[发明专利]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

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及压力容器技术领域，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。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

本发明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，本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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。

根据本发明实施例的非金属内衬储气井，固井层为钢筋混凝土层。

根据本发明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。

根据本发明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。

根据本发明实施例的非金属内衬储气井，紧固件为多个地脚螺栓。

根据本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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。

一种非金属内衬储气井的安装方法，包括以下步骤：