专利名称：一种地下储气井井筒的固定方法
技术领域：
本发明属于燃料气地下储气井井筒的固定方法。特别是一种将高压天然气地下储气井井筒、通过水泥浆安装固定于基础井内的方法。
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。但受固井质量的限制、不少储气井往往达不到使用年限就报废了，甚至发生井筒上串事故。传统的固井方法，一是采用从上至下向井筒与井壁之间灌注水泥浆、将其与井壁固定，但由于此类储气井深一般均为80～150m，而井筒与井壁之间的间隙则一般不到3.0cm，水泥浆很难达到10m以下位置，且井筒与井壁之间的地下水、钻井液及空气也没法排出；二是采用公告号为CN1384308A、名称为《地下储气井井筒的固定方法》的专利技术，从井筒的一侧沉下一软管，由井底向上灌浆；该方法虽然克服了由上向下灌水泥浆、深度浅，地下水、钻井液及空气没法排出、井筒中、下部没法固定的弊病。但却存在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，灌浆软管极易被压扁，造成水泥浆不能下灌，同时下灌的水泥浆又易将封闭式的底部为球头的筒体托起，施工难度大，水泥浆也很难从下向上灌到地面，影响固定效果。此外，上述两种传统的灌注方式均存在相当部分筒体不能被水泥浆包覆、裸露的管体亦易受到腐蚀而产生安全隐患。因而上述背景技术存在灌注水泥浆的工艺性及可靠性差、使用过程中井筒易发生上、下串动及转动，特别是在环境温度变化大的情况下，严重时井筒会突然冲出地面，既影响正常使用和使用寿命，又对设备及工作人员的安全造成威胁等弊病。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术存在的弊病，研究设计一种地下储气井井筒的固定方法，以达到灌浆固定方便、可靠，灌浆过程中水泥浆对井筒内腔无污染，固井后不需清洗即可使用，井筒与井壁连接牢固、不易发生串动及转动，确保使用的安全性及延长其使用寿命等目的。
本发明的解决方案是在背景技术基础上，在灌浆固井过程中将井筒底部由封闭式改为开放式，即在井筒底部增设一单向阀，同时在阀体下部设置框形固定架；水泥浆则通过插管直接经单向阀口压入井筒外底部、并沿井筒与井壁之间向上直至返回到地面，然后关闭单向阀，待水泥浆将井筒、单向阀及底部的固定架与井壁凝固成一体即成。因此本发明方法包括A、下井筒将底部没有固定架的单向阀与井筒下端紧固成一体，然后将其置于按石油、地质钻井技术及工艺钻成的基础井内，并装上井口法兰；B、安装灌浆装置将灌浆用插管吊入井筒内腔，其下端通过连接套与单向阀口密封连接、并采用定位套将其扶正固定，插管上口部通过高压接头、管道与泥浆泵接通；C、灌浆、固井将水泥浆调至密度为1.8～1.9g/cm3，在搅拌条件下开启泥浆泵将水泥浆泵入插管内腔并压开单向阀，使水泥浆经阀腔注入基础井底并沿井筒与井壁之间的环形空间向上逆向灌注，当水泥浆溢出井口时关闭泥浆罐阀门及泥浆泵，然后在插管水泥浆面加胶塞，再开启清水罐阀门及泥浆泵向插管内泵入清水至胶塞到达单向阀口、泵压突增时停止泵水、减压，单向阀自动关闭；抽出插管内清水并拆除灌浆装置，待水泥浆凝固即成。
上述灌浆用插管为钻杆并通过管锥螺纹与连接套紧固连接。而所述调制水泥浆用水泥为油井水泥。
本发明由于采用单向阀既作为灌浆固井施工用阀门，固井后又作为井筒底部封头，并在单向阀底部增设框形固定架体，可确保井筒与基础井底及井壁牢固凝接成一体；在施工中采用插管与单向阀直接连接灌浆又具有操作方便，并有效避免了施工过程中水泥浆对井筒内腔、特别是内壁的污染，作业完成后不需对井筒内腔进行清洗即可进行最后安装、使用。因而具有灌浆、固定工艺简便、可靠，对井筒内腔无污染，井筒与基础井底及井壁凝接牢固、包覆性好，在使用过程中不易松动并可有效提高安全性及使命等特点。
图1、为本发明井筒底部结构及灌浆施工示意图。
图中1、法兰，2、井筒，3、基础井，4、单向阀，4-1、阀芯，5、固定架，6、水泥浆，7、连接套，8、胶塞，9、清水，10、插管，11、定位套，12、吊长，13、快速接头，14、管道，15、泥浆泵，15-1、16-1、17-1阀门，16、泥浆罐，17、清水罐。
具体实施例方式
以对井筒外径为7时，有效储气长度为125m的井筒固定为例A、下井筒首先将油、气田钻井用7时导管回压阀作为单向阀4，通过管锥螺纹与井筒2底端紧固成一体，阀体下端焊接固定架5；然后将井筒2置于按石油、地质钻井工序和要求钻成的直径为φ215.9mm(8时)，深128m的基础井3内，井筒上口部加装法兰1；固定架5采用1.5m长的7时管，对称开设4个1000×50mm的孔并通过2根φ30mm的钢筋交叉焊接于阀底部；B、安装灌浆装置插管10采用3时钻杆，首先将3时连接套7通过管锥螺纹紧固于插管10底端后，通过钻井架上的吊长12将插管10从井筒2的内腔下至单向阀4的口部并通过连接套上的锥环面密封卡接，上部采用哈呋扶正套作为定位套11与法兰1配合将插管10扶正固定；然后通过球型高压快速接头13、输送管道14与泥浆泵15接通，泥浆泵15则通过阀门16-1及17-1分别与泥浆罐16及清水罐17连接；管道14采用2时高压软管，泥浆泵电机功率36KW；C、灌浆、固井；将45度油井水泥置于泥浆罐16中，加水将其调成密度为1.85g/cm3的水泥浆后，在搅拌条件下开启阀门15-1及16-1及泥浆泵，向插管10内泵入水泥浆6，泵入的水泥浆压开单向阀阀芯4-1进入基础井底并沿井筒2与井壁之间的环形空间上升并溢出井口时关闭阀门16-1及泥浆泵，然后旋下球形高压快速接头13并在插管10内水泥浆6的表面加3时管用胶塞8重新将快速接头13旋紧后，再开启清水阀门17-1及泥浆泵15至泵压突增时关闭泥浆泵15；经卸压、单向阀4自动关闭、抽出插管10内的清水，拆下定位套11及带连接套7的插管10，待水泥浆6凝固后即成。
权利要求
1.一种地下储气井井筒的固定方法，其方法包括A、下井筒将底部没有固定架的单向阀与井筒下端紧固成一体，然后将其置于按石油、地质钻井技术及工艺钻成的基础井内，并装上井口法兰；B、安装灌浆装置将灌浆用插管吊入井筒内腔，其下端通过连接套与单向阀口密封连接，并采用定位套将其扶正固定，插管上口部通过高压接头、管道与泥浆泵接通；C、灌浆、固井将水泥浆调至密度为1.8～1.9g/cm3，在搅拌条件下开启泥浆泵将水泥浆泵入插管内腔并压开单向阀，使水泥浆经阀腔注入基础井底并沿井筒与井壁之间的环形空间向上逆向灌注，当水泥浆溢出井口时关闭泥浆罐阀门及泥浆泵，然后在插管水泥浆面加胶塞、再开启清水罐阀门及泥浆泵，向插管内泵入清水至胶塞到达单向阀口、泵压突增时停止泵水、减压，单向阀自动关闭；抽出插管内清水并拆除灌浆装置，待水泥浆凝固即成。
2.按权利要求1、所述井筒的固定方法；其特征在于灌浆用插管为钻杆，并通过管锥螺纹与紧固连接。
3.按权利要求1、所述井筒的固定方法；其特征在于调制水泥浆用水泥为油井水泥。
全文摘要
该发明属于高压气地下储气井井筒的安装固定方法。包括将底端设有单向阀及固定架的井筒体置于基础井内，安装包括插管在内的灌浆装置，调制水泥浆并通过泥浆泵经插管、单向阀向井底及井筒与井壁之间灌注水泥浆、拆除灌浆装置、待水泥浆凝固后即成。该发明采用单向阀既作施工用阀门、又作为井筒底部封头并在阀体底部设置固定架；施工中采用插管与单向阀连接灌浆。因而具有灌浆、固定工艺简便、可靠，对井筒内腔无污染，省去了作业后对井筒内腔的清洗工序，井筒与基础井底及井壁凝接牢固，包覆性好且不易松动，可有效提高安全性及使用寿命。克服了背技术可靠性差且操作不方便，使用中井筒易发生转动和窜动，安全性差、使用寿命短等弊病。
文档编号F17C13/08GK1837672SQ200610020658
公开日2006年9月27日 申请日期2006年4月7日 优先权日2006年4月7日
发明者冉训 申请人:冉训