[實用新型]CNG儲氣井運行監控裝置

無效

• 申請號: 200720079604.5
• 申請日: 2007-05-22
• 公開（公告）號: CN201043683Y
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發明（設計）人: 楊勇華;楊茂華;陳偉林;李勇
• 申請（專利權）人: 成都普瑞達科技開發有限公司
• 主分類號: F17C13/02
• 分類號: F17C13/02
• 代理公司: 成都中亞專利代理有限公司
• 代理人: 陳亞石

技術領域

本實用新型屬于對壓縮天然氣(CNG)儲氣井運行時安全狀況實行監控的裝置。

背景技術

天然氣是工業和民用的原料與燃料，由于使用方便，在燃燒過程中不會產生煙塵而污染環境，因此使用量越來越大，為保證天然氣的供應，壓縮天然氣(CNG)儲氣井便應運而生。由于CNG儲氣井是近年來才興起的儲氣技術，因此還存在著以下問題：

1.由于CNG儲氣套管柱下端采用封頭密封，儲氣套管下端部觸地，儲氣井在固定套管時，其水泥漿不能循環，只能在環空中插入小管進行灌注，儲氣套管與井壁之間的間隙很窄，僅1.5～3.0cm，而井深均為80～150m，采用灌注方法很難使水泥漿充滿下部井筒環形空間，必然會出現部分空穴，儲氣套管不能與井壁緊密固定，因此，儲氣套管在高強交變應力的作用下，儲氣套管的變形必然使套管與水泥開裂，而固井水泥環對儲氣套管的緊固挾持力是十分有限的，更不能約束套管的拉伸變形或在外力作用下的竄動位移；

2.由于儲氣管絕大部分外壁未被水泥包覆，地層電解質與套管直接觸，在防腐層薄弱或損壞處很容易產生應力腐蝕和電化學腐蝕；套管內也會受到腐蝕，尤其是積液界面，腐蝕更甚。儲氣套管腐蝕減薄或形成大面積的凹坑，會嚴重削弱套管強度，發生拉伸縮頸斷裂破壞，引發壓縮天然氣膨脹爆炸，損毀儲氣井；

3.儲氣井筒的上、下封頭及中間接箍均采用錐螺紋加密封膠密封，在高強交變應力及腐蝕狀況下，螺紋連接處容易松動，造成天然氣泄漏，套管內、外部腐蝕到一定程度，還可能造成刺漏，天然氣泄漏會使井筒下部環形空間匯聚集天然氣，壓力逐步增大。在天然氣向地層或沿套管壁竄逸的同時，可能推動儲氣套管上竄，甚至導致儲氣井爆炸或將儲氣套管象“導彈”一樣被發射出井；

4.儲氣井難以進行日常維護，儲氣井的安全狀況難以判斷，無法制定安全防護措施，依靠員工巡檢巡查，難以及時發現異常情況，而且，CNG充裝站地處市區或鄰近市區，周圍建筑物密集，人、車流量大。CNG儲氣井涉及高壓及易燃易爆介質，一旦發生事故，危害特別巨大。

隨著CNG儲氣井服役年限的增加，安全風險越來越大，建立CNG儲氣井安全監控系統已十分急迫。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種能隨時對儲氣套管天然氣泄漏監測、儲氣套管氣密性監測、儲氣套管形變壓力監測、儲氣套管位移檢測的CNG儲氣井運行監控裝置。

本實用新型的技術方案如圖1所示，在儲氣套管1超出地面的周圍設有氣體集氣罩2，氣體集氣罩2外設有兩個對稱的錨固調節柱3，錨固調節柱3是固定在套管周圍的固井水泥層中，兩個錨固調節柱3上部有錨固橫梁4連接，錨固橫梁4上左邊固定有套管位移傳感器5，套管位移傳感器5的探頭與氣體集氣罩2的頂面配合，錨固橫梁4上右邊固定有套管形變壓力傳感器6，套管形變壓力傳感器6與氣體集氣罩2頂面連接，氣體泄漏監測儀7安裝在氣體集氣罩2上，氣體泄漏監測儀7的探頭是伸進氣體集氣罩2內的，儲氣井壓力傳感器8安在儲氣套管1的充氣管線上，四個傳感器由電纜線連接到安裝在錨固橫梁4上的數據處理器9，數據處理器9通過有線傳輸至CNG站值班室處理。

本實用新型采用了四個傳感器對四個方面進行監控：

(1)儲氣套管天然氣泄漏監測

儲氣套管在各種因素的影響下可能發生天然氣泄漏，天然氣在儲氣井下部環行空間聚集的同時，可能沿著套管外壁(沿著套管外壁的固井水泥裂紋)上逸，地面設置氣體集氣罩2及氣體泄漏監測儀7，監測儲氣井天然氣泄漏情況；(2)儲氣套管氣密性監測

儲氣套管的氣密性試驗是檢測套管是否滲漏或泄漏的有效手段，周期性的氣密性試驗往往錯過發現套管隱患的最佳時期。因此，設置儲氣井壓力傳感器8，適時進行套管氣密性試驗。在任意規定的時間段(例如每天夜晚)，停止儲氣管進、出氣，即可以當前的天然氣壓力值為門檻值，轉入氣密性試驗，監測套管內天然氣壓力是否異常變化，捕捉天然氣滲漏信息；

(3)儲氣套管形變壓力監測

設置固定式套管形變壓力傳感器6，并施加預壓力不少于2000N。

儲氣套管因腐蝕造成套管壁厚減薄，管壁承受應力逐步加大，形變漸進加劇，會出現明顯的拉伸縮頸變形，必然引起套管形變壓力傳感器6壓力的異常變化，如果儲氣套管泄漏，天然氣聚集到一定壓力，就會推壓頂套管，而引起套管形變壓力傳感器6壓力的異常變化，因此，監測儲氣套管對套管形變壓力傳感器6的壓力變化，可以預測儲氣套管拉伸縮頸變形的程度，以及儲氣套管受到異常推力作用的程度；

(4)儲氣套管位移監測