專利名稱：壓筒器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種地下儲氣井的施工機械，具體說是一種將整體井 筒壓入地下鉆孔中的專用裝置。
背聚技術
將天然氣用鋼制井筒豎直埋存于地下既安全占地面積又小。現行行業
標準SY/T6535-2002中提供的數據是井筒直徑為必177.80^)273.10mm。顯 然按這個數據建設的儲氣井井筒直徑過于偏小。小直徑的井筒欲加大儲氣 量只好加長，結果為它鉆出的孔深達100-200m。這樣的孔大部分是在巖層 中鉆而不是在土層中鉆，鉆孔的難度與成本居高不下。眾所周知井筒這種 圓柱形容器的容積與其長度成正比與其直徑的平方也成正比，因此稍稍增 大井筒直徑就能大大減少井筒長度，從而降低鉆孔難度與建井成本同時又 增大儲氣量。適當長度的井筒可做成整體井筒，沒有多接頭井筒的多個漏 氣可能。
基于以上考慮，發明專利"整體井筒壓入式地下儲氣井的建井方法及裝 置，，(申請號200810008670.2)提出一種新的建井方法采用泥漿護壁向 地下垂直鉆孔,使用一個專用裝置"壓筒器"將整體井筒連同壓漿管一起壓入 地下鉆孔中，通過壓漿管從孔底壓注水泥漿置換孔中的護壁泥漿，以水泥 槳凝固固井。這個方法可以將儲氣井的井筒直徑增大到3m以上，井筒長度 達到50m左右。與現行的建井技術(如發明專利ZL011084138所述)相比， 將儲氣容量增大百倍不止。而建井難度、建井成本卻大大降低，建并速度 大大增快，并徹底消除了小直徑井筒多節相連多個接頭的漏氣環節。
上述方法中所使用的將整體井筒壓入地下鉆孔的專用裝置，就是本實 用新型"壓筒器"。 發明內容
現有技術所建儲氣井井筒直徑不超過0273.10mm,這種小直徑井筒所 受地下水的浮力不超過井筒自重。欲增大儲氣容量必增大井筒容積，容積 增大所受浮力隨之增大。所以，必須解決因增大井筒直徑而產生的巨大浮 力問題。
3本實用新型所需要解決的問題是如何將大直徑(l-3m甚至超過3m) 的井筒(長達50m)壓入地下充滿護壁泥漿的鉆孔中，克服大容積井筒進 入鉆孔時所承受的可能大到數百噸的浮力？
本實用新型壓筒器解決上述技術問題的方案是設計一種能將整體井 筒安裝于其上并且壓入地下鉆孔的龍門架形結構的壓筒器裝置，其龍門架 由兩列桁架構成安裝在一底架平臺上，桁架上端由頂部橫梁連接成門形， 將儲氣井的井筒安裝在門形兩桁架中間，龍門架內側有兩條滑道，滑道間 有一加壓梁，加壓梁裝有滑瓦約束加壓梁在滑道上垂直移動，加壓梁下中 心位置有用于固定井筒口部的井筒壓蓋，啟動安裝在底架平臺上的加壓巻 揚機使其鋼絲繩繞過加壓梁兩端的滑輪組迫使加壓梁沿滑道下移并對井筒 施壓，將井筒強行壓入孔內。待固井結束后啟動提升巻揚機使其鋼絲繩繞 過龍門架頂部橫梁上的滑輪組牽引加壓梁上移復位以備建下一個儲氣井使 用。本實用新型的使用克服了因增大井筒容積而產生的巨大浮力，其結構 和工作原理通過附圖說明。
圖1是本實用新型的結構示意圖。 圖2是本實用新型的兩臺巻揚機的鋼絲繩繞繩線路圖。 圖3是本實用新型在鉆孔上方起吊安放過程示意圖。 圖中l.加壓巻揚機，2.加壓梁滑輪組。3.加壓梁，4.龍門架頂部橫梁， 5.底架平臺滑輪組，6.提升巻揚機，7.龍門架滑道，8.加壓梁滑瓦，9.井筒壓 蓋，IO.儲氣井筒，ll.配重，12.底架平臺，13.護壁泥漿，14.孔口定位圈， 15.并筒護圈，16.水泥漿壓漿管。
具體實施方式
我們結合附圖說明本實用新型是如何工作的。同時參看圖l、圖3:先 將未安放配重的本實用新型水平放置于地面，再將井筒10水平安裝在兩條 滑道7之間，井筒上端出口處固定于井筒壓蓋9上，井筒下端用可開合的 井筒護圏15夾住(井筒10與護圏15之間加墊板保護，加壓巻揚機1啟動 下壓前將板撤去，圖l中已撤板)。
井筒固定好后，用起重機將本實用新型連同井筒一同吊起來安放在已 經鉆好的孔口上，將孔中定位圏14插入孔中，使龍門架與井筒保持與地面垂直，用叉車或起重機將配重11對稱地安置在底架平臺12上。逐漸放松 提升巻揚機6的鋼絲繩使井筒10依靠自重沉入鉆孔中一部分(參看圖2)。 如壓筒器過高時可在其頂端加四條防傾拉繩固定于地面。
將井筒強行壓入鉆孔的過程參看圖1:起動加壓巻揚機1對井筒10施 壓，將井筒10繼續壓入孔內，擠出孔中護壁泥漿，最后用水泥漿或水泥砂 漿置換孔中殘留護壁泥漿完成固井。
以上過程中有兩處需要注意
其一是如何吊裝已將井筒固定于其上的本實用新型。
假設有一井筒直徑3m長50m，重約有30t,本實用新型壓筒器自重近 10t,加起來總重約40t,起吊高度超過50m,可使用上百噸級大型起重機。 因為上百噸級大型起重機非常昂貴，建議采用"電動履帶起重機" (ZL2006201673480)這種專為超高起吊高度設計的小噸位起重機，根據起
吊高度確定接地尺寸保證吊裝井筒時的穩定性。以此減少設備投資、降低 施工成本。參看圖3可知起吊時是吊住壓筒器上端將其由地面扶起來，實 際起吊重量僅有總重的一半。
其二是如何克服井筒壓入鉆孔排出泥漿時所承受的巨大浮力。
如前所述現有技術所建小直徑井筒自重大于所受浮力。 一個直徑 0273.10mm壁厚10mm長100mm的井筒自重6.5T，容積5m3,所受浮力不 超過6T。但井筒容積增大時所受浮力隨之增大，必須對其強行施壓才能將 其納入地下鉆孔。本實用新型采用加壓巻揚機迫使加壓梁沿龍門架滑道對 井筒施壓的方式完成這個要求。浮力過大時可在井筒中注水增重。仍以上 述直徑3m長50m的井筒為例，其壓入鉆孔后所排出泥漿約為350m3 ，泥漿 比重取1.2時，井筒所受浮力420t。如果直接將此井筒壓入孔中，壓筒器將 十分笨重，配重就達400t。此時宜采用注水增重的辦法即在壓入井筒的 同時向井筒注入清水，保持注水重量超過擠出泥漿的重量。設想如果我們 最終注入清水350m3 ，那么350t水加上井筒30t自重，加壓梁只要具備40t 以上壓力就能夠完成任務。注入井筒的清水可以在固井后放入潛水泵泵出， 然后取出潛水泵。殘留少量清水在儲氣井使用時將被高壓氣從設置在井筒 內的排水管排出。因儲氣井在使用中會產生積水，井筒均設置有排水管。 也可直接用高壓氣將水從排水管壓出。選用最普通的5t巻揚機作為加壓巻揚機，滑輪組取10倍率，則加壓梁 能夠對井筒施壓50t,足夠將直徑lm長50m的井筒直接壓入充滿泥漿的鉆 孔。與注水加重的辦法相配合，也足夠滿足直徑3m長50m的整體井筒壓 入鉆孔的施工要求。這樣的一個本實用新型，結構簡單、制造成本不高， 但它的應用卻能夠使我們所建的儲氣井與現有技術所建井相比(就以發明 專利ZL01108413.8中所舉實施例井筒直徑(pl77.80mm長120m為例)，建 井速度加快成本降低，井筒儲氣容積增大百倍不止。更重要的是整體井筒 無接縫絕無漏氣之虞。
權利要求1. 一種將整體井筒壓入地下充滿護壁泥漿的鉆孔中的壓筒器，其特征在于壓筒器是一龍門架形結構，龍門架由兩列桁架構成安裝在一底架平臺上，天然氣儲氣井的井筒安裝在兩列桁架中間，龍門架上端由頂部橫梁連接成門形，龍門架內側有兩條滑道，滑道中間有一加壓梁，加壓梁裝有滑瓦約束加壓梁在滑道上垂直移動，加壓梁下中心位置有用于固定井筒口的井筒壓蓋，安裝在底架平臺上的加壓卷揚機的鋼絲繩繞過加壓梁兩端滑輪組迫使加壓梁沿滑道下移對井筒施壓，提升卷揚機的鋼絲繩繞過龍門架頂部橫梁上的滑輪組牽引加壓梁沿滑道上移復位。
專利摘要一種將天然氣儲井整體井筒壓入地下充滿護壁泥漿的鉆孔中的裝置壓筒器。是一將整體井筒安裝于其上的龍門架形結構，龍門架由兩列桁架構成安裝在一個底架平臺上，桁架上端由頂部橫梁連接成門形，龍門架內側有兩條滑道，滑道中間有一加壓梁，加壓梁裝有滑瓦約束加壓梁在滑道上垂直移動，加壓梁下中心位置有用于固定井筒口的井筒壓蓋，在底架平臺上安裝有兩臺卷揚機，加壓卷揚機通過滑輪組迫使加壓梁下移對井筒施壓將其壓入地下鉆孔中。提升卷揚機提升加壓梁上移復位。壓筒器可以克服鉆孔中泥漿的浮力將直徑超過3m長度50m的井筒壓入地下鉆孔建成地下儲氣井。與現有建井技術相比，不僅建井速度快成本低儲氣容量大，而且整體井筒無接縫絕無漏氣可能。
文檔編號E21D5/00GK201241705SQ200820130809
公開日2009年5月20日 申請日期2008年7月13日 優先權日2008年7月13日
發明者石午江 申請人:石午江