CNG儲氣井井口結構改造

陳全樹

（重慶燃氣集團股份有限公司，重慶 江北 400020）

CNG儲氣井井口結構改造

陳全樹

（重慶燃氣集團股份有限公司，重慶 江北 400020）

對在用CNG儲氣井井口結構形式由螺紋封頭改為法蘭連接的施工方法進行了全面闡述。

CNG儲氣井；井口結構；改造

一、前言

地下儲氣井（以下簡稱儲氣井）是指以儲存壓縮氣體為目的的地下立式管狀承壓設備，其結構如圖1所示。制造工藝為：先采用和石油鉆井相類似工藝在地下打出裸眼井，然后將井筒下入裸眼井內，井筒由多根井管依靠接箍通過螺紋連接而成，螺紋之間填充專用密封脂，井筒和裸眼井之間的環形空間內注入水泥漿，水泥漿固化后對井筒起固定和防腐作用。儲氣井主要用于汽車加氣、天然氣調峰和工業儲氣等，其工作壓力為25MPa，屬于三類高壓容器。

與常規壓力容器相比較，儲氣井從結構、材料到制造工藝均有一定的特殊 性，需對儲氣井進行定期檢驗。

二、儲氣井井口結構改造的目的

重慶燃氣集團現有在役CNG加氣站共7座，均建于2008年以前，如須進行周期檢測，需將現有儲氣井井口的螺紋封頭（圖2）改成法蘭封頭（圖3）。儲氣井口改造工作涉及CNG加氣站及社會安全。為了不影響車輛加氣，公司按照市CNG協會統籌進度計劃實施各個CNG加氣站儲氣井改造。

三、井口改造案例

1.改造井的技術參數

儲氣井總容積12m3；數量6口（高、中、低）；井筒（鋼管）直徑、壁厚、鋼級為177.8mm×10.36mm、N80Q；井間距1.65～3.75m；設計壓力27.5MPa；

工作壓力25MPa；強度試驗37.5MPa（清水）；氣密性試驗壓力25MPa（天然氣）。

2.施工工序（圖4）

3.儲氣井基礎加固

目前我國儲氣井發生的事故主要有泄漏、井筒上浮或下沉等事故。儲氣井基礎加固的目的一是防止井筒上

浮或下沉時導致管路拉裂；二是防止由于井下泄漏時產生的上頂力將井筒沖出地面，引發事故。

圖1 儲氣井結構示意圖

圖2 儲氣井井口改造前示意圖

（1）基本要求

①CNG加氣站停產施工。

a.對運營儲氣井做好消防安全及防護工作，設置隔離帶。

b.停止加氣，將井壓降至10MPa以下，并由施工單位對儲氣井工藝管道、閥件等處進行檢漏并確認無泄漏。

c.將儲氣井天然氣放空系統進一步排空，直到壓力表顯示微正壓。

d.拆卸井口封頭時，應將井內壓力降為零，并用清水置換，排盡井中余氣。

e.改造后的井口投入運營后，按以上相同程序進行

下一組井的改造施工。

圖3 儲氣井井口改造后示意圖

圖4 施工工序流程圖

②根據中國特種設備檢測院對在用儲氣井改造要求，7″儲氣井井筒（套管）鋼筋混凝土基礎加固不得低于20m3。

（2）儲氣井井口裝置基礎加固施工操作

①挖坑。加固施工前， 須掌握匯分布及走向，防止施工中造成 儲氣井管匯的損傷。

②挖坑規格。長4.8m×寬5.25m×深2m（管溝深度以下），加固池實際挖土方量大于50m3，加固池邊緣的最小距離≥0.75m。

a.對于φ177.8mm×10.36mm規格的儲氣井，開挖深度≥1.8m，加固池混凝土量≥20m3。

b.儲氣井在加固池內不居中的情況下，加固池深度應增加，混凝土用量應比正常情況下增多，鋼筋布置加密。

③鋼筋選用不低于2級（HRB335）級別的螺紋鋼，直徑不小于φ18mm。橫豎連接捆扎可靠，禁止用焊接連接。

④抱箍鋼板的壁厚≥10±0.5mm。

⑤鋼筋網格兩層，鋼筋交叉處用扎絲捆綁連接。

⑥安裝鋼制抱箍及制作鋼筋網架：安裝與儲氣井套管管徑相同的鋼制抱箍，抱箍在套管0～300mm與0～1 700mmm高度位置上分別卡平；現場預制與坑孔同一規格的鋼筋網架平鋪在鋼制抱箍上固定。鋼筋網架的材料應用φ18mm螺紋鋼，密度為200mm×200mm編織捆扎而成。

⑦抱箍與鋼筋的連接采用Q235以上鋼級，厚度≥10±0.5mm，開有兩個φ20mm通孔，抱箍與鋼筋進行連接。

⑧混凝土澆注：混凝土標號為C25，澆注過程中須用振動棒振動，夯實，混凝土養護期為7天。

4.改造施工

（1）拆卸螺紋連接封頭

①合理拆卸，嚴格按從外到內的順序進行。

②對于使用時間較長的套管，拆卸時應均勻用力，嚴防野蠻操作損傷絲扣。

③若需要更換排污管，拆卸時要做到輕放、慢升，防止掉入井中。

④拆卸完后清洗檢查，保證安裝部位光潔無異物。

⑤清洗完成后檢查井口部件，如有故障及時告知業主進行更換，保證安裝部位絲扣無損傷。

⑥用切割方式對接箍進行折卸。

（2）安裝法蘭式井口裝置

①安裝前檢驗各零部件尺寸符合安裝要求，表面光潔、無損傷。

②安裝法蘭式封頭時，按崗位分工，作好勞動組織工作。

③帶好護絲，密封脂必須抹均勻。

④扶正后卡好液壓大鉗，嚴防錯扣。N80Q鋼級套管（φ177.8mm×10.36mm）的緊扣扭矩值控制在最佳扭矩8 000～9 000N?m扭緊，扭緊后外露絲扣不得超過2扣。

（3）安裝“防爆外加強固定裝置”

“防爆外加強固定裝置”規格為33mm×3mm× 2 100mm，將該裝置連桿有絲扣部分與法蘭式封頭固定，并將另一無扣端與鋼筋網底邊鉤固牢實。

（4）安裝井口附件

新井口裝置安裝完成后，再安裝井口附件（進、出氣口管道組成件、井口閥件、壓力表、表前截止閥）。

（5）強度試驗

①試驗壓力：37.5MPa。

②試驗介質：潔凈水。

③試驗程序：

a.關閉排氣管、排污管；打開進氣閥、表閥。

b.按《固定式壓力容器安全技術監察規程》要求，緩慢升至設計壓力27.5MPa，穩壓10min、無泄漏后，升壓至試驗壓力37.5MPa，穩壓4h，無泄漏、無異常聲響后，卸壓至設計壓力27.5MPa，穩壓10min進行檢查，檢查期間壓力應當保持不變。

c.合格標準：無滲漏；無可見的變形；試驗過程中無異常的響聲。

（6）嚴密性試驗

嚴密性試驗壓力為額定工作壓力（即25MPa），穩壓24h無滲漏為合格（注：對因溫度影響而產生的壓降，ΔP≤1%為合格）。

①試驗步驟：

a.啟動加氣站壓縮機，緩慢打壓至25MPa，關閉井口所有進、排氣閥，穩壓4h檢漏；檢查所有的井口連接短節、閥門、儀表及排污閥，此項工作為嚴密性試驗前的檢漏，檢漏時間應大于4h，如發現儲氣井某處有漏氣，應卸壓堵漏。檢漏工作完成后，再進行排液。

b.排液時壓力應控制在0～5MPa，適當打開排污閥，開閥不宜過大過猛，排完井內液體后，以無明顯水霧為宜，排液時應與加氣站前端系統的再生系統同時工作，以保證井口為干燥清潔氣體。

c.試驗程序。試驗時先緩慢升壓至規定試驗壓力25MPa的10%，保壓10min，并對連接部位進行初次檢查，無泄漏繼續升壓到規定試驗壓力的50%，保壓20min，無異常現象后，按規定試驗壓力的10%逐級升壓、保壓10min，直到試驗壓力，氣體溫度恒定后，觀察24h，壓降≤1%為合格。

②嚴密性試驗合格后應對儲氣井井筒內進行干燥，無游離水為合格。

[1] TS G R0004-2009，固定式壓力容器安全技術監察規程[S]．

[2] GB 50156-2012，汽車加油加氣站設計與施工規范[S]．

[3] SY/T 6535-2002，高壓氣地下儲氣井[S]．

TE822

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1671-0711（2014）08-0038-03

2014-03-12）