本書在總結(jié)“十二五”科技攻關(guān)課題“儲(chǔ)氣井失效模式、失效機(jī)理及預(yù)防措施研究”、質(zhì)檢公益性行業(yè)科研專項(xiàng)“儲(chǔ)氣井關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究”等科研項(xiàng)目研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合儲(chǔ)氣井及油氣井的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以及儲(chǔ)氣井近20年的使用經(jīng)驗(yàn)積累，對(duì)地下壓力容器特點(diǎn)、油氣井歷史、儲(chǔ)氣井發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了概述，從儲(chǔ)氣井材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)、腐蝕防護(hù)、使用維護(hù)與檢驗(yàn)、在線監(jiān)測(cè)、典型案例等方面對(duì)儲(chǔ)氣井的技術(shù)進(jìn)展進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并對(duì)儲(chǔ)氣井等地下壓力容器的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。
本書適宜從事儲(chǔ)氣井相關(guān)領(lǐng)域工作的技術(shù)人員使用，也可供壓力容器檢測(cè)人員參考。
石坤，研究員、高級(jí)檢驗(yàn)師，中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院智能檢測(cè)研究所主任、中特檢智能科技（北京）有限公司總經(jīng)理，兼任全國(guó)物品編碼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)特種設(shè)備編碼與標(biāo)識(shí)分技術(shù)委員會(huì)副主任委員、全國(guó)公共安全基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)安全管理體系分技術(shù)委員會(huì)秘書長(zhǎng)、中國(guó)焊接學(xué)會(huì)環(huán)境健康與安全委員會(huì)委員。獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、部級(jí)科技獎(jiǎng)2項(xiàng)以及行業(yè)協(xié)會(huì)科技獎(jiǎng)4項(xiàng)；發(fā)表論文近50篇，參與制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范13項(xiàng)，參加編寫書籍6部，其中專著1部；獲得國(guó)家發(fā)明專利5項(xiàng)、其它專利8項(xiàng)。在儲(chǔ)氣井檢驗(yàn)檢測(cè)和設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域、承壓設(shè)備不拆保溫層脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域以及氫能技術(shù)領(lǐng)域取得了一定的成績(jī)，有的研究成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白和國(guó)際空白。目前，主要從事特種設(shè)備智能檢驗(yàn)、人工智能、大數(shù)據(jù)、智慧管理等技術(shù)研究工作。
第1章 地下壓力容器與儲(chǔ)氣井 1
1.1 壓力容器 1
1.1.1 壓力容器管理規(guī)范 1
1.1.2 壓力容器分類 4
1.2 地下壓力容器 8
1.2.1 簡(jiǎn)述 8
1.2.2 典型地下壓力容器 9
1.3 井 14
1.3.1 水井 14
1.3.2 鹽井 15
1.3.3 石油天然氣井 16
1.4 儲(chǔ)氣井 17
1.4.1 背景概述 17
1.4.2 儲(chǔ)氣井 23
第2章 儲(chǔ)氣井材料 35
2.1 基本知識(shí) 35
2.1.1 壓力容器選材原則 35
2.1.2 金屬材料性能 36
2.1.3 金屬材料熱處理 40
2.2 井管與接箍 42
2.2.1 鋼管材料制造許可 42
2.2.2 油（套）管 43
2.2.3 儲(chǔ)氣井標(biāo)準(zhǔn)對(duì)井管和接箍的要求 59
2.3 井口和井底裝置 60
2.3.1 鍛件基本知識(shí) 60
2.3.2 鍛件質(zhì)量要求及管理 61
2.4 儲(chǔ)氣井用材專項(xiàng)要求 64
2.4.1 井管和接箍用鋼管 64
2.4.2 井口裝置與井底裝置用鋼材 64
第3章 儲(chǔ)氣井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 65
3.1 儲(chǔ)氣井的結(jié)構(gòu)特性分析 65
3.1.1 儲(chǔ)氣井范圍的界定及基本結(jié)構(gòu)劃分 65
3.1.2 井筒 66
3.1.3 井口裝置 69
3.1.4 井底裝置 71
3.1.5 固井水泥環(huán) 72
3.2 儲(chǔ)氣井運(yùn)行特性分析 76
3.2.1 介質(zhì)特性 76
3.2.2 溫度 77
3.3 儲(chǔ)氣井的載荷分析計(jì)算 79
3.3.1 介質(zhì)內(nèi)壓力 80
3.3.2 地壓力 80
3.3.3 重力 81
3.3.4 流體靜壓力 82
3.3.5 井筒管柱上提、下放及旋轉(zhuǎn)的作用力 84
3.3.6 載荷組合 84
3.4 設(shè)計(jì)方法 85
3.5 儲(chǔ)氣井模擬結(jié)構(gòu)試驗(yàn)驗(yàn)證 85
3.5.1 實(shí)驗(yàn)方案 86
3.5.2 試驗(yàn)條件 88
3.5.3 疲勞試驗(yàn) 91
3.5.4 爆破試驗(yàn) 91
3.5.5 分析討論 93
3.5.6 小結(jié) 94
3.6 真實(shí)儲(chǔ)氣井試驗(yàn)驗(yàn)證 94
3.6.1 儲(chǔ)氣井試驗(yàn)井建造 94
3.6.2 儲(chǔ)氣井試驗(yàn)井應(yīng)力測(cè)試 95
3.6.3 儲(chǔ)氣井試驗(yàn)井疲勞試驗(yàn) 100
3.6.4 儲(chǔ)氣井試驗(yàn)井抗拔試驗(yàn) 101
第4章 儲(chǔ)氣井制造 106
4.1 鉆井 106
4.1.1 井身結(jié)構(gòu) 106
4.1.2 鉆前準(zhǔn)備 108
4.1.3 鉆井人員 109
4.1.4 鉆井設(shè)備 110
4.1.5 鉆井液 110
4.1.6 鉆進(jìn) 111
4.2 井管安裝 112
4.2.1 螺紋密封脂 112
4.2.2 扶正器 113
4.2.3 井管組裝和下井作業(yè)規(guī)程 115
4.3 固井 117
4.3.1 水泥 118
4.3.2 水泥外加劑 119
4.3.3 固井設(shè)計(jì) 119
4.3.4 儲(chǔ)氣井固井技術(shù)現(xiàn)狀 122
4.3.5 固井質(zhì)量影響因素 125
4.3.6 復(fù)雜情況下的固井技術(shù) 129
4.3.7 固井質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)價(jià) 131
4.4 壓力試驗(yàn) 131
4.4.1 耐壓試驗(yàn) 131
4.4.2 氣密性試驗(yàn) 134
第5章 儲(chǔ)氣井檢測(cè)技術(shù) 135
5.1 固井質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù) 135
5.1.1 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)測(cè)井技術(shù) 135
5.1.2 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法 140
5.2 儲(chǔ)氣井水泥防護(hù)層膠結(jié)聲波檢測(cè)方法和設(shè)備 146
5.2.1 儲(chǔ)氣井水泥防護(hù)層膠結(jié)質(zhì)量聲學(xué)檢測(cè)方法 146
5.2.2 儲(chǔ)氣井水泥防護(hù)層膠結(jié)質(zhì)量聲學(xué)檢測(cè)設(shè)備 147
5.2.3 應(yīng)用試驗(yàn) 148
5.3 內(nèi)窺檢測(cè) 149
5.4 超聲波檢測(cè) 152
5.4.1 儲(chǔ)氣井井筒壁厚及腐蝕檢測(cè)方法與檢測(cè)系統(tǒng) 152
5.4.2 儲(chǔ)氣井井筒金屬腐蝕超聲檢測(cè)與成像系統(tǒng) 155
5.5 電磁檢測(cè) 156
5.6 導(dǎo)波檢測(cè) 159
5.7 井斜檢測(cè) 160
5.8 井徑檢測(cè) 161
第6章 儲(chǔ)氣井腐蝕與防護(hù) 162
6.1 儲(chǔ)氣井損傷模式 162
6.1.1 土壤腐蝕 162
6.1.2 地層流體腐蝕 163
6.1.3 層下腐蝕 163
6.1.4 大氣腐蝕 163
6.1.5 電化學(xué)腐蝕 164
6.1.6 濕硫化氫破壞 164
6.1.7 脆性斷裂 165
6.1.8 機(jī)械疲勞 165
6.1.9 腐蝕疲勞 166
6.2 儲(chǔ)氣井材料的腐蝕研究 166
6.2.1 實(shí)驗(yàn)研究 167
6.2.2 幾種材料的腐蝕特征 168
6.2.3 模擬水泥事故對(duì)電流和電位分布特征 171
6.2.4 腐蝕過程中的電化學(xué)阻抗譜特征 177
6.2.5 腐蝕圖像特征 183
6.2.6 腐蝕機(jī)理分析 183
6.2.7 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 185
6.3 腐蝕埋片實(shí)驗(yàn)研究 185
6.3.1 實(shí)驗(yàn)方法 186
6.3.2 結(jié)果與分析 187
6.4 抗硫化氫腐蝕性能研究 193
6.4.1 試驗(yàn)材料基本性能 193
6.4.2 抗硫化氫應(yīng)力腐蝕（SCC）性能檢測(cè) 193
6.4.3 應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法及過程 194
6.4.4 試驗(yàn)結(jié)果 194
6.4.5 對(duì)應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果的綜合分析討論 196
6.5 油氣井防腐技術(shù) 199
6.5.1 選用耐蝕材料 199
6.5.2 涂層技術(shù) 200
6.5.3 金屬鍍層 200
6.5.4 加緩蝕劑 200
6.5.5 陰極保護(hù)技術(shù) 201
6.6 儲(chǔ)氣井陰極保護(hù) 202
6.6.1 陰極保護(hù)標(biāo)準(zhǔn) 202
6.6.2 儲(chǔ)氣井陰極保護(hù)案例 202
6.7 儲(chǔ)氣井防腐建議 204
第7章 儲(chǔ)氣井使用管理與定期檢驗(yàn) 205
7.1 儲(chǔ)氣井的使用管理 205
7.1.1 儲(chǔ)氣井使用單位職責(zé) 205
7.1.2 儲(chǔ)氣井使用單位安全管理工作內(nèi)容 205
7.1.3 儲(chǔ)氣井技術(shù)檔案要求 206
7.1.4 儲(chǔ)氣井安全操作規(guī)程要求 206
7.1.5 儲(chǔ)氣井日常安全檢查的要求 206
7.1.6 儲(chǔ)氣井年度檢查的要求 207
7.2 儲(chǔ)氣井定期檢驗(yàn) 208
7.2.1 主要檢驗(yàn)依據(jù) 208
7.2.2 通用要求 209
7.2.3 檢驗(yàn)前準(zhǔn)備 209
7.2.4 檢驗(yàn)實(shí)施 211
7.2.5 缺陷及問題的處理 215
7.2.6 安全狀況等級(jí)評(píng)定 215
7.2.7 檢驗(yàn)報(bào)告 217
第8章 儲(chǔ)氣井在線監(jiān)測(cè) 218
8.1 智能網(wǎng)聯(lián)特種設(shè)備 218
8.2 基于智能網(wǎng)聯(lián)的儲(chǔ)氣井監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 219
8.2.1 總體設(shè)計(jì) 219
8.2.2 系統(tǒng)實(shí)施 223
8.2.3 應(yīng)用案例 225
第9章 儲(chǔ)氣井典型案例 230
9.1 儲(chǔ)氣井的典型事故 230
9.2 儲(chǔ)氣井設(shè)計(jì)制造典型問題 232
9.2.1 設(shè)計(jì)方面的主要問題 232
9.2.2 材料方面的主要問題 234
9.2.3 制造過程方面存在的主要問題 234
9.2.4 質(zhì)量管理體系方面存在的主要問題 236
9.2.5 固井檢測(cè)方面 236
9.3 儲(chǔ)氣井定期檢驗(yàn)典型案例分析 237
9.3.1 腐蝕減薄 238
9.3.2 焊疤及裂紋 240
9.3.3 材料硬度偏低 241
9.3.4 材料分層 241
9.3.5 井筒彎曲 242
9.3.6 機(jī)械損傷 242
9.3.7 螺紋損傷 242
9.3.8 耐壓試驗(yàn)異�；虿缓细� 243
9.4 結(jié)論與建議 244
第10章 儲(chǔ)氣井發(fā)展前景 245
10.1 帶動(dòng)地下壓力容器技術(shù)發(fā)展 245
10.1.1 加快技術(shù)研究 245
10.1.2 加快標(biāo)準(zhǔn)建設(shè) 246
10.2 推進(jìn)儲(chǔ)氣井技術(shù)創(chuàng)新 246
10.2.1 雙管式結(jié)構(gòu) 246
10.2.2 使用陰極保護(hù)措施 247
10.2.3 預(yù)制防腐 248
10.2.4 全焊接連接 248
10.2.5 分段設(shè)計(jì) 248
10.2.6 金屬加水泥復(fù)合式結(jié)構(gòu) 249
10.2.7 甁式結(jié)構(gòu) 251
10.2.8 非金屬?gòu)?fù)合式結(jié)構(gòu) 251
10.3 拓展儲(chǔ)氣井多領(lǐng)域應(yīng)用 252
10.3.1 儲(chǔ)氣庫 252
10.3.2 氫能利用 253
10.3.3 地?zé)崂?254
參考文獻(xiàn) 255
附錄 257
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