石油钻井工业中常用的18cm套管通过管端的扇梯形螺纹和接头连接而成，封底和封头由焊接平盖的接头与套管通过螺纹连接，套管是按照API标准5CT制造的N80钢级石油套管，钢号为30Mn4和28CrM06。其占地面积很小，有利于站场平面布置；虽然初期投资较大，但据四川石油管理局提供的资料表明该储气井至少可以使用25年以上，并可以接生检验维修费，安全可靠性好。其缺点是耐压试验无法检验强度和密封性，制造缺陷也不能及时发现，排污不彻底，容易对套管造成应力腐蚀。以一储气井六口站为例，包括高压一口、中压二口、低压三口，其主要性能参数如下：材料：APIP110钻井用套管；规格：18cm×100m（内径157mm，壁厚10.36mm）；压力（表压）：25Mpa。

储气方案的比较：根据上面的分析，目前国内应用较多的储气方案为ASME容器单元储气和地下储气井方式，两种储气方式的优缺点比较见表4—18。

表4—18 两种储气方案的优缺点比较

ASME储气单元 ①运行和维护成本低，除一般的外部环境和内部直观检测外，不需再检测； ②场地要求5～7m2； 优 点 ③坚固，整体结构能更好的承受冲击载荷及地震波动； ④其容器数量少，接头少； ⑤管线尺寸大，流动阻力较小。 ①初期投资较高 缺 点 ②资周期较长 ①初期投资高 ②耐压试验无法检验强度和密封性 ③制造缺陷也不过能及时发现 ④排污不彻底，容易对套管造成应力腐蚀 价 格 总计92550美元，折合人民币768165元 每1容器为128028元 每座储气井造价为18万元人民币 总计108万元 ①地面积很小 ②可以使用25年以上 ③可以节省检验维护费，安全可靠性好 地 下 储 气 井 美国CPI公司认为，小型储气瓶组技术是大型化储气技术发

展的基础；而大型化储气技术的发展是小型气瓶组储气技术的未来。并认为这决不是单纯从设备的大小来说的，而是人们从初中中逐渐认识到了小气瓶组储气技术存在的问题及不利因素。为此，他们根据现有四川的各种储气技术（方式）从设计标准、安全系数、成本、场地要求等方面均作了对比（见表4—19、表4—20）。

表4—19 CNG储存系统中ASME CNG单元设备和DOT级联容器的对比

ASME ASME6容器单元 ASME第Ⅷ章1节压缩气体地面储存设计标准，在现场最低温度下做冲击实验保证材料硬度 3容器壁厚比同等DOT瓶壁厚高出39% 通常作为地面储存 ASME允许容器上有排污口 6 2300 初期投资高运行和维护成本低 DOT容器 DOT级联156容器 DOT 49CFR之178.37节压缩气体运输标准，一般不考虑频繁的压力变换 2.48 一般不作为地面储存，DOT没有制定地面储存应用标准的权限 不允许有排污口 156 2300 初期投资低运行和维护成本高 每3年必须把单元码拆开，对每只再检测 除一般的外部和内部直观检测外，不需再检测 瓶子进行水压实验。如果允许AE检测，同样需拆开单元 配管 场地需求 快速充装能力 结构整体性 只有6只容器需连接 5～7m2 容器少，接头少，管线尺寸大 坚固，整体结构能更好的承受冲击载荷及地震波动 有156只容器需连接，造成潜在的泄漏危险 ＞50m2 容器多，接头多，管线尺寸小，流动阻力大 松散结构，没有结构整体性 设计标准 安全系数 安装许可 排污 容器数量/只 容积/Nm3 成本 表4—20 ASME储存单元与小气瓶储气库的对比

项目 ASME无缝容器 小气瓶储气库 设计标准 ASME第八八卷第1分册是NFQA52认可储存容器标准 设计安全系数nb=3 29.3mm（27.6Mpa） SA372铬钼钢 硫含量 磷含量 0.015% 硫+磷 0.030% GB工资5099—94钢制无缝气瓶标准，目前国内没有CNG建站及站用储气瓶的标准 设计安全系数nb=2.3 8.5mm（25Mpa） 锰钢，铬钼钢 硫含量 0.035% 磷含量 0.035% 硫+磷 0.055% 设计壁厚 同等设计条件下，ASME容器的设计壁厚比小钢瓶的设计壁厚高出31% 材质对比 0.015% 降低硫和磷的含量可提高材料的韧性，减少偏析和降低H2S应力腐蚀的敏感性，抵抗裂纹的产生和扩展 SA372铬钼钢 抗位强度强度和塑性 /Mpa ≤931 硬度（HB） ≤277 δ5/% 18 抗位强度/Mpa ≤1000 锰钢，铬钼钢 硬度 无要求 δ5/% 14～16 ASME无缝容器控制较严格的抗拉强度上限，并有较高的塑性，有利于降低H2S应力腐蚀的每感性，抵抗裂纹的产生和扩展 进行先漏后爆设计，要求材料有足够的断裂先漏后爆设计 韧性值，裂纹扩展穿透壁厚只造成泄漏，容器不发生爆破 4MPa～27.6Mpa下25万次 疲劳循环次数 13.8MPa～27.6Mpa下100万次 在25Mpa（工作压力）下8万次 在37.5Mpa（试验压力）下1.2万次 没有要求 13.8MPa～27.6Mpa的压力范围在CNG加气站的操作中是具有代表性的，ASME容器的疲劳寿命是小气瓶的3倍 最低点有排污口 容器内表面用蒸汽清洗，并进行内部喷砂处理，获得干燥、清洁、光滑的内表面；外表面用磁粉检验后进行超声波检验，检验的精度为最小壁厚的5% ASME无缝容器清洁、光滑的内表面不容易积存水分，并有利于提高容器的疲劳寿命；控制内表面缺陷的尺寸可防止H2S应力腐蚀 组装固定在工字梁的钢结构内，可水平安装，便于操作，也可垂直安装，节省空间；安装在地震区的组合装置，利用有限元方法校核钢结构的强度和刚性 没有要求 无排污口 排污方式 制造和检验 结构整体生 松散结构，没有整体性结构只能水平安装 配管连接 场地要求 配管连接件少，泄漏点少配管尺寸大，快速充气能力强 5～7m2可露天放置 只需定期进行外观检查和测厚检查，不需要拆除连接件，工作量小 配管连接件多，泄漏点多配尺寸小，气体流动阻力大 ＞30m2需安装在建筑物内 第2年进行一次水压试验，测定容积残余变形率；必须拆除连接件，试验后吹扫、置换，工作量大 定期再检验 从对比中可以看出，大型的气瓶具有多方面的优势：安装简单、占地少、使用年限长、不需检测、日常维修费用低，更重要

的是，大气瓶的安全性能比小气瓶更优，且运行成本低，这也是当前建设CNG加气站的多采用大型瓶组的主要原因。从目前CNG发展较快的美国、加拿大等画家来看，CNG加气站的储气部分几乎全部为大型气瓶，而只是在小型的私人家用的加气站中才用到一部分小型气瓶。我国自吉林、中原两地引进设备中配备了大型瓶组后，廊坊、北京，海南、上海、四川等地的加气站也都相继使用了大型瓶组，加气站储存系统的大型化已成为发展趋势。

4、天然气净化系统

（1）硫化氢对CNG储气瓶的腐蚀

从大量的国内外油气田设备的腐蚀情况证明，硫化氢对金属材料具有强烈的氢脆，硫化物应力腐蚀和电化学失重腐蚀作用。从CNG加气站的钢瓶检测以及已发生过爆炸的钢瓶的抽查中均发现钢瓶内有不同程度的残留水，或者有黑色粘状物油污等。硫化物极易溶于水而形成酸性溶液，钢瓶内壁与硫化氢水溶液接触，一方面发生阳极反应，引起电化学失重腐蚀，而生成硫化铁膜呈黑色疏松分层状或粉末状。另一方面在钢表面发生阳极反应，产生氢原子，向钢瓶内部扩散，并在局部地方结合成分子氢，分子氢的何种是原了氢的20倍，造成极大的局部压力，可高在数百个在气压。对于高强度、高硬度的钢材，会使晶格变形，致成极大的局部压力，脆性增加，内部出现之字形微细裂纹，裂纹两侧有腐蚀产物，这种裂纹是典型的氢脆特点，CNG医疗事故