專(zhuān)利名稱(chēng)：Cng儲(chǔ)氣井運(yùn)行監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于對(duì)壓縮天然氣(CNG)儲(chǔ)氣井運(yùn)行時(shí)安全狀況實(shí)行監(jiān)控的 裝置。
技術(shù)背景天然氣是工業(yè)和民用的原料與燃料，由于使用方便，在燃燒過(guò)程中不會(huì)產(chǎn) 生煙塵而污染環(huán)境，因此使用量越來(lái)越大，為保證天然氣的供應(yīng)，壓縮天然氣 (CNG)儲(chǔ)氣井便應(yīng)運(yùn)而生。由于CNG儲(chǔ)氣井是近年來(lái)才興起的儲(chǔ)氣技術(shù)，因 此還存在著以下問(wèn)題1. 由于CNG儲(chǔ)氣套管柱下端采用封頭密封，儲(chǔ)氣套管下端部觸地，儲(chǔ)氣井 在固定套管時(shí)，其水泥漿不能循環(huán)，只能在環(huán)空中插入小管進(jìn)行灌注，儲(chǔ)氣套 管與井壁之間的間隙很窄，僅1.5~3.0011，而井深均為S0 150m，采用灌注方法 很難使水泥漿充滿(mǎn)下部井筒環(huán)形空間，必然會(huì)出現(xiàn)部分空穴，儲(chǔ)氣套管不能與 井壁緊密固定，因此，儲(chǔ)氣套管在高強(qiáng)交變應(yīng)力的作用下，儲(chǔ)氣套管的變形必 然使套管與水泥開(kāi)裂，而固井水泥環(huán)對(duì)儲(chǔ)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(dòng)位移2. 由于儲(chǔ)氣管絕大部分外壁未被水泥包覆，地層電解質(zhì)與套管直接觸，在防 腐層薄弱或損壞處很容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕和電化學(xué)腐蝕；套管內(nèi)也會(huì)受到腐蝕， 尤其是積液界面，腐蝕更甚。儲(chǔ)氣套管腐蝕減薄或形成大面積的凹坑，會(huì)嚴(yán)重 削弱套管強(qiáng)度，發(fā)生拉伸縮頸斷裂破壞，引發(fā)壓縮天然氣膨脹爆炸，損毀儲(chǔ)氣 井；3. 儲(chǔ)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(qiáng)交 變應(yīng)力及腐蝕狀況下，螺紋連接處容易松動(dòng)，造成天然氣泄漏，套管內(nèi)、外部 腐蝕到一定程度，還可能造成刺漏，天然氣泄漏會(huì)使井筒下部環(huán)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(shí)，可能推動(dòng)儲(chǔ) 氣套管上竄，甚至導(dǎo)致儲(chǔ)氣井爆炸或?qū)?chǔ)氣套管象"導(dǎo)彈" 一樣被發(fā)射出井；4.儲(chǔ)氣井難以進(jìn)行日常維護(hù)，儲(chǔ)氣井的安全狀況難以判斷，無(wú)法制定安全防 護(hù)措施，依靠員工巡檢巡査，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，而且，CNG充裝站地處 市區(qū)或鄰近市區(qū)，周?chē)ㄖ锩芗?，人、?chē)流量大。CNG儲(chǔ)氣井涉及高壓及易 燃易爆介質(zhì)， 一旦發(fā)生事故，危害特別巨大。隨著CNG儲(chǔ)氣井服役年限的增加，安全風(fēng)險(xiǎn)越來(lái)越大，建立CNG儲(chǔ)氣井 安全監(jiān)控系統(tǒng)已十分急迫。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新繼的目的是提供一種能隨時(shí)對(duì)儲(chǔ)氣套管天然氣泄漏監(jiān)測(cè)、儲(chǔ)氣套 管氣密性監(jiān)測(cè)、儲(chǔ)氣套管形變壓力監(jiān)測(cè)、儲(chǔ)氣套管位移檢測(cè)的CNG儲(chǔ)氣井運(yùn)行 監(jiān)控裝置。本實(shí)用新型釣技術(shù)方案如圖1所示，在儲(chǔ)氣套管1超出地面的周?chē)O(shè)有氣 體集氣罩2，氣體集氣罩2外設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的錨固調(diào)節(jié)柱3，錨固調(diào)節(jié)柱3是固 定在套管周?chē)墓叹鄬又?，兩個(gè)錨固調(diào)節(jié)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(jiān)測(cè)儀7安裝在氣體集氣罩2 上，氣體泄漏監(jiān)測(cè)儀7的探頭是伸進(jìn)氣體集氣罩2內(nèi)的，儲(chǔ)氣井壓力傳感器8 安在儲(chǔ)氣套管1的充氣管線(xiàn)上，四個(gè)傳感器由電纜線(xiàn)連接到安裝在錨固橫梁4 上的數(shù)據(jù)處理器9，數(shù)據(jù)處理器9通過(guò)有線(xiàn)傳輸至CNG站值班室處理。本實(shí)用新型釆用了四個(gè)傳感器對(duì)四個(gè)方面進(jìn)行監(jiān)控 (1)儲(chǔ)氣套管天然氣泄漏監(jiān)測(cè)儲(chǔ)氣套管在各種因素的影響下可能發(fā)生天然氣泄漏，天然氣在儲(chǔ)氣井下部 環(huán)行空間聚集的同時(shí)，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(shè)置氣體集氣罩2及氣體泄漏監(jiān)測(cè)儀7，監(jiān)測(cè)儲(chǔ)氣井天然氣泄漏情況； (2)儲(chǔ)氣套管氣密性監(jiān)測(cè)儲(chǔ)氣套管的氣密性試驗(yàn)是檢測(cè)套管是否滲漏或泄漏的有效手段，周期性的 氣密性試驗(yàn)往往錯(cuò)過(guò)發(fā)現(xiàn)套管隱患的最佳時(shí)期。因此，設(shè)置儲(chǔ)氣井壓力傳感器8， 適時(shí)進(jìn)行套管氣密性試驗(yàn)。在任意規(guī)定的時(shí)間段(例如每天夜晚)，停止儲(chǔ)氣管 進(jìn)、出氣，即可以當(dāng)前的天然氣壓力值為門(mén)檻值，轉(zhuǎn)入氣密性試驗(yàn)，監(jiān)測(cè)套管 內(nèi)天然氣壓力是否異常變化，捕捉天然氣滲漏信息；(3) 儲(chǔ)氣套管形變壓力監(jiān)測(cè) 設(shè)置固定式套管形變壓力傳感器6，并施加預(yù)壓力不少于2000N。 儲(chǔ)氣套管園腐蝕造成套管壁厚減薄，管壁承受應(yīng)力逐步加大，形變漸進(jìn)加劇，會(huì)出現(xiàn)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(chǔ)氣套管泄漏，天然氣聚集到一定壓力，就會(huì)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(jiān)測(cè)儲(chǔ)氣套管對(duì)套管形變壓力 傳感器6的壓力變化，可以預(yù)測(cè)儲(chǔ)氣套管拉伸縮頸變形的程度，以及儲(chǔ)氣套管 受到異常推力作用的程度；(4) 儲(chǔ)氣套管俊移監(jiān)測(cè) 當(dāng)儲(chǔ)氣套管拉伸縮頸變形超過(guò)一定范圍，儲(chǔ)氣套管對(duì)套管位移傳感器5的壓力超過(guò)預(yù)壓力^1固定裝置的挾持力，必然引起監(jiān)測(cè)點(diǎn)的異常位移，當(dāng)儲(chǔ)氣套 管泄漏的天然氣聚集到一定壓力，就會(huì)推壓套管，推壓力超過(guò)固定裝置預(yù)壓力 及固定裝置的挾持力，必然將推動(dòng)儲(chǔ)氣套管移動(dòng)上竄，引起儲(chǔ)氣套管頂部監(jiān)測(cè) 點(diǎn)的異常位移，因此，監(jiān)測(cè)儲(chǔ)氣套管頂部監(jiān)測(cè)點(diǎn)的異常位移，可以預(yù)測(cè)儲(chǔ)氣套 管異常變形的危險(xiǎn)程度，以及儲(chǔ)氣套管受到異常推力作用的緊急程度。本實(shí)用新型在運(yùn)行過(guò)程中， 一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)方面測(cè)出的數(shù)據(jù)超出安全指標(biāo)， 系統(tǒng)一方面向上級(jí)傳輸信息，另一方面啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警，提示工作人員及時(shí) 采取應(yīng)對(duì)措施，降低風(fēng)險(xiǎn)，避免安全事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了對(duì)CNG儲(chǔ)氣井的監(jiān)控。

圖1. CNG餹氣井運(yùn)行監(jiān)控裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 其中l(wèi).儲(chǔ)氣套管；2.氣體集氣罩；3.錨固調(diào)節(jié)柱； 4.錨蹈橫梁；5.套管位移傳感器； 6.套管形變壓力傳感器； 7.氣體泄漏監(jiān)測(cè)儀； 8.儲(chǔ)氣井壓力傳感器； 9.數(shù)據(jù)處理器。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型按上述技術(shù)方案實(shí)施，當(dāng)安裝完畢后，需對(duì)各傳感器性能進(jìn)行 測(cè)試，調(diào)至零位；各傳感器傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理器后，再傳到CNG站值班室，每個(gè) 站可管理多個(gè)儲(chǔ)氣井的運(yùn)行情況，經(jīng)處理報(bào)至上級(jí)。本實(shí)用新型改變了 CNG充裝站安全管理的難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)CNG儲(chǔ)氣井的 實(shí)時(shí)監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)管理，有利于CNG儲(chǔ)氣井的安全運(yùn)行。
權(quán)利要求1、一種CNG儲(chǔ)氣井運(yùn)行監(jiān)控裝置是由儲(chǔ)氣套管(1)錨固調(diào)節(jié)柱(3)、錨固橫梁(4)、套管位移傳感器(5)、套管形變壓力傳感器(6)、氣體泄漏監(jiān)測(cè)儀(7)、儲(chǔ)氣井壓力傳感器(8)、數(shù)據(jù)處理器(9)組成，其特征是儲(chǔ)氣套管(1)超出地面的周?chē)?，設(shè)有氣體集氣罩(2)，氣體集氣罩(2)外設(shè)有兩個(gè)錨固調(diào)節(jié)柱(3)，錨固調(diào)節(jié)柱(3)固定在固井水泥層中，兩個(gè)錨固調(diào)節(jié)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(jiān)測(cè)儀(7)安裝在氣體集氣罩(2)上，氣體泄漏監(jiān)測(cè)儀(7)的探頭伸進(jìn)氣體集氣罩(2)內(nèi)，儲(chǔ)氣井壓力傳感器(8)安在儲(chǔ)氣套管(1)的充氣管線(xiàn)上，四個(gè)傳感器由電纜線(xiàn)連接到安裝在錨固橫梁(4)上的數(shù)據(jù)處理器(9)，通過(guò)有線(xiàn)傳輸至CNG站值班室。
專(zhuān)利摘要一種CNG儲(chǔ)氣井運(yùn)行監(jiān)控裝置是由罩在儲(chǔ)氣套管超出地面上部周?chē)臍怏w集氣罩、安裝在錨固橫梁上的套管位移傳感器、套管形變壓力傳感器、安在氣體集氣罩上的氣體泄漏監(jiān)測(cè)儀、及安在儲(chǔ)氣套管充氣管線(xiàn)上的儲(chǔ)氣井壓力傳感器組成，四個(gè)傳感器由電纜線(xiàn)連接到數(shù)據(jù)處理器上，再通過(guò)有線(xiàn)傳輸?shù)紺NG氣站值班室。通過(guò)四方面的監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)方面數(shù)據(jù)超出安全指標(biāo)，立即發(fā)出警報(bào)，提示工作人員及時(shí)采取應(yīng)付措施，降低風(fēng)險(xiǎn)，避免安全事故發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了對(duì)CNG儲(chǔ)氣井的監(jiān)控，解決了CNG儲(chǔ)氣井安裝站安全管理的難點(diǎn)。
文檔編號(hào)F17C13/00GK201043683SQ20072007960
公開(kāi)日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2007年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月22日
發(fā)明者勇 李, 楊勇華, 楊茂華, 陳偉林 申請(qǐng)人:成都普瑞達(dá)科技開(kāi)發(fā)有限公司