随着社会经济的不断发展,人们越来越重视对环境的保护。我国拥有丰富的天然气资源,并且它是一种绿色清洁能源,在21世纪必将会得到进一步的推广和应用。利用压缩天然气(CNG)为燃料的CNG汽车工业是一个新兴的产业,具有良好的经济效益和社会效益。将我国天然气资源的优势与推广CNG汽车、搞好环境保护和带动相关制造业的发展相结合,必将形成新的经济增长点,从而进一步加快我国经济建设,提高人们的生活质量。针对目前国内压缩天然气(CNG)地下储气井结构过于简单,缺乏必要的安全装置等问题,本文融合石油钻井、天然气储运、现代设计方法、自动检测与控制等学科领域的知识,采用理论研究、分析计算、计算机仿真、现场调研与试验相结合的方法,开展提高地下储气井系统安全性研究。通过对现有储气井的力学分析,进一步优化现有储气井的结构;从系统的角度开展储气井安全性相关技术研究,并在此基础上提出可行的储气井安全系统方案,避免飓风、地震、火灾、爆炸、人为差错等使CNG泄漏造成更大的灾难。该研究成果将为我国天然气资源的高效利用,进一步推广CNG汽车提供技术支持和安全保障措施。本论文的研究工作是“四川省学术和技术带头人培养资金资助项目”的部分研究成果。本论文主要开展了以下几方面的研究工作: 1、国内外高压地下储气井技术现状研究,了解目前CNG加气站储气井系统安全现状,运用安全系统工程理论,从系统的角度出发分析国内外储气井系统存在的安全隐患; 2、在调研的基础上,综合交叉利用天然气储运、油气井工程、现代机械设计、力学分析、自动控制、检测、计算机仿真、系统可靠性工程等多学科知识,分析国外高压地下储气井安全系统工作原理,了解其工作机理,为国内CNG加气站高压地下储气井安全系统设计打下基础; 3、比较国内外高压地下储气井结构,针对目前国内生产现状,采用现代设计软件与力学分析相结合的手段,优化储气井结构,设计出适合国内市场的井下安全阀; 4、针对目前国内高压地下储气井存在的安全隐患,应用安全系统工程原理、自动控制原理、检测、计算机等多方面的知识,开发一套具有自主知识产权的储气井安全系统; 5、应用系统可靠性工程知识,对储气井安全系统的可靠性分析的思路和方法进行了初步探讨,为进一步科学地评价储气井安全系统的可靠性打下了基础。