专利名称：高压燃料气地下储气井用加固装置及加固处理方法
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IOm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。本发明由于采用设有可对井筒体进行轴向定位卡环的抱箍，并将该箍体直接套 (固定)于储气井井筒与井口下法兰紧固连接的连接套上、并将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，最后将带地锚的拉杆与地基连接成 一体，从而对井筒体进行固定及轴向定位。因而本发明具有加固装置的结构简单、可靠，对 地下储气井井筒及其轴向固定的可靠性高，能有效防止储气井井筒在使用过程中发生窜动 以及在井筒体断裂时井口装置飞出等事故的发生，可确保地下储气井在使用过程中安全、 可靠，使用寿命长等特点。
图1为本发明结构示意图；图2为本发明具体实施方式
加固处理及使用状态示意图。图中1.抱箍、1-1.卡环、1-2.拉杆座、1-3.螺栓孔座，2.拉杆，3.轴销，4.螺栓， 5.地锚钢条，6.井筒，7.井口下法兰，8.连接套，9.钢筋混凝土地基、9-1.钢筋网。
具体实施例方式以与井筒外径为7时(Φ 17. 8mm)，有效储气长度为125m的储气井井筒配套用固定 装置为例抱箍1由两个半圆筒形箍体组成，组合后的箍体内径为Φ 195mm、壁厚12mm、轴向 高239mm、上口部卡环1-1内径Φ 179. 8mm、轴向厚11mm，本实施方式在两个半圆筒形箍体上 各设两个拉杆座1-2、其上的轴销孔直径为Φ 30. 2mm，轴销3直径Φ 30. 0mm，轴销孔中心距抱箍1中心177. 5mm ；四根拉杆2各长1700mm，主体部分采用Φ 32mm的螺纹钢，上端与拉杆座1-2配合处为(长X宽X厚)117 X 70 X 63mm、其上的轴销孔直径亦为Φ 30. 2mm，下端 弯成一环状锚头、环内横向固定一长1. Om的地锚钢条5。本实施方式加固处理方法为A.挖掘加固处理用地基坑在拟加固处理的储气井四周，以储气井井筒为中心， 挖一(长χ宽χ深)4· 0X4. OX 1.5m的地基坑；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掉； 然后将本发明加固装置抱箍1的两个半圆筒形箍体套在待加固处理的储气井筒6与井口 下法兰7之间的连接套8上，并将卡环1-1置于连接套8的上端口面后、通过螺栓4将 抱箍1与连接套8紧固成一体；将由Φ 12mm的螺纹钢按200mm的间距扎成(长X宽X 高)3. 8 X 3. 8X 1. 4m的钢筋网9 1，并将4根带地锚的拉杆2及其上的地锚钢条5 —并置 于钢筋网9 1的网格中，地锚钢条5为长1. 0m、直径Φ45πιπι的圆钢；C.配制及灌注混凝土 本实施方式按C25标号配制实际用量为24m3的混凝土、即 按水泥砂碎石水=1 1. 22 3. 15 0. 41的比例配制并搅拌均勻后，将其注入地 基坑内至与地面平、并用插入式振捣器振实后、将钢筋网9-1、拉杆2、地锚钢条5连同井筒 6对应部分凝固成一体，即成。
权利要求
一种高压燃料气地下储气井用加固装置，包括带拉杆的抱箍、紧固螺栓，其特征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。
2.按权利要求1所述高压燃料气地下储气井用加固装置，其特征在于拉杆座在两个半 圆筒形箍体上各设置1 2个，其拉杆亦对应为1 2根。
3.按权利要求1所述高压燃料气地下储气井用加固装置，其特征在于所述拉杆为带地 锚的拉杆。
4.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。
全文摘要
该发明公开了一种高压燃料气地下储气井用加固装置及加固处理方法。加固装置包括上口部均设有卡环的两个半圆筒形箍体及位于其上的拉杆座、螺栓孔座组成的抱箍，带地锚的拉杆；加固处理方法包括挖掘加固处理用地基坑，安装加固装置及设置钢筋网，配制及灌注混凝土。该发明通过带卡环的抱箍与连接井筒和井口下法兰连接的连接套紧固连接、并将卡环置于与连接套上端面对井筒体进行轴向定位，然后通过带地锚的拉杆组与设有钢筋网的混凝土地基紧固成一体；从而具有加固装置结构可靠，能有效防止储气井井筒窜动以及在井筒体断裂时井口装置飞出等事故的发生，可确保地下储气井在使用过程中安全、可靠，以及使用寿命长等特点。
文档编号F17C13/08GK101846239SQ20101015717
公开日2010年9月29日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者冉训, 刘国伟, 杜川 申请人:自贡力源科技有限公司