專利名稱：高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用加固裝置及加固處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用安全裝置及其處理方法，特別是一種針對(duì)使用過(guò)程中的舊高壓天然氣地下儲(chǔ)氣井的加固裝置、以及采用該裝置進(jìn)行加固處理的方法。 采用該加固裝置及加固處理的方法可將井體與地基固定成一體、同時(shí)對(duì)其進(jìn)行軸向定位， 可有效地防止井筒體上竄、甚至飛出地面而造成的安全事故。
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。但受固井質(zhì)量限制及地質(zhì)變化的影響、不少儲(chǔ)氣井往往達(dá)不到使用年限就 報(bào)廢了，甚至發(fā)生井筒上竄、飛出地面而造成安全事故。此類儲(chǔ)氣井深一般為50 200m，而 井筒與井壁之間的理論間隙一般不到3. 0cm，而傳統(tǒng)的固井方法由于采用地質(zhì)鉆探開設(shè)的 基礎(chǔ)井垂直度差、井壁凹凸不平，而井筒為鋼性，采用從上向下灌、水泥漿很難達(dá)到IOm以 下位置，公告號(hào)為CN2281418y、名稱為《高壓氣地下儲(chǔ)氣井》的專利文獻(xiàn)所公開的即為此類 技術(shù)；若采用由井底向上灌漿，即采用公告號(hào)為CN1384308A、名稱為《地下儲(chǔ)氣井井筒的固 定方法》的專利文獻(xiàn)所記載的技術(shù)，一是灌漿軟管極易被壓扁、造成水泥漿不能順利下灌， 同時(shí)下灌的水泥漿又易將井筒體托起，不但施工難度大，而且水泥漿也很難從下向上灌到 地面，影響固井效果。上述兩種傳統(tǒng)的灌注方式均存灌注水泥漿的工藝性及可靠性差，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；在使用過(guò)程中井筒易發(fā)生上、下竄動(dòng)及 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。針對(duì)上述弊 病，目前普遍采用的補(bǔ)救方法是一端采用螺栓將卡箍與井筒筒體部位固定、另一端則通過(guò) 拉桿與地基連接，通過(guò)卡箍與井筒體之間的摩擦力將筒體進(jìn)行軸向定位；該加固技術(shù)雖然 具有固定裝置及固定方法簡(jiǎn)單，但由于卡箍與井筒體之間通過(guò)摩擦力固定，使用時(shí)間一長(zhǎng)、 螺栓由于疲勞產(chǎn)生松動(dòng)或卡箍與井筒體接觸面之間因腐蝕產(chǎn)生松動(dòng)，其軸向固定效果即大 幅度下降，仍難以防止井筒上、下竄動(dòng)，拉斷上部管線，以及在井筒斷裂時(shí)井口裝置飛出等 事故的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)目前使用過(guò)程中的舊高壓天然氣地下儲(chǔ)氣井存在的安全隱 患以及背景技術(shù)存在的缺陷，設(shè)計(jì)一種高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用加固裝置及加固處理方 法，以達(dá)到有效提高固井效果，防止儲(chǔ)氣井井筒在使用過(guò)程中發(fā)生竄動(dòng)及在井筒體斷裂時(shí) 井口裝置飛出等事故的發(fā)生，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，以及有效防止對(duì)設(shè)備和工作人員的安全造成威脅等目的。本發(fā)明的解決方案是設(shè)計(jì)一種包括含兩個(gè)半圓筒形且其上口部設(shè)有卡環(huán)的箍體、 帶地錨的拉桿在內(nèi)的地下儲(chǔ)氣井用加固裝置；其加固處理方法是將設(shè)有卡環(huán)的箍體直接套 (固定)于儲(chǔ)氣井井筒與井口下法蘭連接的連接套上、其上的卡環(huán)置于連接套的上端口面，然后通過(guò)螺栓組將其與連接套緊固成一體，最后通過(guò)帶地錨的拉桿與地基連接成一體、同 時(shí)對(duì)其進(jìn)行軸向定位，從而達(dá)到對(duì)儲(chǔ)氣井固定及對(duì)其進(jìn)行軸向定位等目的。因此，本發(fā)明加 固裝置包括帶拉桿的抱箍、緊固螺栓，關(guān)鍵在于抱箍包含兩個(gè)半圓筒形箍體及分設(shè)于其上 的拉桿座、螺栓孔座，在兩個(gè)半圓筒形箍體的上口部均設(shè)有一用于限制井筒體上竄的卡環(huán)； 拉桿座以及螺栓孔座分別設(shè)于兩個(gè)半圓筒形箍體的外圓周面上；各拉桿則通過(guò)軸銷與對(duì)應(yīng) 的拉桿座連接，兩個(gè)半圓筒形箍體則通過(guò)螺栓可拆卸式緊固連接而形成抱箍體。上述拉桿座在兩個(gè)半圓筒形箍體上各設(shè)置1 2個(gè)，其拉桿亦對(duì)應(yīng)為1 2根。而 所述拉桿為帶地錨的拉桿。本發(fā)明高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井的加固處理方法為A.挖掘加固處理用地基坑在待加固處理的儲(chǔ)氣井四周，按加固要求挖掘加固處 理用地基坑，待用；B.安裝加固裝置及設(shè)置鋼筋網(wǎng)首先將原井筒外(罩)管及井筒支承板切割除，再將本發(fā)明加固裝置中的兩個(gè)半圓筒形箍體套在待加固處理的儲(chǔ)氣井井口與井口下法蘭 之間的連接套上，并將其卡環(huán)置于連接套的上端口面后、通過(guò)螺栓將箍體與連接套緊固成 一體；然后在地基坑內(nèi)設(shè)置鋼筋網(wǎng)、并將加固裝置中的拉桿或帶地錨的拉桿置于鋼筋網(wǎng)格 中；C.配制及灌注混凝土 按常規(guī)混凝土地基的要求配制混凝土，然后將其灌注于地 基坑內(nèi)至與地面齊、振實(shí)，待與鋼筋網(wǎng)、拉桿或帶地錨的拉桿及井筒對(duì)應(yīng)部分凝固成一體， 即成。本發(fā)明由于采用設(shè)有可對(duì)井筒體進(jìn)行軸向定位卡環(huán)的抱箍，并將該箍體直接套 (固定)于儲(chǔ)氣井井筒與井口下法蘭緊固連接的連接套上、并將其上的卡環(huán)置于連接套的 上端口面，然后通過(guò)螺栓組將其與連接套緊固成一體，最后將帶地錨的拉桿與地基連接成 一體，從而對(duì)井筒體進(jìn)行固定及軸向定位。因而本發(fā)明具有加固裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，對(duì) 地下儲(chǔ)氣井井筒及其軸向固定的可靠性高，能有效防止儲(chǔ)氣井井筒在使用過(guò)程中發(fā)生竄動(dòng) 以及在井筒體斷裂時(shí)井口裝置飛出等事故的發(fā)生，可確保地下儲(chǔ)氣井在使用過(guò)程中安全、 可靠，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明具體實(shí)施方式
加固處理及使用狀態(tài)示意圖。圖中1.抱箍、1-1.卡環(huán)、1-2.拉桿座、1-3.螺栓孔座，2.拉桿，3.軸銷，4.螺栓， 5.地錨鋼條，6.井筒，7.井口下法蘭，8.連接套，9.鋼筋混凝土地基、9-1.鋼筋網(wǎng)。
具體實(shí)施例方式以與井筒外徑為7時(shí)(Φ 17. 8mm)，有效儲(chǔ)氣長(zhǎng)度為125m的儲(chǔ)氣井井筒配套用固定 裝置為例抱箍1由兩個(gè)半圓筒形箍體組成，組合后的箍體內(nèi)徑為Φ 195mm、壁厚12mm、軸向 高239mm、上口部卡環(huán)1-1內(nèi)徑Φ 179. 8mm、軸向厚11mm，本實(shí)施方式在兩個(gè)半圓筒形箍體上 各設(shè)兩個(gè)拉桿座1-2、其上的軸銷孔直徑為Φ 30. 2mm，軸銷3直徑Φ 30. 0mm，軸銷孔中心距抱箍1中心177. 5mm ；四根拉桿2各長(zhǎng)1700mm，主體部分采用Φ 32mm的螺紋鋼，上端與拉桿座1-2配合處為(長(zhǎng)X寬X厚)117 X 70 X 63mm、其上的軸銷孔直徑亦為Φ 30. 2mm，下端 彎成一環(huán)狀錨頭、環(huán)內(nèi)橫向固定一長(zhǎng)1. Om的地錨鋼條5。本實(shí)施方式加固處理方法為A.挖掘加固處理用地基坑在擬加固處理的儲(chǔ)氣井四周，以儲(chǔ)氣井井筒為中心， 挖一(長(zhǎng)χ寬χ深)4· 0X4. OX 1.5m的地基坑；B.安裝加固裝置及設(shè)置鋼筋網(wǎng)首先將原井筒外(罩)管及井筒支承板切割掉； 然后將本發(fā)明加固裝置抱箍1的兩個(gè)半圓筒形箍體套在待加固處理的儲(chǔ)氣井筒6與井口 下法蘭7之間的連接套8上，并將卡環(huán)1-1置于連接套8的上端口面后、通過(guò)螺栓4將 抱箍1與連接套8緊固成一體；將由Φ 12mm的螺紋鋼按200mm的間距扎成(長(zhǎng)X寬X 高)3. 8 X 3. 8X 1. 4m的鋼筋網(wǎng)9 1，并將4根帶地錨的拉桿2及其上的地錨鋼條5 —并置 于鋼筋網(wǎng)9 1的網(wǎng)格中，地錨鋼條5為長(zhǎng)1. 0m、直徑Φ45πιπι的圓鋼；C.配制及灌注混凝土 本實(shí)施方式按C25標(biāo)號(hào)配制實(shí)際用量為24m3的混凝土、即 按水泥砂碎石水=1 1. 22 3. 15 0. 41的比例配制并攪拌均勻后，將其注入地 基坑內(nèi)至與地面平、并用插入式振搗器振實(shí)后、將鋼筋網(wǎng)9-1、拉桿2、地錨鋼條5連同井筒 6對(duì)應(yīng)部分凝固成一體，即成。
權(quán)利要求
一種高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用加固裝置，包括帶拉桿的抱箍、緊固螺栓，其特征在于抱箍包含兩個(gè)半圓筒形箍體及分設(shè)于其上的拉桿座、螺栓孔座，在兩個(gè)半圓筒形箍體的上口部均設(shè)有一用于限制井筒體上竄的卡環(huán)；拉桿座以及螺栓孔座分別設(shè)于兩個(gè)半圓筒形箍體的外圓周面上；各拉桿則通過(guò)軸銷與對(duì)應(yīng)的拉桿座連接，兩個(gè)半圓筒形箍體則通過(guò)螺栓可拆卸式緊固連接而形成抱箍。
2.按權(quán)利要求1所述高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用加固裝置，其特征在于拉桿座在兩個(gè)半 圓筒形箍體上各設(shè)置1 2個(gè)，其拉桿亦對(duì)應(yīng)為1 2根。
3.按權(quán)利要求1所述高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用加固裝置，其特征在于所述拉桿為帶地 錨的拉桿。
4.高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井的加固處理方法為A.挖掘加固處理用地基坑在待加固處理的儲(chǔ)氣井四周，按加固要求挖掘加固處理用 地基坑，待用；B.安裝加固裝置及設(shè)置鋼筋網(wǎng)首先將原井筒外管及井筒支承板切割除，再將本發(fā)明 加固裝置中的兩個(gè)半圓筒形箍體套在待加固處理的儲(chǔ)氣井井口與井口下法蘭之間的連接 套上，并將其卡環(huán)置于連接套的上端口面后、通過(guò)螺栓將箍體與連接套緊固成一體；然后在 地基坑內(nèi)設(shè)置鋼筋網(wǎng)、并將加固裝置中的拉桿或帶地錨的拉桿置于鋼筋網(wǎng)格中；C.配制及灌注混凝土按常規(guī)混凝土地基的要求配制混凝土，然后將其灌注于地基坑 內(nèi)至與地面齊、振實(shí)，待與鋼筋網(wǎng)、拉桿或帶地錨的拉桿及井筒對(duì)應(yīng)部分凝固成一體，即成。
全文摘要
該發(fā)明公開了一種高壓燃料氣地下儲(chǔ)氣井用加固裝置及加固處理方法。加固裝置包括上口部均設(shè)有卡環(huán)的兩個(gè)半圓筒形箍體及位于其上的拉桿座、螺栓孔座組成的抱箍，帶地錨的拉桿；加固處理方法包括挖掘加固處理用地基坑，安裝加固裝置及設(shè)置鋼筋網(wǎng)，配制及灌注混凝土。該發(fā)明通過(guò)帶卡環(huán)的抱箍與連接井筒和井口下法蘭連接的連接套緊固連接、并將卡環(huán)置于與連接套上端面對(duì)井筒體進(jìn)行軸向定位，然后通過(guò)帶地錨的拉桿組與設(shè)有鋼筋網(wǎng)的混凝土地基緊固成一體；從而具有加固裝置結(jié)構(gòu)可靠，能有效防止儲(chǔ)氣井井筒竄動(dòng)以及在井筒體斷裂時(shí)井口裝置飛出等事故的發(fā)生，可確保地下儲(chǔ)氣井在使用過(guò)程中安全、可靠，以及使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F17C13/08GK101846239SQ20101015717
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者冉訓(xùn), 劉國(guó)偉, 杜川 申請(qǐng)人:自貢力源科技有限公司