高压地下储气井失效故障树的建立及定性分析.pdf

维普资讯 8 油气 田地 面工程第 27卷第 3期 (2008．3) 高压地下储气井失效故障树的建立及定性分析 刘 清友 朱 园园 ( “油气藏地质及开发工程”国家重点实验室 ·西南石油大学) 摘要 ：对现有常规 CNG高压储气井事故进行分析 ，结合埋地输气管道失效原 因，建立以 CNG高压储气井失效为顶事件的CNG高压储气井失效故障树。通过系统的定性分析 ，列 出导致 顶事件发生的原 因和失效形式，得到故障树的各阶最小割集，由此确定储气井的主要失效形式并 提 出相应的改进措施。故障树分析 的结果可为已有储气井的维护和新储气井的设计提供理论指 导，对减少事故发生具有重要的意义。 关键词 ：地下储气井；故障树 ；失效分析 ；固井质量 ；泄漏 ；腐蚀 高压地下储气井失效”，整个系统失效主要包括：井 1 引言 筒爆炸，井筒泄漏，井筒上串或下沉 。同样，以这三 高油价时代的到来使天然气作为汽车燃料广为 个因素作为次顶事件，进行至上而下分析可以发现， 推广 ，CNG加气站也由于CNG汽车的增多在国内 储气井爆炸分为化学爆炸和物理爆炸；引起储气井泄 各城市相继建成 ，因此加气站的安全愈加成为广泛 漏的原因有井 口装置泄漏，井下泄漏，对相应的原因 关注的话题 ，近期东营加气站发生的恶性伤亡事 进行分析，共有51个基本事件，建立CNG高压地下 故 ，再次向人们敲起警钟。而储气井作为加气站的 储气井失效故障树，故障树中各符号所代表的意义见 核心近年来也是事故频发 ，2006年 7月 20日天池 表 1，其结构如图1所示。 加油加气站一井底封头与储气井管联接 口上端突然 表 1 CNG高压地下储气井失效故障树 中各符号所代表的意义 发生应力腐蚀爆裂，导致该井 9根套管依次冲出地 符号 意 义 符号 意 义 面 ，造成停车场汽车 、加油加气站等设施损坏。因 f1 装配质量差 f23 交变内压 此 ，对当前储气井 已发生事故 以及仍存在的安全隐 f2 套质量 f24 防腐绝缘层老化剥落 患进行分析十分必要 。 f3 制造精度 f25 防腐绝缘层破损 f4 热处理质量 f26 天然气中含H2S、SO2、CO2等 通过对系统的可靠性分析，可以了解 CNG系统 f5 阀座密封面腐蚀 f27 排液管堵塞 的各薄弱环节，将事故隐患消灭在萌芽状态 ，避免 f6 阀座刺坏 f28 井筒底部有积液 事故发生 ，将风险因素控制在管理者容许的范围之 f7 焊接质量 f29 内涂层变薄 f8 探伤操作疏忽 f30 内涂层脱落 内。而故 障树分析法 (FTA—FaultTreeAnalysis) f9 锥螺纹密封胶脱落 f31 天然气中含HzO 是一种提高系统可靠性设计的有效方法之一，其实 f10 螺纹强度不够 f32 存在残余应力 质是在系统设计过程中，指定系统 中一个不希望发 [11 螺纹质量差 [33 内应力较大 f12 含细菌