自攻式高壓地下儲氣井專利技術

江 村 郭方文 楊海堂

(廣西壯族自治區(qū)特種設備檢驗研究院)

自攻式高壓地下儲氣井專利技術

江 村*郭方文 楊海堂

(廣西壯族自治區(qū)特種設備檢驗研究院)

介紹了一種自攻式高壓地下儲氣井專利技術，該技術的井底封頭具有自攻功能。自攻式高壓地下儲氣井由自攻式井底封頭、井筒、接箍和井口裝置組成。在固井施工時，首先按計算所需的用量將水泥漿攪拌好，并將它全部注入基井內，隨后連續(xù)將自攻式高壓地下儲氣井逐節(jié)組裝、旋轉壓入已注有水泥漿的基井，從而避免了由于基井與井筒間隙過小而導致部分井筒不能被水泥漿包裹的嚴重缺陷，達到延長高壓地下儲氣井使用壽命的目的。

高壓地下儲氣井 井底封頭 天然氣 自攻

高壓地下儲氣井技術，可將天然氣高壓的儲存于地下，具有安全性高、占地面積小及管理維護費用低等優(yōu)點。但由于受固井質量的影響，一些地下儲氣井往往沒達到設計壽命就報廢了。目前的固井技術有從上往下灌注水泥漿和從下往上灌注水泥漿兩種方式，無論哪種方式均是先將井筒全部安裝并下井完畢后才開始灌注水泥漿，由于高壓地下儲氣井深達數十米至數百米，而井筒與基井壁的間隙一般只有15～30mm，因此在進行灌注水泥漿作業(yè)時，不可避免地會存在部分井筒不能被水泥漿包裹的嚴重缺陷，從而影響高壓地下儲氣井的使用壽命[1～15]。筆者介紹了一種自攻式高壓地下儲氣井專利技術。

1 常用高壓地下儲氣井固井技術

1.1從上往下固井技術

從上往下固井技術在進行固井施工作業(yè)時，首先將所有高壓儲氣井組裝完畢，然后才將攪拌好的水泥漿從上往下灌注。在灌注水泥漿時，由于基井內存在大量空氣且不易排出，因而不可避免地會存在相當部分井筒不能被水泥漿包裹的嚴重缺陷，目前從上往下固井技術已基本被淘汰。

1.2從下往上固井技術

從下往上固井技術在進行固井施工作業(yè)時，首先也是將所有高壓儲氣井組裝完畢，并在井筒內或井筒外設置水泥漿輸送管道至井底，然后才將攪拌好的水泥漿通過輸送管道從下往上灌注，也有不用設置水泥漿輸送管道而直接利用井筒向基井灌注水泥漿進行固井施工作業(yè)的，但因后期清理工作非常麻煩而少有采用。

從下往上固井技術雖然解決了從上往下固井技術存在的問題，但同時又產生了新的問題：從下往上固井技術，必然要設置一根輸送管道至井底，水泥漿先由地面輸送至井底后，再往上壓，由于水泥漿粘度大、流動性差，輸送管內徑又小，因而必須增設高壓泥漿泵、消耗額外動力；從下往上固井技術，由于水泥漿是先到達井底后再往上壓，因此井底的壓力非常高，有時甚至會將整個井筒頂起，造成固井施工作業(yè)失敗。

2 自攻式高壓地下儲氣井

自攻式高壓地下儲氣井[16]及其井底封頭如圖1、2所示，在進行固井作業(yè)時，首先要計算出固井所需的水泥漿用量，并將水泥漿攪拌好后全部注入基井內，然后再將自攻式高壓地下儲氣井逐節(jié)組裝、旋轉地壓入已注有水泥漿的基礎井即可。由于該技術是在空井時灌注水泥漿，然后才將自攻式高壓地下儲氣井旋轉壓入，從而避免了因基井與井筒間隙過小空氣難以排出而導致部分井筒不能被水泥漿包裹的嚴重缺陷，達到提高固井施工作業(yè)質量、延長高壓地下儲氣井使用壽命的目的。

圖1 自攻式高壓地下儲氣井示意圖

圖2 自攻式井底封頭示意圖

自攻式高壓地下儲氣井，由自攻式井底封頭、井筒、接箍和井口裝置組成；自攻式井底封頭與井筒連接，井筒與井筒之間通過接箍相互連接，井口裝置與井筒連接。其特征是：自攻式井底封頭由井底封頭、螺旋件、扶正環(huán)組成，井底封頭與螺旋件連接、螺旋件與扶正環(huán)連接。在進行固井作業(yè)時，首先計算出固井所需的水泥漿用量，并將它全部注入基井內，然后再將自攻式高壓地下儲氣井逐節(jié)組裝、旋轉壓入已注有水泥漿的基礎井即可。

3 結束語

自攻式高壓地下儲氣井技術，解決了目前高壓地下儲氣井固井技術難以解決的問題：從上往下固井技術不可避免出現井筒不能被水泥漿包裹的嚴重缺陷；從下往上固井技術則存在因井底壓力過大而發(fā)生井筒被頂起的危險。隨著天然氣越來越廣泛的應用，高壓地下儲氣井技術的應用也會更加廣泛，自攻式高壓地下儲氣井技術也必將具有良好地推廣應用前景。

[1] 黃明珠，程宗明.儲存車用CNG的最佳選擇——地下儲氣井[J].中國能源，2002，24(4)：34～35.

[2] 段志祥，石坤.水泥環(huán)和混凝土對儲氣井的加強與固定作用[J].油氣儲運，2013，32(3)：287～290，294.

[3] 王協琴.車用壓縮天然氣加氣站的高壓儲氣[J].天然氣工業(yè)，1998，18(2)：75～78，9.

[4] 張淮鑫，廖柯熹，孫華峰，等.CNG加氣站儲氣井井筒受力模型的建立與評價[J].油氣田地面工程，2009，28(2)：6～7.

[5] 楊秀瑩，劉曉紅.壓縮天然氣加氣站設計要點[J].石油工程建設，2005，31(2)：46～47.

[6] 彭雷.淺談CNG儲氣井建設[J].上海煤氣，2006，(3)：30～32.

[7] 劉洪喜，李順志.淺談CNG加氣站地下儲氣井的建設[J].城市燃氣，2008，(1)：19～21.

[8] 肖芝盛.對建設壓縮天然氣加氣站的意見[J].天然氣工業(yè)，1990，(3)：79～82，10.

[9] 何鑫，萬麗.大港油田CNG加氣站儲氣系統(tǒng)設計及工藝技術[J].天然氣與石油，2007，25(5)：23～25.

[10] 段志祥，石坤，傅偉，等.儲氣井極限抗拔力試驗研究[J].壓力容器，2013，30(10)：7～11.

[11] 段志祥，石坤，傅偉，等.加氣站地下儲氣井應力分析與現場試驗[J].天然氣工業(yè)，2013，33(4)：104～108.

[12] 余榕，王恒，牛衛(wèi)飛.高壓地下儲氣井失效模式及檢驗技術研究進展[J].化學工程與裝備，2012，(7)：150～152.

[13] 劉清友，何霞，孟少輝.CNG 地下儲氣井安全性分析[J].天然氣工業(yè)，2005，25(1)：138～140，221.

[14] 羅華明，張杰，黃若韜.高壓氣地下儲氣井建造[J].中國特種設備安全，2006，22(2)：57～59.

[15] SY/T 6535-2002，高壓氣地下儲氣井[S].北京：石油工業(yè)出版社，2002.

[16] 江村，區(qū)軍，郭方文，等.自攻式高壓地下儲氣井[P].中國：ZL201410220275.6，2016-07-06.

PatentTechnologiesforSelf-tappingHigh-pressureGasStorageWellUnderground

JIANG Cun, GUO Fang-wen, YANG Hai-tang

(GuangxiSpecialEquipmentSupervisionandInspectionInstitute,Nanning530219,China)

A patent technology for self-tapping high-pressure gas storage well underground was introduced, including its self-tapping bottom head, shaft, shaft coupling and well head device. In cementing operation, having the slurry mixed well and injected at a required amount, and then having the gas storage well assembled and the shell rotated into the base well where slurry had been injected so as to avoid a serious defect that partial shaft can’t be packed with cement slurry due to a too small space between the base well and the wellbore. This benefits the realization of prolonging the service life of high pressure gas storage well underground.

high pressure gas storage well underground, bottom head, natural gas, self-tapping

*江 村，男，1959年3月生，高級工程師。廣西壯族自治區(qū)南寧市，530219。

TE822

A

0254-6094(2016)06-0722-03

2016-01-20，

2016-09-24)