[發(fā)明專利]儲(chǔ)存天然氣或摻氫天然氣的非金屬內(nèi)襯儲(chǔ)氣井及安裝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210534631.6
• 申請(qǐng)日: 2022-05-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114636092B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施建峰;陳卓愉;鄭津洋;胡俊巖;王中震
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): F17C1/00
• 分類號(hào): F17C1/00;F17C1/08;F17C1/16;F17C13/00
• 代理公司: 杭州創(chuàng)智卓英知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33324
• 代理人: 劉宏全

本發(fā)明公開(kāi)了一種儲(chǔ)存天然氣或摻氫天然氣的非金屬內(nèi)襯儲(chǔ)氣井及其安裝方法，非金屬內(nèi)襯儲(chǔ)氣井包括筒體、外接管、加強(qiáng)筋，壓板層，固井層和緊固件；筒體中部具有管狀空腔，上部設(shè)有接管部，下部設(shè)有下封頭；筒體埋設(shè)于地下，且筒體外側(cè)套設(shè)有加強(qiáng)筋，筒體和加強(qiáng)筋外側(cè)設(shè)有固井層；固井層上部設(shè)有壓板層，壓板層通過(guò)緊固件固定于固井層；外接管設(shè)有排水管、進(jìn)氣管和排氣管，外接管和筒體的接管部連接，筒體至少部分由非金屬材料制成。這樣既能保證承壓強(qiáng)度，同時(shí)也帶來(lái)采用非金屬材料來(lái)保證耐腐蝕性、抗氫脆、低成本，從而優(yōu)化儲(chǔ)存天然氣及摻氫天然氣的地下儲(chǔ)氣井的設(shè)計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓力容器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種儲(chǔ)存天然氣或摻氫天然氣的非金屬內(nèi)襯儲(chǔ)氣井及其安裝方法。

背景技術(shù)

金屬儲(chǔ)氣井在日常生活中的運(yùn)用較為廣泛，常用于儲(chǔ)存高壓天然氣，例如汽車加氣站天然氣儲(chǔ)存，某些工業(yè)上的氣體儲(chǔ)存以及天然氣調(diào)峰等。其中汽車用壓縮天然氣（CNG）技術(shù)通過(guò)采用石油鉆井的方式，將符合國(guó)際API標(biāo)準(zhǔn)的石油套管利用螺紋連接的方式埋入地下，周圍用水泥漿圍繞以隔離地下的腐蝕介質(zhì)。但是水泥漿固井技術(shù)不能避免腐蝕介質(zhì)滲透，從而導(dǎo)致金屬套管易腐蝕。由于地下會(huì)發(fā)生沉降現(xiàn)象，金屬儲(chǔ)氣井可能會(huì)發(fā)生位移現(xiàn)象帶來(lái)一定的安全隱患。

此外，國(guó)內(nèi)正在研究摻氫天然氣的應(yīng)用，天然氣摻氫技術(shù)利用電網(wǎng)無(wú)法消納的可再生能源電解水制取氫氣，將氫氣注入到天然氣管道中，與天然氣混合形成摻氫天然氣，并在終端實(shí)現(xiàn)摻氫天然氣的應(yīng)用。而金屬儲(chǔ)氣井儲(chǔ)存摻氫天然氣容易發(fā)生氫脆現(xiàn)象，帶來(lái)安全隱患。

理論上，采用非金屬材質(zhì)制成的儲(chǔ)氣井可以克服金屬儲(chǔ)氣井常見(jiàn)的腐蝕現(xiàn)象。然而地下儲(chǔ)氣井需要儲(chǔ)存高壓氣體，對(duì)儲(chǔ)氣井材料的強(qiáng)度有較高要求，非金屬材料強(qiáng)度通常不及金屬材料，無(wú)法達(dá)到儲(chǔ)氣井材料強(qiáng)度的要求，因而在相關(guān)研究中未見(jiàn)考慮采用非金屬材料制造地下儲(chǔ)氣井，也沒(méi)有相應(yīng)的安裝方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種非金屬內(nèi)襯儲(chǔ)氣井，包括筒體、外接管、加強(qiáng)筋，壓板層，固井層和緊固件；

筒體中部具有管狀空腔，上部設(shè)有接管部，下部設(shè)有下封頭；

筒體埋設(shè)于地下，且筒體外側(cè)套設(shè)有加強(qiáng)筋，筒體和加強(qiáng)筋外側(cè)設(shè)有固井層；

固井層上部設(shè)有壓板層，壓板層通過(guò)緊固件固定于固井層；

筒體至少部分由非金屬材料制成。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的非金屬內(nèi)襯儲(chǔ)氣井，筒體由非金屬材料制成，優(yōu)選的，非金屬材料為高密度聚乙烯。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的非金屬內(nèi)襯儲(chǔ)氣井，外接管、加強(qiáng)筋、壓板層和緊固件均由金屬材料制成。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的非金屬內(nèi)襯儲(chǔ)氣井，固井層為鋼筋混凝土層。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的非金屬內(nèi)襯儲(chǔ)氣井，加強(qiáng)筋由多根盤(pán)條構(gòu)成，多根盤(pán)條繞設(shè)于筒體外側(cè)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的非金屬內(nèi)襯儲(chǔ)氣井，加強(qiáng)筋與筒體之間可相對(duì)移動(dòng)，且在垂直方向上至少部分超出筒體延伸。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的非金屬內(nèi)襯儲(chǔ)氣井，緊固件為多個(gè)地腳螺栓。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的非金屬內(nèi)襯儲(chǔ)氣井，外接管與接管部通過(guò)鋼塑扣壓的方式連接。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的非金屬內(nèi)襯儲(chǔ)氣井，外接管設(shè)有排水管、進(jìn)氣管和排氣管，外接管和筒體的接管部連接。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的非金屬內(nèi)襯儲(chǔ)氣井，壓板層為圓形鋼板，中間具有與外接管外徑適配的通孔；外接管穿過(guò)通孔設(shè)置，壓板層通過(guò)焊接與外接管連接。

一種非金屬內(nèi)襯儲(chǔ)氣井的安裝方法，包括以下步驟：