[发明专利]高压燃料气地下储气井用加固装置及加固处理方法

说明书

技术领域

本发明属于高压燃料气地下储气井用安全装置及其处理方法，特别是一种针对使用过程中的旧高压天然气地下储气井的加固装置、以及采用该装置进行加固处理的方法。采用该加固装置及加固处理的方法可将井体与地基固定成一体、同时对其进行轴向定位，可有效地防止井筒体上窜、甚至飞出地面而造成的安全事故。

背景技术

目前，在CNG(压缩天然气)供应站及城市燃气调峰站，已普遍采用地下储气井储存高压天然气。但受固井质量限制及地质变化的影响、不少储气井往往达不到使用年限就报废了，甚至发生井筒上窜、飞出地面而造成安全事故。此类储气井深一般为50～200m，而井筒与井壁之间的理论间隙一般不到3.0cm，而传统的固井方法由于采用地质钻探开设的基础井垂直度差、井壁凹凸不平，而井筒为钢性，采用从上向下灌、水泥浆很难达到10m以下位置，公告号为CN2281418y、名称为《高压气地下储气井》的专利文献所公开的即为此类技术；若采用由井底向上灌浆，即采用公告号为CN1384308A、名称为《地下储气井井筒的固定方法》的专利文献所记载的技术，一是灌浆软管极易被压扁、造成水泥浆不能顺利下灌，同时下灌的水泥浆又易将井筒体托起，不但施工难度大，而且水泥浆也很难从下向上灌到地面，影响固井效果。上述两种传统的灌注方式均存灌注水泥浆的工艺性及可靠性差，难以达到国家标准所规定的质量及使用年限的要求；在使用过程中井筒易发生上、下窜动及转动，特别是在环境温度变化大或井筒发生断裂的情况下、严重时井筒会突然冲出地面，既影响正常使用、又影响使用寿命，还将对设备及工作人员的安全造成潜在威胁。针对上述弊病，目前普遍采用的补救方法是：一端采用螺栓将卡箍与井筒筒体部位固定、另一端则通过拉杆与地基连接，通过卡箍与井筒体之间的摩擦力将筒体进行轴向定位；该加固技术虽然具有固定装置及固定方法简单，但由于卡箍与井筒体之间通过摩擦力固定，使用时间一长、螺栓由于疲劳产生松动或卡箍与井筒体接触面之间因腐蚀产生松动，其轴向固定效果即大幅度下降，仍难以防止井筒上、下窜动，拉断上部管线，以及在井筒断裂时井口装置飞出等事故的发生。

发明内容

本发明的目的是针对目前使用过程中的旧高压天然气地下储气井存在的安全隐患以及背景技术存在的缺陷，设计一种高压燃料气地下储气井用加固装置及加固处理方法，以达到有效提高固井效果，防止储气井井筒在使用过程中发生窜动及在井筒体断裂时井口装置飞出等事故的发生，确保地下储气井的储气及运行的安全性、可靠性，延长其使用寿命，以及有效防止对设备和工作人员的安全造成威胁等目的。

本发明的解决方案是设计一种包括含两个半圆筒形且其上口部设有卡环的箍体、带地锚的拉杆在内的地下储气井用加固装置；其加固处理方法是将设有卡环的箍体直接套(固定)于储气井井筒与井口下法兰连接的连接套上、其上的卡环置于连接套的上端口面，然后通过螺栓组将其与连接套紧固成一体，最后通过带地锚的拉杆与地基连接成一体、同时对其进行轴向定位，从而达到对储气井固定及对其进行轴向定位等目的。因此，本发明加固装置包括带拉杆的抱箍、紧固螺栓，关键在于抱箍包含两个半圆筒形箍体及分设于其上的拉杆座、螺栓孔座，在两个半圆筒形箍体的上口部均设有一用于限制井筒体上窜的卡环；拉杆座以及螺栓孔座分别设于两个半圆筒形箍体的外圆周面上；各拉杆则通过轴销与对应的拉杆座连接，两个半圆筒形箍体则通过螺栓可拆卸式紧固连接而形成抱箍体。

上述拉杆座在两个半圆筒形箍体上各设置1～2个，其拉杆亦对应为1～2根。而所述拉杆为带地锚的拉杆。

本发明高压燃料气地下储气井的加固处理方法为：

A.挖掘加固处理用地基坑：在待加固处理的储气井四周，按加固要求挖掘加固处理用地基坑，待用；

B.安装加固装置及设置钢筋网：首先将原井筒外(罩)管及井筒支承板切割除，再将本发明加固装置中的两个半圆筒形箍体套在待加固处理的储气井井口与井口下法兰之间的连接套上，并将其卡环置于连接套的上端口面后、通过螺栓将箍体与连接套紧固成一体；然后在地基坑内设置钢筋网、并将加固装置中的拉杆或带地锚的拉杆置于钢筋网格中；

C.配制及灌注混凝土：按常规混凝土地基的要求配制混凝土，然后将其灌注于地基坑内至与地面齐、振实，待与钢筋网、拉杆或带地锚的拉杆及井筒对应部分凝固成一体，即成。