[发明专利]一种存储特种气体的地下储气井装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及地下储气装置领域，具体地，涉及一种存储特种气体的地下储气井装置的制造方法。

背景技术

随着社会经济和科学技术的发展，压力容器的应用领域不断拓宽，地下储气井是压力容器向地下发展及压力容器、压力管道和油气井相结合的产物，是以储存压缩气体为目的的地下立式管状承压设备，主要用于CNG站、L－CNG站、储配调峰站，以井筒的方式将高压天然气储存于地下。这种采用井筒储气井储存高压天然气的方法具有安全性高，占地面积小，日常维护简单等特点。但目前地下储气井装置仅用于储存天然气，限制了地下储气井的广泛应用。

地下储气井的结构如图1所示，包括井壁1、井筒2、接箍3、井底装置4、套管5、井口装置6、水泥浆紧固层7，其中井筒2、接箍3、井底装置4、套管5、井口装置6均为低合金结构钢材质。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种存储特种气体的地下储气井装置的制造方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种存储特种气体的地下储气井装置的制造方法，包括以下步骤：

S1、材料选择：确保地下储气井装置的低合金结构钢组件的材料成分符合以下要求：

下述元素的含量范围以重量百分数计为：C：0.28%～0.33%，Si：0.17%～0.35%，Mn：0.40%～0.90%，Cr：0.80%～1.10%，Ni：≤0.25%，Mo：0.15%～0.25%，Cu：≤0.25%，P：≤0.020%，S：≤0.010%；

S2、对地下储气井装置的低合金结构钢组件进行脱脂和钝化：将低合金结构钢组件依次进行清水漂洗、脱脂清洗、清水漂洗、酸洗、清水漂洗、钝化预膜、清水漂洗、氮气吹扫，所述的地下储气井装置的低合金结构钢组件包括井筒、接箍、井底装置、套管和井口装置；

S3、对脱脂和钝化后的低合金结构钢组件逐件进行检查验收：用清洁干燥的白色滤纸檫抹脱脂件表面，无油脂荧光为合格；

S4、将地下储气井装置的低合金结构钢组件进行组装，密封管口，将井底装置、井筒及套管下入预先钻设的裸眼井内并固井，安装井口装置；

S5、整个储气井制造完成后进行氮气气压试验，氮气气压试验后低压保氮，保持储气井始终高于大气压力，防止空气进入储气井内。为保证井筒纯净、无油，气压试验采用氮气气源，即采用液氮泵－通过汽化－变成气氮，进行试验。

所述特种气体为氢气、氧气、氦气或工业尾气等，由于本发明使用环境为高压特种气体环境，特别是当使用环境为高压氢气环境时，材料在此环境下容易产生氢脆，所以对材料有特殊的要求。发明人在研发过程中发现高的含碳量易产生致脆敏感性，高的硫磷含量，容易导致产生氢脆；同时适量的Si、Mn、Cr、Mo含量预防产生氢脆的因素，因此本发明对上述元素的含量均作出了具体的限定，上述范围内的元素既保证了使用过程中不会产生氢脆，同时又尽可能的增加了材料的可选范围。本发明通过按照上述要求进行选材，使得本发明能够适用于高压特种气体环境，保证了采用地下储气井装置储存存储特种气体时装置结构的稳定性和可靠性。通过脱脂清洗、酸洗，去除地下储气井装置的低合金结构钢组件上的油脂、铁锈等杂质，避免了杂质对特种气体的影响，通过钝化预膜步骤，对地下储气井装置的低合金结构钢组件进行钝化，避免了地下储气井装置的低合金结构钢组件对特种气体的影响，从而使得地下储气井装置适用于氢气、氧气、氦气、工业尾气等特种气体。

优选的，所述的步骤S2中还包括对施工作业工具进行脱脂和钝化的操作，以避免施工作业工具在组装地下储气井装置过程中对地下储气井装置造成污染。

优选的，在进行组装、密封管口、将井底装置、井筒及套管下入预先钻好的裸眼井内并固井、安装井口装置的过程中始终对井筒和井底及井口装置进行氮气保护，即向上述装置鼓吹氮气，以防止地下储气井装置生锈，达到净化的目的，使储存的特种气体（氢、氧）不会与容器产生化学反应。

在所述步骤S4后还包括一个循环脱脂的步骤，向地下储气井装置内循环注入循环脱脂剂，所述的循环脱脂剂可采用市售的脱脂剂，也可采用三氯乙烯。通过该步骤进一步增强了脱脂效果，并去除了因组装、安装等操作对地下储气井装置造成的污染。

综上，本发明的有益效果是：

本发明通过在选材步骤、组件清洁钝化步骤，实现了采用地下储气井储存氢气、氧气、氦气、工业尾气等特种气体，克服了现有技术中地下储气井不能应用于储存所述特种气体的技术难题。