高压地下储气井井筒底部气体密封用堵头及安装方法技术

该发明专利技术属于高压地下储气井底部气体密封用堵头及安装方法。堵头包括内腔贯通的筒体，带紧固螺纹、密封环及旋向与紧固螺纹相反的安装工艺螺孔的锥体式芯塞；筒体内腔中部设有芯塞固定腔，芯塞通过其锥头及密封环分别与固定腔内的芯塞座及内壁密封连接，并通过紧固螺纹紧固成一体；整个堵头通过筒体上、下两端的锥形管螺纹分别与井筒及单向阀紧固密封连接。其安装方法是首先将筒体与井筒及单向阀连接，然后吊于基础井内经固井后、再通过插管将芯塞紧固密封于芯塞固定腔内。本发明专利技术具有对高压气体的密封性好，用于井底密封可有效避免高压燃气的储气损失、确保安全运行，安装方便、可靠等特点，有效克服了传统固井与井底密封难以兼顾的弊端。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高压燃料气地下储气井井筒底部气体密封用堵头及其安装方法。采用本堵头及安装方法可对储气井底部进行有效密封、以避免气体泄漏；反向操作亦可将其拆卸。
技术介绍
目前，在CNG(压缩天然气)供气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。在申请号为200510021839、名称为《地下储气井井筒及其固定方法》的专利文献，公开了一种包括井筒体及其连接套，设于井口的四通控制头，设于底部的单向阀封头及基础固定架，排液管在内的高压气地下储气用井筒；其固定方法为通过泥浆泵将水泥浆经井筒内腔压开井筒底部的单向阀、使水泥浆从井底沿井筒与井壁之间的环形空间由下而上灌浆，然后在井筒内的泥浆面加胶塞并通过泵入高压水将井筒内剩余的水泥浆经底阀压出，最后通过排水降压、单向阀回位实现固井及密封。该专利技术利用单向阀既作施工用阀门、又作井筒底部封头，虽然克服了传统井筒底部采用固定封头而不能通过内腔灌浆固井的弊端，并具有安装、固定方便、可靠等特点；但却存在固井后井筒内腔易污染、清洗工作量较大，且筒体底部对高压气的密封性差等缺陷。而在公开号为CN1837672A、名称为《一种地下储气井井筒的固定方法》的专利文献中，则针对上述缺陷、改为将插管吊入井筒内腔并通过该插管灌注水泥浆，固井后再将插管取出，从而避免了水泥浆污染井筒内腔(储气腔)；但仍然存在单纯采用灌浆用单向阀作底部封头、对高压天然气的密封性差，在储气过程中易产生泄漏及存在安全隐患的弊端。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对
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存在的缺陷，研究设计一种。以达到对储气井井筒底部进行有效、可靠密封，以避免在储气过程中高压燃气泄漏，降低高压地下储气井储气损失并确保其安全运行等目的。本专利技术的解决方案是在
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的储气井井筒底部与单向阀之间，增设一专用于气体密封的堵头；为了不防碍固井，该堵头的筒体采用与井筒外径相同的贯通式筒体、最后密封则在灌浆固井后进行。因此本专利技术井筒底部气体密封用堵头包括筒体，关键在于堵头筒体为内腔贯通式筒体，在内腔中还设有一带外螺纹及密封环的锥体式芯塞，在芯塞顶端还设有安装工艺螺孔；而在筒体内腔中部则设有一带锥环面芯塞座及螺纹的芯塞固定腔，芯塞通过其下部的锥头及中部的密封环分别与固定腔内的芯塞座及内腔壁压力式密封连接，并通过螺纹将其紧固成一体；整个堵头则通过筒体上、下两端的锥形管螺纹分别与井筒下端及单向阀上端密封式紧固连接。所述设于芯塞顶端上的安装工艺螺孔为与芯塞外螺纹旋向相反的锥螺纹孔，在螺纹孔的上部还设有一导向孔。上述高压地下储气井井筒底部气体密封用堵头的安装方法，包括A、安装筒体首先将密封用堵头筒体的上、下端分别与井筒下端及单向阀上端紧固密封连接，再将其吊入基础井内、通过内插管固井工艺(CN1837672A)固井后，吊出灌浆插管；B、安装芯塞将安装头固定于灌浆插管底端，再将芯塞通过其顶端上的安装工艺孔紧固于安装头上，然后通过插管将带密封环的芯塞吊入位于井筒底部的堵头筒体内腔、同时通过插管将芯塞旋入筒体内腔的固定腔内，当将芯塞锥环面与芯塞固定腔中的芯塞座压紧密封后，继续旋转插管、安装头即自动退出芯塞安装工艺孔，然后随插管吊出井筒。上述安装头为能与安装工艺螺孔配合的螺纹头。为了提高对位的准确性，安装芯塞时，在插管下端及中部与井筒内壁之间设置一组扶正套；当插管下端设置扶正套时，与之相应在芯塞固定腔上端的筒体内腔中增设一扶正套座。本专利技术由于采用锥塞式堵头对高压气进行密封，堵头筒体采用与井筒及单同阀等直径且与传统井筒体相同的连接方式密封连接、其整体性及密封性好；安装时先将筒体与井筒及单向阀装配成一体，然后一并吊入井底采用插管工艺灌浆固井后、再利用插管将芯塞吊装于堵头的芯塞固定腔内、将其紧固密封。因而具有对高压气体的密封性好，用于井底密封可有效避免高压燃气的储气损失、确保其安全运行；分两步安装、既不防碍采用先进的内插管工艺灌浆固井，又具有安装方便、可靠性高等特点，有效克服了传统高压储气井固井与井底密封之间难以相互兼顾的弊端。附图说明图1、为本专利技术气体密封用堵头的结构及与单向阀连接关系示意图；图2、为堵头与井筒体和单向阀相互位置关系及芯塞安装示意图。图中1、筒体、1～1扶正套座，2、芯塞，3、密封环，4、螺纹，5、导向孔，6、安装工艺孔7、芯塞固定腔，7～1、芯塞座8、单向阀，8～1、球形阀芯，9、井筒，10、插管，11、扶正套，12、安装头，13、基础井。具体实施例方式以有效储气井深150m、井筒外径为7″(吋)的高压储气井用底部密封堵头为例；筒体1、高543mm、外径与井筒9的外径相同、均为7″，上、下端分别与井筒9及单向阀8连接的锥形管螺纹为标准油管螺纹、螺纹段轴向高均为121mm；扶正套座1～1内径φ130mm、轴向高30mm，筒体内腔中段与芯塞2配合的芯塞固定腔7轴向高246mm，该段腔体上部与芯塞2配合处螺纹4均为标准4″油管螺纹(左旋)、轴向高65mm，中部内径φ98mm，与芯塞2配合的芯塞座7～1其上端直径φ98mm、下端直径φ86mm、轴向高21mm；该段腔体下部与单向阀8的球形阀芯8～1配合处的球面半径为SR50mm；芯塞2轴向高74mm，下部锥体高21mm、上端直径φ98mm、下端直径φ89mm；安装工艺孔6轴向深64mm、下部与安装头12配合处均为2″右旋油管螺纹，两者螺纹部分高均为42mm，上部导向孔5内径φ68mm。密封环3本实施方式采用2根φ98mm ×φ5mm氟橡胶、两者相距15mm。安装头12总高180mm、上部采用2″油管螺纹与插管10连接；插管10亦为2″标准油管；扶正套11内径φ61mm，外径130mm、厚30mm。本实施方式气体密封用堵头的安装方法为首先将堵头中的筒体1与单向阀8及井筒9紧固密封连接成一体，然后按
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方式将其吊入基础井13内后、将灌浆插管10插入直达球形阀芯8～1进行灌浆固井；固井后、吊出插管10并将扶正套11及安装头12装于插管10的底部，再将带密封环3的芯塞2通过安装工艺孔6与安装头12固定并用工具旋紧后，吊入井底将芯塞2连同插入筒体1内腔中的芯塞固定腔7、并通过插管10旋转(左旋)、将芯塞2上部螺孔旋入芯塞固定腔7的螺孔内、进而将芯塞2下部的锥头压入芯塞座7～1；当锥头到位后，插管继续左旋即可将安装头12退出安装工艺孔6，最后将插管10吊出井筒9即成。权利要求1.一种高压地下储气井井筒底部气体密封用堵头，包括筒体，其特征在于堵头筒体为内腔贯通式筒体，在内腔中还设有一带外螺纹及密封环的锥体式芯塞，在芯塞顶端还设有安装工艺螺孔；而在筒体内腔中部则设有一带锥环面芯塞座及螺纹的芯塞固定腔，芯塞通过其下部的锥头及中部的密封环分别与固定腔内的芯塞座及内腔壁压力式密封连接，并通过螺纹与之紧固成一体；整个堵头则通过筒体上、下两端的锥形管螺纹分别与井筒下端及单向阀上端密封式紧固连接。2.按权利要求1所井筒底部气体密封用堵头，其特征在于芯塞顶端上的安装工艺螺孔为与芯塞外螺纹旋向相反的锥螺纹孔，在螺纹孔的上部还设有一导向孔。3.按权利要求1所述井筒底部气体密封用堵头的安装方法，包括A、安装筒体首先将密封用堵头筒体的上、下端分别与井筒下端及单向阀上端紧固连接，再将其吊入基础井内、通过内插管固井工艺固井后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压地下储气井井筒底部气体密封用堵头，包括筒体，其特征在于堵头筒体为内腔贯通式筒体，在内腔中还设有一带外螺纹及密封环的锥体式芯塞，在芯塞顶端还设有安装工艺螺孔；而在筒体内腔中部则设有一带锥环面芯塞座及螺纹的芯塞固定腔，芯塞通过其下部的锥头及中部的密封环分别与固定腔内的芯塞座及内腔壁压力式密封连接，并通过螺纹与之紧固成一体；整个堵头则通过筒体上、下两端的锥形管螺纹分别与井筒下端及单向阀上端密封式紧固连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冉训，
申请(专利权)人：冉训，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]