高压气地下储气井定期检验方法

高压气地下储气井定期检验方法

赵荣

新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院 新疆 乌鲁木齐 830000

摘 要 随着天然气作为汽车燃料的快速发展，高压气地下储气井由于储气量灵活、安全性高、占地面积小、使用寿命长等特点得到了广泛的推广。CNG 加气站多建设在交通便利的地点，有的距离居民区较近，尽管建设都符合国家标准的规定，但是天然气是易燃易爆气体，一旦发生泄漏或爆炸等事故，后果往往难以估量，甚至会给人民的生命和财产安全带来极为惨重的损失。由于地下储气井从结构、材料到制造工艺均有一定的特殊性，难以用常规压力容器检验方法对其进行检验，通过在实际检验中不断摸索与学习，总结了以下检验方法，以供探讨。
关键词 高压气地下储气井 定期检验 壁厚测定 无损检测

1. 储气井的特殊性

与常规压力容器不同，储气井因为其结构特殊，安装后必须进行固井及井口加固，采用和石油钻井相似的工艺在地下打出裸眼井，然后将井筒下入裸眼井内，井筒由多根井管依靠接箍通过螺纹连接而成，螺纹之间填充专用密封脂，起密封作用，井筒和裸眼井之间的环空内注入水泥浆，水泥浆固化后对井筒起固定和防腐作用。

图1 储气井结构

2. 检验前的准备工作

储气井使用单位和相关的辅助单位，应当积极做好停机后的技术处理和检验前的安全检查，确认现场条件符合检验工作要求，做好相关准备工作。检验前，现场至少应具备以下条件：

1. 对井内天然气进行置换清洗，对影响定期检验的附属部件或其他物体，应按检验要求进行清理或拆除，例如去除妨碍检测的栅栏，内部排污管等；

2. 对储气井井筒进行彻底清洗，去除井底及附着在井壁上的油污，洗井工作可委托有相关工作经验的单位进行。井筒内气体分析结果应符合相应规范和标准规定的要求；

3. 切断与储气井及其附属管线有关的电源，设置明显的安全标志，引入井筒内的电缆应绝缘良好，接地可靠；

4. 检验时，使用单位储气井管理人员和其他相关人员应在现场配合，协助检验工作，负责工作协调和安全监护。

3. 资料审查、制定检验方案

首先，通过审查高压气地下储气井相关技术资料，了解储气井的基本情况、使用管理情况等。检验人员应当审查以下资料：

1. 设计资料，包括储气井设计单位资质证明，设计文件、安装资料、使用说明书，设计图样，强度计算书、风险评估报告等；

2. 制造安装资料，包括制造单位资质证明、产品合格证、质量证明文件、竣工图、固井施工记录、固井检测报告，工程质量监理评估报告及制造安装监督检验证书等；

3. 改造或重大修理资料，包括施工方案和竣工资料，及改造、重大修理监督检验证书等；

4. 使用管理资料，包括《使用登记证》和《使用登记表》，及运行记录、开停机记录、运行条件变化情况及运行中出现异常情况的记录等；

5. 检验、检查资料，包括定期检验周期内的年度检查报告和上次的定期检验报告。

其中，（1）（2）项的资料，应在储气井投用后首次定期检验时进行审查，以后的检验视需要（如进行了改造及重大修理等）进行审查。

4. 宏观检验

宏观检验主要采用目视方法（必要时利用内窥镜、放大镜或者其他辅助仪器设备、测量工具）检验储气井本体结构、几何尺寸、表面情况（如裂纹、腐蚀、泄露、变形）等。宏观检验一般包括以下内容：

（1）结构检验，检查储气井井口装置型式、井口装置与井筒连接型式等结构是否符合设计标准的相关要求；

（2）外观检验，包括铭牌和标志，本体（地面可见部分）接箍部位及接管连接部位的裂纹、变形、泄漏、损伤和腐蚀，内表面的腐蚀、机械损伤和鼓包，井体与地面连接部位的松动、破损、井体上冒、下沉，井口的倾斜、开裂，排放装置的堵塞、腐蚀、沉积物，排污管的破损、压瘪及断裂，密封紧固件、井口加固的完好情况等。

5. 壁厚测定

储气井深入地下百米，地层为多孔性腐蚀介质，如果固井水泥与井筒没有严密接触，则井筒很容易产生腐蚀。因此，储气井的壁厚测量，应采用电磁超声或多探头阵列布置全周向壁厚扫查，通过卷扬机连接阵列探头，在卷扬机带动阵列探头上升和下降的过程实时采集并记录壁厚数据，保证可对井筒360°全方位、无盲区的进行壁厚测量。

6. 表面缺陷及埋藏缺陷检测

储气井的无损检测主要针对井筒环向缺陷及外腐蚀坑检测，可采用储气井专业检测设备，通过卷扬机带动设备的升降，在上升和下降的过程中实时地采集并记录数据。

7. 螺栓检验

当井口为法兰和螺栓连接时，应将M36以上（含M36）主螺栓逐个清洗后，检验其损伤和裂纹情况，重点检验螺纹及过渡部位有无环向裂纹。如目视发现可疑情况时，应当进行无损检测。无损检测可采用磁粉检测或渗透检测进行，也可结合超声检测。

8. 强度校核

对于减薄量超过腐蚀裕量、名义厚度不明或检验人员对强度有怀疑的储气井，检验人员应当对储气井进行强度校核，但因储气井结构特殊，不同于常规压力容器，目前尚无统一的的强度校核标准，检验人员可以参照照JB 4732、SY/T 6535中的要求进行校核，按承受疲劳载荷设计的储气井，还应进行疲劳强度校核。

9. 安全阀检验

安全阀检验至少包括以下内容和要求：

1. 选型是否正确；

2. 是否在检验有效期内使用；

3. 安全阀和排放口之间的截止阀是否处于全开位置及铅封是否完好；

4. 安全阀是否泄漏。

10. 气密性试验

气密性试验应按以下要求进行：

1. 当条件具备时，应采用氮气等惰性气体进行气密性试验。当无法采用氮气等惰性气体进行气密性试验时，经使用单位负责人书面批准后，亦可采用使用单位的天然气直接进行气密性试验。当采用天然气进行试验时，现场应采取必要措施确保安全，对相关区域内的人员进行清场，现场杜绝一切火源；

2. 气密性试验压力为本次定期检验确定的允许（监控）使用压力，试验用气体的温度≥5℃，气密性试验时，应将安全附件及相关连接管路装配齐全，压力表量程一般为试验压力的1.5～3.0倍，精度不低于1.6级；

3. 气密性试验的升压应符合以下规定：压力缓慢上升，当达到试验压力的10%时暂停升压，对密封部位进行检查，若无泄漏或异常现象可继续升压，升压应分梯次逐渐提高，每级一般可为试验压力的10%～20%，每级之间适当保压，以观察有无异常现象；气密性试验保压时间≥4 h且无渗漏为合格。

11. 液压试验

储气井定期检验的过程中，使用单位或检验机构对储气井的安全状况有怀疑时，应进行液压试验。液压试验的压力、温度等以本次定期检验确定的允许（监控）使用参数为基础计算，试验压力应为基础参数的1.25倍，稳压2 h，并以水为介质。液压试验准备工作、安全防护、试验过程、合格要求等应符合《固定式压力容器安全技术监察规程》中液压试验的相关要求。

12. 质量问题的处理

1. 检验中发现质量问题或安全隐患的储气井 ，应当视严重程度缩短检验周期、监控使用或停用该储气井。

2. 监控使用期满的储气井，或者检验过程中发现严重缺陷可能导致储气井失效的，应当对缺陷进行处理，处理的方式包括采用修理的方法消除缺陷或进行合于使用评价。