CN200996544Y - 大口径、大容量、高压气地下储气井 - Google Patents
大口径、大容量、高压气地下储气井 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种旋挖钻孔的大口径、大容量、高压气地下储气井,包括井管、封头、进出气口等部分。井管两端装有封头,井体内设有排液装置。采用旋挖钻孔工艺,井管整体置于地下钻孔内,高压水泥浆固井。井管安装完毕后地面铺设钢筋混凝土防爆层和树脂/高强度纤维防爆层。本实用新型具有安全可靠性高、储气量大、占地面积小、恒温、防火、防爆、防雷电、抗静电、排水彻底、防腐蚀性好、对环境影响小、施工简单、工程进度快、建设成本低、维护费用低、使用周期长、易于防范恶性事故发生等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及气体储存设备的制造,具体涉及从井中开采油、气、水的方法及设备,属于国际专利分类E21B43/00从井中开采流体技术领域。
背景技术
随着天然气工业的发展,城市天然气管网、天然气门站、CNG(压缩天然气)加气站、企业自备燃气站等都需要配套建设储气库。而现有的储气钢瓶、球型储罐、煤气柜和小口径地下储气井等储气方式分别存在着储气量小、安全性差、占用地面空间等缺点,不能满足大容量、高安全性的需要。
发明目的
本实用新型的目的,在于设计一种大容量、高安全性、井管全部安装于地下、施工工艺简单、综合成本低的高压气地下储气井。
本实用新型的另一目的,在于提供一种由上述的高压气地下储气井多井并联形成的大、中、小型不同容量的储气库。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
一种大口径、大容量、高压气地下储气井,它装有大口径钢管内胆,在钢管内胆外包有由树脂/高强度纤维复合材料制作的两层增强井管。储气井的上下两端分别安装有井口封头和井底封头,井管内胆中设有上下贯穿的排液装置,井管的上封头处安装有井口安全控制阀。该储气井的施工方法采用旋挖钻机或螺旋钻机旋挖成孔,整个井体座落于该旋孔之中,并采用高压压注水泥浆固井。钻孔的深度最深至60M。在井管安装前,需预先缠绕复合材料增强井管,以及在钢管内胆的内外喷涂内外防腐蚀层。
井管按压力等级的不同要求,可以选择采用大口径焊接钢管井管,大口径无缝钢管井管,或大口径钢管内胆树脂/高强度纤维复合材料增强井管。钢管内胆的口径由300mm至5M,钢管内胆长度最长至50M。
在高压气地下储气井井管安装完毕后,地面铺设钢筋混凝土防爆层。
在所述钢筋混凝土防爆层之上可以选用敷设树脂/高强度纤维防爆层。
该地下储气井可以采取多井并联安装;储气井之间可以留间隙也可以不留间隙;储气井库区地下由水泥浆固化为整体结构,不会发生位移、弯曲和变形。
本实用新型地下储气井适用于天然气、煤气、煤层气、液化石油气等各种压缩气体的储存;也可以用于其它各种液体、气体、化学危险品的储存;及适用于建设大型、中型、小型,高压、中压、低压各类储气库和化学危险品库。
本实用新型具有安全可靠性高、储气量大、占地面积小、恒温、防火、防爆、防雷电、抗静电、排水彻底、防腐蚀性好、对环境影响小、施工简单、工程进度快、建设成本低、维护费用低、使用周期长、易于防范恶性事故发生等特点。工作压力分为10Mpa、25Mpa等不同等级。适用于高、中、低压各类压缩气体、危险气体的储存。多井并联可用于大型、中型、小型城市燃气管网储气库、天然气门站储气库、企业自备储气库及CNG(压缩天然气)加气站储气库。
附图说明
附图为本实用新型大口径、大容量、高压气地下储气井的结构示意图。
图中:1.井口封头,2.钻孔,3.增强井管,4.增强井管,5.防腐蚀层,6.井底封头,7.安全控制阀,8.树脂/纤维防爆层,9.地面钢筋混凝土防爆层,10.排液装置,11.钢管内胆,12.水泥浆固井,13.钻孔底端。
具体实施方式
参照附图,大口径、大容量、高压气地下储气井装有大口径钢管内胆11,在钢管内胆11外包有由树脂/高强度纤维复合材料制作的增强井管3和增强井管4。按压力等级的要求可以选择采用:大口径焊接钢管井管,大口径无缝钢管井管,或大口径钢管内胆树脂/高强度纤维复合材料增强井管。储气井的上下两端分别安装井口封头1和井底封头6,井管内胆11中上下贯穿排液装置10。井管的上封头处安装有井口安全控制阀7,整个井体装于采用旋挖钻机或螺旋钻机旋挖工艺所成的钻孔2之中。钢管内胆11的内外喷涂有内外防腐蚀层5。钢管内胆11的口径由300mm至5M,长度最长至50M。高压气地下储气井井管的整体置于地下钻孔内2,并采用高压压注水泥浆固井12。
采用旋挖钻机或螺旋钻机旋挖工艺所成的钻孔2,其深度最深至底端13为60M。
高压气地下储气井井口周边的地面铺设有钢筋混凝土防爆层9。在钢筋混凝土的防爆层9之上可以选用敷设树脂/高强度纤维防爆层8。
该地下储气井可以采取多井并联安装;储气井之间可以留间隙也可以不留间隙;储气井库区地下由水泥浆固化为不会发生位移、弯曲、变形的整体结构。
按照工作压力要求选用不同型号的大口径钢管为井管内胆11,预先完成井管连接和采用树脂/高强度纤维复合材料缠绕增强及防腐处理。复合材料增强井管具有强度可设计性,高密闭性和高防腐蚀性能,能够满足高压力,高疲劳强度的要求,因此具有更高的安全性。井管经过气密和压力试验检测后备用。大口径、大容量井管的口径由300mm至5M不等。深度最深为50M。单井容积由10M3至980M3。单井工作容积由1000NM3至30000NM3。多种规格的储气井可以适应不同规模、不同压力等级储气库的要求。井口封头安装有安全装置和井口控制装置。井管内安装有排液管10,排液管10与上封头1中的减压排液阀门7相通。井管具有储气、排水、自动关闭、井口控制功能。储气井具有良好的地下工作性能。高压气地下储气井的施工采用旋挖钻机或螺旋钻机旋挖成孔2。钻孔2的直径为0.5M至5M,钻孔2深度最深60M。储气井井管整体吊装于钻孔2内,采用高压压注水泥浆固井12。多井并联时水泥浆凝结成地下整体基础结构,井体不易发生移位和弯曲。
本实用新型具有以下显著特点:
1、可靠性高:根据压力等级选择不同型号的大口径钢管,钢管经过防腐和防渗漏处理,钢管外部采用树脂/高强度纤维复合材料增强。高强纤维复合材料具有优良的可设计性,可以达到如下指标:
(1)、拉伸强度:3000Mpa-12000Mpa,是碳钢的3-8倍。
(2)、工作压力:可以达到60Mpa-80Mpa,高于钢质压力容器20Mpa-25Mpa的标准。
(3)、破坏强度:可以达到工作压力的2-6倍,有极高的保险系数。
(4)、疲劳强度:复合材料的疲劳强度比钢材高若干倍,具有优良的抗疲劳强度。
(5)、防腐蚀抗老化性能:复合材料具有优良的防腐蚀性,安装于地下环境,使用期限可以达到50年以上。
钢材和复合材料性能的结合保证了井体的高可靠性、高安全性。
2、井管全部安装于地下,采用高压水泥固井,钢筋混凝土防爆层和树脂/高强度纤维复合材料防爆层,提高了井管的安全性。储气井具有恒温、防火、防爆、防雷电、抗静电、耐腐蚀、对环境影响小、维护费用低、使用周期长、安全可靠性高、易于防范恶性事故发生的特点。
3、采用旋挖钻孔施工工艺,工效高、施工进度快、工程成本低,适用于多种地质条件。
4、储气井全部安装于地下,占地面积小、节约建设用地、对环境影响小、维护费用低。
Claims (9)
1、一种大口径、大容量、高压气地下储气井,其特征在于:它装有大口径钢管内胆(11),在钢管内胆(11)外包有由树脂/高强度纤维复合材料制作的增强井管(3)和增强井管(4);储气井的上下两端分别安装有井口封头(1)和井底封头(6),井管内胆(11)中安设有上下贯穿的排液装置(10);井管的上封头处安装有井口安全控制阀(7),整个井体装于采用旋挖钻机或螺旋钻机旋挖工艺所成的钻孔(2)之中。
2、根据权利要求1所述的大口径、大容量、高压气地下储气井,其特征在于:井管按压力等级的要求可以选择采用:大口径焊接钢管井管,大口径无缝钢管井管,或大口径钢管内胆树脂/高强度纤维复合材料增强井管。
3、根据权利要求1所述的大口径、大容量、高压气地下储气井,其特征在于:在所述钢管内胆(11)的内外喷涂有内外防腐蚀层(5)。
4、根据权利要求1所述的大口径、大容量、高压气地下储气井,其特征在于:所述储气井的钢管内胆(11)的口径由300mm至5M,钢管内胆(11)长度最长至50M。
5、根据权利要求1所述的大口径、大容量、高压气地下储气井,其特征在于:所述采用旋挖钻机或螺旋钻机旋挖工艺所成的钻孔(2),其深度最深至60M。
6、根据权利要求1所述的大口径、大容量、高压气地下储气井,其特征在于:该高压气地下储气井井管的整体置于地下钻孔内(2),并采用高压压注水泥浆固井(12)。
7、根据权利要求1所述的大口径、大容量、高压气地下储气井,其特征在于:在所述高压气地下储气井井口周边的地面铺设有钢筋混凝土防爆层(9)。
8、根据权利要求1所述的大口径、大容量、高压气地下储气井,其特征在于:在所述钢筋混凝土防爆层(9)之上可以选用敷设树脂/高强度纤维防爆层(8)。
9、根据权利要求1所述的大口径、大容量、高压气地下储气井,其特征在于:该地下储气井可以采取多井并联安装;储气井之间可以留间隙也可以不留间隙;储气井库区地下由水泥浆固化为不会发生位移、弯曲、变形的整体结构。
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