咸阳市特种设备检验所 习建修
随着我国国民经济的高速发展，CNG汽车加气站的建设方兴未艾，天然气代替汽油作为汽车燃料已成为趋势。天然气是埋藏在地下的古生物经过亿万年的高温和高压等作用而形成的可燃气，是一种无色无味无毒、热值高、燃烧稳定、洁净环保的优质能源，天然气的主要成分是甲烷，比重0.65，比空气轻，热值85000大卡/米3，甲烷燃烧的化学方程式为：CH4+2O2=CO2+2H2O,反应条件为点燃。由于甲烷的H/C比值高达4左右，又有较高的辛烷值，所以燃烧后发动机运行平稳，冷启动性能好，噪音低，不产生焦油，不积碳，尾气排放中的CO、NOx等有害物质降低70%，是一种清洁高效的汽车燃料。
天然气主要存在于油田和天然气田，少量产生于煤层。天然气经过净化、加压后储存。目前，国际国内通行的储气方案有DOT储气瓶组、ASME容器单元、地下储气井3种方式。我市现有CNG加气站13座，其中采用地下储气井储气方式的有11座，占加气站总数的84.6%。由于储气瓶组管阀连接多、漏点多，容器单元占地面积大、维修费用高，所以地下储气井的储气方式得到了广泛地使用。GB50156-2002《汽车加油加气站设计与施工规范》首次将这项技术列入国家标准，并在天然气储存条款中对储气井作了充分肯定：“占地面积小，运行费用低，安全可靠，操作维护简便和事故影响范围小”。
地下储气井是以储存压缩天然气为目的的地下立式管状承压设备，由井筒、井口装置和井底装置三部分组成，其中井筒由符合国际API标准的7～20〞的多根石油套管依靠接箍通过螺纹连接而成，螺纹之间填充专用密封胶。储气井在使用地现场制造，而且整个制造过程不用焊接，和常规的压力容器制造工艺截然不同。储气井的制造工艺为：依据设计图样，在选定的地址，采用石油钻井技术打井，然后将连接好的井底装置、井筒部分镶入井中，最后再连接井口装置，井筒与竖井之间的环形空间注入质量符合GB 10238《油井水泥》要求的水泥浆，水泥浆固化后起固定、增加摩擦力和防腐作用。井口装置上安装有控制阀件、专用排污装置以及压力表，地面管路上装设有安全阀。储气井井深100～300m，井距1～4m, 常见套管规格有φ177.8×10.36mm、φ244.48×11.99mm,套管长度9～12m/根不等，材质30Mn5,钢级N80Q,制造单位
有天津钢管集团股份
有限公司、中外合资
天津德邦石油管材制
造有限公司等专业生
产单位，井底封头材
质为35CrMo。
储气井的设计压
力为27.5MPa,最高工
作压力25.0MPa，属
于第三类高压储存容
器。为了提高储气井
的采气率，加气站将储气井分为高压、中压、低压3个组，其容积比为1:2:3或1:1:1。储气井的井口装置宜高出地面0.3～0.5m。
储气井工作压力高，储存的介质易燃易爆，而且制造工艺特殊，因此必须尽职尽责、全力以赴做好其安全管理，这就要做好以下几个方面的工作。
一、严格制造监检，确保制造质量
- 1、储气井属于现场制造，而且大多在野外，工作条件差，要确保制造质量，就要严格执行国务院颁发的《特种设备安全监察条例》（2009版）、国家质检总局颁发的《锅炉压力容器制造监督管理办法》、《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》以及GB50156-2002《汽车加油加气站设计与施工规范》、SY/T6535-2002《高压气地下储气井》等有关法规规范，对新储气井的制造全过程进行严格地监督检查。储气井制造单位要建立严密的质量保证体系并有效运转，编制钻井、组装、固井、检测与试验等关键过程工艺指导文件并切实执行。
- 2、审查设计单位的设计资格印章，确认资格有效。储气井的设计单位应具有TSG R1001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》中规定的A1级和SAD级压力容器设计许可资质。设计中应考虑储气井的整体强度、抗疲劳、腐蚀等因素，井筒设计参照JB4732-2005《钢制压力容器-分析设计标准》进行。储气井的制造单位应持有国家质检总局颁发的A1级压力容器（限高压地下储气井）制造许可证，否则视为非法制造。
- 3、严把材料关，审查受压元件和部件的材料质量证明书，质证书应为原件或有效复印件，内容齐全、清晰。井筒套管公称直径＞200mm的，制造单位应具有A1级资质；公称直径＜200mm的，制造单位应具有A2级资质.井口装置和井底装置用锻件材料应经质量检验合格，并符合《固定式压力容器安全技术监察规程》的相关要求。所有进场材料应经外观和几何尺寸检查合格，不得有裂纹、折叠、凹槽等缺陷。在制造过程中套管、接箍表面或螺纹产生严重缺陷的（如大钳伤痕、螺纹损坏），不得下井。井筒套管的实测壁厚应不小于设计壁厚。
- 4、储气井制造完成后须进行耐压试验，耐压试验应在所有部件装设齐全后进行，介质用清水，试验压力为25MPa×1.5=37.5 MPa，保压4小时，以无渗漏为合格。试验过程按SY0466-1997《天然气集输管道施工及验收规范》的规定执行，试压完毕应将清水排净。耐压试验合格后立即进行固井作业，固井工艺应能保证全井段封固，水泥浆配制应考虑地层的影响，水泥浆用量应经过计算，水泥浆密度应经过测定。向竖井注入水泥浆，直至返回地面为止。最后和管路系统一并进行气密性试验，介质用氮气或者天然气，试验压力为储气井的最高工作压力25MPa，稳压24小时，无泄露。对因温度变化而产生的压降，△P值不大于1%为合格。
二、加强使用管理，保障安全运行
- 1、储气井是CNG加气站的重大危险源，若操作失误或维护不当，都可能酿成重大事故，造成人员伤亡和财产损失。因此CNG加气站首先要健全安全管理制度并严格执行，建立应急救援预案并适时演练。做好全员培训，认真学习国家颁发的有关法程规范，熟悉操作规程，熟练操作站内设备仪器。要建立定期巡查制度，重点检查储气井是否有泄露、冒井、沉井、变形损伤、腐蚀、部件松动等情况，发现问题及时处理。要定期维护保养，确保设备处于完好状态。如果存在重大隐患，立即停用。要注意定期排污，排污前按应急预案在周围拉上警戒线，排污时井内压力不宜超过10 MPa。
- 2、新储气井应及时办理使用登记手续，并将基本情况及时输入到特种设备安全监察动态信息管理数据库，以便进行动态监管。投入使用的储气井按照TSG R0004—2009《固定式压力容器安全技术监察规程》和TSG R7001—2004《压力容器定期检验规则》的规定要求进行定期检验，定期检验分为年度检查和全面检验，年度检查每年一次，全面检验周期由上次全检所确定的安全状况等级确定，新储气井投用满3年进行首次全面检验，全面检验的内容应以资料审查、宏观检查、超声测厚、表面无损检测、气密性试验、系统安全附件校验为重点，同时逐个进行高压螺栓检查、更换法兰橡胶密封圈，必要时进行金相、硬度检验，经全面检验安全状况等级为3级以上的可继续使用，若检验发现储气井存在裂纹、变形、鼓包、腐蚀深坑等严重缺陷时，应立即停用并进行修理，修理合格后方可继续使用。
- 3、应严格执行国家质检总局《关于加强地下储气井安全监察工作的通知》（质检办特[2008]637号）文件精神，对影响检验的井口型式进行修理改造，将整体锻件改为法兰连接。同时新储气井均应进行固井质量检测及评价，以保证全井段封固，防止井底空虚承压部件遭受腐蚀，从而确保储气井安全运行。