[发明专利]智能感知型压缩天然气大容积瓶式抗爆泄压地下储气井

说明书

技术领域

本发明属于压缩天然气（CNG）储气装备技术领域，特别是提供了一种智能感知型压缩天然气大容积瓶式抗爆泄压地下储气井。为天然气加气站CNG的储存提供一种安全可靠性能高，便于安装、维修、检验，低运营成本的储气装置及储气方式。本发明的优点在于将大容积整体瓶式储气单元置于地下，配以抗爆泄压式结构和可燃气检测器等传感元件，结构简单、安全可靠、实时监控、事故可控、维护便捷、经济效益显著等。

背景技术

目前，我国CNG加气站（标准站、子站）普遍采用CNG地面储气瓶组和CNG高压气地下储气井来储存压力为25MPa的CNG。

CNG储气瓶组是通过气路将多个CNG储气瓶连接成一个整体的固定储气装置，其优点是储气瓶易于制造，维护方便。但由于近年来我国相继发生过多起加气站储气瓶的爆炸事故，增加了人们对加气站建设的心理压力，此外CNG地面储气瓶组占地面积大、与站外构筑物的防火间距大、安全性差、一旦发生爆炸事故危害范围广且易受明火或电磁干扰等环境因素的制约，虽已经广泛使用多年但仍未形成统一的行业标准。

CNG高压气地下储气井通常采用外直径为177.8mm~273mm的非承压无缝钢管（无缝管根据API SPEC 5CT/ISO 11960或GB/T 19830-2005《石油天然气工业油气井套管或油管用钢管》、企标等标准进行制造），通过结箍连接至80m~250m总长度，参考石油钻井的方法打入地下密封储气，形成1~10立方水容积的储气井。由于高压气地下储气井的井体缺乏直接、可靠的检测手段，随着使用年限的增加，各类潜在的安全问题逐渐暴露。其主要存在以下不足：

（1）安全性能差：高压气地下储气井通过结箍将无缝钢管固连在一起，外壁使用水泥固定于地下，井管易腐蚀失效，缺乏对横向冲击的保护且受力复杂，储气管或结箍容易发生断裂，造成压缩天然气泄漏，储气井彻底报废，甚至储气井爆炸等重大事故。

（2）储气井体容易上串：由于固井质量不良，有些储气井在使用过程中，出现井管慢慢地向上爬或下沉的现象，甚至出现处理一次后又继续上爬或下沉的现象。

（3）井下装置泄漏难于维修：井口装置泄漏发生在井口封头与井管连结螺纹处和井口装置中的阀门、管件处，这类泄漏现象比较容易发现，也较容易处理，一般不致酿成严重后果。井下泄漏发生在井下，可通过储气井充满CNG后，井口压力表不能稳压而发现，问题在于很难弄清井下泄漏的确切泄漏位置，也就很难采取有效的补救措施。实践中往往只好采取报废旧井，另建新井的作法。

（4）无法有效地实施定期检验和维护：施工人员只能对井口部分进行有效地检修工作，而对于井下部分，因为进行了密封操作，钢管外表面无法顺利进行检修，内表面采用石油井的探伤设备检修，其检测精度、可靠性等方面都存在问题。这样，该结构形式存在极大的安全隐患。

（5）选址困难，对地质结构要求高：以高压气地下储气井作为储气设施的加气站在建站之前，要对该站选址地区的地下地质构造进行详细的调研和勘探，避免地下有断层、溶洞、煤矿采空区，以免投资过大，不但增加了前期论证的成本，也使其对选址地区有了更高的要求，增加了选址的难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能感知型压缩天然气大容积瓶式抗爆泄压地下储气井，克服了上述CNG加气站现有储气装备安全性能差、储气井体容易上串、井下装置泄漏难于维修、选址困难，对地质结构要求高等缺陷。

本发明是将大容积储气瓶置于地下，用于存储压缩天然气的储气装置（如图1）。