瓶式壓縮天然氣地下儲氣井的製作方法

2023-05-04 21:04:56

專利名稱：瓶式壓縮天然氣地下儲氣井的製作方法
技術領域：
瓶式壓縮天然氣地下儲氣井
技術領域：
本實用新型涉一種壓縮天然氣(CNG =Compressed Natural Gas)地下儲氣裝置，特 別是涉及一種瓶式壓縮天然氣地下儲氣井。
背景技術：
近年來，隨著工業化進程的不斷加速，國民收入的增加，人們的生活水平大大提 高，汽車進入了千家萬戶。但是，其尾氣的排放也正成為大氣汙染的元兇，隨之帶來的環境 問題也正成為嚴重的社會問題。目前，世界各國正在加大力度來治理汽車尾氣造成的大氣 汙染。CNG汽車代表著汽車清潔能源的方向，發展CNG(壓縮天然氣)汽車將成為解決能源 問題和環境問題的重要途徑。CNG技術在各地被廣泛應用，由此帶動CNG加氣站大量建設和 運營。加氣站的高壓儲氣系統，早期國內外一般採取地面儲氣瓶或儲氣罐的方式儲存壓縮 天然氣，後來開發出了地下井式儲氣。從地面儲存容器上看，既有小氣瓶組，也有大型氣瓶 組，還有大型焊接儲存容器。由於儲存壓力高(可達25MPa)、受壓面積大，且安放在地面上， 儲氣裝置的安全問題引起人們的普遍擔憂，其質量和安裝施工中任一環節出現問題都將造 成惡性爆炸事故。CNG地下高壓儲氣井是近年來迅速發展起來的一種全新的儲氣方式，經過逾10年 的開發研究和應用，目前已基本趨於成熟完善，其安全性高等顯著優點受到CNG汽車加氣 站建設單位和消防安全管理部門的廣泛關注和認可。它有成本低，佔地面積小，恆溫，抗靜 電，建成工期短等顯著特點，現已成為CNG加氣站首選儲氣系統。如圖1所示，為現有技術中的地下高壓儲氣井，用以儲存壓縮天然氣。儲氣井地下 部分為儲氣井罐體101與罐體周圍固井水泥組成，固井水泥使儲氣井罐體101與土壤隔絕， 起到防腐的作用；儲氣井地上部分由進氣口、出氣口、壓力表、排汙口、安全閥、人孔頂蓋組 成；進氣口由進氣接管102與進氣截止閥103相連接，進氣截止閥103又通過進出氣管路同 井口裝置連接；出氣口由出氣接管109與出氣截止閥110相連，出氣截止閥110又通過出氣 管路與井口裝置連接；儲氣井罐體101上側部設有安全裝置，儲氣井罐體通過管路與安全 截止閥113相連接，安全截止閥113與安全閥112相連，安全閥側部有安全閥接管111 ；壓 力表105與壓力表截止閥104相連接，壓力表截止閥104與人孔頂蓋108相連；為了使井內 氣體隨時保持乾燥，儲氣井設置排汙管114，排汙管114從井口至井底，通過氣壓排除井內 積液，排汙管114與排汙截止閥107連接，排汙截止閥107又與排汙接管106相連，排汙截 止閥107固定於人孔頂蓋108上；人孔頂蓋108與井口裝置採用螺栓環向均布連接。然而，現有技術中的儲氣井結構存在以下缺點儲氣井罐體在25Mpa作用下會產 生彈性拉伸變形，當儲氣井罐體與井壁間的環形空間封固質量存在問題時，由於封固面的 摩擦阻力不足以抵抗筒體彈性變形產生的作用力，就會引發井體上竄。此外，當儲氣井的罐體罐壁出現裂紋、穿孔等現象時，會引起「井下洩漏」，一旦出 現這種情況，很難採取補救措施，整個儲氣井只能作報廢處理。還有，儲氣井罐體在使用過程中會因為腐蝕，產生「氫脆」現象而發生爆裂，若固井質量達標，爆裂後，會發生氣體洩漏現象；若固井質量差，井筒甚至會在高壓天然氣的作用 下竄出地面，產生嚴重事故。

發明內容為解決現有技術中存在的上述問題，本實用新型提供了一種瓶式壓縮天然氣地下 儲氣井，其通過改善現行儲氣井的結構形式，用壓縮天然氣鋼製無縫氣瓶取代了原來的與 固井水泥直接接觸的儲氣井罐體，從而有效防止了因固井質量問題而引起的井體上竄，同 時，該瓶式壓縮天然氣地下儲氣井結構簡單，拆裝方便，即使存在井下洩露問題，也可以及 時採取補救措施，不必報廢儲氣井。本實用新型採用如下技術方案一種瓶式壓縮天然氣地下儲氣井，包含地下固定筒體部分和氣瓶，所述地下固定 筒體部分豎直設置有鋼管，所述鋼管的上、下端分別與設置於儲氣井口的一個上焊板和設 置於儲氣井底的一個鋼板焊接，所述鋼板上固定設置一個底座，所述氣瓶設置於所述地下 固定筒體部分中央，且氣瓶的上端與一上蓋板之間採用法蘭連接、下端與底座之間採用法 蘭連接，所述氣瓶的上端設置有進出氣管路裝置。其中，所述進出氣管路裝置包含第一球閥、第二球閥、第三球閥、安全閥、進出氣 管、壓力隔離閥以及壓力表，所述第一球閥和安全閥通過一個異徑四通與所述進出氣管的 中部相連，所述進出氣管的一端連接第二球閥、另一端連接第三球閥，所述進出氣管靠近第 二球閥處設置壓力隔離閥及壓力表。所述儲氣井還包含乾燥裝置，所述乾燥裝置主要包含一豎直設置於儲氣井中的幹 燥管，所述乾燥管一端設於儲氣井底部，另一端設置於儲氣井外，且乾燥管位於儲氣井外的 一端設置有第四球閥。所述儲氣井還包含排汙裝置，所述排汙裝置主要包含一豎直設置於儲氣井中的排 汙管，所述排汙管一端設置於氣瓶底部，另一端設置於儲氣井外，且排汙管位於儲氣井外的 一端設置有排汙閥。所述上焊板下方、地下固定筒體部分外側鋪設混凝土，且所述上焊板與混凝土接 觸的一面設置有「J」字型地腳螺栓。根據權利要求1所述的瓶式壓縮天然氣地下儲氣井，其特徵在於，所述氣瓶下端 與底座之間的法蘭環向均布設置若干銷釘。本實用新型的有益效果在於，儲氣井採用壓縮天然氣鋼製無縫氣瓶取代了與原來 的與固井水泥直接接觸的儲氣井罐體，氣瓶內的壓力作用在氣瓶而不直接作用在外部筒體 與固井水泥的固井空間上，氣瓶與筒體間的空間為常壓狀態，這樣就不會因為固井質量問 題而引起筒體上竄，大大提高了儲氣井的安全性。此外，本實用新型瓶式壓縮天然氣地下儲氣井結構簡單、拆裝方便，若井下部分部 件因自然磨損腐蝕等原因而發生損耗，也可以實施修復作業，這大大提高了儲氣井的使用 效率和使用壽命、增加了其經濟性，克服了現有技術中的儲氣井一旦地下罐體部分發生破 損就很難實施修復作業，只能做報廢處理的缺陷，同時也避免了固井質量較差時因地下罐 體破損可能導致的儲氣井竄出地面等嚴重事故的發生。
圖1為現有技術中的地下高壓儲氣井示意圖；圖2為本實用新型瓶式壓縮天然氣地下儲氣井示意圖；圖3(a)為本實用新型涉及的地下固定筒體部分示意圖；圖3(b) 圖3(c)為圖3(a)的局部放大圖；圖4為本實用新型中乾燥裝置的示意圖；圖5為本實用新型中排汙裝置的示意圖；圖6為本實用新型中儲氣井底部的結構示意圖；圖7(a) 圖7(b)為本實用新型中地下儲氣井井口部分的結構示意圖；圖8為本實用新型中進出氣管路裝置的示意圖。圖中涉及的附圖標記如下所示la.第一球閥Ibm- >R -二球閥[0029]Ic.第三球閥2.進出氣管[0030]3.異徑三通4.壓力隔離閥[0031]5.壓力表6.異徑四通[0032]7.安全閥8.公螺紋接頭[0033]9.排氣管10上端塞[0034]11.上法蘭12上蓋板[0035]13.防雨墊片14上焊板[0036]15.鋼管16氣瓶[0037]17.下法蘭18下端塞[0038]19.卡套接頭20底座[0039]21.直角彎頭22.排汙管[0040]23.鋼板24.乾燥管[0041]25.管卡27.第四球閥[0042]28.地腳螺栓29.混凝土[0043]30.排汙閥31.泥土[0044]101儲氣井罐體102進氣接管[0045]103進氣截止閥104壓力表截止閥[0046]105壓力表106排汙接管[0047]107排汙截止閥108人孔頂蓋[0048]109出氣接管110出氣截止閥[0049]112安全閥113安全截止閥[0050]114排汙管
具體實施方式下面結合實施例並參照附圖對本實用新型作進一步描述。如圖2所示，一種瓶式壓縮天然氣地下儲氣井，包含地下固定筒體部分和氣瓶16， 所述地下固定筒體部分豎直設置有鋼管15，所述鋼管15的上、下端分別與設置於儲氣井口的一個上焊板14和設置於儲氣井底的一個鋼板23焊接，所述鋼板23上固定設置一個底座 20，所述氣瓶16設置於所述地下固定筒體部分中央，且氣瓶16的上端與上蓋板12採用上 法蘭11連接、下端與底座20之間採用下法蘭17連接，所述氣瓶16的上端設置有進出氣管 路裝置。其中，所述進出氣管路裝置包含第一球閥la、第二球閥lb、第三球閥lc、安全閥7、 進出氣管2、壓力隔離閥4以及壓力表5，所述第一球閥Ia和安全閥7通過一個異徑四通6 與所述進出氣管2的中部相連，所述進出氣管2的一端連接第二球閥lb、另一端連接第三球 閥lc，所述進出氣管2靠近第二球閥Ib處設置壓力隔離閥4及壓力表5。所述儲氣井還包含乾燥裝置，所述乾燥裝置主要包含一豎直設置於儲氣井中的幹 燥管24，所述乾燥管24 —端設於儲氣井底部，另一端設置於儲氣井外，且乾燥管24位於儲 氣井外的一端設置有第四球閥27。所述儲氣井還包含排汙裝置，所述排汙裝置主要包含一豎直設置於儲氣井中的排 汙管22，所述排汙管一端設置於氣瓶底部，另一端設置於儲氣井外，且排汙管22位於儲氣 井外的一端設置有排汙閥30。所述上焊板14下方、地下固定筒體部分外側鋪設混凝土 29，且所述上焊板14與混 凝土 29接觸的一面設置有「J」字型地腳螺栓28。所述氣瓶16下端與底座20之間的下法蘭17環向均布設置四個銷釘。如圖3 (a)所示，為本實用新型涉及的地下固定筒體部分示意圖，圖3 (b)和圖3 (c) 分別為圖3(a)中A、B部分的局部放大圖，如圖3(b)所示，上焊板14與鋼管15採用雙面焊 接形式連接在一起，如圖3 (c)所示，底部鋼板23與鋼管15採用雙面焊接形式連接在一起， 上焊板14與混凝土 29接觸的一面焊接有地腳螺栓28，其目的是固定筒體位置，防止筒體在 使用過程中與混凝土 29部分發生脫離，混凝土 29起到了固定地下筒體的作用，防止其在使 用過程中因為泥土 31自然沉降等原因而受到破壞，同時，混凝土 29也隔絕了筒體部分與泥 土 31的直接接觸，防止了因土壤中化學物質作用而在筒體上產生腐蝕，延長了筒體部分的 使用壽命。如圖4所示為乾燥裝置，第四球閥27與卡套接頭19通過螺紋形式連接，卡套接頭 19與乾燥管24連接，乾燥管24與直角彎頭21連接。乾燥裝置的目的是通過乾燥管定期對 地下儲氣井內部進行除溼乾燥，有效防止腐蝕作用。如圖5所示為排汙裝置，卡套接頭19與直角彎頭21通過排汙管22連接，排汙閥 30與卡套接頭19以螺紋形式連接，由於壓縮天然氣中含有一定的水份，在一段時間後會在 氣瓶16下部產生積液，為了防止由於水分存在而產生腐蝕作用，故利用排汙裝置通過瓶內 氣壓作用，來實現排除積液的目的。如圖6所示為本實用新型所涉及的瓶式壓縮天然氣地下儲氣井底部結構示意圖， 下法蘭17內螺紋與氣瓶16外螺紋配合，固定於氣瓶16頸部，下法蘭17凸緣部分打有四個 環向均布的銷釘孔，其目的是鎖緊氣瓶16，防止氣瓶16在使用過程中由於受外力等因素作 用而發生旋轉，下法蘭17凸緣部分固定於底座20與其直徑相對應的孔內，且下法蘭17凸 緣邊環向均布有八個螺栓孔用以與底座20進行連接使下法蘭17與底座20連接可靠，底座 20安放於鋼板23上，氣瓶16內螺紋與下端塞18外螺紋配合連接，下端塞18內開有通氣孔 作排汙用，通氣孔一端通氣瓶16內部，另一端與排汙裝置下端卡套接頭19進行連接，管卡
625用於固定排汙管22。如圖7(a)所示為本實用新型所涉及的瓶式壓縮天然氣地下儲氣井井口部分結構 示意圖，上法蘭11與氣瓶16以螺紋方式進行連接，上法蘭11凸緣部分固定於上蓋板12與 之直徑相對的孔內，上法蘭11凸緣邊上均布八個螺栓孔用於與上蓋板12連接可靠，氣瓶16 瓶口內螺紋與上端塞10外螺紋配合連接，上端塞10內部開有通氣孔，通氣孔一端通氣瓶16 內部，另一端以螺紋連接形式與進氣口管路組件連接，如圖7(b)所示，上蓋板12、防雨墊片 13與上焊板14採用螺紋連接方式連接在一起，目的是防止使用過程中因受外力作用等原 因產生位移。如圖8所示為本實用新型所涉及的瓶式壓縮天然氣地下儲氣井進出氣管路裝置。 第一球閥Ia兩端分別連接一公螺紋接頭8，其中一個公螺紋接頭8—端與上端塞10連接， 另一端與異徑四通6連接；異徑四通6連接安全閥7和進出氣管2中部，進出氣管2又與異 徑三通3連接；異徑三通3其它兩端，垂直方向與壓力隔離閥4連接，壓力隔離閥4又與壓 力表5連接，水平方向再接一段進出氣管2，進出氣管2的一端接第二球閥lb，另一端接第 三球閥lc，安全閥7避免了在使用過程中由於瓶內壓力過高而產生的危險，提高了儲氣井 的安全使用性能。繼續參見圖2，各部分部件按照前述方式安裝，乾燥管24、排氣管9、排汙管22分別 固定於上蓋板12與之相應的孔內，然後整體吊裝入地下固定筒體內，調整好位置以後，在 上蓋板12、防雨墊片13與上焊板14的均布螺孔內打入螺栓加以固定。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技 術人員，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾 也應視為本實用新型的保護範圍內。
權利要求一種瓶式壓縮天然氣地下儲氣井，包含地下固定筒體部分和氣瓶，其特徵在於，所述地下固定筒體部分豎直設置有鋼管，所述鋼管的上、下端分別與設置於儲氣井口的一個上焊板和設置於儲氣井底的一個鋼板焊接，所述鋼板上固定設置一個底座，所述氣瓶設置於所述地下固定筒體部分中央，且氣瓶的上端與一上蓋板之間採用法蘭連接、下端與底座之間採用法蘭連接，所述氣瓶的上端設置有進出氣管路裝置。
2.根據權利要求1所述的瓶式壓縮天然氣地下儲氣井，其特徵在於，所述進出氣管路 裝置包含第一球閥、第二球閥、第三球閥、安全閥、進出氣管、壓力隔離閥以及壓力表，所述 第一球閥和安全閥通過一個異徑四通與所述進出氣管的中部相連，所述進出氣管的一端連 接第二球閥、另一端連接第三球閥，所述進出氣管靠近第二球閥處設置壓力隔離閥及壓力 表。
3.根據權利要求1所述的瓶式壓縮天然氣地下儲氣井，其特徵在於，所述儲氣井還包 含乾燥裝置，所述乾燥裝置主要包含一豎直設置於儲氣井中的乾燥管，所述乾燥管一端設 於儲氣井底部，另一端設置於儲氣井外，且乾燥管位於儲氣井外的一端設置有第四球閥。
4.根據權利要求1所述的瓶式壓縮天然氣地下儲氣井，其特徵在於，所述儲氣井還包 含排汙裝置，所述排汙裝置主要包含一豎直設置於儲氣井中的排汙管，所述排汙管一端設 置於氣瓶底部，另一端設置於儲氣井外，且排汙管位於儲氣井外的一端設置有排汙閥。
5.根據權利要求1所述的瓶式壓縮天然氣地下儲氣井，其特徵在於，所述上焊板下方、 地下固定筒體部分外側鋪設混凝土，且所述上焊板與混凝土接觸的一面設置有「J」字型地 腳螺栓。
6.根據權利要求1所述的瓶式壓縮天然氣地下儲氣井，其特徵在於，所述氣瓶下端與 底座之間的法蘭環向均布設置若干銷釘。
專利摘要本實用新型提供了一種瓶式壓縮天然氣地下儲氣井，包含地下固定筒體部分和氣瓶，所述地下固定筒體部分豎直設置有鋼管，所述鋼管的上、下端分別與設置於儲氣井口的一個上焊板和設置於儲氣井底的一個鋼板焊接，所述鋼板上固定設置一個底座，所述氣瓶設置於所述地下固定筒體部分中央，且氣瓶的上端與一上蓋板之間採用法蘭連接、下端與底座之間採用法蘭連接，所述氣瓶的上端設置有進出氣管路裝置。本實用新型能夠避免現有技術中地下儲氣井使用時可能發生的筒體上竄現象，從而有效預防了地下儲氣井在使用過程中發生惡性事故的機率，大大提高了地下儲氣井的安全性能。
文檔編號E21F17/16GK201650366SQ201020157970
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月13日 優先權日2010年4月13日
發明者李天燮, 沈正輔, 石坤, 薄柯 申請人:南亮壓力容器技術(上海)有限公司