[发明专利]一种地下高压储氢井及其施工方法

权利要求书

1.一种地下高压储氢井，其特征在于：所述储氢井包括井筒体、设置在井筒体顶部的上封头(4)、设置在井筒体底部的半球式形状的下封头(2)、设置在上封头(4)上部的井口装置、位于井筒体外的水泥保护层(5)和设置在井口装置上部的氢气检测系统，所述储氢井的井筒体部分或全部埋设于地下，所述水泥保护层(5)是在位于地面以下的井筒体外壁与井孔之间的环形空间内用水泥加以封固形成的保护层；所述井筒体由多个井筒(1)拼接而成，所述井筒(1)为圆形钢管，其两端分别设有相互配合的上法兰盘(14)和下法兰盘(15)，相邻两个井筒(1)的上法兰盘(14)和下法兰盘(15)对接，并通过螺栓连接，且在相邻两个井筒(1)连接部位均设有防护装置(8)，所述防护装置(8)布置于井筒(1)上下法兰盘外侧，每个防护装置(8)包括对称设置在法兰盘外侧的保护套(28)，在保护套(28)与法兰盘之间设有密封橡胶(16)，所述保护套(28)通过锁定件(18)与井筒(1)连接；所述井口装置包括从上封头至排液口逐级缩小的井口(3)、设置在井口(3)排液口处的排液管(7)和设置在井口(3)进气口的输氢管(6)；所述井筒体中下部设有扶正器(32)；所述氢气监测系统由立杆(33)、氢气监测器(34)、横杆(35)、伸缩杆(36)、位移计(37)、压力计(38)及弹簧(39)组成，所述立杆(33)设置在输氢管(6)的一侧，所述横杆(35)与立杆(33)固定连接，所述氢气监测器(34)设置在输氢管(6)上方，并固定在横杆(35)上；所述井口(3)上方设有压力计(38)，所述弹簧(39)与压力计(38)及端板(40)固定连接，所述位移计(37)一端与横杆(35)固定连接，另一端与端板(40)接触连接。

2.根据权利要求1所述的一种地下高压储氢井，其特征在于：所述储氢井还设有检测组件，所述检测组件由检测设备(29)和布设在井筒体外壁的应变计(30)，所述应变计(30)等距分布在井筒体上，并通过数据线(31)与检测设备(29)连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种地下高压储氢井，其特征在于：所述井筒(1)采用30CrMo合金钢，其内壁镀有镍层，每个井筒(1)靠近上法兰盘(14)和下法兰盘(15)处分别设有加强肋(17)，所述井筒上法兰盘(14)处设有向外凸出的插口(24)，所述井筒下法兰盘(15)处设有向内凹陷的承口(25)，所述插口(24)周向自上而下设有连接丝扣(26)，所述承口(25)周向设有相匹配的配合丝扣(22)，所述插口(24)与承口(25)通过螺纹连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种地下高压储氢井，其特征在于：所述储氢井的井筒体部分或全部埋设于地下，其上封头(4)位于地面，所述上封头(4)底部设有压板层(9)，所述压板层(9)位于圆形或矩形钢板，其焊接在上封头(4)底部或与上封头(4)一体成型，所述压板层(9)通过地脚螺栓(10)固定于水泥保护层(5)上。

5.根据权利要求1或2所述的一种地下高压储氢井，其特征在于：所述排液管(7)上端延伸出储氢井顶部，并呈水平方向分布，排液管(7)水平段设置有第一压力表(12)及安全阀(13)，排液管(7)竖直段设置有第一检修阀(11)；所述输氢管(6)供氢气进出气使用，水平连接在井口侧面，其水平段设置有第二检修阀(41)及第二压力表(42)。

6.根据权利要求3所述的一种地下高压储氢井，其特征在于：所述上法兰盘(14)和下法兰盘(15)上对称设有与螺栓相适配的第一通孔(21)；在每个井筒(1)的保护套(28)两侧均设置有与加强肋(17)相适配密封环形槽(27)，所述加强肋(17)侧壁及保护套(28)开设有与锁定件(18)适配的第二通孔(23)，所述加强肋(17)与保护套(28)通过锁定件(18)相连。