時間：2012年12月28日 分類：推薦論文 次數：
摘 要： 采用地下儲氣井作為CNG小區供氣站中儲氣與供氣設施可以有效減少CNG高壓撬車的整體數量和替代鋼制球罐儲氣，有利于提升氣站整體運營的安全性與經濟性。
關鍵詞： 探討 壓縮天然氣 高壓儲氣井 撬車 球罐
Abstract: Adoption of the underground gas storage well as CNG gas supply station of gas storage area of gas supply facilities and can effectively reduce the pressure of the whole car CNG pry the number of gas storage and alternative steel sphere, to enhance the operation of the whole QiZhan security and the economy.
Key Words: to explore compressed natural gas high pressure gas storage well pry spherical tank car
中圖分類號：U473.2+4 文獻標識碼：A 文章編號：
1前 言
目前，小區車載CNG 高壓瓶組車(以下簡稱撬車)供氣形式已在許多地區應用，它是將撬車作為天然氣運輸、儲存、供應的裝置。在供氣量不斷增加的情況下，撬車的數量也隨之增加，必要時仍需增加儲氣設施。
采用高壓儲氣井(以下簡稱儲氣井)作為小區域CNG供氣站中儲、供氣設施可以有效減少用氣高峰期撬車的整體數量和替代高壓球罐儲氣，有利于提升CNG供氣站整體運營的安全性和經濟性。
2儲氣井的建設優勢
高壓儲氣井目前已有相關技術規范[1,3]，儲氣井主體采用符合美國石油學會(API)標準[5]與行標[4]的石油套管，有高的防腐能力和強度，采用石油地質鉆井無焊點扣聯方式深埋于地下，額定工作壓力在10～25MPa，設計井深100米～500米，公稱容積1m3～40 m3 ，單井儲氣量500Nm3～10000Nm3 ，井距1.5米～5米。
其優點：1、儲氣井深埋于地下，出井氣體均溫、均壓，對儲氣和售氣計量影響小;2、安全度高，儲氣井的防雷抗靜電效果好，受環境的影響小。即使站內發生火災后水淹，儲氣井也不會烘燒發生爆炸或因水淹產生侵蝕;3、占地面積小，簡化消防設施配置，節省投資;4、使用壽命長，儲氣井壽命可以達到20年以上，其總體性能優于目前的球罐儲氣方式;5、后期運營成本低。盡管儲氣井對地質的要求比較高勘探成本也相對較大，而且一旦在工作過程中井身發生泄露，整個井就有報廢的危險，但是儲氣井的建設優勢還是非常明顯的。
以工作壓力在25MPa ，儲氣量為500立方米的儲氣井結構建造過程為例：先用12.2英寸鉆頭豎直鉆至硬質地層，下Φ272毫米普通無縫鋼管并用油井水泥填充管壁與井壁間隙作為井口保護管，以防止井口坍塌，換稍細的鉆頭與井口保護管同心豎直下鉆100多米，再下100米Φ177.8毫米套管(N80以上鋼級)，之后，井桶壁與井壁之間全部用水泥填充固井后做為儲氣井筒，儲存壓縮天然氣。儲氣井管的設計壓力為32MPa，額定工作壓力為25MPa，套管上、下封頭與套管均采用絲接(API標準長圓螺紋)管箍連接，封頭采用優質炭鋼材，套管與井底留一定的空間量以適應井管的脹縮。設置的井內排水(污)管(14~20毫米無縫鋼管)，由井口直接插井底，利用壓差進行排水。氣井地址要避開地質空穴、地質斷層等不利情況。
3儲氣井的應用
各井可采用串聯、并聯或串并聯混合方式聯結，各井(組)的工作壓力可分級設置，同時，可以結合實際配置級程較小的分配用壓縮機(組)，這樣可以提高撬車與儲氣井背壓的利用率。在供氣工藝上保留撬車直連調壓裝置供氣工藝，以便氣井檢修時使用。一個典型儲氣井應用工藝流程。高壓瓶組拖車進站后，高壓氣體可以通過壓力平衡管路直接導入儲氣井儲存，也可以經卸氣柱供給調壓裝置和汽車加氣系統，同時，高壓瓶組拖車中壓力較低的氣體也可以通過站內壓縮機經分配系統進入儲氣井儲存。
4技術經濟比較
4.1投資的比較
3種儲氣形式投資比較 （單位：萬元） 表1
| 儲 氣 井 | 撬 車 | 高壓球罐 | |||
| 4口(儲氣量3000 m3) | 240 | 4套（有兩臺拖車） | 196 | 1個罐（1000 m3） | 200 |
| 直接占地120m2 | 4 | 直接占地1670m2 | 50 | 直接占地2000m2 | 60 |
| 合 計 | 244.4 | 合 計 | 246 | 合 計 | 260 |
表1中，以儲氣量10000 m3為計算標準進行比較，為簡化計算，直接占地面積以規范中所列儲氣容器與站內圍墻間距所涉面積計算，地價按照300元/m3計算。
4.2儲氣井技術經濟指標
施工地點在京津地區的幾種標準儲氣井的幾項技術經濟指標見表2。
幾種標準儲氣井的幾項技術和經濟指標 （單位：萬元） 表2
| 單井容積 | 井 深 | 儲氣井管管徑 | 單井造價 |
| 500 m3 | 100米 | Φ177.8 | 14 |
| 1000 m3 | 200米 | Φ177.8 | 28 |
| 3000 m3 | 300米 | Φ244.5 | 60 |
4.3結構整體性及安裝條件對比
球罐與儲氣井結構整體性及安裝條件的對比見表3。
球罐與儲氣井結構整體性及安裝條件對比 表3
| 儲 氣 井 | 高壓球罐 |
|
地面只露出井口以連接進、排氣口以及 排液口,節約了占地面積 |
地上露天水平安裝,占地面積大 |
| 無需預制基礎及僅配置一般消防設施即可 |
地面需先預制基礎,現場焊接制造,并配置全 套消防系統 |
4.4效益對比
各儲存形式的效益對比見表4。
各儲存形式的效益對比 表4
| 儲 氣 井 | 撬 車 | 高壓球罐 |
| 使用年限20年以上 | 使用年限15年 | 使用年限8～15年 |
| 運營費用幾乎為零 | 運營維護費用每年60 | 運營維護費用每年10～15 |
| 防爆、隱患少、事故損失小 | 事故危險性大,不易控制 | 事故損失大,爆炸沖擊波強度大 |
| 運行穩定,不受外部環境影響,基本免維護 | 運輸不便,運行穩定,維護檢修難度大 | 受環境影響,運行穩定性差,維護檢修難度大 |
從上面的比較可見，三種儲氣方式的建設費用基本持平，儲氣井建設費用在土地使用費較低的條件下還要略高，但是從后期的運營成本與安全方面考慮，儲氣井是應采用的。
五、結束語
在供氣規模較小的小區供氣站，可沿用撬車駐站直接供氣的供應形式，但如果考慮到氣站對周圍居民情緒的影響，宜采用儲氣井，利于避免糾紛。對于用氣規模較大的氣站，可采用儲氣井來滿足氣站的調峰與儲氣要求，以減少撬車的總體數量與駐站時間，有效提高設備利用率與氣站整體運營的安全性與經濟性，并可以考慮同時為合建站中的汽車加氣部分供氣。
參考文獻：
[1] 汽車加油加氣站設計與施工規范，GB20156-2002[S].
[2] 套管和油管規范，SY/T6194-2003[S].
[3] 高壓氣地下儲氣井，SY/T 6535-2002[S].