Файл: Гофман-Захаров П.М. Проектирование и сооружение подземных резервуаров - нефтегазохранилищ.pdf

Для обеспечения не зависимого от гидростатики и темпера­ турных условий слива продукта в подземное хранилище обычно на поверхности предусматриваются насосные установки. Приме­ няют центробежные, поршневые и шестеренчатые насосы.

Сливать сжиженный газ из поверхностных транспортных емко­ стей в подземное хранилище можно за счет вытеснения сжижен­ ного газа природным.

Опорожнять подземные хранилища от хранимых продуктов можно путем вытеснения их природным или инертным газом, а также с помощью глубинных погружных насосов. Выкачивают продукт из подземного хранилища обычно одним, двумя или группой насосов.

Выработки-хранилища, как правило, должны иметь уклон 0,002—0,005 в сторону расположения насосов для отбора про­ дукта, чаще всего к стволу емкости. В нижней части ствола устраивается углубление, именуемое зумпфом.

Глубинный насос, предназначенный для отбора хранимого продукта, опускается в емкость по специальному трубопроводу, доходящему точно до дна зумпфа и снабженному клапанами для обеспечения герметичности при подъеме насоса на поверхность.

Следует обратить внимание на специфику насосной перекачки таких легколетучих сред, как сжиженные углеводородные газы. Обычные поршневые и центробежные насосы при заглубленном расположении зеркала жидкости не могут откачивать сжиженные газы, так как во всасывающем патрубке вследствие разрежения происходит резкое «вскипание» жидкости и образуется паровая пробка.

Внастоящее время созданы системы насосов, обеспечивающие перемещение сжиженных углеводородных газов из заглубленных емкостей.

Вцентробежном самовсасывающем насосе предусмотрены уве­

личенные проходные сечения рабочего колеса первой ступени, в результате чего скорость потока газа уменьшается и не проис­ ходит такого резкого снижения давления во всасывающем пат­ рубке. Образовавшаяся здесь парожидкостная смесь сжимается

в первой ступени насоса, как в турбокомпрессоре, и пары снова конденсируются-.

В самовсасывающем вихревом насосе пары конденсируются у поверхностного слоя жидкости, переохлажденной в результате повышения давления, вызываемого центробежной силой враща­ тельного движения.

Сливо-наливные операции приподземном хранении сжижен­ ных углеводородных газов можно также осуществлять путем перемещения с помощью обогрева поверхности в опорожняемой

инагнетание в паровое пространство опорожняемой емкости). Во всех случаях при проектировании подземных резервуаров

для хранения жидких углеводородов шахтного типа следует кон­ кретно определить принципы осуществления сливо-наливных операций, ибо это самым непосредственным образом влияет на конструкцию хранилища и схему производства строительных работ.

§ 4. Проходка и крепление вертикальных выработок

Шахтное хранилище нефтепродуктов представляет собой под- з'емную емкость или группу емкостей с необходимым комплексом наземных сооружений.

Подземная часть хранилища состоит из вертикальных выра­ боток (стволов или скважин большого диаметра), околостволь­ ных выработок и горизонтальных выработок — собственно ем­ костей для хранения нефтепродуктов.

Принципиальная схема подземного шахтного хранилища пока­ зана на рис. 1.

Вертикальные выработки в период строительства хранилища служат для спуска и подъема грузов и рабочих, извлечения по­ роды, для целей вентиляции, прокладки водоотводящих труб, кабелей и т. д. В период эксплуатации их используют для техно­ логических трубопроводов и электросиловых кабельных линий.

Работы по проходке вертикальных стволов связаны с опреде­ ленными трудностями, так как фронт работ ограничен неболь­ шими размерами ствола по площади.

Проходка стволов занимает по трудовым затратам наиболь­ ший удельный вес в общем комплексе работ (до 30—50%). На проходку вертикальных стволов при строительстве шахт обычно затрачивается 40—50% всего времени строительства.

При определении размеров поперечного сечения вертикальных стволов учитывают габариты и расположение подъемных сосу­ дов, величину зазоров между ними и крепью, а также размеще­ ние лестничных отделений, ставов водяных труб и кабелей.

Тип и габариты подъемных сосудов определяют в зависимости от сроков строительства подземного сооружения, его назначения и общей организации работ.

Вопрос выбора оптимальных параметров вертикальных ство­ лов газохранилищ довольно сложен. Наиболее рациональные размеры поперечного сечения вертикальных стволов в строитель­ стве были определены не сразу.

Рис. 1. Схема сооружения камерного подземного хранилища.

Первоначально в практике США проходили* стволы большого диаметра (порядка 4—5 м), что обеспечивало высокую про­ пускную способность при выдаче породы. Вертикальные стволы такого сечения позволяли вести строительство достаточно высо­ кими темпами, однако значительная стоимость проходки стволов ложилась непроизводительными расходами на 1 мг емкости, так как ствол после завершения строительства продуктом не запол­ няется и служит только для размещения трубопроводов. Вслед­ ствие этого в практике строительства газохранилищ появилось стремление к уменьшению диаметра ствола до минимума. Диа­ метры стволов стали рассчитывать исходя из условия прохожде­ ния в стволе подъемных сосудов минимальных размеров, отдель­ ных частей разобранного оборудования, необходимого для про­

стволов до минимальной величины .и использование подъемных сосудов небольших габаритов снижает пропускную способность стволов, в связи с чем увеличиваются сроки строительства храни­ лищ. Однако экономические сопоставления показывают, что оп­ тимальными размерами вертикальных стволов являются диамет-

сти. Кроме того, уменьшение размеров вертикальных стволов уде­ шевляет и упрощает их герметизацию.

Вертикальные стволы при строительстве подземных хранилищ проходят как обычным способом — с помощью буровзрывных ра­ бот, так и специальным способом — с помощью бурения, а в сложных геологических условиях — под сжатым воздухом или путем замораживания.

Буровзрывным способом проходят вертикальные выработки квадратного или круглого сечения диаметром до 4 м. Породу из

расход ВВ на 1 м3 взорванной породы в массиве. Расход ВВ за­ висит от физико-механических свойств породы, глубины шпуров, конструкции зарядов, качества и плотности забойки и других факторов.

Иногда пользуются величиной удельного заряда, обозначаю­ щей количество ВВ, необходимое для разрушения 1 м3 оббуренной породы на массиве.

Подсчеты этой величины по эмпирическим соотношениям дают весьма приближенные результаты, поэтому расход ВВ на 1 мг породы на практике устанавливают, как правило, путем экспе­ риментальных взрывов или по таблицам, составленным на осно­ вании результатов таких взрывов.

При применении других ВВ величину удельного заряда необ­ ходимо умножать на переводной коэффициент, принимаемый для

величины ударного заряда в зависимости от глубины шпуров и крепости пород f по данным Р. А. Тюркяна приведено в табл. 2.

Расход ВВ на величину подвигания забоя ствола за один цикл,

После взрыва зарядов в шпурах, на полках и оборудовании могут задержаться куски породы, взлетающие вверх в момент взрыва. Падение их может создать большую опасность для про­ ходчиков, работающих в забое, и повредить оборудование, поэто­ му, прежде чем приступить к погрузке породы, необходимо тща­ тельно осмотреть забой и стенки ствола, временную крепь, если она имеется, подвесное оборудование и привести их в безопас­ ное состояние.

Совокупность всех этих операций носит общее название — приведение забоя в рабочее состояние.

Ствол осматривают сменный техник или горный мастер и бри­ гадир, которые медленно опускаются по стволу в бадье. В соот­ ветствующем месте по данному ими сигналу бадью останавли­ вают и они сбрасывают куски породы и в случае необходимости

немедленно ликвидировать.

Проходку стволов небольшого сечения осуществляют одним из наиболее прогрессивных способов — бурением. При ЭТОМ ПОЛ­

ІЗ