CN113701044A - 一种嵌套式储气井的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种嵌套式储气井的制作方法，包括步骤一：在现有的储气井中安装内井筒，外井筒的井口焊接有第一法兰，使内井筒的井口伸出外井筒；步骤二：在内井筒的井口焊接第二法兰，第二法兰位于第一法兰上方，通过螺栓将第一法兰与第二法兰固定为一体；步骤三：在第二法兰上表面接井盖。本申请中将内井筒的井口伸出外井筒，在内井筒的井口焊接了第二法兰增加了第二法兰，并将第二法兰与第一法兰通过螺栓紧固为一体，即将外井筒与内井筒通过井口的法兰连接为整体。这样设计，即使内井筒在长时间内循环充气和放气、承受交变内压载荷的过程中，发生形变伸长和缩短，但是上部的两个法兰始终连为一体，大大提高了结构稳定性和安全性能。

Description

一种嵌套式储气井的制作方法
技术领域
本发明属于储气井技术领域，具体涉及一种嵌套式储气井的制作方法。
背景技术
目前，CNG加气站主要为城市公共交通提供气源，建于人口稠密的城市。储气井是竖向埋设于地下且井筒与井壁间采用水泥浆进行全填充封固、用于储存压缩气体的管状设施，属于固定式压力容器类别、高压容器品种，储气井的深度为100多米。储气井由井筒、井口装置、井底装置组成。储气井工作是一个循环充气和放气的过程，主要承受交变内压载荷，压力范围一般在10～25MPa之间，压力波动大于20％，设计压力循环总次数一般为25000次。储气井的公称压力一般为25MPa(表压)，储气井的公称容积1～10m3,井筒内径为177.8mm和244.48mm两种。
井筒包括多个井筒单元，井筒单元的两端均设置有外螺纹，相邻两个井筒单元的连接部套设有连接套筒，连接套筒的内壁设置有内螺纹，连接套筒与井筒单元螺纹连接，并在连接缝处涂有密封脂。但是储气井在循环充气和放气的过程，承受交变内压载荷，长时间服役工作，且地下环境恶劣，导致密封脂变干缩小、开裂、甚至脱落，使相邻两个井筒单元连接处发生泄漏。因为储气井深埋在地下，泄露处不易修复，修复成本太高，所以为了避免发生泄漏的储气井被废弃，现有的大多数做法是在该储气井中安装一个直径更小的内井筒，形成嵌套式储气井。
现有的嵌套式储气井，为了固定内井筒，在内井筒和外井筒之间的间隙中填充混凝土，并没有通过其他部件将内井筒和外井筒连接在一起。但是内井筒在长时间内循环充气和放气、承受交变内压载荷的过程中，内井筒会循环发生形变伸长和缩短，则内井筒与填充的混凝土发生脱离，导致内井筒发生摇晃，无法与外井筒固连为一体，存在安全隐患，因此需要设计一种更好的嵌套式储气井。
发明内容
本发明的目的在于提供一种嵌套式储气井的制作方法，解决现有技术中嵌套式储气井，在内井筒和外井筒之间填充混凝土，内井筒在长时间个循环充气和放气、承受交变内压载荷的过程中，与填充的混凝土发生脱离，导致内井筒发生摇晃，无法与外井筒固连为一体，存在安全隐患的技术问题。
为了解决上述问题，本发明通过如下技术方案实现：
一种嵌套式储气井的制作方法，包括如下步骤：
步骤一：在现有的储气井中安装内井筒，现有储气井的井筒记为外井筒，外井筒的井口焊接有第一法兰，使内井筒的井口伸出外井筒；
步骤二：在内井筒的井口焊接第二法兰，第二法兰位于第一法兰上方，然后通过螺栓将第一法兰与第二法兰固定为一体，第二法兰与第一法兰均为凹凸面法兰；
步骤三：在第二法兰上表面安装井盖。
有现有技术相比，本申请中将内井筒的井口伸出外井筒，在内井筒的井口焊接了第二法兰增加了第二法兰，并将第二法兰与第一法兰通过螺栓紧固为一体，即将外井筒与内井筒通过井口的法兰连接为整体。这样设计，即使内井筒在长时间内循环充气和放气、承受交变内压载荷的过程中，内井筒循环发生形变伸长和缩短，但是上部的两个法兰始终连为一体，大大提高了结构稳定性和安全性能。
进一步改进，所述第一法兰与第二法兰之间设置有支撑架；通过设置支撑架，为螺柱留下安装空间，便于操作。
进一步改进，所述支撑架为垫环；在步骤一之后，将垫环放置在第一法兰上，并套设内井筒上端，然后将放置第二法兰放置在垫环，再将第二法兰与内井筒焊接为一体，装配方便。
进一步改进，所述第二法兰与第一法兰的直径相同，井盖为第三法兰，第三法兰的直径小于第二法兰，第二法兰上开设有两圈螺纹孔，包括外圈螺纹孔和内圈螺纹孔；第一法兰上开设有多个第一螺纹孔，第三法兰上开设有多个第三螺纹孔；其中，第一螺纹孔和外圈螺纹孔相对应，第三螺纹孔和内圈螺纹孔相对应，第二法兰和第一法兰通过拧入第一螺纹孔、外圈螺纹孔中的第一螺柱固定，第二法兰和井盖通过拧入第三螺纹孔、内圈螺纹孔中的第三螺柱固定。
进一步改进，所述井盖为第三法兰，第一法兰、第二法兰和第三法兰直径相同，第一法兰、第二法兰和第三法兰上对应位置均开设有一圈第二螺纹孔，第一法兰、第二法兰和第三法兰通过拧入第二螺纹孔的第二螺柱固定；
所述第二螺柱与三个螺母配合，自下而上依次记为第一螺母、第二螺母和第三螺母；其中，第三螺母与第三法兰的上表面相抵持，第二螺母与第二法兰的下表面相抵持，第一螺母与第一法兰的下表面相抵持。
进一步改进，所述第二螺柱与三个螺母配合安装时，先安装第二螺母，然后安装第三螺母，采用扭矩扳手拧紧第二螺母和第三螺母，使其将第二法兰和第三法兰锁紧，最后安装第一螺母。第一螺母安装扭矩可小于第二螺母和第三螺母的扭矩。
进一步改进，所述步骤一之后，在内井筒和外井筒之间的间隙中填充密封材料。防止雨水、杂物等进入内井筒和外井筒之间的间隙中。
进一步改进，所述密封材料只填充靠近第一法兰的上部间隙。
进一步改进，所述密封材料填满内井筒和外井筒之间的间隙。
进一步改进，所述密封材料为发泡胶或混凝土。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本申请中将内井筒的井口伸出外井筒，在内井筒的井口焊接了第二法兰增加了第二法兰，并将第二法兰与第一法兰通过螺栓紧固为一体，即将外井筒与内井筒通过井口的法兰连接为整体。这样设计，即使内井筒在长时间内循环充气和放气、承受交变内压载荷的过程中，内井筒循环发生形变伸长和缩短，但是上部的两个法兰始终连为一体，大大提高了结构稳定性和安全性能。
附图说明
图1为嵌套式储气井的制作方法的流程图；
图2为实施例一中嵌套式储气井沿轴线的剖面图；
图3为图2中嵌套式储气井的俯视图；
图4为实施例二中嵌套式储气井沿轴线的剖面图；
图5为图4中嵌套式储气井的俯视图。
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。
实施例一：
如图1-3所示，一种嵌套式储气井的制作方法，包括如下步骤：
S1：在现有的储气井中安装内井筒2，现有储气井的井筒记为外井筒1，外井筒的井口焊接有第一法兰3，使内井筒2的井口伸出外井筒1；
S2：在内井筒2和外井筒1之间的间隙中填充密封材料；所述密封材料7只填充靠近第一法兰3的上部间隙。所述密封材料为发泡胶。
S3：将不锈钢垫环6放置在第一法兰上，并套设内井筒2上端；
S4：将第二法兰4放置在垫环6上，并将第二法兰与内井筒焊接为一体，第二法兰4位于第一法兰3上方，然后通过螺栓将第一法兰与第二法兰固定为一体，第二法兰4与第一法兰3均为凹凸面法兰；
S5：将井盖5通过安装在第二法兰4上表面，井盖5的直径小于第二法兰的直径。
在本实施例中，第二法兰与第一法兰型号相同，均为9寸储气井法兰。井盖5为第三法兰，第三法兰的直径小于第二法兰，第二法兰5上开设有两圈螺纹孔，包括外圈螺纹孔41和内圈螺纹孔42；第一法兰上开设有多个第一螺纹孔，第三法兰上开设有多个第三螺纹孔；其中，第一螺纹孔和外圈螺纹孔相对应，第三螺纹孔和内圈螺纹孔相对应，第二法兰和第一法兰通过拧入第一螺纹孔、外圈螺纹孔中的第一螺柱11固定，第二法兰和井盖通过拧入第三螺纹孔、内圈螺纹孔中的第三螺柱13固定，如图3所示。
在本实施例中，第一螺柱、第三螺柱采用35CrMoIII级锻件制成，螺母为30CrMo材质。垫环为35CrMoIII级锻件，宽度不小于20mm，垫环的高度不小于2.5颗螺母高度，便于操作。
有现有技术相比，本申请中将内井筒的井口伸出外井筒，在内井筒的井口焊接了第二法兰增加了第二法兰，并将第二法兰与第一法兰通过螺栓紧固为一体，即将外井筒与内井筒通过井口的法兰连接为整体。这样设计，即使内井筒在长时间内循环充气和放气、承受交变内压载荷的过程中，内井筒循环发生形变伸长和缩短，但是上部的两个法兰始终连为一体，大大提高了结构稳定性和安全性能。
在其他实施例中，支撑架可以为多个支撑块。
在其他实施例中，所述密封材料7填满内井筒和外井筒之间的间隙。
在其他实施例中，密封材料可以为混凝土等，只要能够填充、密封内井筒和外井筒之间的间隙即可。
实施例二：
如图4、5所示，所述井盖5为第三法兰，第一法兰3、第二法兰4和第三法兰直径相同，均为9寸储气井法兰。第一法兰、第二法兰和第三法兰上对应位置均开设有一圈第二螺纹孔51，第一法兰、第二法兰和第三法兰通过拧入第二螺纹孔的第二螺柱8固定。
在本实施例中，所述第二螺柱与三个螺母配合，自下而上依次记为第一螺母21、第二螺母22和第三螺母23；其中，第三螺母与第三法兰的上表面相抵持，第二螺母与第二法兰的下表面相抵持，第一螺母与第一法兰的下表面相抵持。通过设置三个螺母便于紧固第二法兰和井盖5。
所述第二螺柱8与三个螺母配合安装时，先安装第二螺母22，然后安装第三螺母23，采用扭矩扳手拧紧第二螺母和第三螺母，使其将第二法兰4和第三法兰锁紧，最后安装第一螺母21。第一螺母安装扭矩可小于第二螺母和第三螺母的扭矩。
在本实施例中，第二螺柱采用35CrMoIII级锻件制成，螺母为30CrMo材质。
其他部分与实施例一中相同。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种嵌套式储气井的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：在现有的储气井中安装内井筒，现有储气井的井筒记为外井筒，外井筒的井口焊接有第一法兰，使内井筒的井口伸出外井筒；
步骤二：在内井筒的井口焊接第二法兰，第二法兰位于第一法兰上方，然后通过螺栓将第一法兰与第二法兰固定为一体，第二法兰与第一法兰均为凹凸面法兰；
步骤三：在第二法兰上表面安装井盖。
2.根据权利要求1所述的嵌套式储气井的制作方法，其特征在于，所述第一法兰与第二法兰之间设置有支撑架。
3.根据权利要求2所述的嵌套式储气井的制作方法，其特征在于，所述支撑架为垫环；
在步骤一之后，将垫环放置在第一法兰上，并套设内井筒上端，然后将放置第二法兰放置在垫环，再将第二法兰与内井筒焊接为一体。
4.根据权利要求3所述的嵌套式储气井的制作方法，其特征在于，所述第二法兰与第一法兰的直径相同，井盖为第三法兰，第三法兰的直径小于第二法兰，第二法兰上开设有两圈螺纹孔，包括外圈螺纹孔和内圈螺纹孔；第一法兰上开设有多个第一螺纹孔，第三法兰上开设有多个第三螺纹孔；其中，第一螺纹孔和外圈螺纹孔相对应，第三螺纹孔和内圈螺纹孔相对应，第二法兰和第一法兰通过拧入第一螺纹孔、外圈螺纹孔中的第一螺柱固定，第二法兰和井盖通过拧入第三螺纹孔、内圈螺纹孔中的第三螺柱固定。
5.根据权利要求3所述的嵌套式储气井的制作方法，其特征在于，所述井盖为第三法兰，第一法兰、第二法兰和第三法兰直径相同，第一法兰、第二法兰和第三法兰上对应位置均开设有一圈第二螺纹孔，第一法兰、第二法兰和第三法兰通过拧入第二螺纹孔的第二螺柱固定；
所述第二螺柱与三个螺母配合，自下而上依次记为第一螺母、第二螺母和第三螺母；其中，第三螺母与第三法兰的上表面相抵持，第二螺母与第二法兰的下表面相抵持，第一螺母与第一法兰的下表面相抵持。
6.根据权利要求5所述的嵌套式储气井的制作方法，其特征在于，所述第二螺柱与三个螺母配合安装时，先安装第二螺母，然后安装第三螺母，采用扭矩扳手拧紧第二螺母和第三螺母，使其将第二法兰和第三法兰锁紧，最后安装第一螺母。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的嵌套式储气井的制作方法，其特征在于，所述步骤一之后，在内井筒和外井筒之间的间隙中填充密封材料。
8.根据权利要求7的所述的嵌套式储气井的制作方法，其特征在于，所述密封材料只填充靠近第一法兰的上部间隙。
9.根据权利要求7所述的嵌套式储气井的制作方法，其特征在于，所述密封材料填满内井筒和外井筒之间的间隙。
10.根据权利要求7所述的嵌套式储气井的制作方法，其特征在于，其特征在于，所述密封材料为发泡胶或混凝土。
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