CN1952466A - 地下储气井井筒及其固定方法 - Google Patents

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Abstract

该发明属于高压气体地下储气井井筒及其固定方法。井筒包括筒体及连接套、四通控制头，设于底部的单向阀封头及基础固定架、排液管；其固定方法包括钻基础井及下井筒主体、配水泥浆，经井筒内腔及单向阀灌注水泥浆，装排液管及四通控制头。该发明因采用单向阀作井筒底部封头并增设了基础固定架，同时改进了灌注水泥浆的方法式，而具有井筒结构设计合理、灌浆固定操作方便、可靠，可确保井筒与井壁牢固连接、不会松动，使用安全性好，维修、保养方便并可延长其使用寿命等特点。克服了背景技术井筒结构不便于安装固定、与水泥附着力小，灌浆固定工艺的可靠性差且操作不方便，使用中井筒易发生转动和串动、安全性差等弊病。

Description

地下储气井井筒及其固定方法
技术领域
本发明属于气体地下储气井井筒及其固定方法，特别是一种与高压天然气地下储气井配套用井筒及将该井筒安装固定于基础井内的方法。
背景技术
在公告号为CN2281418y、名称为《高压气地下储气井》的专利文献中，所公开的采用套管丝扣将一节节筒体连接成一体组成井身，并在其上口部设置井口法兰，在其底部设置球形封头，以组成井筒主体；在井口法兰上设置四通控制头，而在筒体内设置一由四通控制头直达井筒底的排液管，从而构成地下储气井储气用井筒。将该井筒下于基础井内后，传统的方法是从上至下向井筒与井壁之间灌注水泥浆，将其与井壁固定，该方法由于井筒与井壁之间的间隙一般不超过3.0cm，而井深一般均为80～150m，水泥浆很难达到10m以下位置，且井筒与井壁之间的地下水及空气也没法排出。针对这一缺陷，在公告号为CN1384308A、名称为《地下储气井井筒的固定方法》的专利文献中，又公开了一种从井筒的一侧沉下一软管，由井底向上灌浆以固定井筒的方法。该方法虽然克服了传统方法水泥浆下灌深度浅及空气和地下水没法排出、影响井筒下、底部的固定问题；但却存在由于采用地质钻探开设的井孔垂直度差、井壁凹凸不平，而井筒为钢性，灌浆软管易被压扁而造成水泥浆不能下灌，同时下灌的水泥浆又极易将筒体托起、施工难度大，水泥浆也很难从下灌到地面，影响固定效果。加之井筒为圆筒形金属管，筒底为球形密封头，且无防筒体转动的结构，水泥浆与之附着的力差，很难将井筒与井壁凝固成一体。因此，该结构的储气井筒无论采用上述那种固井方法都存在灌注水泥浆的工艺性及可靠性差，使用过程中井筒易松动，既会产生左右旋转，又会发生上下串动的现象，特别是在环境温度变化大的情况下，严重时井筒会突然冲出一长段(曾发生多次事故)，不仅影响正常使用，而且对设施及工作人员的安全造成威胁。因此，上述背景技术存在井筒的结构，特别是井筒底部结构设计不合理、相应的安装固定方法的工艺性、可靠性差、不能实现通过井筒内腔向井底及井筒与井壁之间灌注水泥浆，井筒与井壁之间难以经水泥浆紧固成一体；使用中安全性差，维护、保养不方便及影响使用寿命等弊病。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术存在的弊病，研究设计一种地下储气井井筒及其固定方法，改变井筒底部结构，使其可通过井筒内腔向井筒与井壁之间及井底灌浆，达到安装固定方便、可靠，井筒与井壁连接牢固，不会松动，确保使用的安全性及延长使用寿命，维护、保养方便等目的。
本发明的解决方案是采用单向阀体作为井筒底部封头，并在阀体下部增设一可通过水泥浆与井底地基紧固连接并可防止井筒转动的架体；同时采用由井筒内腔经单向阀向井底及井筒与井壁之间的环形空间灌注水泥浆，从而实现其目的。因此，本发明井筒包括筒体及其连接套，设于上口部的四通控制头、底部封头及排液管；关键在于底部封头为单向阀，在单向阀体的底端还设有一基础固定架；单向阀通过阀体及筒体下端的导管丝扣副与筒体紧固密封连接，而基础固定架则与阀体底部紧固成一体。
上述单向阀为导管回压阀，包括筒形阀体、阀座、球囊，阀芯及回位弹簧。基础固定架包括架体、架孔、十字筋条及底环。
而所述储气井井筒的固定方法包括：
A、按石油、天然气钻井技术和程序钻基础井、下井筒主体，然后在井口法兰上安装连泵法兰、接通泥浆泵；
B、配制水泥浆：将油井水泥加清水配制成比重1.8～1.9g/cm3的水泥浆；
C、灌注水泥浆：将水泥浆泵入井筒内腔并压开单向阀，水泥浆经阀座口注入井底及井筒与井壁之间的环形空间，当水泥浆溢出井口时停止泵浆，并在内腔水泥浆面加胶塞后，立即向井筒内腔泵入清水，至泵压突增时停止泵水并排水降压；
D、至水泥浆凝固后拆除连泵法兰、插入排液管并装上四通控制头、试压合格后即成。
本发明由于采用单向阀作为井筒底部封头并增设基础固定架，同时采用由井筒内腔经单向阀灌浆固定先进工艺。因而具有井筒结构设计合理、灌浆固定操作方便、可靠，可确保井筒与井壁牢固连接，不会松动，使用安全性好，维修、保养方便并可延长储气井筒的使用寿命等特点。
附图说明
图1、本发明井筒结构示意图；
图2、为储气井井筒安装固定及使用状态示意图。
图中：1、筒体，2、连接套，3、排水套，4、井口法兰，5、四通控制头，6、阀体，6～1、阀座，6～2、阀芯，6～3、球囊，6～4、回位弹簧，7、固定架，7～1、十字筋条，7～2、架孔，7～3、底环；8、井壁，9、水泥基础，9～1、水泥紧固层。
具体实施方式
以井筒外径为7时(177.8mm)，总有效储气长度为120m的井筒为例：
筒体1，连接套2，排液管3，井口法兰4，四通控制头4，均与背景技术相同。阀体6本实施方式采用油、气田钻井用7时导管回压阀；固定架7采用与筒体1相同的7时导管焊接于阀体6下口部，轴线高1200mm并通过两套筋条直径为φ30mm的十字筋条7-1加强，筒壁上对称开4个800×50mm(高×宽)的架孔7-2，底环7-3为带齿的底环，外径φ20mm。
其固定方法为：首先按石油、天然气钻井工序和要求钻直径为φ215.9mm(8时)、深122.5m的基础井，下包括固定架7、阀体6、筒体1、连接套2及井口法兰4在内的井筒主体；在井口法兰4上安装连泵法兰并接通泥浆泵；
将45度油井水泥用清水配成比重为1.85g/cm3的水泥浆；开启泥浆泵在搅拌条件下将水泥浆泵入井筒内腔；待水泥浆经单向阀体6进入基础井底并从井筒与井壁8之间的环形空间溢出井口时停止输送水泥浆，并在向井筒内腔的水泥浆面加一7时管用胶塞，紧接着再通过泥浆泵向内腔灌注清水，以驱替内腔水泥浆，待胶塞抵达单向阀阀座6-1口部时(此时泵压突增)，停止泵水并排水降压；至24小时水泥浆凝固后，拆除连泵法兰，插入排液导管3、装上四通控制头5，按要求试压合格后，即成。

Claims (4)

1、一种地下储气井井筒，包括筒体及其连接套，设于上口部的四通控制头、底部封头及排液管；其特征在于底部封头为单向阀，在单向阀体的底端还设有一基础固定架；单向阀通过阀体及筒体下端的导管丝扣副与筒体紧固密封连接，而基础固定架则与阀体底部紧固成一体。
2、按权利要求1所述地下储气井井筒；其特征在于单向阀为导管回压阀，包括筒形阀体、阀座、球囊，阀芯及回位弹簧。
3、按权利要求1所述地下储气井井筒；其特征在于所述基础固定架包括架体、架孔、十字筋条及底环。
4、按权利要求1所述井筒的固定方法；其特征在于该方法包括：
A、按石油、天然气钻井技术和程序钻基础井、下井筒主体，然后在井口法兰上安装连泵法兰、接通泥浆泵；
B、配制水泥浆：将油井水泥加清水配制成比重1.8～1.9g/cm3的水泥浆；
C、灌注水泥浆：将水泥浆泵入井筒内腔并压开单向阀，水泥浆经阀座口注入井底及井筒与井壁之间的环形空间，当水泥浆溢出井口时停止泵浆，并在内腔水泥浆面加胶塞后，立即向井筒内腔泵入清水，至泵压突增时停止泵水并排水降压；
D、至水泥浆凝固后拆除连泵法兰、插入排液管并装上四通控制头、试压合格后即成。
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