探讨高压储气井在压缩天然气（CNG）小区供气站中的应用

摘 要： 采用地下储气井作为CNG小区供气站中储气与供气设施可以有效减少CNG高压撬车的整体数量和替代钢制球罐储气，有利于提升气站整体运营的安全性与经济性。

关键词： 探讨 压缩天然气 高压储气井 撬车 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

中图分类号：U473.2+4 文献标识码：A 文章编号：

1前 言

目前，小区车载CNG 高压瓶组车（以下简称撬车）供气形式已在许多地区应用，它是将撬车作为天然气运输、储存、供应的装置。在供气量不断增加的情况下，撬车的数量也随之增加，必要时仍需增加储气设施。

采用高压储气井（以下简称储气井）作为小区域CNG供气站中储、供气设施可以有效减少用气高峰期撬车的整体数量和替代高压球罐储气，有利于提升CNG供气站整体运营的安全性和经济性。

2储气井的建设优势

高压储气井目前已有相关技术规范[1,3]，储气井主体采用符合美国石油学会（API）标准[5]与行标[4]的石油套管，有高的防腐能力和强度，采用石油地质钻井无焊点扣联方式深埋于地下，额定工作压力在10～25MPa，设计井深100米～500米，公称容积1m3～40 m3 ，单井储气量500Nm3～10000Nm3 ，井距1.5米～5米。

其优点：1、储气井深埋于地下，出井气体均温、均压，对储气和售气计量影响小；2、安全度高，储气井的防雷抗静电效果好，受环境的影响小。即使站内发生火灾后水淹，储气井也不会烘烧发生爆炸或因水淹产生侵蚀；3、占地面积小，简化消防设施配置，节省投资；4、使用寿命长，储气井寿命可以达到20年以上，其总体性能优于目前的球罐储气方式；5、后期运营成本低。尽管储气井对地质的要求比较高勘探成本也相对较大，而且一旦在工作过程中井身发生泄露，整个井就有报废的危险，但是储气井的建设优势还是非常明显的。

以工作压力在25MPa ，储气量为500立方米的储气井结构建造过程为例：先用12.2英寸钻头竖直钻至硬质地层，下Φ272毫米普通无缝钢管并用油井水泥填充管壁与井壁间隙作为井口保护管，以防止井口坍塌，换稍细的钻头与井口保护管同心竖直下钻100多米，再下100米Φ177.8毫米套管（N80以上钢级），之后，井桶壁与井壁之间全部用水泥填充固井后做为储气井筒，储存压缩天然气。储气井管的设计压力为32MPa，额定工作压力为25MPa，套管上、下封头与套管均采用丝接（API标准长圆螺纹）管箍连接，封头采用优质炭钢材，套管与井底留一定的空间量以适应井管的胀缩。设置的井内排水（污）管（14~20毫米无缝钢管），由井口直接插井底，利用压差进行排水。气井地址要避开地质空穴、地质断层等不利情况。

3储气井的应用

各井可采用串联、并联或串并联混合方式联结，各井（组）的工作压力可分级设置，同时，可以结合实际配置级程较小的分配用压缩机（组），这样可以提高撬车与储气井背压的利用率。在供气工艺上保留撬车直连调压装置供气工艺，以便气井检修时使用。一个典型储气井应用工艺流程。高压瓶组拖车进站后，高压气体可以通过压力平衡管路直接导入储气井储存，也可以经卸气柱供给调压装置和汽车加气系统，同时，高压瓶组拖车中压力较低的气体也可以通过站内压缩机经分配系统进入储气井储存。

4技术经济比较

3种储气形式投资比较 （单位：万元） 表1

储气井 撬车 高压球罐 4口(储气量3000 m3) 240 4套（有两台拖车） 196 1个罐（1000 m3） 200 直接占地120m2 4 直接占地1670m2 50 直接占地2000m2 60 合计 244.4 合计 246 合计 260 表1中，以储气量10000 m3为计算标准进行比较，为简化计算，直接占地面积以规范中所列储气容器与站内围墙间距所涉面积计算，地价按照300元/m3计算。

4.2储气井技术经济指标

施工地点在京津地区的几种标准储气井的几项技术经济指标见表2。

几种标准储气井的几项技术和经济指标 （单位：万元）表2

单井容积 井 深 储气井管管径 单井造价 500 m3 100米 Φ177.8 14 1000 m3 200米 Φ177.8 28 3000 m3 300米 Φ244.5 60 4.3结构整体性及安装条件对比

球罐与储气井结构整体性及安装条件的对比见表3。

球罐与储气井结构整体性及安装条件对比 表3

储气井 高压球罐 地面只露出井口以连接进、排气口以及 排液口,节约了占地面积 地上露天水平安装,占地面积大 无需预制基础及仅配置一般消防设施即可 地面需先预制基础,现场焊接制造,并配置全 套消防系统

4.4效益对比

各储存形式的效益对比见表4。

各储存形式的效益对比 表4

储气井 撬车 高压球罐 使用年限20年以上 使用年限15年 使用年限8～15年 运营费用几乎为零 运营维护费用每年60 运营维护费用每年10～15 防爆、隐患少、事故损失小 事故危险性大,不易控制 事故损失大,爆炸冲击波强度大 运行稳定,不受外部环境影响,基本免维护 运输不便,运行稳定,维护检修难度大 受环境影响,运行稳定性差,维护检修难度大 从上面的比较可见，三种储气方式的建设费用基本持平，储气井建设费用在土地使用费较低的条件下还要略高，但是从后期的运营成本与安全方面考虑，储气井是应采用的。

五、结束语

在供气规模较小的小区供气站，可沿用撬车驻站直接供气的供应形式，但如果考虑到气站对周围居民情绪的影响，宜采用储气井，利于避免纠纷。对于用气规模较大的气站，可采用储气井来满足气站的调峰与储气要求，以减少撬车的总体数量与驻站时间，有效提高设备利用率与气站整体运营的安全性与经济性，并可以考虑同时为合建站中的汽车加气部分供气。

参考文献：

[1] 汽车加油加气站设计与施工规范，GB20156-2002[S].

[2] 套管和油管规范，SY/T6194-2003[S].

[3] 高压气地下储气井，SY/T 6535-2002[S].

化学论文发表http://www.uuqikan.com/hxlwf/

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