储气井漏磁检测技术研究
发布时间：2020-05-15 20:34
【摘要】：压缩天然气(CNG)地下储气井呈管状结构,垂直埋于底下,用于天然气的存储,具有存储量大、占地面积小、安全稳定等优点,是安全经济可靠的承压容器,广泛应用于CNG加气站。储气井大部分结构埋于地下,受地层腐蚀介质影响和储存介质中硫化氢等腐蚀因素影响,在长期服役过程中会产生腐蚀缺陷,造成井筒壁厚减薄甚至发生泄漏。依据我国SY/T6535-2002中的有关规定,加气站的CNG地下储气井需每六年进行一次全面无损检测。为提高储气井检测效率、降低工作强度,本文将采用漏磁检测技术研制一套检测高效、便于使用的CNG储气井漏磁检测系统,可有效地对储气井开展安全评估,预防重大事故发生。本文依据漏磁检测原理,结合储气井结构特点,研制了适用于φ244.48mm×11.05mm规格储气井的漏磁检测系统。利用有限元仿真分析软件,建立储气井漏磁检测分析模型,分析磁间距及衔铁截面积对漏磁场的影响规律,分析轴向励磁结构和周向励磁结构对轴向槽型缺陷检测效果,提出轴向磁化方式和周向磁化方式两种不同类型的励磁结构,根据有限元分析结果对励磁结构尺寸优化设计。分析内外壁缺陷和不同深度外壁缺陷的漏磁场信号变化规律,得到不同缺陷漏磁场信号差异。设计储气井漏磁检测装置及投放平台,结合实验室OPMS漏磁检测系统,制备人工模拟缺陷试件,对设计的储气井漏磁检测系统开展实验研究。研究结果表明:内壁缺陷的漏磁场信号强于外壁缺陷,不同深度缺陷的漏磁场信号幅值不同,随着缺陷深度的增加,缺陷处漏磁场的信号幅值增大。我们可以根据缺陷处漏磁信号对缺陷严重程度进行判定,该设计系统可满足现场检测需求。本文的研究是基于漏磁检测原理,为地下储气井无损检测提供了一种高效的检测方案,对CNG地下储气井的安全评估及风险防范提供了重要技术保障,有利于储气井风险评估的有效开展,保证了地下储气井的安全运行。
【图文】：
几年内发生变化，朝着绿色低碳的方向发展，天然气在我国能源消费结构中的占比不断增加，占有重要地位。2014 年，我国发布的《能源发展战略行动计划（2014-2020 年）》指出，要以节能减排为重点，确保能源供应稳定安全，重点监控节能减排举措，调整优化能源结构，改善能源可持续发展现状，以绿色能源为主要发展对象，鼓励使用清洁高效低碳能源。坚持发展非石化能源与石化能源的高效清洁利用并举，改变能源消费结构比例，减少煤炭使用，逐渐提高天然气使用占比，至 2020 年，非石化能源的消耗量占一次能源的 15%，天然气消耗比重占 10%以上[1]。加快天然气储气库区建设，鼓励支持民营企业参与天然气商业储备与调峰；加快天然气加气站建设，积极发展以天然气为燃料的汽车、客车、重型卡车和轮船。与传统汽油、柴油作为燃料的机动车相比，燃料为天然气的机动车排放污染物小，更加环保节能，具有明显优势。随着社会的发展及人们观念的转变，社会群众的环保意识逐渐增强，全国范围内，大多数公交车、出租车等已陆续采用天然气作为燃料，天然气燃料发展态势良好[2]。在加气站现有压缩天然气（Compressed Natural Gas，CNG）储存方式中，，地下储气井储存 CNG 的方式具有储量大、空间利用率高、井筒受温度变化影响小等优点，已成为天然气加气站最常见的储气方式，图 1.1 为国内常用的储气井[3]。
(a) 兰州某加气站储气井外表面局部腐蚀 (b) 海口某加气站储气井外表面大面积腐蚀图 1.2 储气井腐蚀缺陷鉴于上述问题，储气井的检验显得格外重要，目前储气井专用检测设备较少，检测技术不成熟，导致大量服役多年的储气井未受到检测，安全隐患广泛存在。1997 年四川泸州一家 CNG 加气站天然气发生泄漏事故，泄漏后引发火灾导致 18 人受伤；2005 年 7月中旬位于四川省某市的天然气加气站发生井筒爆炸事件，造成加气站内和周围多辆汽车损坏，财产损失严重，所幸无人员伤亡。事后调查发现，由于储气井的腐蚀造成 CNG气体泄漏引发爆炸。2007 年山东一座 CNG 加气站发生爆炸，造成了二死三烧伤的重大事故[3,4]。SY/T6535-2002 标准规定，在役储气井需要按照固定周期进行检测，一般检测周期为 2 年，需要对储气井进行外观检查和严密性实验，全面检查周期为 6 年，需对储气井进行全面检验包括井筒检测。全国范围内服役时间超过 6 年的储气井已逾百口，多数未能得到有效检测，目前常用检测方式为加压测量来检测储气井是否存在泄漏。为丰富储气井检验手段、提高检测效率、减少劳动强度。拟开发一套检测效率高、便于使用的CNG 地下储气井检测系统，从而可以有效地对地下储气井进行安全评估，预防重大事
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP274;TE972.2
【图文】：
几年内发生变化，朝着绿色低碳的方向发展，天然气在我国能源消费结构中的占比不断增加，占有重要地位。2014 年，我国发布的《能源发展战略行动计划（2014-2020 年）》指出，要以节能减排为重点，确保能源供应稳定安全，重点监控节能减排举措，调整优化能源结构，改善能源可持续发展现状，以绿色能源为主要发展对象，鼓励使用清洁高效低碳能源。坚持发展非石化能源与石化能源的高效清洁利用并举，改变能源消费结构比例，减少煤炭使用，逐渐提高天然气使用占比，至 2020 年，非石化能源的消耗量占一次能源的 15%，天然气消耗比重占 10%以上[1]。加快天然气储气库区建设，鼓励支持民营企业参与天然气商业储备与调峰；加快天然气加气站建设，积极发展以天然气为燃料的汽车、客车、重型卡车和轮船。与传统汽油、柴油作为燃料的机动车相比，燃料为天然气的机动车排放污染物小，更加环保节能，具有明显优势。随着社会的发展及人们观念的转变，社会群众的环保意识逐渐增强，全国范围内，大多数公交车、出租车等已陆续采用天然气作为燃料，天然气燃料发展态势良好[2]。在加气站现有压缩天然气（Compressed Natural Gas，CNG）储存方式中，，地下储气井储存 CNG 的方式具有储量大、空间利用率高、井筒受温度变化影响小等优点，已成为天然气加气站最常见的储气方式，图 1.1 为国内常用的储气井[3]。
(a) 兰州某加气站储气井外表面局部腐蚀 (b) 海口某加气站储气井外表面大面积腐蚀图 1.2 储气井腐蚀缺陷鉴于上述问题，储气井的检验显得格外重要，目前储气井专用检测设备较少，检测技术不成熟，导致大量服役多年的储气井未受到检测，安全隐患广泛存在。1997 年四川泸州一家 CNG 加气站天然气发生泄漏事故，泄漏后引发火灾导致 18 人受伤；2005 年 7月中旬位于四川省某市的天然气加气站发生井筒爆炸事件，造成加气站内和周围多辆汽车损坏，财产损失严重，所幸无人员伤亡。事后调查发现，由于储气井的腐蚀造成 CNG气体泄漏引发爆炸。2007 年山东一座 CNG 加气站发生爆炸，造成了二死三烧伤的重大事故[3,4]。SY/T6535-2002 标准规定，在役储气井需要按照固定周期进行检测，一般检测周期为 2 年，需要对储气井进行外观检查和严密性实验，全面检查周期为 6 年，需对储气井进行全面检验包括井筒检测。全国范围内服役时间超过 6 年的储气井已逾百口，多数未能得到有效检测，目前常用检测方式为加压测量来检测储气井是否存在泄漏。为丰富储气井检验手段、提高检测效率、减少劳动强度。拟开发一套检测效率高、便于使用的CNG 地下储气井检测系统，从而可以有效地对地下储气井进行安全评估，预防重大事
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP274;TE972.2
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 王力;党博;陈磊;;电磁探伤仪探头绕制方法的改进[J];电子世界;2015年18期
2 周西峰;邹浩;郭前岗;;一种基于超声检测图像的缺陷自动识别算法[J];微型机与应用;2015年09期
3 张毅;;关于提高CNG地下储气井安全性的研究[J];能源与节能;2014年11期
4 王t
本文编号：2665598
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/2665598.html
