專利名稱：一種高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用多層儲(chǔ)氣井筒體及其成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用多層儲(chǔ)氣井筒體及該井筒體的成型方法，特別是一種含儲(chǔ)氣筒層、水泥保護(hù)加強(qiáng)層及外筒體保護(hù)層的用于高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣的井筒體，以及該井筒體的成型方法；采用本發(fā)明高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用多層儲(chǔ)氣井筒體儲(chǔ)存高壓燃料氣，可確保儲(chǔ)氣筒層外表面被水泥均勻包覆并與外筒體緊固成一體，從而可在增強(qiáng)儲(chǔ)氣筒體的強(qiáng)度的同時(shí)、有效避免儲(chǔ)氣筒體被地下水及有害性氣體腐蝕，確保地下儲(chǔ)氣井長(zhǎng)期安全、可靠運(yùn)行。
背景技術(shù)：
目前，在CNG(壓縮天然氣)供應(yīng)站及城市燃?xì)庹{(diào)峰站，已普遍采用地下儲(chǔ)氣井儲(chǔ)存高壓天然氣。此類儲(chǔ)氣井深一般為50 200m，井筒與井壁之間的理論間隙一般不到
3.0cm，加之采用地質(zhì)鉆探開設(shè)的基礎(chǔ)井垂直度差、井壁凹凸不平，儲(chǔ)氣井筒又為鋼性；而傳統(tǒng)采用單筒體的儲(chǔ)氣井由于在固井過程中泥漿不可能將井筒體外表面完全包裹，加之地層的結(jié)構(gòu)缺陷亦會(huì)導(dǎo)致灌入基礎(chǔ)井內(nèi)的水泥漿非正常失水和漏失，最終造成包裹井筒的水泥層出現(xiàn)空洞和縫隙。一旦包裹井筒的水泥層有缺陷，地下水將通過其空洞或/和縫隙滲透到井筒體外表面、而使井筒體外表面發(fā)生局部腐蝕。公告號(hào)為CN2281418y、名稱為《高壓氣地下儲(chǔ)氣井》，以及公告號(hào)為CN1384308A、名稱為《地下儲(chǔ)氣井井筒的固定方法》和公告號(hào)為CN1952466A、名稱為《地下儲(chǔ)氣井井筒及其固定方法》的專利文獻(xiàn)所記載的技術(shù)即屬于此類單筒體的儲(chǔ)氣井井筒及此類儲(chǔ)氣井筒體的固定方法。采用上述單筒體的儲(chǔ)氣井井筒，無論采用前者從上向下灌漿、還是采用后兩者改進(jìn)后的由下向上灌漿，均不可能在固井過程中使水泥漿完全包裹井筒體的外表面，因而在使用過程中仍存在井筒易發(fā)生松動(dòng)、腐蝕，最終造成儲(chǔ)氣井上下竄動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)，特別是在環(huán)境溫度變化大或井筒發(fā)生斷裂的情況下、嚴(yán)重時(shí)井筒會(huì)突然沖出地面，既影響正常使用、又影響使用壽命，還將對(duì)設(shè)備及工作人員的安全造成潛在威脅等弊病。針對(duì)上述技術(shù)所存在的弊病，在公告號(hào)為CN200940768Y、名稱為《雙管地下天然氣高壓儲(chǔ)氣井》的專利文獻(xiàn)公開了一種由內(nèi)、外兩層套管組成的儲(chǔ)氣井井體，其內(nèi)層套管和外層套管之間由內(nèi)外井固定栓連接；該儲(chǔ)氣井井筒的固定方法是首先對(duì)地鉆出井眼(即鉆基礎(chǔ)井)、外層導(dǎo)管下入井中，隨后通過外導(dǎo)管向外壓注油井水泥漿液，油井水泥漿液沿外套管的外壁由下往上直至紊流返出地面后，清理外導(dǎo)管內(nèi)的水泥，再下內(nèi)套管， 固定內(nèi)外層導(dǎo)管即可。該技術(shù)的井筒體雖然采用了內(nèi)、外兩層套管，并通過外層套管與基礎(chǔ)井固定；但由于外層套管與基礎(chǔ)井之間仍采用傳統(tǒng)方法固定、因而外層套管仍存在使用時(shí)間長(zhǎng)后管(筒)體易腐蝕穿孔，一旦穿孔地下水及有害氣體便會(huì)滲透到內(nèi)層套管和外層套管之間的腔體中、直接對(duì)內(nèi)層套管(即儲(chǔ)氣井筒)造成危害；此外、內(nèi)外層導(dǎo)管采用可拆卸固定，其密封效果亦差，雨水及地表水也易滲到兩套管筒體之間的空間內(nèi)、直接對(duì)內(nèi)層套管造成危害；而且由于其內(nèi)層套管(儲(chǔ)氣筒體)是懸空吊在外層套管的腔體中、深達(dá)IOOm左右的內(nèi)層套管的管壁無任何物體的約束，因而在使用過程中隨荷載變化內(nèi)層套管(儲(chǔ)氣筒體)的漲、縮幅度也更大，即在使用過程中內(nèi)層套管所受的交變荷載對(duì)儲(chǔ)氣筒體的影響比對(duì)傳統(tǒng)單筒體儲(chǔ)氣井筒的影響更大、儲(chǔ)氣筒體也更容易發(fā)生疲勞破壞，特別是儲(chǔ)氣筒連接套部分的聯(lián)接螺紋更容易失效、發(fā)生燃料氣體泄漏等；該技術(shù)雖然可較傳統(tǒng)采用單筒體的儲(chǔ)氣井的使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)，但仍難以達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的質(zhì)量及使用年限的要求；因此上述專利技術(shù)仍然存在固井效果和可靠性差、不能完全隔離地下水等對(duì)儲(chǔ)氣井筒體的腐蝕，難以達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的質(zhì)量及使用年限的要求，且使用過程中隨載荷變化其內(nèi)層套管(儲(chǔ)氣筒體)易發(fā)生疲勞破壞，因而儲(chǔ)氣井井筒在使用過程中仍存在發(fā)生燃料氣體泄漏、儲(chǔ)氣井筒體發(fā)生斷裂或爆炸的安全隱患，以及使用壽命短等弊病。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述背景技術(shù)存在的弊病，研究設(shè)計(jì)一種高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用多層儲(chǔ)氣井筒體及其成型方法；以克服背景技術(shù)在使用過程中存在的缺陷及安全隱患，達(dá)到有效提高固井效果，確保地下儲(chǔ)氣井的儲(chǔ)氣及運(yùn)行的安全性、可靠性，延長(zhǎng)其使用壽命，有效防止儲(chǔ)氣井筒體在使用過程中被地下水腐蝕、井筒斷裂或爆炸事故的發(fā)生等目的。本發(fā)明多層儲(chǔ)氣井筒體的解決方案是針對(duì)雙管地下天然氣高壓儲(chǔ)氣井使用過程中所存在的弊病，在內(nèi)層儲(chǔ)氣筒與外筒體之間增設(shè)一水泥保護(hù)加強(qiáng)層，該保護(hù)加強(qiáng)層既將儲(chǔ)氣筒體外表面緊密包裹、又將內(nèi)層儲(chǔ)氣筒與外筒體緊固連接成一體，對(duì)內(nèi)層儲(chǔ)氣筒體起到增強(qiáng)作用、以降低使用過程中交變荷載對(duì)儲(chǔ)氣筒體的不利影響；此外，由于內(nèi)層儲(chǔ)氣筒、 水泥保護(hù)加強(qiáng)層與外筒體是緊固成一體的，中間也不存在腔體或空隙，不但地表水難以浸入，即使外筒體由于固井缺陷在此后的使用過程中因地下水及有害氣體對(duì)其腐蝕造成穿孔等、由于儲(chǔ)氣筒體外表面還有一層將其緊密包裹的水泥保護(hù)加強(qiáng)層，因而仍可有效保護(hù)儲(chǔ)氣筒體不受損害、確保高壓儲(chǔ)氣井的使用壽命；為了確保水泥保護(hù)加強(qiáng)層既將儲(chǔ)氣筒體外表面緊密包裹、又將內(nèi)層儲(chǔ)氣筒與外筒體緊固連接成一體的效果，本發(fā)明多層儲(chǔ)氣井筒體的固定方法是首先采用地質(zhì)鉆探開設(shè)基礎(chǔ)井，并將配制好的緩凝水泥漿注入基礎(chǔ)井內(nèi)至基礎(chǔ)井容積的40-55%、再將底部設(shè)有密封頭的外筒體下到基礎(chǔ)井內(nèi)，當(dāng)外筒體下入到緩凝水泥漿面以下時(shí)向外筒體內(nèi)置入配重物、以克服緩凝水泥漿的浮力，至外筒體沉到位且緩凝水泥漿溢出外筒體上口部止，待緩凝水泥將外筒體與基礎(chǔ)井凝固成一體后、取出配重物； 然后將筒體底部封頭上設(shè)有灌漿工藝孔、而筒體外表面間隔設(shè)有扶正器的儲(chǔ)氣筒體下入外筒體內(nèi)，到位后采用筒體吊裝夾板將儲(chǔ)氣筒體夾持固定，再將灌漿管插入儲(chǔ)氣筒體內(nèi)、其下端頭與儲(chǔ)氣筒體底部的灌漿工藝孔連通并啟動(dòng)灌漿泵由下向上、對(duì)儲(chǔ)氣筒體與外筒體之間灌注水泥漿，當(dāng)水泥漿溢出地面后停止灌注，然后抽出灌漿管并通過其下端頭的卡口將儲(chǔ)氣筒體灌漿工藝孔堵頭旋入該工藝孔內(nèi)將其封閉，最后抽出灌漿管、至水泥漿凝固形成保護(hù)加強(qiáng)層。本發(fā)明多層儲(chǔ)氣井筒體成型固定完工后即可根據(jù)要求在儲(chǔ)氣井筒體上口部裝上要求的井口裝置、便可用于儲(chǔ)存高壓燃料氣。因而本發(fā)明多層儲(chǔ)氣井筒體包括外表面帶扶正器的內(nèi)層儲(chǔ)氣筒體及底部設(shè)有密封頭的外筒體，關(guān)鍵在于在內(nèi)層儲(chǔ)氣筒體與外筒體之間還設(shè)有將內(nèi)層儲(chǔ)氣筒體外表面完全包裹的水泥保護(hù)加強(qiáng)層，而在儲(chǔ)氣筒體的底部封頭上設(shè)有灌漿工藝孔及其堵頭、在外筒體底部則設(shè)有密封頭；內(nèi)層儲(chǔ)氣筒體與外筒體通過水泥保護(hù)加強(qiáng)層緊固連接成一體。該多層儲(chǔ)氣井筒體通過固井水泥與(采用地質(zhì)鉆探開設(shè)的)基礎(chǔ)井緊固成一體使用。上述水泥保護(hù)加強(qiáng)層的壁厚為30 50mm、底部厚與儲(chǔ)氣筒體底端至外筒體內(nèi)底面的距離相同。上述高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用多層儲(chǔ)氣井筒體的成型方法，其成型方法為步驟A.鉆基礎(chǔ)井首先按石油、天然氣鉆井技術(shù)和程序鉆基礎(chǔ)井；步驟B.配制緩凝水泥漿并固定外筒體按基礎(chǔ)井容積的40-55%配制外筒體與基礎(chǔ)井壁連接固定用緩凝水泥漿，水泥漿的重量百分比為水泥水降失水劑緩凝劑 減水劑=I O. 6 O. 7 O. 012 O. 018 O. 0007 O. 0010 O. 012 O. 018，攪拌均勻后注入將配制好的緩凝水泥漿注入基礎(chǔ)井內(nèi)至基礎(chǔ)井容積的40-55%、再按常規(guī)地下儲(chǔ)氣井井筒的固定方法將底部帶密封頭的外筒體下到基礎(chǔ)井內(nèi)，當(dāng)外筒體下入到緩凝水泥漿面以下后向外筒體內(nèi)置入配重物、以克服緩凝水泥漿的浮力，至外筒體沉到位且緩凝水泥漿溢出外筒體上口部(地面)止，待緩凝水泥將外筒體與基礎(chǔ)井凝固成一體后、取出配重物；步驟C.下儲(chǔ)氣筒體仍按常規(guī)地下儲(chǔ)氣井井筒的固定方法向經(jīng)步驟B固定后的外筒體內(nèi)下入底部設(shè)有灌漿工藝孔、而外表面間隔設(shè)置扶正器的儲(chǔ)氣筒體，當(dāng)儲(chǔ)氣筒體下到位后、采用筒體吊裝夾板將儲(chǔ)氣筒體夾持固定；步驟D.灌注水泥保護(hù)加強(qiáng)層及多層儲(chǔ)氣井筒體的成型將灌漿插管插入經(jīng)步驟 C采用吊裝夾板夾持固定好的儲(chǔ)氣筒體內(nèi)、其下端頭與儲(chǔ)氣筒體底部的灌漿工藝孔連通并旋緊后，啟動(dòng)灌漿泵、將配制成比重為I. 6 I. 9g/cm3的水泥漿經(jīng)儲(chǔ)氣筒體底部的灌漿工藝孔，由下向上灌入儲(chǔ)氣筒體與外筒體之間的環(huán)形空間內(nèi)，當(dāng)水泥漿溢出地面后、關(guān)閉灌漿泵；然后打開灌漿插管上端的高壓接頭將清管膠塞裝入灌漿插管內(nèi)、接上接頭后，立即向插管內(nèi)泵入清水將膠塞向下壓以清除灌漿插管及灌漿工藝孔堵頭部位內(nèi)的水泥漿、至泵壓突增時(shí)關(guān)閉灌漿泵，待水泥漿凝固形成保護(hù)加強(qiáng)層后、抽出灌漿插管及其清管膠塞，再利用灌漿插管下端螺紋頭將灌漿工藝孔堵頭旋入灌漿工藝孔內(nèi)、將其封閉，即得由儲(chǔ)氣筒體、保護(hù)加強(qiáng)層和外筒體組成的多層儲(chǔ)氣井筒體，再經(jīng)試壓合格后、即成。上述在步驟B中所述當(dāng)外筒體下入到緩凝水泥漿面以下后向外筒體內(nèi)置入配重物、其配重物為金屬桿或金屬桿+水。而在步驟B中所述緩凝水泥漿成分中降失水劑為羧甲基纖維素或聚丙稀酸鈉、磺甲基酚醛樹脂，所述緩凝劑為葡萄糖酸鈉或高糖木質(zhì)素磺酸鹽、檸檬酸，所述減水劑為萘磺酸鹽甲醛混合物或木質(zhì)素磺酸鹽、聚羧酸鹽。而在步驟B 中所述固定外筒體、外筒體中的各節(jié)筒體之間采用焊接或粘接、鉚接、螺紋聯(lián)結(jié)方式固定聯(lián)結(jié)。在步驟B和步驟C中所述緩凝水泥漿的緩凝時(shí)間不低于10小時(shí)。以上所述固定后的多層儲(chǔ)氣井筒體試壓檢測(cè)合格后，按需要在該多層儲(chǔ)氣井筒體的上口部裝上相應(yīng)的井口裝置、即可用于CNG (壓縮天然氣)供應(yīng)站及城市燃?xì)庹{(diào)峰站儲(chǔ)存高壓天然氣。本發(fā)明由于在背景技術(shù)雙管地下天然氣高壓儲(chǔ)氣井的內(nèi)層儲(chǔ)氣筒與外筒體之間增設(shè)一水泥保護(hù)加強(qiáng)層，該保護(hù)加強(qiáng)層既對(duì)內(nèi)層儲(chǔ)氣筒體起到增強(qiáng)作用、又將儲(chǔ)氣筒體外表面緊密包裹并將內(nèi)層儲(chǔ)氣筒體與外筒體緊固連接成一體，不但地表水難以浸入到儲(chǔ)氣筒表面、即使外筒體由于固井缺陷在此后的使用過程中因地下水及有害氣體對(duì)其腐蝕造成穿孔等，因儲(chǔ)氣筒體外表面還有一層將其緊密包裹的水泥保護(hù)加強(qiáng)層，因而仍可有效保護(hù)儲(chǔ)氣筒體不受損害；為了確保所增設(shè)的水泥保護(hù)加強(qiáng)層對(duì)儲(chǔ)氣筒體起到保護(hù)和加強(qiáng)作用，本發(fā)明在將外筒體下到基礎(chǔ)井內(nèi)并將其與基礎(chǔ)井固定后，再將帶扶正器及灌漿工藝孔的儲(chǔ)氣筒體向下置入外筒體內(nèi)，然后經(jīng)儲(chǔ)氣筒體底端的灌漿工藝孔將水泥漿由下向上灌入儲(chǔ)氣筒體與外筒體之間的環(huán)形空間內(nèi)，加之兩筒體之間在扶正器的約束下其間距基本一致，因而可確保水泥漿將儲(chǔ)氣筒體外表面緊密包裹并與外筒體緊固連接成一體，對(duì)儲(chǔ)氣筒體起到保護(hù)和加強(qiáng)作用。因而本發(fā)明具有在使用過程中可完全隔離地下水對(duì)儲(chǔ)氣筒體的腐蝕、有效提高了固井效果，大大減小了儲(chǔ)氣筒體的因交變負(fù)荷引起的周期性變形(漲、縮)的幅度， 確保了地下儲(chǔ)氣井的儲(chǔ)氣及運(yùn)行的安全性、可靠性，既延長(zhǎng)了儲(chǔ)氣井的使用壽命、又防止了儲(chǔ)氣井井筒在使用過程中斷裂或爆炸事故的發(fā)生等特點(diǎn)。


圖I.為本發(fā)明多層儲(chǔ)氣井筒體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2.為本發(fā)明多層儲(chǔ)氣井筒體與井口裝置連接及使用狀態(tài)示意圖，圖中上部雙點(diǎn)劃線部分為井口裝置；圖3.為本發(fā)明方法及具體實(shí)施方式
中下置外筒體及與基礎(chǔ)井連接固定示意圖；圖4.為本發(fā)明方法及具體實(shí)施方式
中儲(chǔ)氣筒體固定及保護(hù)加強(qiáng)層成型流程示意圖。圖中:1、基礎(chǔ)井，2、連接固定層，3-1、外筒體，3-1. I、外筒體扶正器，3-1. 2、外筒體密封頭，3-2、保護(hù)加強(qiáng)層，3-3、儲(chǔ)氣筒體，3-3. I、儲(chǔ)氣筒連接套，3-3. 2、儲(chǔ)氣筒體扶正器， 3-3. 3、儲(chǔ)氣筒體封頭，3-3. 4、儲(chǔ)氣筒體堵頭，4、井口墊板，5、筒體吊裝夾板，6、吊耳，7、(配重用)金屬桿，7-1、金屬桿扶正器，8、灌漿插管壓緊法蘭，9、灌漿插管，9-1、清管膠塞，9-2、 灌漿插管扶正器，10、灌漿泵，11-1、水池，11-2、水泥漿池，12、井口裝置。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例以CNG加氣站和城鎮(zhèn)燃?xì)庹{(diào)峰站、儲(chǔ)配站用天然氣地下儲(chǔ)氣井用多層儲(chǔ)氣井筒體為例外筒體3-1規(guī)格為Φ323.9Χ6πιπι，儲(chǔ)氣筒體3-3采用直徑為 Φ244. 48mm(95/8〃 )的套管、有效儲(chǔ)氣部分深為100m、儲(chǔ)氣壓力為25Mpa。該多層儲(chǔ)氣井筒體的成型固定方法為步驟A.鉆基礎(chǔ)井I :首先按石油、天然氣鉆井技術(shù)和程序鉆直徑為Φ400ι πι、深不小于105m的基礎(chǔ)井I，基礎(chǔ)井內(nèi)腔容積約15. 84m3 ；步驟B.配制緩凝水泥漿并固定外筒體3-1 :將標(biāo)號(hào)為P. 042. 5R的水泥7746Kg、羧甲基纖維素116. 2Kg、葡萄糖酸鈉116. 2Kg、萘磺酸鹽甲醛混合物7Kg與水5030Kg混合攪拌均勻后(約得7. 5m3緩凝水泥漿)，注入基礎(chǔ)井內(nèi)，本實(shí)施方式所配緩凝水泥漿的緩凝時(shí)間約12小時(shí)；再按常規(guī)地下儲(chǔ)氣井井筒的固定方法立即將底部帶密封頭的外筒體3-1下到基礎(chǔ)井I內(nèi)，當(dāng)外筒體3-1下入到緩凝水泥漿面以下后，向外筒體I內(nèi)置入外徑為Φ 177. 8mm, 內(nèi)徑為Φ71.44_的鉆鋌(亦稱鉆具)作為配重用金屬桿7、以克服緩凝水泥漿的浮力，至外筒體3-1沉到位且緩凝水泥漿溢出地面止；本實(shí)施方式各節(jié)外筒體之間采用焊接固定成一體，外筒體3-1總長(zhǎng)102m ;待緩凝水泥將外筒體3-1與基礎(chǔ)井I凝固成一體后、通過吊鉤取出配重用鉆鋌(即金屬桿7)，待用；
步驟C.下儲(chǔ)氣筒體3-3 :仍按常規(guī)地下儲(chǔ)氣井井筒的固定方法向經(jīng)步驟B固定后的外筒體3-1內(nèi)下入底端設(shè)有錐形螺孔、而外表面每間隔15m設(shè)置一扶正器3-3. 2的儲(chǔ)氣筒體，當(dāng)儲(chǔ)氣筒體3-3下至IOOm后、采用筒體吊裝夾板5將儲(chǔ)氣筒體3_3夾持固定并在其上口部裝上與灌漿插管壓緊法蘭8配套用井口法蘭；步驟D.灌注水泥保護(hù)加強(qiáng)層及多層儲(chǔ)氣井筒體的成型固定將灌漿插管9插入經(jīng)步驟C采用吊裝夾板5夾持固定好的儲(chǔ)氣筒體3-3內(nèi)、其下端頭與儲(chǔ)氣筒體底部的灌漿工藝孔連通并旋緊后，啟動(dòng)灌漿泵10、將配制成比重為I. 8g/cm3的水泥漿經(jīng)儲(chǔ)氣筒體3-3底部的灌漿工藝孔，由下向上灌入儲(chǔ)氣筒體3-3與外筒體3-1之間的環(huán)形空間內(nèi)，當(dāng)水泥漿溢出地面后、關(guān)閉灌漿泵10 ;然后打開灌漿插管9上端的高壓接頭將清管膠塞9-1裝入灌漿插管9內(nèi)、接上接頭后，立即向插管內(nèi)泵入清水將清管膠塞9-1向下壓以清除灌漿插管9及灌漿工藝孔堵頭部位內(nèi)的水泥漿、至泵壓突增時(shí)關(guān)閉灌漿泵，待水泥漿凝固形成保護(hù)加強(qiáng)層3-2后、將灌漿插管9連同清管膠塞9-1抽出，再利用灌漿插管下端螺紋頭將旋塞式錐螺紋堵頭3-3. 4旋入灌漿工藝孔內(nèi)、將其封閉，即得由儲(chǔ)氣筒體3-3、保護(hù)加強(qiáng)層3-2和外筒體 3-1組成的多層儲(chǔ)氣井筒體，再經(jīng)試壓合格后、即成。本實(shí)施方式所得多層儲(chǔ)氣井筒體經(jīng)試壓合格后、按要求裝上井口裝置12即可作為燃?xì)庹{(diào)峰站、儲(chǔ)配站儲(chǔ)存高壓天然氣用。實(shí)施例2 :本實(shí)施例以儲(chǔ)氣筒體3-3底部的灌漿工藝孔堵頭3-3. 4采單向閥為例， 其單向閥的設(shè)置及向儲(chǔ)氣筒體3-3與外筒體3-1之間的環(huán)形空間內(nèi)灌注水泥漿均采用本發(fā)明申請(qǐng)人之一、在公告號(hào)為CN1837672B的專利文件所公開的方式進(jìn)行；本實(shí)施例中多層儲(chǔ)氣井筒體其余結(jié)構(gòu)和工藝方法均與實(shí)施例I相同。
權(quán)利要求
1.一種高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用多層儲(chǔ)氣井筒體，包括外表面帶扶正器的內(nèi)層儲(chǔ)氣筒體及底部設(shè)有密封頭的外筒體，其特征在于在內(nèi)層儲(chǔ)氣筒體與外筒體之間還設(shè)有將內(nèi)層儲(chǔ)氣筒體外表面完全包裹的水泥保護(hù)加強(qiáng)層，而在儲(chǔ)氣筒體的底部封頭上設(shè)有灌漿工藝孔及其堵頭、在外筒體底部則設(shè)有密封頭；內(nèi)層儲(chǔ)氣筒體與外筒體通過水泥保護(hù)加強(qiáng)層緊固連接成一體。
2.按權(quán)利要求I所述高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用多層儲(chǔ)氣井筒體，其特征在于所述水泥保護(hù)加強(qiáng)層的壁厚為30 50mm、底部厚與儲(chǔ)氣筒體底端至外筒體內(nèi)底面的距離相同。
3.按權(quán)利要求I所述高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用多層儲(chǔ)氣井筒體的成型方法，其成型方法為步驟A.鉆基礎(chǔ)井首先按石油、天然氣鉆井技術(shù)和程序鉆基礎(chǔ)井；步驟B.配制緩凝水泥漿并固定外筒體按基礎(chǔ)井容積的40-55%配制外筒體與基礎(chǔ)井壁連接固定用緩凝水泥漿，水泥漿的重量百分比為水泥水降失水劑緩凝劑減水劑=I O. 6 O. 7 O. 012 O. 018 O. 0007 O. 0010 O. 012 O. 018，攪拌均勻后注入將配制好的緩凝水泥漿注入基礎(chǔ)井內(nèi)至基礎(chǔ)井容積的40-55%、再按常規(guī)地下儲(chǔ)氣井井筒的固定方法將底部帶密封頭的外筒體下到基礎(chǔ)井內(nèi)，當(dāng)外筒體下入到緩凝水泥漿面以下后向外筒體內(nèi)置入配重物、以克服緩凝水泥漿的浮力，至外筒體沉到位且緩凝水泥漿溢出地面止，待緩凝水泥將外筒體與基礎(chǔ)井凝固成一體后、取出配重物；步驟C.下儲(chǔ)氣筒體仍按常規(guī)地下儲(chǔ)氣井井筒的固定方法向經(jīng)步驟B固定后的外筒體內(nèi)下入底部設(shè)有灌漿工藝孔、而外表面間隔設(shè)置扶正器的儲(chǔ)氣筒體，當(dāng)儲(chǔ)氣筒體下到位后、 采用筒體吊裝夾板將儲(chǔ)氣筒體夾持固定；步驟D.灌注水泥保護(hù)加強(qiáng)層及多層儲(chǔ)氣井筒體的成型將灌漿插管插入經(jīng)步驟C采用吊裝夾板夾持固定好的儲(chǔ)氣筒體內(nèi)、其下端頭與儲(chǔ)氣筒體底部的灌漿工藝孔連通并旋緊后，啟動(dòng)灌漿泵、將配制成比重為I. 6 I. 9g/cm3的水泥漿經(jīng)儲(chǔ)氣筒體底部的灌漿工藝孔， 由下向上灌入儲(chǔ)氣筒體與外筒體之間的環(huán)形空間內(nèi)，當(dāng)水泥漿溢出地面后、關(guān)閉灌漿泵；然后打開灌漿插管上端的高壓接頭將清管膠塞裝入灌漿插管內(nèi)、接上接頭后，立即向插管內(nèi)泵入清水將膠塞向下壓以清除灌漿插管及灌漿工藝孔堵頭部位內(nèi)的水泥漿、至泵壓突增時(shí)關(guān)閉灌漿泵，待水泥漿凝固形成保護(hù)加強(qiáng)層后、抽出灌漿插管及其清管膠塞，再利用灌漿插管下端螺紋頭將灌漿工藝孔堵頭旋入灌漿工藝孔內(nèi)、將其封閉，即得由儲(chǔ)氣筒體、保護(hù)加強(qiáng)層和外筒體組成的多層儲(chǔ)氣井筒體，再經(jīng)試壓合格后、即成。
4.按權(quán)利要求3所述述高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用多層儲(chǔ)氣井筒體的成型方法，其特征在于在步驟B中所述緩凝水泥漿成分中降失水劑為羧甲基纖維素或聚丙稀酸鈉、磺甲基酚醛樹脂，所述緩凝劑為葡萄糖酸鈉或高糖木質(zhì)素磺酸鹽、檸檬酸，所述減水劑為萘磺酸鹽甲醛混合物或木質(zhì)素磺酸鹽、聚羧酸鹽；而所述緩凝水泥漿的緩凝時(shí)間不低于10小時(shí)。
5.按權(quán)利要求3所述述高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用多層儲(chǔ)氣井筒體的成型方法，其特征在于在步驟B中所述固定外筒體、其外筒體中各節(jié)筒體之間采用焊接或粘接、鉚接、螺紋聯(lián)結(jié)方式固定聯(lián)結(jié)。
6.按權(quán)利要求3所述述高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用多層儲(chǔ)氣井筒體的成型方法，其特征在于在步驟B中所述當(dāng)外筒體下入到緩凝水泥漿面以下后向外筒體內(nèi)置入配重物、其配重物為金屬桿或金屬桿+水。
全文摘要
該發(fā)明屬于高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用多層儲(chǔ)氣井筒體及其成型固定方法，其儲(chǔ)氣井筒體包括內(nèi)層儲(chǔ)氣筒體、水泥保護(hù)加強(qiáng)層及外筒體；成型方法為鉆基礎(chǔ)井，配制緩凝水泥漿并固定外筒體，下儲(chǔ)氣筒體，灌注水泥保護(hù)加強(qiáng)層及多層儲(chǔ)氣井筒體的成型。該發(fā)明在傳統(tǒng)雙管地下儲(chǔ)氣井的基礎(chǔ)增設(shè)了一既可將儲(chǔ)氣筒體外表面緊密包裹、又將儲(chǔ)氣筒體與外筒體緊固成一體水泥保護(hù)加強(qiáng)層，因而具有在使用過程中可完全隔離地下水對(duì)儲(chǔ)氣筒體的腐蝕、有效提高了固井效果，大大減小了儲(chǔ)氣筒體因交變負(fù)荷引起的頻繁變形幅度，確保了地下儲(chǔ)氣井儲(chǔ)氣及運(yùn)行的安全性、可靠性，既延長(zhǎng)了儲(chǔ)氣井的使用壽命、又防止了儲(chǔ)氣井井筒在使用過程中斷裂或爆炸事故的發(fā)生等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E04H7/18GK102588727SQ20121005631
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者冉訓(xùn), 劉國(guó)偉, 辛國(guó)斌 申請(qǐng)人:冉訓(xùn), 劉國(guó)偉, 辛國(guó)斌