周繼強
(甘肅省建筑設(shè)計研究院有限公司,甘肅 蘭州 730030)
隨著社會的發(fā)展和新型能源的轉(zhuǎn)型,走綠色發(fā)展之路成為當(dāng)前世界發(fā)展的一個重要趨勢。汽車天然氣加氣站是發(fā)展汽車運行系統(tǒng)工程的重要節(jié)點,故城市加氣站建設(shè)也應(yīng)同步發(fā)展,將全面形成網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的天然氣儲氣系統(tǒng)大多數(shù)采用高壓地面儲存裝置,對安裝質(zhì)量、使用安全等方面要求很高,但同時安全隱患也大。在城市中建設(shè)天然氣加氣站這方面問題更顯突出,為解決上述問題,代替的將是地下儲氣井儲存天然氣的加氣站方式。
1)通常采用鉆井方式將鋼管埋于地面以下,為了使用方便,儲氣井井口高于地面30cm-50cm。
2)儲氣井的井底通常采用封頭組件封堵嚴(yán)密,井口用法蘭利用高強度螺栓連接成密封體。
3)套管間的連接和套管與封頭間的連接均采用絲頭連接,絲頭間的連接扭矩符合《下套管作業(yè)規(guī)程》SY/T5412-20016要求,絲頭間填加專用密封脂密封嚴(yán)密。
4)為了保證安全,儲氣井井筒埋于地下較深處,儲氣井井口設(shè)排氣口、進氣口、檢修閥、壓力表、排污閥等附件。為了儲氣井內(nèi)氣體保持干燥,儲氣井必須設(shè)置排液管,隨時排除井內(nèi)液體。
要想控制好天然氣加氣站儲氣井工程的施工質(zhì)量,應(yīng)重點抓好以下幾個方面。
隨地質(zhì)條件的不同,配置相應(yīng)不同的鉆井護壁泥漿。
1)軟弱的地質(zhì)層(如砂巖層、黃土層)
為保證鉆進的速度及安全、成井質(zhì)量,最好采用粘切較低的鉆井液(采用清水和聚合物(CMC-1、Na2CO3)為主的泥漿,聚合物(CMC-1、Na2CO3)用40-60目篩過篩,鉆井液密度控制在1.0)。
2)硬度較大的地質(zhì)層(如砂巖層、花崗巖層):為了保證達到鉆進的速度及安全、成井質(zhì)量,最好選用低密度無固相鉆井液(采用清水與聚合物(CMC-1、Na2CO3)為主的泥漿)。
3)復(fù)雜的地質(zhì)層(如礫石、流沙層、河床地層):為了保證達到鉆進的快速及施工安全、成井質(zhì)量。宜采用高切高粘的鉆井液(采用清水與聚合物(CMC-1、Na2CO3)泥漿,聚合物混合料用20-40目篩過篩,泥漿密度控制在1.2-1.3)。并應(yīng)適當(dāng)加大鉆井液密度,以防井孔坍塌、保證泥漿水泵的正常運轉(zhuǎn)、鉆屑能被完整帶出。
1)應(yīng)按不同的地質(zhì)情況配置相應(yīng)的鉆井機。
2)塔式鉆井機方便控制井身的垂直度,垂直度控制標(biāo)準(zhǔn)要求在《汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范》①的范圍內(nèi)。
3)鉆井機的參數(shù)要求:鉆進壓力1.5-2t,轉(zhuǎn)速20-100轉(zhuǎn)/min,排量40m3/h,每鉆完一根(單根長度約8-10m),用經(jīng)偉儀在兩方向測量鉆桿的垂直度,若垂直度超標(biāo),應(yīng)立即上提鉆桿進行校正。
4)鉆進施工控制
(1)在復(fù)雜井段鉆進時,應(yīng)及時調(diào)整鉆井機的參數(shù)。
(2)鉆井桿在每次接頭后,為防止沉砂卡鉆,應(yīng)盡量循環(huán)泥漿,保持井下暢通。
(3)為了保證成井質(zhì)量,鉆鋌未加足前控制鉆壓為鉆鋌懸重的70%,應(yīng)加快鉆進及下套管的速度。
(4)在鉆機鉆進過程中,不得超過鉆機的最大提升負荷。
(5)在施工過程中,主要配置好泥漿性能,以防泥漿泄漏、井孔坍塌。
(6)鉆進過程中防止卡鉆、粘鉆、鉆掉牙輪,完鉆后井身質(zhì)量必須達到設(shè)計要求。
套管在組裝完后下放過程中,速度控制要均勻、緩慢,遇到易漏井時,嚴(yán)格控制下放速度小于0.5m/s。
套管在下放過程中遇阻,要輕提、慢放,并上下活動,如反復(fù)多次還不能正常下放,則應(yīng)提出套管,待疏通井后再下。
套管下放過程中,應(yīng)有專人觀察、記錄每根套管的扭矩及洗井液返出的情況變化,如有異常及時采取措施。
套管扶正器應(yīng)隨第2根套管連接處一同下入井內(nèi),每下入3到4根套管加扶正器一個。根據(jù)地質(zhì)情況選擇扶正器的多少(井深每100m,扶正器不少于3根),以保證鋼管居中及固井質(zhì)量。
套管下完后,復(fù)查套管入井的根數(shù)是否與設(shè)計相符,及時將套管內(nèi)灌滿清水,做好強度試壓及自檢準(zhǔn)備。
固井要求進行正循環(huán)全井段固井,固井的水泥漿密度大于1.70,水泥用量應(yīng)大于理論計算值,而且返出地面水泥漿密度應(yīng)大于試配的水泥漿密度。
1)固井的水泥漿采用32.5級以上優(yōu)質(zhì)水泥,不加任何添加劑的純水泥漿,鉆桿下入套管內(nèi)底部由下至上注水泥漿,通過計算出環(huán)空容積的水泥漿用量注水泥漿,準(zhǔn)確計算出替清水量。以水泥漿自下而上返出地面為準(zhǔn),水泥漿量略大于理論計算量20%左右。
2)水泥漿配制要求:水灰比為7:3或6∶4(體積比)。應(yīng)充分?jǐn)嚢杈鶆?。水泥漿密度應(yīng)≥1.7。
1)泥漿泵啟動,先向井內(nèi)注入適量的清水,再將攪拌均勻的水泥漿由鉆桿逐漸從下向上注入,直至水泥漿注入完成,注入的水泥漿量大于理論計算的水泥環(huán)空用量(環(huán)空理論量的120%),返出的水泥漿密度允許略低于或等于選配的水泥漿密度。
2)水泥漿應(yīng)盡量一次注入時完成,如果需要間隔時間,但不能超過1h。
3)水泥漿注入量應(yīng)大于20%左右理論計算量。
4)利用正轉(zhuǎn)鉆桿來旋緊堵頭壓桿,旋緊圈數(shù)與卸扣圈數(shù)相同,上提鉆具。完成固井作業(yè)。
試驗:壓力先緩慢升至試驗壓力的30%,穩(wěn)壓30min無滲漏后,再升壓至試驗壓力的60%,穩(wěn)壓30min無滲漏后,繼續(xù)升壓至強度試驗壓力,穩(wěn)壓4h。
檢驗合格標(biāo)準(zhǔn):可見部位無壓降、無變形、無異常聲響。
試驗:壓力先緩慢升至試驗壓力的10%,穩(wěn)壓10min,并對連接部位進行初次檢查,無泄漏繼續(xù)升壓到試驗壓力的50%,穩(wěn)壓20min,無泄漏現(xiàn)象后,按規(guī)定試驗壓力的10%逐級升壓、穩(wěn)壓10min,直到試驗壓力的100%,觀察24h,壓降≤1%為合格。
檢驗合格標(biāo)準(zhǔn):可見部位無變形、無泄漏、無異常聲響。