【摘要】：壓縮天然氣(CNG)地下儲氣井呈管狀結構,垂直埋于底下,用于天然氣的存儲,具有存儲量大、占地面積小、安全穩(wěn)定等優(yōu)點,是安全經(jīng)濟可靠的承壓容器,廣泛應用于CNG加氣站。儲氣井大部分結構埋于地下,受地層腐蝕介質影響和儲存介質中硫化氫等腐蝕因素影響,在長期服役過程中會產(chǎn)生腐蝕缺陷,造成井筒壁厚減薄甚至發(fā)生泄漏。依據(jù)我國SY/T6535-2002中的有關規(guī)定,加氣站的CNG地下儲氣井需每六年進行一次全面無損檢測。為提高儲氣井檢測效率、降低工作強度,本文將采用漏磁檢測技術研制一套檢測高效、便于使用的CNG儲氣井漏磁檢測系統(tǒng),可有效地對儲氣井開展安全評估,預防重大事故發(fā)生。本文依據(jù)漏磁檢測原理,結合儲氣井結構特點,研制了適用于φ244.48mm×11.05mm規(guī)格儲氣井的漏磁檢測系統(tǒng)。利用有限元仿真分析軟件,建立儲氣井漏磁檢測分析模型,分析磁間距及銜鐵截面積對漏磁場的影響規(guī)律,分析軸向勵磁結構和周向勵磁結構對軸向槽型缺陷檢測效果,提出軸向磁化方式和周向磁化方式兩種不同類型的勵磁結構,根據(jù)有限元分析結果對勵磁結構尺寸優(yōu)化設計。分析內(nèi)外壁缺陷和不同深度外壁缺陷的漏磁場信號變化規(guī)律,得到不同缺陷漏磁場信號差異。設計儲氣井漏磁檢測裝置及投放平臺,結合實驗室OPMS漏磁檢測系統(tǒng),制備人工模擬缺陷試件,對設計的儲氣井漏磁檢測系統(tǒng)開展實驗研究。研究結果表明:內(nèi)壁缺陷的漏磁場信號強于外壁缺陷,不同深度缺陷的漏磁場信號幅值不同,隨著缺陷深度的增加,缺陷處漏磁場的信號幅值增大。我們可以根據(jù)缺陷處漏磁信號對缺陷嚴重程度進行判定,該設計系統(tǒng)可滿足現(xiàn)場檢測需求。本文的研究是基于漏磁檢測原理,為地下儲氣井無損檢測提供了一種高效的檢測方案,對CNG地下儲氣井的安全評估及風險防范提供了重要技術保障,有利于儲氣井風險評估的有效開展,保證了地下儲氣井的安全運行。
【圖文】：

幾年內(nèi)發(fā)生變化，朝著綠色低碳的方向發(fā)展，天然氣在我國能源消費結構中的占比不斷增加，占有重要地位。2014 年，我國發(fā)布的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014-2020 年）》指出，要以節(jié)能減排為重點，確保能源供應穩(wěn)定安全，重點監(jiān)控節(jié)能減排舉措，調整優(yōu)化能源結構，改善能源可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)狀，以綠色能源為主要發(fā)展對象，鼓勵使用清潔高效低碳能源。堅持發(fā)展非石化能源與石化能源的高效清潔利用并舉，改變能源消費結構比例，減少煤炭使用，逐漸提高天然氣使用占比，至 2020 年，非石化能源的消耗量占一次能源的 15%，天然氣消耗比重占 10%以上[1]。加快天然氣儲氣庫區(qū)建設，鼓勵支持民營企業(yè)參與天然氣商業(yè)儲備與調峰；加快天然氣加氣站建設，積極發(fā)展以天然氣為燃料的汽車、客車、重型卡車和輪船。與傳統(tǒng)汽油、柴油作為燃料的機動車相比，燃料為天然氣的機動車排放污染物小，更加環(huán)保節(jié)能，具有明顯優(yōu)勢。隨著社會的發(fā)展及人們觀念的轉變，社會群眾的環(huán)保意識逐漸增強，全國范圍內(nèi)，大多數(shù)公交車、出租車等已陸續(xù)采用天然氣作為燃料，天然氣燃料發(fā)展態(tài)勢良好[2]。在加氣站現(xiàn)有壓縮天然氣（Compressed Natural Gas，CNG）儲存方式中，，地下儲氣井儲存 CNG 的方式具有儲量大、空間利用率高、井筒受溫度變化影響小等優(yōu)點，已成為天然氣加氣站最常見的儲氣方式，圖 1.1 為國內(nèi)常用的儲氣井[3]。

(a) 蘭州某加氣站儲氣井外表面局部腐蝕 (b) �？谀臣託庹緝饩獗砻娲竺娣e腐蝕圖 1.2 儲氣井腐蝕缺陷鑒于上述問題，儲氣井的檢驗顯得格外重要，目前儲氣井專用檢測設備較少，檢測技術不成熟，導致大量服役多年的儲氣井未受到檢測，安全隱患廣泛存在。1997 年四川瀘州一家 CNG 加氣站天然氣發(fā)生泄漏事故，泄漏后引發(fā)火災導致 18 人受傷；2005 年 7月中旬位于四川省某市的天然氣加氣站發(fā)生井筒爆炸事件，造成加氣站內(nèi)和周圍多輛汽車損壞，財產(chǎn)損失嚴重，所幸無人員傷亡。事后調查發(fā)現(xiàn)，由于儲氣井的腐蝕造成 CNG氣體泄漏引發(fā)爆炸。2007 年山東一座 CNG 加氣站發(fā)生爆炸，造成了二死三燒傷的重大事故[3,4]。SY/T6535-2002 標準規(guī)定，在役儲氣井需要按照固定周期進行檢測，一般檢測周期為 2 年，需要對儲氣井進行外觀檢查和嚴密性實驗，全面檢查周期為 6 年，需對儲氣井進行全面檢驗包括井筒檢測。全國范圍內(nèi)服役時間超過 6 年的儲氣井已逾百口，多數(shù)未能得到有效檢測，目前常用檢測方式為加壓測量來檢測儲氣井是否存在泄漏。為豐富儲氣井檢驗手段、提高檢測效率、減少勞動強度。擬開發(fā)一套檢測效率高、便于使用的CNG 地下儲氣井檢測系統(tǒng)，從而可以有效地對地下儲氣井進行安全評估，預防重大事
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP274;TE972.2

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王力;黨博;陳磊;;電磁探傷儀探頭繞制方法的改進[J];電子世界;2015年18期

2 周西峰;鄒浩;郭前崗;;一種基于超聲檢測圖像的缺陷自動識別算法[J];微型機與應用;2015年09期

3 張毅;;關于提高CNG地下儲氣井安全性的研究[J];能源與節(jié)能;2014年11期

4 王t

本文編號：2665598