一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法与流程

1.本发明涉及氢能源储备技术领域，尤其是一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法。

背景技术：

2.氢气的地下储存一直以来被各国不断的探索与研究，早期是以50～60％的比例与甲烷混合制成人造煤气注入地下储库，后期也开展了纯氢气(95％氢气加3％～4％的二氧化碳)的地下储存。当前，为应对能源危机，各国都在积极实施能源战略储备战略，地下盐穴储备库是能源战略储备工作中最重要的一环，盐岩地下储库具有储存量大、调峰速度快、安全经济等优点，如今已是国际公认的天然气及石油等战略能源最佳的地下储存场所，近年来地下盐穴储氢系统建设在我国发展迅速，对我国未来氢气的储存与应用具有十分重要的指导意义。
3.但是，盐穴中氢气的储存问题难度较大，需要高压、高密封，对储存环境要求高。而且，现有的地下盐穴储氢系统不能够实现甲烷和氢气的混存，不方便储存。

技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法，具体包括如下步骤：
6.s1、盐穴内壁偶联剂的加载：在充满盐水的盐穴中加入硅烷偶联剂和联氨，静置48h后将盐水排出，然后静置3～5天；向充满盐水的盐穴中通入气体，即可将盐水排出；
7.s2、含菌落疏水多孔材料浮油层的制备：在无氧环境中，先将低分子量环氧树脂、非活性稀释剂、增塑剂和纤维增强材料搅拌均匀，最后加入含菌落疏水多孔材料；
8.s3、在盐穴内壁中层及顶部进行涂覆作业。
9.进一步地，所述s3具体包括如下步骤：
10.s31、在饱和盐水中加入含菌落疏水多孔材料浮油层，制得盐水涂层，所述含菌落疏水多孔材料浮油层初始状态时是浮于饱和盐水表面的；
11.s32、向盐穴中注入s31制得的盐水涂层，随着盐水液面逐渐抬高，含菌落疏水多孔材料浮油层中的疏水多孔材料跟随低分子量环氧树脂缓慢的附着在盐穴的内表面上，含菌落疏水多孔材料浮油层是浮于饱和盐水表面的；
12.s33、将混合浮油层抽出：混合浮油层采用注水外拍法抽出，具体为：水溶法造腔过程中会有2根套管，内管进水外管排卤，需要排出浮油层首先需要通过内管向盐腔内注入饱和盐水，通过抬高盐水液面，最终将混合浮油层顶排出盐穴；
13.s34、加入固化剂浮油层：待混合浮油层抽干净后，通过内管抽出一部分的饱和盐水，然后通过外管注入固化剂浮油层，即完成了固化剂浮油层的加入；
14.s35、向盐穴中通入气体将盐水排出，固化剂浮油层液面逐渐降低，使得低分子量环氧树脂涂层与固化剂结合完成固化；静置1周后，低分子量环氧树脂即在盐穴表面固化成膜；最后抽出盐穴中所有表层液体即可；排盐水所用气体为纯氢气、纯二氧化碳、或二者混合物。
15.进一步地，所述s1中气体为氢气、二氧化碳、或二者混合物。
16.进一步地，所述s2中低分子量环氧树脂、非活性稀释剂、增塑剂、纤维增强材料和含菌落疏水多孔材料的重量份如下所示：
[0017][0018]
进一步地，所述s2中低分子量环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、双酚f/a共聚型环氧树脂中的一种或两种，低分子量环氧树脂的分子量不高于260且密度不低于1.33g/ml；非活性稀释剂为领苯二甲酯二丁酯、二辛酯、二甲苯、松节油、煤焦油中的一种；增塑剂为环氧化腰果酚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚合脂肪酸多缩水甘油酯中的一种；纤维增强材料为短切纤维。
[0019]
进一步地，所述纤维增强材料为玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维、硼纤维中的一种。
[0020]
进一步地，所述s34中固化剂浮油层为脂环胺或者芳香胺。
[0021]
进一步地，所述脂环胺为双(4-氨基-3甲基环己基)甲胺或双(4-氨基环己基)甲烷；芳香胺为间苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷或二氨基二苯基砜。
[0022]
本发明的有益效果是：本发明设计合理，操作简便，在岩壁涂覆菌繁殖涂层，通过将用于制备甲烷菌的疏水多孔材料涂覆在盐穴表面，能够使得菌能够生存在盐穴这一高盐环境中；另外，通过菌繁殖涂层将菌与高盐环境隔绝开，使得菌在温和环境中实现生存和繁殖，进而可以稳定地将二氧化碳和氢气制备成甲烷气体。
附图说明
[0023]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0024]
图1是实施例1s1中加入硅烷偶联剂和联氨的工艺图；
[0025]
图2是实施例1中s32的工艺图；
[0026]
图3是实施例1中s34的工艺图；
[0027]
图4是实施例1中s35的工艺图；
[0028]
图中：1.盐穴，2.技术套管，3.表层套管，4.技术套管进出口阀，5.表层套管进出口阀，6.盐水溶液，7.饱和盐水，8.含菌落疏水多孔材料浮油层，9. 固化剂浮油层，10.菌繁殖涂层。
具体实施方式
[0029]
现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0030]
一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法，具体包括如下步骤：
[0031]
s1、盐穴内壁偶联剂的加载：在充满盐水的盐穴中加入硅烷偶联剂和联氨，静置48h后将盐水排出，然后静置3～5天；向充满盐水的盐穴中通入气体，即可将盐水排出，气体为纯氢气、纯二氧化碳、或二者混合物；
[0032]
s2、含菌落疏水多孔材料浮油层的制备：在无氧环境中，先将低分子量环氧树脂、非活性稀释剂、增塑剂和纤维增强材料搅拌均匀，最后加入含菌落疏水多孔材料；其中，低分子量环氧树脂、非活性稀释剂、增塑剂、纤维增强材料和含菌落疏水多孔材料的重量份如下所示：
[0033][0034]
s3、在盐穴内壁中层及顶部进行涂覆作业；该步骤具体包括如下步骤：
[0035]
s31、在饱和盐水中加入含菌落疏水多孔材料浮油层，制得盐水涂层，所述含菌落疏水多孔材料浮油层初始状态时是浮于饱和盐水表面的；
[0036]
s32、向盐穴中注入s31制得的盐水涂层，随着盐水液面逐渐抬高，含菌落疏水多孔材料浮油层中的疏水多孔材料跟随低分子量环氧树脂缓慢的附着在盐穴的内表面上，含菌落疏水多孔材料浮油层是浮于饱和盐水表面的；
[0037]
s33、将混合浮油层抽出：混合浮油层采用注水外拍法抽出，具体为：水溶法造腔过程中会有2根套管，内管进水外管排卤，需要排出浮油层首先需要通过内管向盐腔内注入饱和盐水，通过抬高盐水液面，最终将混合浮油层顶排出盐穴；
[0038]
s34、加入固化剂浮油层：待混合浮油层抽干净后，通过内管抽出一部分的饱和盐水，然后通过外管注入固化剂浮油层，即完成了固化剂浮油层的加入；
[0039]
s35、向盐穴中通入气体将盐水排出，固化剂浮油层液面逐渐降低，使得低分子量环氧树脂涂层与固化剂结合完成固化；静置1周后，低分子量环氧树脂即在盐穴表面固化成膜；最后抽出盐穴中所有表层液体即可；排盐水所用气体为纯氢气、纯二氧化碳、或二者混合物。
[0040]
s2中低分子量环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、双酚f/a 共聚型环氧树脂中的一种或两种，低分子量环氧树脂的分子量不高于260且密度不低于1.33g/ml；非活性稀释剂为领苯二甲酯二丁酯、二辛酯、二甲苯、松节油、煤焦油中的一种；增塑剂为环氧化腰果酚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚合脂肪酸多缩水甘油酯中的一种；纤维增强材料为短切纤维。
[0041]
纤维增强材料为玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维、硼纤维中的一种。
[0042]
s34中固化剂浮油层为脂环胺或者芳香胺，脂环胺为双(4-氨基-3甲基环己基)甲胺或双(4-氨基环己基)甲烷；芳香胺为间苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷或二氨基二苯基砜。
[0043]
实施例1
[0044]
一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法，具体包括如下步骤：
[0045]
s1、盐穴内壁偶联剂的加载：在充满盐水溶液6的盐穴1中加入硅烷偶联剂和联氨，静置48h后将盐水排出，然后静置3天，如图1所示；向充满盐水的盐穴1中通入气体，即可将盐水排出，气体为纯氢气；
[0046]
s2、含菌落疏水多孔材料浮油层8的制备：在无氧环境中，先将双酚a型环氧树脂、领苯二甲酯二丁酯、环氧化腰果酚和玻璃纤维搅拌均匀，最后加入含菌落疏水多孔材料；其中，双酚a型环氧树脂、领苯二甲酯二丁酯、环氧化腰果酚、玻璃纤维和含菌落疏水多孔材料的重量份如下所示：
[0047][0048]
s3、在盐穴内壁中层及顶部进行涂覆作业；该步骤具体包括如下步骤：
[0049]
s31、在饱和盐水7中加入含菌落疏水多孔材料浮油层8，制得盐水涂层，含菌落疏水多孔材料浮油层8初始状态时是浮于饱和盐水7表面的；
[0050]
s32、向盐穴1中注入s31制得的盐水涂层，随着饱和盐水7液面逐渐抬高，含菌落疏水多孔材料浮油层8是浮于饱和盐水7表面的，含菌落疏水多孔材料浮油层8液面也逐渐抬高，含菌落疏水多孔材料浮油层8中的疏水多孔材料跟随低分子量环氧树脂缓慢的附着在盐穴1的内表面上，如图2所示，该图中箭头方向为液面上升方向；
[0051]
s33、将混合浮油层抽出：混合浮油层采用注水外拍法抽出，具体为：水溶法造腔过程中会有2根套管，2根套管为技术套管2和表层套管3，内管技术套管2用于进水，外管表层套管3用于排卤，需要排出含菌落疏水多孔材料浮油层8首先需要通过内管技术套管2向盐腔内注入饱和盐水7，通过抬高盐水液面，最终将混合浮油层通过表层套管3顶排出盐穴，技术套管2上设有技术套管进出口阀4，表层套管3上设有表层套管进出口阀5；
[0052]
s34、加入固化剂浮油层：待混合浮油层抽干净后，通过内管技术套管2抽出一部分的饱和盐水7，然后通过外管表层套管3注入固化剂浮油层9，即完成了固化剂浮油层的加入，如图3所示，该图中箭头方向为液面下降方向；
[0053]
s35、向盐穴1中通入气体将饱和盐水7排出，固化剂浮油层9液面逐渐降低，使得低分子量环氧树脂涂层与固化剂结合完成固化；静置1周后，低分子量环氧树脂即在盐穴表面固化成膜，得到菌繁殖涂层10；最后抽出盐穴中所有表层液体即可，如图4所示；排盐水所
用气体为纯二氧化碳。
[0054]
实施例2
[0055]
一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法，与实施例1不同之处在于：
[0056]
s1、盐穴内壁偶联剂的加载：在充满盐水的盐穴中加入硅烷偶联剂和联氨，静置48h后将盐水排出，然后静置4天；向充满盐水的盐穴中通入气体，即可将盐水排出，气体为纯氢气；
[0057]
s2、含菌落疏水多孔材料浮油层的制备：在无氧环境中，先将双酚f型环氧树脂、二辛酯、聚丙二醇二缩水甘油醚和芳纶纤维搅拌均匀，最后加入含菌落疏水多孔材料；其中，双酚f型环氧树脂、二辛酯、聚丙二醇二缩水甘油醚、芳纶纤维和含菌落疏水多孔材料的重量份如下所示：
[0058][0059]
s34中固化剂浮油层为双(4-氨基环己基)甲烷。
[0060]
实施例3
[0061]
一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法，与实施例1不同之处在于：
[0062]
s1、盐穴内壁偶联剂的加载：在充满盐水的盐穴中加入硅烷偶联剂和联氨，静置48h后将盐水排出，然后静置5天；向充满盐水的盐穴中通入气体，即可将盐水排出，气体为纯氢气；
[0063]
s2、含菌落疏水多孔材料浮油层的制备：在无氧环境中，先将双酚f/a共聚型环氧树脂、二甲苯、聚合脂肪酸多缩水甘油酯和碳纤维搅拌均匀，最后加入含菌落疏水多孔材料；其中，双酚f/a共聚型环氧树脂、二甲苯、聚合脂肪酸多缩水甘油酯、碳纤维和含菌落疏水多孔材料的重量份如下所示：
[0064][0065][0066]
s34中固化剂浮油层为芳香胺为间苯二甲胺。
[0067]
实施例4
[0068]
一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法，与实施例1不同之处在于：
[0069]
s1、盐穴内壁偶联剂的加载：在充满盐水的盐穴中加入硅烷偶联剂和联氨，静置48h后将盐水排出，然后静置3天；向充满盐水的盐穴中通入气体，即可将盐水排出，气体为纯氢气；
[0070]
s2、含菌落疏水多孔材料浮油层的制备：在无氧环境中，先将双酚a型环氧树脂、松节油、环氧化腰果酚和超高分子量聚乙烯纤维搅拌均匀，最后加入含菌落疏水多孔材料；其中，双酚a型环氧树脂、松节油、环氧化腰果酚、超高分子量聚乙烯纤维和含菌落疏水多孔材料的重量份如下所示：
[0071][0072]
s34中固化剂浮油层为二氨基二苯基甲烷。
[0073]
实施例5
[0074]
一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法，与实施例1不同之处在于：
[0075]
s1、盐穴内壁偶联剂的加载：在充满盐水的盐穴中加入硅烷偶联剂和联氨，静置48h后将盐水排出，然后静置4天；向充满盐水的盐穴中通入气体，即可将盐水排出，气体为纯氢气；
[0076]
s2、含菌落疏水多孔材料浮油层的制备：在无氧环境中，先将双酚f/a共聚型环氧树脂、煤焦油、聚丙二醇二缩水甘油醚和硼纤维搅拌均匀，最后加入含菌落疏水多孔材料；其中，双酚f/a共聚型环氧树脂、煤焦油、聚丙二醇二缩水甘油醚、硼纤维和含菌落疏水多孔材料的重量份如下所示：
[0077][0078]
s34中固化剂浮油层为二氨基二苯基砜。
[0079]
根据实施例1～5的施工方法，制得的盐穴在甲烷菌氢气环境稳定480小时后，通入二氧化碳检测甲烷的产出情况，检测结果如表1所示。
[0080]
表1实施例1～5的检测结果
[0081] 36小时甲烷含量％72小时甲烷含量％
实施例12642实施例22540实施例32746实施例42344实施例52038空白例《11
[0082]
表1中空白例是指对没有涂层的盐穴进行检测，得到的检测结果。
[0083]
综上所述，由表1可知，实施例的性能均优于空白例，通过菌繁殖涂层将菌与高盐环境隔绝开，使得菌在温和环境中实现生存和繁殖，进而可以稳定地将二氧化碳和氢气制备成甲烷气体。
[0084]
以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。

技术特征：

1.一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法，其特征在于：具体包括如下步骤：s1、盐穴内壁偶联剂的加载：在充满盐水的盐穴中加入硅烷偶联剂和联氨，静置48h后将盐水排出，然后静置3～5天；向充满盐水的盐穴中通入气体，即可将盐水排出；s2、含菌落疏水多孔材料浮油层的制备：在无氧环境中，先将低分子量环氧树脂、非活性稀释剂、增塑剂和纤维增强材料搅拌均匀，最后加入含菌落疏水多孔材料；s3、在盐穴内壁中层及顶部进行涂覆作业。2.根据权利要求1所述的一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法，其特征在于：所述s3具体包括如下步骤：s31、在饱和盐水中加入含菌落疏水多孔材料浮油层，制得盐水涂层，所述含菌落疏水多孔材料浮油层初始状态时是浮于饱和盐水表面的；s32、向盐穴中注入s31制得的盐水涂层，随着盐水液面逐渐抬高，含菌落疏水多孔材料浮油层中的疏水多孔材料跟随低分子量环氧树脂缓慢的附着在盐穴的内表面上，含菌落疏水多孔材料浮油层是浮于饱和盐水表面的；s33、将混合浮油层抽出：混合浮油层采用注水外拍法抽出，具体为：水溶法造腔过程中会有2根套管，内管进水外管排卤，需要排出浮油层首先需要通过内管向盐腔内注入饱和盐水，通过抬高盐水液面，最终将混合浮油层顶排出盐穴；s34、加入固化剂浮油层：待混合浮油层抽干净后，通过内管抽出一部分的饱和盐水，然后通过外管注入固化剂浮油层，即完成了固化剂浮油层的加入；s35、向盐穴中通入气体将盐水排出，固化剂浮油层液面逐渐降低，使得低分子量环氧树脂涂层与固化剂结合完成固化；静置1周后，低分子量环氧树脂即在盐穴表面固化成膜；最后抽出盐穴中所有表层液体即可；排盐水所用气体为纯氢气、纯二氧化碳、或二者混合物。3.根据权利要求1所述的一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法，其特征在于：所述s1中气体为氢气、二氧化碳、或二者混合物。4.根据权利要求1所述的一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法，其特征在于：所述s2中低分子量环氧树脂、非活性稀释剂、增塑剂、纤维增强材料和含菌落疏水多孔材料的重量份如下所示：5.根据权利要求1所述的一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法，其特征在于：所述s2中低分子量环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、双酚f/a共聚型环氧树脂中的一种或两种，低分子量环氧树脂的分子量不高于260且密度不低于1.33g/ml；非活性稀释剂
为领苯二甲酯二丁酯、二辛酯、二甲苯、松节油、煤焦油中的一种；增塑剂为环氧化腰果酚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚合脂肪酸多缩水甘油酯中的一种；纤维增强材料为短切纤维。6.根据权利要求5所述的一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法，其特征在于：所述纤维增强材料为玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、超高分子量聚乙烯纤维、硼纤维中的一种。7.根据权利要求2所述的一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法，其特征在于：所述s34中固化剂浮油层为脂环胺或者芳香胺。8.根据权利要求7所述的一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法，其特征在于：所述脂环胺为双(4-氨基-3甲基环己基)甲胺或双(4-氨基环己基)甲烷；芳香胺为间苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷或二氨基二苯基砜。

技术总结

本发明公开了一种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法。这种盐穴内壁菌繁殖涂层的施工方法，包括盐穴内壁偶联剂的加载、含菌落疏水多孔材料浮油层的制备以及在盐穴内壁中层及顶部涂覆含菌落疏水多孔材料浮油层。本发明设计合理，操作简便，在岩壁涂覆菌繁殖涂层，通过将用于制备甲烷菌的疏水多孔材料涂覆在盐穴表面，能够使得菌能够生存在盐穴这一高盐环境中；另外，通过菌繁殖涂层将菌与高盐环境隔绝开，使得菌在温和环境中实现生存和繁殖，进而可以稳定地将二氧化碳和氢气制备成甲烷气体。甲烷气体。甲烷气体。