储存天然气或掺氢天然气的非金属内衬储气井及安装方法技术

本发明专利技术公开了一种储存天然气或掺氢天然气的非金属内衬储气井及其安装方法，非金属内衬储气井包括筒体、外接管、加强筋，压板层，固井层和紧固件；筒体中部具有管状空腔，上部设有接管部，下部设有下封头；筒体埋设于地下，且筒体外侧套设有加强筋，筒体和加强筋外侧设有固井层；固井层上部设有压板层，压板层通过紧固件固定于固井层；外接管设有排水管、进气管和排气管，外接管和筒体的接管部连接，筒体至少部分由非金属材料制成。这样既能保证承压强度，同时也带来采用非金属材料来保证耐腐蚀性、抗氢脆、低成本，从而优化储存天然气及掺氢天然气的地下储气井的设计。天然气的地下储气井的设计。天然气的地下储气井的设计。

【技术实现步骤摘要】
储存天然气或掺氢天然气的非金属内衬储气井及安装方法


[0001]本专利技术涉及压力容器
，具体涉及一种储存天然气或掺氢天然气的非金属内衬储气井及其安装方法。

技术介绍

[0002]金属储气井在日常生活中的运用较为广泛，常用于储存高压天然气，例如汽车加气站天然气储存，某些工业上的气体储存以及天然气调峰等。其中汽车用压缩天然气（CNG）技术通过采用石油钻井的方式，将符合国际API标准的石油套管利用螺纹连接的方式埋入地下，周围用水泥浆围绕以隔离地下的腐蚀介质。但是水泥浆固井技术不能避免腐蚀介质渗透，从而导致金属套管易腐蚀。由于地下会发生沉降现象，金属储气井可能会发生位移现象带来一定的安全隐患。
[0003]此外，国内正在研究掺氢天然气的应用，天然气掺氢技术利用电网无法消纳的可再生能源电解水制取氢气，将氢气注入到天然气管道中，与天然气混合形成掺氢天然气，并在终端实现掺氢天然气的应用。而金属储气井储存掺氢天然气容易发生氢脆现象，带来安全隐患。
[0004]理论上，采用非金属材质制成的储气井可以克服金属储气井常见的腐蚀现象。然而地下储气井需要储存高压气体，对储气井材料的强度有较高要求，非金属材料强度通常不及金属材料，无法达到储气井材料强度的要求，因而在相关研究中未见考虑采用非金属材料制造地下储气井，也没有相应的安装方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种非金属内衬储气井，包括筒体、外接管、加强筋，压板层，固井层和紧固件；筒体中部具有管状空腔，上部设有接管部，下部设有下封头；筒体埋设于地下，且筒体外侧套设有加强筋，筒体和加强筋外侧设有固井层；固井层上部设有压板层，压板层通过紧固件固定于固井层；筒体至少部分由非金属材料制成。
[0006]根据本专利技术实施例的非金属内衬储气井，筒体由非金属材料制成，优选的，非金属材料为高密度聚乙烯。
[0007]根据本专利技术实施例的非金属内衬储气井，外接管、加强筋、压板层和紧固件均由金属材料制成。
[0008]根据本专利技术实施例的非金属内衬储气井，固井层为钢筋混凝土层。
[0009]根据本专利技术实施例的非金属内衬储气井，加强筋由多根盘条构成，多根盘条绕设于筒体外侧。
[0010]根据本专利技术实施例的非金属内衬储气井，加强筋与筒体之间可相对移动，且在垂
直方向上至少部分超出筒体延伸。
[0011]根据本专利技术实施例的非金属内衬储气井，紧固件为多个地脚螺栓。
[0012]根据本专利技术实施例的非金属内衬储气井，外接管与接管部通过钢塑扣压的方式连接。
[0013]根据本专利技术实施例的非金属内衬储气井，外接管设有排水管、进气管和排气管，外接管和筒体的接管部连接。
[0014]根据本专利技术实施例的非金属内衬储气井，压板层为圆形钢板，中间具有与外接管外径适配的通孔；外接管穿过通孔设置，压板层通过焊接与外接管连接。
[0015]一种非金属内衬储气井的安装方法，包括以下步骤：制造筒体，采用管状非金属材料制造筒体的中部，并在筒体中部的一端连接接管部，另一端连接下封头；套设加强筋，在制造完成后的筒体外部套设加强筋；下井筒，依据储气井筒体直径、长度挖掘出相应大小和深度的储气井，搭设钢筋结构，并将外部套设有加强筋的筒体下入储气井内；灌浆固井，浇灌混凝土并待混凝土凝固后平整表面，形成固井层；安装压板层，在固井层上铺设压板层，并通过紧固件将压板层固定于固井层，其中，压板层具有与外接管外径适配的通孔；安装外接管，将外接管穿过压板层的通孔，并和筒体的接管部固定连接，然后将压板层与外接管外部焊接。
[0016]与以往的相关技术相比，本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：传统储气井结构通常直接将金属储气井筒体作为储存与承压元件，这限制了地下储气井井体材料的选择；本专利技术创造性地将地下储气井的储气与承压两者分离考量，采用非金属材料制成的筒体构成内衬作为储存元件，并采用金属加强筋和金属压板层分别作为环向和轴向承压元件，这样既能保证承压强度，同时也带来采用非金属材料来保证耐腐蚀性、抗氢脆、低成本，从而优化储存天然气及掺氢天然气的地下储气井的设计。
[0017]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0018]图1为本专利技术专利中非金属内衬储气井的结构示意图。
[0019]图2为本专利技术专利中接管部的结构示意图。
[0020]图3为本专利技术专利中接管部的剖面图。
[0021]附图标记：01排水管，02排气管，03进气管，04紧固件，05压板层，06固井层，07接管部，08加强筋，09筒体，10下封头。
具体实施方式
[0022]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0023]图1为本专利技术专利中非金属内衬储气井的结构示意图。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种非金属内衬储气井，包括筒体（09）、外接管、加强筋（08），压板层（05），固井层（06）和紧固件（04）。
[0024]在本专利技术的一个具体的实施方式中，本专利技术的非金属内衬储气井可用于储存天然气或掺氢天然气。在一些情况下，储气井也可以用于储存氢气、氧气、压缩空气、或其他气体。
[0025]所述筒体（09）中部具有管状空腔，上部设有接管部（07），下部设有下封头（10）。
[0026]所述筒体（09）埋设于地下，且所述筒体（09）外侧套设有加强筋（08），所述筒体（09）和所述加强筋（08）外侧设有固井层（06）。
[0027]所述固井层（06）上部设有压板层（05），所述压板层（05）通过紧固件（04）固定于所述固井层（06）。
[0028]所述外接管设有排水管（01）、进气管（03）和排气管（02），所述外接管和所述筒体（09）的接管部（07）连接。
[0029]所述筒体（09）至少部分由非金属材料制成。
[0030]图2为本专利技术专利中接管部（07）的结构示意图。如图2所示，所述接管部（07）的下部形成一个法兰，该法兰的直径与所述筒体（09）中部管件的外径相匹配。所述接管部（07）的上部形成直径小于所述筒体（09）中部管件的缩口部。优选的，所述缩口部的外径与所述外接管的内径相匹配，便于安装与连接。
[0031]图3为本专利技术专利中接管部（07）的剖面图。如图3所示，所述接管部（07），具有上下贯通的通孔，用于所述筒体（09）与外部的连通。
[0032]在本专利技术的一个具体的实施方式中，所述筒体（09）至少部分由非金属材料制成。需要特别指出的是，所述筒体（09）至少部分由非金属材料制成所指的是其材料的至少部分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非金属内衬储气井，其特征在于，包括筒体（09）、外接管、加强筋（08）、压板层（05）、固井层（06）和紧固件（04）；所述筒体（09）中部具有管状空腔，上部设有接管部（07），下部设有下封头（10），所述筒体（09）至少部分由非金属材料制成；所述筒体（09）埋设于地下，且所述筒体（09）外侧套设有加强筋（08），所述筒体（09）和所述加强筋（08）外侧设有固井层（06）；所述固井层（06）上部设有压板层（05），所述压板层（05）通过紧固件（04）固定于所述固井层（06）；所述筒体（09）至少部分由非金属材料制成。2.根据权利要求1所述的非金属内衬储气井，其特征在于，构成所述筒体（09）的非金属材料为高密度聚乙烯，所述外接管、加强筋（08）、压板层（05）和紧固件（04）均由金属材料制成。3.根据权利要求2所述的非金属内衬储气井，其特征在于，所述外接管与所述接管部（07）通过钢塑扣压的方式连接。4.根据权利要求1所述的非金属内衬储气井，其特征在于，所述固井层（06）为钢筋混凝土层。5.根据权利要求1所述的非金属内衬储气井，其特征在于，所述加强筋（08）由多根盘条构成，所述多根盘条绕设于所述筒体（09）外侧。6.根据权利要求1所述的非金属内衬储气井，其特征在于，所述加强筋（08）与所述筒体（09）之间可相对移动，且在垂直方向上至少部分超出所述筒体（09）延伸。7.根据权利要求1所述的非金属内衬储气井，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：施建峰，陈卓愉，郑津洋，胡俊岩，王中震，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：