CN105889746B - 一种基于硬石膏矿采空区储存天然气的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于硬石膏矿采空区储存天然气的方法。包括如下步骤：矿井的设备清理、硬石膏矿采空区的表面处理、巷道封堵、安装天然气设备、天然气的储存。本发明充分利用硬石膏矿采空区在储能、储物方面应用，石膏矿储能或储物的方式，具有节约土地、投资省、运营定员少、安全性高、环保污染少、使用寿命长等特点。通过利用开采后的硬石膏矿采空区的巷道经过封堵后形成密闭的仓室，将天然气加压储存在仓室内，待需要使用天然气时，将储存在仓室内的天然气输出。
Description
技术领域
本发明属于天然气地质存储技术领域，特别是涉及一种基于硬石膏矿采空区储存天然气的方法。
背景技术
天然气的消费由大量燃气用户的使用叠加而成，具有小时、日、月及季节的不均衡性，而气源的供气量不可能随用气的不均衡件同步供给。储气是解决供气的均衡性与用气不均衡性之间矛盾的有效方法，即需要建立相应数量的储气设施。当用气处于低峰时，将多余的气体储存起来，当用气处于高峰时。
目前，天然气的储存方式主要有气态储存和液态储存两种，其中前者包括地面储罐储存、管道储存和地下储气库储存。天然气地面储存一般采用金属储气罐，储气罐按压力分为高压和低压两种，低压储气罐的工作压力一般为0.004-0.005MPa，多为化工厂、石化厂作工艺气的中间储存，高压储气罐的工作压力一般为0.25-3.0MPa，主要用于城市配气系统供日夜或小时调峰用，该种方式需要耗费大量的金属材料来进行制备容器。
天然气管道储存有输气十线末段储气和利用管束储气两种方式。输气干线末段储气，是指在供气低峰时，将富余的气储存在输气干线末段，随着管内气体压力逐渐升高到最后一个压气站允许的最高压力，到用气高峰时，该储气段压力降到城市配气管网允许的最小值，将储存的气体输出，增加供气量。管束储气，即使用一定直径和一定数量的管子构成管束，埋设于供气点附近，用高压天然气或压缩机将天然气注入管束中，待高峰用气时输出。管道储气容量较小，主要供城市日夜或小时调峰用。
地下储气库具有储气容量大、节省地面储罐投资、不受气候影响，维护管理简便、安全可靠、不影响城镇美化规划、不污染环境等优点。
发明内容
本发明为一种基于硬石膏矿采空区储存天然气的方法，通过利用开采后的硬石膏矿采空区的巷道经过封堵后形成密闭的仓室，将天然气加压储存在仓室内，待需要使用天然气时，将储存在仓室内的天然气输出，解决了现有的地面天然气储存成本大，维护费用高等问题。
本发明提供了硬石膏矿采空区在储能、储物方面的方法，包括如下步骤：a矿井的设备清理：将硬石膏矿采空区内的主巷道2内的设备清除；
b硬石膏矿采空区的表面处理：将主巷道2内的地面碎石、灰尘杂物清理干净，再通过高压水进行表面的清洗，并通过风机鼓风风干；
c巷道封堵：在硬石膏矿采空区的主巷道2与矿井的入口井1相交叉的位置分布进行封堵；
其中，封堵工艺为：采用1-5.5m厚的水泥墙封堵，在进行封堵浇注混凝土时，浇注模上横向贯穿有进气管道和出气管道，封堵墙面距离入口井1的井口的中心线位置在5-20m的范围；
d安装天然气设备：在进气管道上安装压力表，并将管口连接到天然气压缩机，天然气压缩机设置在主巷道2的地面上，通过一天然气管道连接到进气管道上；出气管道连接另一天然气管道引入到地表面上，并安装流量计和截止阀；
e天然气的储存：引入天然气源，在入口井1内固定两根天然气管道，分别与主巷道2上的进气管道和出气管道连通；在入口井1内还固定有电缆管道。
进一步地，所述步骤a中将硬石膏矿采空区内的小火车轨道拆除、电缆拆掉，清除巷道内的设备机、压风机，只留出采空区。
进一步地，所述步骤b中在对主巷道2的表面进行清理后，通过在主巷道2的内表面喷敷一层水泥浆，水泥浆厚度在2mm-5mm的范围。
进一步地，所述步骤c中的封堵工艺中，进气管道和出气管道均采用不锈钢压力管道。
进一步地，所述步骤d中在矿井的入口井1的入口到与主巷道2的交汇处的距离，等间距设置可燃气体检测装置，间距在10m-50m的范围；通过天然气压力机将天然气充入到主巷道2内，当主巷道2内的天然气压力值在18-20MPa的范围，储存天然气，当需要使用天然气时，直接打开出气管道上的阀门进行天然气的输出。
本发明具有以下有益效果：
本发明充分利用硬石膏矿采空区在储能、储物方面应用，石膏矿储能或储物的方式，具有节约土地、投资省、运营定员少、安全性高、环保污染少、使用寿命长等特点。通过利用开采后的硬石膏矿采空区的巷道经过封堵后形成密闭的仓室，将天然气加压储存在仓室内，待需要使用天然气时，将储存在仓室内的天然气输出。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为发明的硬石膏矿采空区的主巷道和入口井的布置图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
专利CN200810157775.4(《一种天然气储存的方法》)中介绍一种储存天然气的方法，该方法为通过由溶液储罐、溶液循环泵、吸附罐、分子筛脱水器、天然气气液分离器、空压机、减压阀组成的天然气储存工艺实现的；气井或油井来的的天然气，经减压阀减压到3.5Mpa-5Mpa，或用压缩机增压到3.5Mpa-5Mpa，进入分离器气液分离，再进入分子筛脱水器脱水，再进入吸附罐，用天然气专用吸附剂进行吸附，同时要开启溶液循环泵，将吸附热及时的置换出来，待吸附稳定后，打开吸附罐的出气阀门，通过出口给用户压力容器加气，溶液循环系统继续循环，为吸附罐内天然气解析提供热量。
请参阅图1所示，本发明为一种基于硬石膏矿采空区储存天然气的方法，包括如下步骤：矿井的设备清理：将硬石膏矿采空区内的主巷道2内的设备清除；其中，将硬石膏矿采空区内的小火车轨道拆除、电缆拆掉，清除巷道内的设备机、压风机，只留出采空区。
硬石膏矿采空区的表面处理：将主巷道2内的地面碎石、灰尘杂物清理干净，再通过高压水进行表面的清洗，并通过风机鼓风风干；其中，在对主巷道2的表面进行清理后，通过在主巷道2的内表面喷敷一层水泥浆，水泥浆厚度在2mm-5mm的范围，用以保护主巷道2的内表面在天然气气压的冲击下保持结构的稳定，避免天然气与石膏矿的矿石层发生侵蚀反应。
巷道封堵：在硬石膏矿采空区的主巷道2与矿井的入口井1相交叉的位置分布进行封堵；其中，封堵工艺为：采用3m厚的水泥墙封堵，在进行封堵浇注混凝土时，采用钢筋进行制模，浇注模上横向贯穿有进气管道和出气管道，封堵墙面距离入口井1的井口的中心线位置在5-20m的范围。
安装天然气设备：在进气管道上安装压力表，并将管口连接到天然气压缩机，天然气压缩机设置在主巷道2的地面上，通过一天然气管道连接到进气管道上；出气管道连接另一天然气管道引入到地表面上，并安装流量计和截止阀；
天然气的储存：引入天然气源，在入口井1内固定两根天然气管道，分别与主巷道2上的进气管道和出气管道连通；在入口井1内还固定有电缆管道。
其中，步骤c中的封堵工艺中，进气管道和出气管道均采用不锈钢压力管道。
其中，步骤d中在矿井的入口井1的入口到与主巷道2的交汇处的距离，等间距设置可燃气体检测装置，间距在10m-50m的范围；通过天然气压力机将天然气充入到主巷道2内，当主巷道2内的天然气压力值在18-20MPa的范围，储存天然气，当需要使用天然气时，直接打开出气管道上的阀门进行天然气的输出。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料过着特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种基于硬石膏矿采空区储存天然气的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a矿井的设备清理：将硬石膏矿采空区内的主巷道(2)内的设备清除；
b硬石膏矿采空区的表面处理：将主巷道(2)内的地面碎石、灰尘杂物清理干净，再通过高压水进行表面的清洗，并通过风机鼓风风干；
c巷道封堵：在硬石膏矿采空区的主巷道(2)与矿井的入口井(1)相交叉的位置分布进行封堵；
其中，封堵工艺为：采用1-5.5m厚的水泥墙封堵，在进行封堵浇注混凝土时，浇注模上横向贯穿有进气管道和出气管道，封堵墙面距离入口井(1)的井口的中心线位置在5-20m的范围；
d安装天然气设备：在进气管道上安装压力表，并将管口连接到天然气压缩机，天然气压缩机设置在主巷道(2)的地面上，通过一天然气管道连接到进气管道上；出气管道连接另一天然气管道引入到地表面上，并安装流量计和截止阀；
e天然气的储存：引入天然气源，在入口井(1)内固定两根天然气管道，分别与主巷道(2)上的进气管道和出气管道连通；在入口井(1)内还固定有电缆管道。
2.根据权利要求1所述的一种基于硬石膏矿采空区储存天然气的方法，其特征在于，所述步骤a中将硬石膏矿采空区内的小火车轨道拆除、电缆拆掉，清除巷道内的设备机、压风机，留出采空区。
3.根据权利要求1所述的一种基于硬石膏矿采空区储存天然气的方法，其特征在于，所述步骤b中在对主巷道(2)的表面进行清理后，通过在主巷道(2)的内表面喷敷一层水泥浆，水泥浆厚度在2mm-5mm的范围。
4.根据权利要求1所述的一种基于硬石膏矿采空区储存天然气的方法，其特征在于，所述步骤c中的封堵工艺中，进气管道和出气管道均采用不锈钢压力管道。
5.根据权利要求1所述的一种基于硬石膏矿采空区储存天然气的方法，其特征在于，所述步骤d中在矿井的入口井(1)的入口到与主巷道(2)的交汇处的距离，等间距设置可燃气体检测装置，间距在10m-50m的范围；
通过天然气压力机将天然气充入到主巷道(2)内，当主巷道(2)内的天然气压力值在18-20MPa的范围，储存天然气，当需要使用天然气时，直接打开出气管道上的阀门进行天然气的输出。
6.根据权利要求1所述的一种基于硬石膏矿采空区储存天然气的方法，其特征在于，所述步骤e中天然气源引自天然气输送管道或天然气气田。
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