地面，造成极大危害。
4.喻平仁 川南地区地下储气库选址初步设想[期刊论文]-天然气工业 2003(02) 5.赵春林.温庆和 枯竭气藏新钻储气库注采井完井工艺[期刊论文]-天然气工业 2003(02) 6.董德仁.于成冰 枯竭油气藏储气库钻井技术[期刊论文]-天然气工业 2004(09) 7.李国韬.刘飞 大张坨地下储气库注采工艺管柱配套技术[期刊论文]-天然气工业 2004(09)
（修改回稿日期 ２００４—１１—３０编辑居维清）
（上接第１３４页） ３０、３５，以及弯头５５、６０及其附近处，管系在、方向上 产生较强的位移响应，同其３、４阶模态振型图很吻 合。
三、结 论
由本研究结果可以看出，管道流体脉动能激发 出较强的管道振动，要减少管道的振动必须对管系 的模态有清楚的了解，并采取相应措施，诸如：①控 制管系的固有频率，使固有频率同流体脉动频率错 开，以避免机械共振的发生；②设计中对具有严重振 动特性的重要管路的转弯尽量少用９０。弯头，并尽可 能避免突然变径，以减少激振力，并针对具体振动特
２．施工质量缺乏保障措施 固井是油气钻井过程中的关键环节，其质量的 好坏直接影响生产井的寿命和油气的产量。在油气 田上，对固井工艺的质量要求很高，需按一定的标准 执行，并且还有固井施工评价，即固井施工后根据不 同的施工要求检查是否达到施工目的，其评价手段 有水力测试、声波测井、核子测井等。 从储气井现场施工可以看出，储气井在固定套
三、结束语
ＣＮＧ地下储气井具有占地面积小、运行费用 低、操作维护简便等优点。但在储气井的结构、施工 工艺及选材等方面还存在着一定的安全隐患，必须 引起高度重视。虽然目前国内储气井还未发生事 故，但加气站内的储气井一般都建在人口密集的城
市，如发生窜气、爆炸，其后果不堪设想。因此，笔者 根据国内ＣＮＧ地下储气井的现状，提出进一步提高 ＣＮＧ储气井的措施和主要技术思路，并开发出了一 套保证储气井安全运行的配套技术，以促进天然气 能源汽车的推广使用和城市大气质量的改善。
相似文献(10条)
1.期刊论文 付寿刚.何贵龙.刘建海.李艳艳.黄林 高压储气井在压缩天然气供气站的应用 -煤气与热力2004,24(5)
阐述了高压储气井的结构和在小区压缩天然气供气站的应用,对3种储气方式--高压储气井、高压瓶组拖车、球罐进行了技术经济比较.
2.学位论文 孟少辉 高压气地下储气井安全系统研究 2005
天然气工业 NATURAL GAS INDUSTRY 2005，25(1) 15次
参考文献(7条)
1.杨云伦 CNG技术的发展前景及消防安全措施探讨 1998(02)
2.黄明珠.程宗明 储存车用CNG的最佳选择-地下储气井[期刊论文]-中国能源 2002(04)
3.舒聿彬 压缩天然气加气站储存系统的大型化趋势 1999(04)
（３）在选用低合金钢时应选用含碳量低于 ０．２５％的钢材。
（４）ＣＮＧ地下储气井的地面没有监测系统，加 气站工作人员仅靠“听、摸、看、闻”的方式来检测 ＣＮＧ是否泄漏，这样很不科学。因此，建议开发一 套储气井安全系统，该系统能自动监控整个储气井 系统，当发生ＣＮＧ泄漏时能自动关闭地下储气井与 地面的通道，设备出现故障时能自动记录、显示故障 出现部位。
随着社会经济的不断发展，人们越来越重视对环境的保护。我国拥有丰富的天然气资源，并且它是一种绿色清洁能源，在21世纪必将会得到进一步 的推广和应用。利用压缩天然气(CNG)为燃料的CNG汽车工业是一个新兴的产业，具有良好的经济效益和社会效益。将我国天然气资源的优势与推广CNG汽 车、搞好环境保护和带动相关制造业的发展相结合，必将形成新的经济增长点，从而进一步加快我国经济建设，提高人们的生活质量。针对目前国内压 缩天然气(CNG)地下储气井结构过于简单，缺乏必要的安全装置等问题，该文融合石油钻井、天然气储运、现代设计方法、自动检测与控制等学科领域的 知识，采用理论研究、分析计算、计算机仿真、现场调研与试验相结合的方法，开展提高地下储气井系统安全性研究。通过对现有储气井的力学分析 ，进一步优化现有储气井的结构；从系统的角度开展储气井安全性相关技术研究，并在此基础上提出可行的储气井安全系统方案，避免飓风、地震、火 灾、爆炸、人为差错等使CNG泄漏造成更大的灾难。该研究成果将为我国天然气资源的高效利用，进一步推广CNG汽车提供技术支持和安全保障措施。
万方数据
二、改进措施
针对国内不少储气井结构简单、施工质量缺乏 保障措施、材料选择缺乏科学依据的问题，提出以下 改进措施。
（１）考察国内安全阀的生产设计现状，设计出 适合国内市场的地下储气井安全阀。当储气井系统 出现ＣＮＧ泄漏时，该阀能自动关闭储气井地下与地 面的通道。
· １ ３９ ·
天然气工业
２００５年１月
５赵春林，温庆和等．枯竭气藏新钻储气库注采井完井工 艺．天然气工业，２００３；２３（２）：９３～９５
６董德仁，于成冰等．枯竭油气藏储气库钻井技术．天然气 工业，２００４；２４（９）：１４８～１５２
７李国韬，刘飞等．大张坨地下储气库注采工艺管柱配套技 术．天然气工业，２００４；２４（９）：１５６～１５８
天然气工业
２００５年１月
ＣＮＧ地下储气井安全性分析＊
刘清友 何霞 孟少辉
（“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油学院）
刘清友等．ＣＮＧ地下储气井安全性分析．天然气工业，２００５；２５（１）：１３８～１４０ 摘 要 压缩天然气（ＣＮＧ）汽车工业是一个新兴的产业，具有良好的经济效益和社会效益。而ＣＮＧ地下储 气井的安全性是保证ＣＮＧ加气站正常运行的关键。针对目前国内用于ＣＮＧ汽车的高压地下储气井结构简单、施 工工艺不规范、缺乏安全设施等实际问题，提出了改进现有储气井结构、施工工艺和研发储气井安全系统的技术思 路，为减少城市环境污染，进一步推广ＣＮＧ汽车的应用提供了技术支持和安全保障。 主题词 储气井 压缩天然气 汽车 加气站 储存 安全性 研究
参 考文献
１杨云伦．ＣＮＧ技术的发展前景及消防安全措施探讨．消防 科技，１９９８；（２）：１
２黄明珠，程宗明．储存车用ＣＮＧ的最佳选择——地下储 气井．中国能源，２００２；（４）：３４～３５
３舒聿彬．压缩天然气加气站储存系统的大型化趋势．天然 气汽车，１９９９；１２（４）：２４
４喻平仁．ＪＩＩ南地区地下储气库选址初步设想．天然气工 业，２００３；２３（２）：１０９～１１３
表１储气井用Ｎ８０钢级套管的化学成分表 ％
钢号 ２８ＣｒＭ０６
３０Ｍ０４
Ｃ
Ｓｉ Ｍｎ
Ｐ
Ｓ
Ｃｒ ＭＯ
０．２９ ０．２９ ０．６９ ０．０３ ０．０３ ０．６４ ０．１７
０．３０ ０．２２ １．０２ ０．０３ ０．０３ ——
Baidu Nhomakorabea
——
根据原劳动部压力容器安全监察规程规定，用 于焊接结构的压力容器的低合金钢，其含碳量不应 大于０．２５Ｖｏｏ，而从表１中可以看到，储气井所选用的 两种Ｎ８０级的低合金钢的含碳量都超过了 ０．２５％。３。一般来说，碳含量越高，延伸率越低，塑 性越不好。如果材料缺乏足够的延塑性，即缺乏在 局部应力作用下产生局部屈服而导致应力能趋于均 匀化的再分布能力，亦即对应力集中极为敏感，则在 各种原因所引起的局部高应力区必然就极易引起开 裂而最终使压力容器失效。
储气井完成后，有一些井做过简单的固井质量 检查，即水压强度试验。但按工程技术要求，储气井 还必须进行气密性实验和氮气吹扫置换作业，目前 国内还没有一口井做过这方面的实验。所以，储气 井在地下是否漏气还是一个未知数。
３．材料选择缺乏科学依据 国内储气井结构如前所述，井体由分段井身、上 下封头组合而成，各组合件采用套管丝扣连接，整体 上属于螺纹连接的压力容器。储气井选材为ＡＰ— ＩＮ８０钢级，查手册得其化学成分如表１所示。
（２）ＣＮＧ地下储气井施工时，一般采取将水泥 直接灌注下去的方式来固定井筒，故应研究合适的 水泥配方，将水泥浆自下而上灌注。这样，水泥紧固 层密度高、井筒与井壁一体性好，固定性和防腐性均 佳，可有效提高井筒的使用强度和寿命；并且，还应 在固井完成之后，对固井施工进行评价。这套评价 标准和有效的定期检漏办法必须建立。
４谭平等．电厂输水管系振动分析．汽轮机技术，２００４；（２） ５谭平等．电厂管系水击分析．汽轮机技术，２００４；（３）
（修改回稿日期２００４—１ｌ一１０编辑居维清）
万·方１４数０·据
CNG地下储气井安全性分析
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
刘清友， 何霞， 孟少辉 "油气藏地质及开发工程"国家重点实验室·西南石油学院
次固井；然后用８英寸钻头继续打井，下入优质防硫 套管，然后将套管与井壁、井底间用水泥封固，安上 井口装置；最后进行水压强度实验，合格后交井。由 于储气井深埋于地下，不直接接触明火，杜绝了地面 的安全隐患；并且还具有成本低，占地面积小，恒温， 抗静电，建成工期短等特点。因此，现已成为国内 ＣＮＧ加气站的首选储气系统。
· 万１３８方·数据
第２５卷第１期
天然气工地
但从目前国内储气井的结构、工艺、选材等方面 来看，ＣＮＧ储气井是还存在着一定的安全隐患，主 要体现在以下方面。
Ｉ．结构简单 目前国内储气井结构如图１所示，一般由套管 和上下封头等组成。储气井的井内没有安全阀，地 面没有监测系统，虽然目前国内的储气井还没有发 生重大安全事故。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，就有可能引发储存介质泄漏。而目前的 ＣＮＧ地下储气井都建在人口密集的大城市，如果可 燃气体泄露并聚集在周围环境中，一旦发生事故将 导致众多的人员伤亡和巨大的财产损失。国外的储 气井中一般都装有反应灵敏的安全阀组件，如图２ 所示，当地面发生火灾、地震或其他事故引起ＣＮＧ 的不正常泄漏时，能自动关闭储气井地下与地面的 通道，避免造成更大的灾难。另外，除了在储气井里 装有安全阀组件以外，在地面上还装有传感器来监 测储气系统的安全可靠性。
点采取有效的减振措施等；③采用管道减振器 （Ｓｎｕｂｂｅｒ）或液压式阻尼器。
参 考文献
１党锡淇，陈守五．活塞式压缩机气流脉动与管道振动．陕 西西安：西安交通大学出版社，１９８４
２党锡淇，黄幼玲．工程中的管道振动问题．力学与实践，
１９９３；１５（４）
３王乐勤，何秋良．管道系统振动分析与工程应用．流体机 械，２００２；３（１０）
＊本文系四川省基础研究项目部分成果。 作者简介：刘清友，１９６６年出；现为西南石油学院教授、博士后、博士生导师、机电工程学院副院长、“岩石破碎学与钻头研 究”四川省重点实验室主任；主要从事机械工程、石油工程的ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ及计算机仿真方面的教学科研工作。地址： （６１０５００）四川省成都市新都区。电话：１３８８０５５１８８９。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｑｙ６６＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
一、ＣＮＧ地下储气井的安全性
ＣＮＧ地下储气井是深埋于地下用于储存ＣＮＧ 的容器，其深度一般为８０～２００ ｍ。目前国内储气
井结构形式一般如图１所示。先用１２英寸（１英寸 一２．５４ ｃｍ）钻头钻井１０ ｍ左右，下表面套管，第一
乒讪。Ｑ
１进气ＬＪ ２出气口 ３井口封头 ４井身 ５井底封头 ６排液管 ７四通
目前，国内车用压缩天然气的储存一般都采用 储气瓶组或储气罐的地上储气方式。但由于近年来 我国各地“站用瓶”和“车用瓶”爆炸事故时有发生， 使得地面高压储气瓶罐暴露出了一定的安全隐患。 如四川遂宁ＣＮＧ充装站因钢瓶质量问题发生爆炸， 将一钢瓶炸飞达７０ ｍ之远，并引起库内的１５支钢 瓶发生喷射燃烧，焰柱高达２０ ｍ以上，造成直接经 济损失１８万余元ｎ ３。鉴于ＣＮＧ储存的现状，相关 研究人员在总结国内外１０多年来地面储存ＣＮＧ经 验教训的基础之上，借鉴天然气工业建设地下储气 库的优点，从２０世纪９０年代初开始研制一种新型 安全、经济的高压储气方式。２０世纪末，我国成功地 研制开发出高压地下储存井的工艺与方法，并先后 在四川、重庆、上海、新疆等地打了５０多口井进行推 广应用。现场应用表明，这种高压地下储气井具有 安全性较强、储气量大、加气速度快、占地面积小、操 作管理方便、维护检测工作量少、年平均经济消耗低 等优点，并且已通过了四川省有关部门组织的技术 鉴定∞３。
１套管 ２胶筒 ３封隔器 ４锚爪 ５上接头 ６螺纹扣 ７安全阀 ８阀 ９长套筒 １０下接头 １１接头 １２阻塞头
图２国外带有安全阀的地下储气井示意图
管时，其水泥是不能循环的，其目的也只能达到固定 套管的作用。如果此水泥层达不到质量要求，则地 层的流体就可能通过水泥层接触套管，从而腐蚀套 管。只要套管发生泄露，高压气体就会窜入地层，造 成大量浪费。并且，由于存在的ＣＮＧ压力高，储气 井又不深。因此一旦高压ＣＮＧ窜入地层，就会窜出 地面，造成极大危害。
4.喻平仁 川南地区地下储气库选址初步设想[期刊论文]-天然气工业 2003(02) 5.赵春林.温庆和 枯竭气藏新钻储气库注采井完井工艺[期刊论文]-天然气工业 2003(02) 6.董德仁.于成冰 枯竭油气藏储气库钻井技术[期刊论文]-天然气工业 2004(09) 7.李国韬.刘飞 大张坨地下储气库注采工艺管柱配套技术[期刊论文]-天然气工业 2004(09)
（修改回稿日期 ２００４—１１—３０编辑居维清）
（上接第１３４页） ３０、３５，以及弯头５５、６０及其附近处，管系在、方向上 产生较强的位移响应，同其３、４阶模态振型图很吻 合。
三、结 论
由本研究结果可以看出，管道流体脉动能激发 出较强的管道振动，要减少管道的振动必须对管系 的模态有清楚的了解，并采取相应措施，诸如：①控 制管系的固有频率，使固有频率同流体脉动频率错 开，以避免机械共振的发生；②设计中对具有严重振 动特性的重要管路的转弯尽量少用９０。弯头，并尽可 能避免突然变径，以减少激振力，并针对具体振动特
２．施工质量缺乏保障措施 固井是油气钻井过程中的关键环节，其质量的 好坏直接影响生产井的寿命和油气的产量。在油气 田上，对固井工艺的质量要求很高，需按一定的标准 执行，并且还有固井施工评价，即固井施工后根据不 同的施工要求检查是否达到施工目的，其评价手段 有水力测试、声波测井、核子测井等。 从储气井现场施工可以看出，储气井在固定套
三、结束语
ＣＮＧ地下储气井具有占地面积小、运行费用 低、操作维护简便等优点。但在储气井的结构、施工 工艺及选材等方面还存在着一定的安全隐患，必须 引起高度重视。虽然目前国内储气井还未发生事 故，但加气站内的储气井一般都建在人口密集的城
市，如发生窜气、爆炸，其后果不堪设想。因此，笔者 根据国内ＣＮＧ地下储气井的现状，提出进一步提高 ＣＮＧ储气井的措施和主要技术思路，并开发出了一 套保证储气井安全运行的配套技术，以促进天然气 能源汽车的推广使用和城市大气质量的改善。
相似文献(10条)
1.期刊论文 付寿刚.何贵龙.刘建海.李艳艳.黄林 高压储气井在压缩天然气供气站的应用 -煤气与热力2004,24(5)
阐述了高压储气井的结构和在小区压缩天然气供气站的应用,对3种储气方式--高压储气井、高压瓶组拖车、球罐进行了技术经济比较.
2.学位论文 孟少辉 高压气地下储气井安全系统研究 2005
天然气工业 NATURAL GAS INDUSTRY 2005，25(1) 15次
参考文献(7条)
1.杨云伦 CNG技术的发展前景及消防安全措施探讨 1998(02)
2.黄明珠.程宗明 储存车用CNG的最佳选择-地下储气井[期刊论文]-中国能源 2002(04)
3.舒聿彬 压缩天然气加气站储存系统的大型化趋势 1999(04)
（３）在选用低合金钢时应选用含碳量低于 ０．２５％的钢材。
（４）ＣＮＧ地下储气井的地面没有监测系统，加 气站工作人员仅靠“听、摸、看、闻”的方式来检测 ＣＮＧ是否泄漏，这样很不科学。因此，建议开发一 套储气井安全系统，该系统能自动监控整个储气井 系统，当发生ＣＮＧ泄漏时能自动关闭地下储气井与 地面的通道，设备出现故障时能自动记录、显示故障 出现部位。
随着社会经济的不断发展，人们越来越重视对环境的保护。我国拥有丰富的天然气资源，并且它是一种绿色清洁能源，在21世纪必将会得到进一步 的推广和应用。利用压缩天然气(CNG)为燃料的CNG汽车工业是一个新兴的产业，具有良好的经济效益和社会效益。将我国天然气资源的优势与推广CNG汽 车、搞好环境保护和带动相关制造业的发展相结合，必将形成新的经济增长点，从而进一步加快我国经济建设，提高人们的生活质量。针对目前国内压 缩天然气(CNG)地下储气井结构过于简单，缺乏必要的安全装置等问题，该文融合石油钻井、天然气储运、现代设计方法、自动检测与控制等学科领域的 知识，采用理论研究、分析计算、计算机仿真、现场调研与试验相结合的方法，开展提高地下储气井系统安全性研究。通过对现有储气井的力学分析 ，进一步优化现有储气井的结构；从系统的角度开展储气井安全性相关技术研究，并在此基础上提出可行的储气井安全系统方案，避免飓风、地震、火 灾、爆炸、人为差错等使CNG泄漏造成更大的灾难。该研究成果将为我国天然气资源的高效利用，进一步推广CNG汽车提供技术支持和安全保障措施。
万方数据
二、改进措施
针对国内不少储气井结构简单、施工质量缺乏 保障措施、材料选择缺乏科学依据的问题，提出以下 改进措施。
（１）考察国内安全阀的生产设计现状，设计出 适合国内市场的地下储气井安全阀。当储气井系统 出现ＣＮＧ泄漏时，该阀能自动关闭储气井地下与地 面的通道。
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天然气工业
２００５年１月
５赵春林，温庆和等．枯竭气藏新钻储气库注采井完井工 艺．天然气工业，２００３；２３（２）：９３～９５
６董德仁，于成冰等．枯竭油气藏储气库钻井技术．天然气 工业，２００４；２４（９）：１４８～１５２
７李国韬，刘飞等．大张坨地下储气库注采工艺管柱配套技 术．天然气工业，２００４；２４（９）：１５６～１５８
天然气工业
２００５年１月
ＣＮＧ地下储气井安全性分析＊
刘清友 何霞 孟少辉
（“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油学院）
刘清友等．ＣＮＧ地下储气井安全性分析．天然气工业，２００５；２５（１）：１３８～１４０ 摘 要 压缩天然气（ＣＮＧ）汽车工业是一个新兴的产业，具有良好的经济效益和社会效益。而ＣＮＧ地下储 气井的安全性是保证ＣＮＧ加气站正常运行的关键。针对目前国内用于ＣＮＧ汽车的高压地下储气井结构简单、施 工工艺不规范、缺乏安全设施等实际问题，提出了改进现有储气井结构、施工工艺和研发储气井安全系统的技术思 路，为减少城市环境污染，进一步推广ＣＮＧ汽车的应用提供了技术支持和安全保障。 主题词 储气井 压缩天然气 汽车 加气站 储存 安全性 研究
参 考文献
１杨云伦．ＣＮＧ技术的发展前景及消防安全措施探讨．消防 科技，１９９８；（２）：１
２黄明珠，程宗明．储存车用ＣＮＧ的最佳选择——地下储 气井．中国能源，２００２；（４）：３４～３５
３舒聿彬．压缩天然气加气站储存系统的大型化趋势．天然 气汽车，１９９９；１２（４）：２４
４喻平仁．ＪＩＩ南地区地下储气库选址初步设想．天然气工 业，２００３；２３（２）：１０９～１１３
表１储气井用Ｎ８０钢级套管的化学成分表 ％
钢号 ２８ＣｒＭ０６
３０Ｍ０４
Ｃ
Ｓｉ Ｍｎ
Ｐ
Ｓ
Ｃｒ ＭＯ
０．２９ ０．２９ ０．６９ ０．０３ ０．０３ ０．６４ ０．１７
０．３０ ０．２２ １．０２ ０．０３ ０．０３ ——
Baidu Nhomakorabea
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根据原劳动部压力容器安全监察规程规定，用 于焊接结构的压力容器的低合金钢，其含碳量不应 大于０．２５Ｖｏｏ，而从表１中可以看到，储气井所选用的 两种Ｎ８０级的低合金钢的含碳量都超过了 ０．２５％。３。一般来说，碳含量越高，延伸率越低，塑 性越不好。如果材料缺乏足够的延塑性，即缺乏在 局部应力作用下产生局部屈服而导致应力能趋于均 匀化的再分布能力，亦即对应力集中极为敏感，则在 各种原因所引起的局部高应力区必然就极易引起开 裂而最终使压力容器失效。
储气井完成后，有一些井做过简单的固井质量 检查，即水压强度试验。但按工程技术要求，储气井 还必须进行气密性实验和氮气吹扫置换作业，目前 国内还没有一口井做过这方面的实验。所以，储气 井在地下是否漏气还是一个未知数。
３．材料选择缺乏科学依据 国内储气井结构如前所述，井体由分段井身、上 下封头组合而成，各组合件采用套管丝扣连接，整体 上属于螺纹连接的压力容器。储气井选材为ＡＰ— ＩＮ８０钢级，查手册得其化学成分如表１所示。
（２）ＣＮＧ地下储气井施工时，一般采取将水泥 直接灌注下去的方式来固定井筒，故应研究合适的 水泥配方，将水泥浆自下而上灌注。这样，水泥紧固 层密度高、井筒与井壁一体性好，固定性和防腐性均 佳，可有效提高井筒的使用强度和寿命；并且，还应 在固井完成之后，对固井施工进行评价。这套评价 标准和有效的定期检漏办法必须建立。
４谭平等．电厂输水管系振动分析．汽轮机技术，２００４；（２） ５谭平等．电厂管系水击分析．汽轮机技术，２００４；（３）
（修改回稿日期２００４—１ｌ一１０编辑居维清）
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CNG地下储气井安全性分析
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刘清友， 何霞， 孟少辉 "油气藏地质及开发工程"国家重点实验室·西南石油学院