ICS  23.020.30 J 74 DB34 安 徽 省 地 方 标 准 DB 34/T 2974—2017 地下储气井组加固方法与质量评价 Underground gas storage well group reinforcement method and quality evaluation 文稿版次选择 2017 - 09 - 15 发布 安徽省质量技术监督局 2017 - 10 - 15 实施 发 布 DB34/T 2974—2017 前    言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准由安徽省特种设备检测院提出。 本标准由安徽省特种设备安全标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：安徽省特种设备检测院。 本标准起草人：罗龙清、史红兵、李军、程江辉、夏智、谢赛南、张沉、何美清、凌兵、贾定文。 I DB34/T 2974—2017 地下储气井组加固方法与质量评价 1 范围 本标准规定了地下储气井组加固方法与质量评价的术语和定义、符号、地下储气井组加固基本要求、 计算、加固质量评价和附则。 本标准适用于工作介质为压缩天然气的地下储气井，天然气总硫和硫化氢含量应符合一类气或二类 气的技术指标。 本标准适用于固井质量不合格、未固井和井口改造的地下储气井，储气井的通用参数为： ——设计压力：P≤30 MPa； ——设计温度：-20℃～60℃； ——竖埋深度：≤300 m。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 175 通用硅酸盐水泥 GB 1499.2 钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋 GB/T 3274 碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢板和钢带 GB/T 28911 石油天然气钻井工程术语 GB 50204 混凝土结构工程施工质量验收规范 3 术语和定义 GB/T 28911 中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 地下储气井 underground gas storage well 一种用来储存压缩气体的地下立式管状承压设备（以下简称“储气井”），其结构见图1。 1 DB34/T 2974—2017 图1 储气井结构示意图 3.2 井管 well pipe 用来制造储气井的两端带外螺纹的钢管。 3.3 接箍 coupling 用来连接井管或井管与其他部件的带有内螺纹的圆筒体。 3.4 井筒 wellbore 井管和接箍依靠螺纹连接依次串联而成的管状筒体。 3.5 表层套管 surface protecting pipe 在钻井钻达一定深度后下入的起防止井壁垮塌、隔离水层及强化固井等作用的钢管。 2 DB34/T 2974—2017 3.6 井口装置 well head equipment 安装在储气井井筒上端部，起封闭井口及安装进、排气管和排液管作用的组合件。 3.7 钻井 drilling 利用机械装置，将地层钻成具有一定深度的圆柱形孔眼的工程。 3.8 固井 well cementting 在井筒和裸眼井之间的空间里注入水泥的工艺过程。 3.9 裸眼 openhole 通过钻井得到的，未下入井筒之前的井段。 3.10 储气井组加固 gas storage well group reinforcement 利用钢筋混凝土结构对储气井组在井口以下一定距离进行整体可靠连接，保证储气井不下沉上窜的 工艺（简称“加固”）。 3.11 加固拉杆 reinforcement rod 与井口压帽配套使用，一端穿过压帽并用螺帽拧紧连接，另一端（开孔）穿入地锚杆或钢筋，使加 固拉杆与钢筋混凝土结构可靠连接的杆状装置，一般四个加固拉杆绕井筒圆弧对称分布。 3.12 井口压帽 well head pressure cap 与加固拉杆配套使用，安装在井口，用于压住井口装置的圆形装置。 3.13 抱箍 embrace hoop 用于抱紧井筒，并通过连接钢板与钢筋连接的成对使用设备，两端用螺栓拧紧。 3.14 连接钢板 connection steel plate 抱箍连接中用于连接抱箍与钢筋，使力能够有效传递的方形钢板，两端开孔，一端穿螺栓与抱箍可 靠连接，另一端穿钢筋。 3 DB34/T 2974—2017 4 符号 5   —— 混凝土抗压强度，MPa；  S —— 钢筋屈服强度，MPa； 地下储气井组加固基本要求 5.1 加固单位的资质和职责 5.1.1 加固单位应持有 A1 级压力容器制造许可证。 5.1.2 加固单位应接受特种设备检验机构对地下储气井组加固改造过程的监督检验。 5.1.3 加固单位应严格按照本标准和加固改造方案的要求加固储气井组，加固过程中，如需对加固方 案进行修改，应取得单位技术负责人或者其授权人的批准，并对改动部位作详细记录。 5.2 加固材料 5.2.1 加固材料包括钢筋、混凝土、抱箍、连接钢板、螺栓、压帽和加固拉杆等。 5.2.2 钢筋、混凝土和加固拉杆等重要材料应具有产品质量证明文件及相应标准规定的试验和检验报 告，抱箍和连接钢板符合 GB/T 3274 的相关规定。 5.2.3 混凝土中的水泥宜采用通用的硅酸盐水泥，符合 GB 175 的要求，水泥的强度等级不低于 32.5 MPa,混凝土强度等级不低于 C30。 5.2.4 钢筋应采用混凝土用热轧带肋钢筋，符合 GB 1499.2 的相关规定。 5.3 加固方法 5.3.1 加固池一般为立体矩形结构，井筒中心至加固池（钢筋网）外延间距不得少于 1000 mm。 5.3.2 表层套管剥除和井口附属物清理可采用机械法，当靠近井筒时，为避免损伤井筒和井口装置， 应改用人工法。 5.3.3 地下储气井组加固可采用抱箍法或者拉杆法，条件允许时，可同时采用抱箍法和拉杆法。由于 技术发展，如有其它方法能使井筒与钢筋网可靠连接，经技术论证后也可采用。 ——抱箍法，每口井加装抱箍不少于两层，每层至少两副抱箍，两副抱箍绕井筒错开 90°安装， 抱箍应用双头螺栓拧紧，抱箍与纵横钢筋通过连接钢板固定（见附录 A）。 ——拉杆法，每口井安装加固拉杆 3 到 4 根，对称分布，一端与井口压帽或法兰固定，另一端通过 地锚杆或钢筋穿过其开孔与钢筋网固定（见附录 B）。 5.3.4 加固池钢筋混凝土结构应符合 GB 50204 的规定。 5.3.5 混凝土浇注时，应采用振动棒捣实，浇注时间控制在 4 小时以内，保证钢筋混凝土强度要求。 6 计算 6.1 套管内气体上冲力 套管内气体上冲力按式（1）计算： F0  Di p / 4 2 4 ................................. (1) DB34/T 2974—2017 式中： F0 —— 套管内气体上冲力，kN； Di —— 套管内径，mm； p —— 工作内压，MPa。 6.2 混凝土抗剪切力 混凝土抗剪切力按式（2）计算： F1  [ ]  ((  D0 )  h) ................................ (2) 式中： F1 —— 混凝土抗剪切力，kN；  —— 混凝土容许剪切应力，MPa； D0 —— 套管外径，mm； h —— 6.3 混凝土池深度，m。 钢筋能承受最大剪力 钢筋能承受最大剪力按式（3）计算： F2  [ ]s  (  d s2 / 4)  ns / 1000 ............................. (3) 式中： F2 —— 钢筋能承受最大剪力，kN；  s —— ds 钢筋抗剪切强度，MPa； —— 钢筋直径，mm； ns —— 储气井连线方向 钢筋根数。 此处保守起见，取储气井连线方向配置的钢筋。 6.4 混凝土抗上冲力 6.4.1 混凝土重量 加固混凝土重量按式（4）计算： G1    g  [a  b  h   D ( 0 ) 2  h  n] / 1000 ..................... (4) 4 1000 5 DB34/T 2974—2017 式中： G1 —— 混凝土重量，kN；  —— 3 混凝土密度，kg/m ； g —— 重力加速度，9.8N/kg； a —— 混凝土池长度，m； b —— 混凝土池宽度，m； n —— 储气井数量。 6.4.2 套管重量 储气井套管重量按式（5）计算： G2   S  g   [ D0  ( D0  2  t ) 2 ] / 4  10 9   Li .................... (5) 2 iZ 式中： G2 —— 套管重量，kN；  s —— 套管密度，kg/m3； t —— Li 套管壁厚，mm； —— 编号为 i 的储气井深度，m。 6.4.3 混凝土与地层的摩阻力 混凝土与地层的摩阻力按式（6）计算： G3    q sik  (a  h  b  h) ............................. (6) 式中： G3 —— 混凝土与地层的摩阻力，kN；  —— 抗拔系数； q sik 6 —— 土抗压极限侧阻力标准值； a —— 混凝土池长度，m； b —— 混凝土池宽度，m。 DB34/T 2974—2017 6.4.4 混凝土抗上冲力 混凝土抗上冲力为混凝土重量、套管重量和混凝土与地层的摩阻力之和，按式（7）计算： F3  G1  G2  G3 .................................... (7) 式中： F3 7 —— 混凝土抗上冲力，kN。 加固质量评价 7.1 加固资料审查 加固评价前,检验人员需审查加固单位资质、加固材料质量证明文件、水泥和混凝土强度试验报告、 混凝土配合比报告和加固施工组织方案等。 7.2 加固评价 加固质量按下述方法评价： 8 a) F1  F0 F2  F0 F3  F0 b) F1  F0 F2  F0 F3  F0 c) F1  F0 F2  F0 F3  F0 , , , , , , ，加固合格； ，加固基本合格； ，加固不合格。 附则 8.1 加固评价结果“合格”，检验结论为符合要求，可以正常使用；加固评价结果“基本合格”，检 验结论为基本符合要求，可以基本正常使用；