淺談加氣站儲氣井制造安裝施工要點

周繼強

（甘肅省建筑設(shè)計研究院有限公司，甘肅 蘭州 730030）

隨著社會的發(fā)展和新型能源的轉(zhuǎn)型，走綠色發(fā)展之路成為當(dāng)前世界發(fā)展的一個重要趨勢。汽車天然氣加氣站是發(fā)展汽車運行系統(tǒng)工程的重要節(jié)點，故城市加氣站建設(shè)也應(yīng)同步發(fā)展，將全面形成網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的天然氣儲氣系統(tǒng)大多數(shù)采用高壓地面儲存裝置，對安裝質(zhì)量、使用安全等方面要求很高，但同時安全隱患也大。在城市中建設(shè)天然氣加氣站這方面問題更顯突出，為解決上述問題，代替的將是地下儲氣井儲存天然氣的加氣站方式。

1 儲氣井基本結(jié)構(gòu)及要求

1）通常采用鉆井方式將鋼管埋于地面以下，為了使用方便，儲氣井井口高于地面30cm-50cm。

2）儲氣井的井底通常采用封頭組件封堵嚴(yán)密，井口用法蘭利用高強度螺栓連接成密封體。

3）套管間的連接和套管與封頭間的連接均采用絲頭連接，絲頭間的連接扭矩符合《下套管作業(yè)規(guī)程》SY/T5412-20016要求，絲頭間填加專用密封脂密封嚴(yán)密。

4）為了保證安全，儲氣井井筒埋于地下較深處，儲氣井井口設(shè)排氣口、進(jìn)氣口、檢修閥、壓力表、排污閥等附件。為了儲氣井內(nèi)氣體保持干燥，儲氣井必須設(shè)置排液管，隨時排除井內(nèi)液體。

要想控制好天然氣加氣站儲氣井工程的施工質(zhì)量，應(yīng)重點抓好以下幾個方面。

2 鉆井施工過程質(zhì)量控制要點

2.1 鉆井的護(hù)壁泥漿控制

隨地質(zhì)條件的不同，配置相應(yīng)不同的鉆井護(hù)壁泥漿。

1）軟弱的地質(zhì)層（如砂巖層、黃土層）

為保證鉆進(jìn)的速度及安全、成井質(zhì)量，最好采用粘切較低的鉆井液（采用清水和聚合物（CMC-1、Na2CO3）為主的泥漿，聚合物（CMC-1、Na2CO3）用40-60目篩過篩，鉆井液密度控制在1.0）。

2）硬度較大的地質(zhì)層（如砂巖層、花崗巖層）：為了保證達(dá)到鉆進(jìn)的速度及安全、成井質(zhì)量，最好選用低密度無固相鉆井液（采用清水與聚合物（CMC-1、Na2CO3）為主的泥漿）。

3）復(fù)雜的地質(zhì)層（如礫石、流沙層、河床地層）：為了保證達(dá)到鉆進(jìn)的快速及施工安全、成井質(zhì)量。宜采用高切高粘的鉆井液（采用清水與聚合物（CMC-1、Na2CO3）泥漿，聚合物混合料用20-40目篩過篩，泥漿密度控制在1.2-1.3）。并應(yīng)適當(dāng)加大鉆井液密度，以防井孔坍塌、保證泥漿水泵的正常運轉(zhuǎn)、鉆屑能被完整帶出。

2.2 鉆進(jìn)過程質(zhì)量控制要點

1）應(yīng)按不同的地質(zhì)情況配置相應(yīng)的鉆井機(jī)。

2）塔式鉆井機(jī)方便控制井身的垂直度，垂直度控制標(biāo)準(zhǔn)要求在《汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范》①的范圍內(nèi)。

3）鉆井機(jī)的參數(shù)要求：鉆進(jìn)壓力1.5-2t,轉(zhuǎn)速20-100轉(zhuǎn)/min，排量40m3/h，每鉆完一根（單根長度約8-10m），用經(jīng)偉儀在兩方向測量鉆桿的垂直度，若垂直度超標(biāo)，應(yīng)立即上提鉆桿進(jìn)行校正。

4）鉆進(jìn)施工控制

（1）在復(fù)雜井段鉆進(jìn)時，應(yīng)及時調(diào)整鉆井機(jī)的參數(shù)。

（2）鉆井桿在每次接頭后，為防止沉砂卡鉆，應(yīng)盡量循環(huán)泥漿，保持井下暢通。

（3）為了保證成井質(zhì)量，鉆鋌未加足前控制鉆壓為鉆鋌懸重的70%，應(yīng)加快鉆進(jìn)及下套管的速度。

（4）在鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中，不得超過鉆機(jī)的最大提升負(fù)荷。

（5）在施工過程中，主要配置好泥漿性能，以防泥漿泄漏、井孔坍塌。

（6）鉆進(jìn)過程中防止卡鉆、粘鉆、鉆掉牙輪，完鉆后井身質(zhì)量必須達(dá)到設(shè)計要求。

3 套管安裝質(zhì)量控制要點

套管在組裝完后下放過程中，速度控制要均勻、緩慢，遇到易漏井時，嚴(yán)格控制下放速度小于0.5m/s。

套管在下放過程中遇阻，要輕提、慢放，并上下活動，如反復(fù)多次還不能正常下放，則應(yīng)提出套管，待疏通井后再下。

套管下放過程中，應(yīng)有專人觀察、記錄每根套管的扭矩及洗井液返出的情況變化，如有異常及時采取措施。

套管扶正器應(yīng)隨第2根套管連接處一同下入井內(nèi)，每下入3到4根套管加扶正器一個。根據(jù)地質(zhì)情況選擇扶正器的多少（井深每100m，扶正器不少于3根），以保證鋼管居中及固井質(zhì)量。

套管下完后，復(fù)查套管入井的根數(shù)是否與設(shè)計相符，及時將套管內(nèi)灌滿清水，做好強度試壓及自檢準(zhǔn)備。

4 固井質(zhì)量控制要點

固井要求進(jìn)行正循環(huán)全井段固井，固井的水泥漿密度大于1.70，水泥用量應(yīng)大于理論計算值，而且返出地面水泥漿密度應(yīng)大于試配的水泥漿密度。

4.1 固井水泥漿的配制

1）固井的水泥漿采用32.5級以上優(yōu)質(zhì)水泥，不加任何添加劑的純水泥漿，鉆桿下入套管內(nèi)底部由下至上注水泥漿，通過計算出環(huán)空容積的水泥漿用量注水泥漿，準(zhǔn)確計算出替清水量。以水泥漿自下而上返出地面為準(zhǔn),水泥漿量略大于理論計算量20%左右。

2）水泥漿配制要求：水灰比為7：3或6∶4（體積比）。應(yīng)充分?jǐn)嚢杈鶆?。水泥漿密度應(yīng)≥1.7。

4.2 施工質(zhì)量控制要點

1）泥漿泵啟動，先向井內(nèi)注入適量的清水，再將攪拌均勻的水泥漿由鉆桿逐漸從下向上注入，直至水泥漿注入完成，注入的水泥漿量大于理論計算的水泥環(huán)空用量（環(huán)空理論量的120%），返出的水泥漿密度允許略低于或等于選配的水泥漿密度。

2）水泥漿應(yīng)盡量一次注入時完成，如果需要間隔時間，但不能超過1h。

3）水泥漿注入量應(yīng)大于20%左右理論計算量。

4）利用正轉(zhuǎn)鉆桿來旋緊堵頭壓桿，旋緊圈數(shù)與卸扣圈數(shù)相同，上提鉆具。完成固井作業(yè)。

5 儲氣井試驗控制要點

5.1 強度試驗

試驗：壓力先緩慢升至試驗壓力的30%，穩(wěn)壓30min無滲漏后，再升壓至試驗壓力的60%，穩(wěn)壓30min無滲漏后，繼續(xù)升壓至強度試驗壓力，穩(wěn)壓4h。

檢驗合格標(biāo)準(zhǔn)：可見部位無壓降、無變形、無異常聲響。

5.2 氣密性試驗

試驗：壓力先緩慢升至試驗壓力的10%，穩(wěn)壓10min，并對連接部位進(jìn)行初次檢查，無泄漏繼續(xù)升壓到試驗壓力的50%，穩(wěn)壓20min，無泄漏現(xiàn)象后，按規(guī)定試驗壓力的10%逐級升壓、穩(wěn)壓10min，直到試驗壓力的100%，觀察24h，壓降≤1%為合格。

檢驗合格標(biāo)準(zhǔn)：可見部位無變形、無泄漏、無異常聲響。