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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 106

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

позволяет применить несущие конструкции-фермы в обычном исполнении.

С целью уменьшения холодопотерь хранилища по периметру устраивают пояс из теплоизолирующего гидрофобного мате­ риала. Конструкция хранилища показана на рис. 38.

Ферма ФС 30-3 сборная предварительно напряженная; стенки хранилища выполняют при искусственном замораживании. От­ таивание не допускается; для изготовления блок-коробки приме­ няют алюминиевые сплавы АМЦС ГОСТ 1946—50. Расход мате­ риалов представлен в табл . 11 .

а) Расход

железобетона и

бетона

 

 

 

 

Т а б л и ц а 11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На 1 элемент

 

Всего

Марка

 

Наименование

 

 

 

 

 

 

03 0Э

 

 

бетона

 

элемента

 

 

 

 

 

 

н о

 

 

 

 

 

 

 

 

м at

 

 

- 5 "

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

° ч

 

 

400

Ферма ФС 30-3

15200

202,0

6,06

1243

9

54,8

11200

150

Фундаменты

 

4200

 

 

1,75

 

18

31,5

 

б) Расход

алюминия

 

 

 

в)

Расход

прочих

строительных

 

 

 

 

 

 

 

материалов

 

 

 

 

 

 

і

3

 

*

 

 

 

 

Едини­

Коли­

Марка

 

Наименование

 

 

 

 

Наименование

 

ца из­

 

£

 

 

 

 

мере­

чество

 

 

о

 

m

 

 

 

 

ния

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7500

Блок-коробка

9

67500

Вспученный перлит

 

2020

Шлак

 

 

»

630

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Битум для пропитки

кг

28400

 

 

 

 

 

 

Глинощебеночная

от-

 

 

 

 

 

 

 

 

мостка

 

 

JK3

90

Размещение хранилища сжиженного метана, его планировка (рис. 39) обуславливаются требованиями противопожарной за­ щиты: ограждения территории, устройства дорог для пожароту­ шения и эксплуатации, устройства системы противопожарного водопровода и т. п.

А. Ф. Капинусом (ВНИИпромгаз) на опытном подземном изо­ термическом хранилище в 1966 г. был проведен полупромышлен­ ный эксперимент № 3 продолжительностью около трех месяцев.

Сферическая емкость диаметром 2 м была образована камуфлетным взрывом на глубине 9 м в пластичных суглинках влаж­ ностью 12%. Внутри емкости в окружающем грунте было распо­ ложено 50 термопар с выводами к пульту измерения. Оборудова­ ние, установленное на дневной поверхности, позволяло воспроиз­ водить изотермический цикл хранения СУГ.

До начала опыта вмещающий емкость грунт имел температуру 6—7° С. В качестве хладоагента, которым является хранимый


продукт, использовали промышленный сжиженный газ (60% про­ пана и около 40% бутана). СУГ поступал в подземную емкость, дросселируясь до давления 0,1—0,3 кГ/см2 и охлаждаясь до ми­ нус 19, минус 20° С. Прилегающий к контуру емкости грунт за­ мерзал, образуя ледогрунтовую оболочку. Образующиеся в ем­ кости пары СУГ отбирались компрессором.

в

К танкеру

Рис. 39. Схема генерального плана (площадь застройки 37500 м2):

1 — пенопорошковая,

площадь

30 ж2 , строительный объем 100 м3; 2

— контора-сан­

пропускник, площадь

50 и?,

объем

150 м3\ 3 ремонтно-эксплуатационный блок;

4 — ввод

водопровода

d=200 ; 5 — трансформаторная

подстанция; 6 — изгородь

из

колючей

проволоки, 752 м?; 7 — газовая фаза метана,

завод сжижения метана;

8 —

залив емкости сжиженным

метаном;

9 — сброс на свечу сжигания;

10 — автодоро­

га, /=298 м; Н — колодцы

сборные

железобетонные

с гидрантами;

12 — насосная

группа.

 

 

 

 

 

 

 

 

Эксплуатация хр'анилища после ввода в действие (заполнения емкости) заключалась в обеспечении проектного избыточного давления и сохранении верхнего уровня сжиженного газа в под­ земной емкости.

Теплофизические процессы в грунте вокруг емкости протекали наиболее интенсивно в первые 15—20 суток. За этот период ледогрунтовая оболочка приобрела толщину около 0,9 м. В дальней­ шем промерзание замедлялось и к концу опыта замороженный слой грунта вокруг емкости составил 1,6 м. Уменьшение интен­ сивности промерзания характеризуется скоростью перемещения

7—243

97


границы замороженной зоны, которая уменьшилась от 0,5 на ко­ нец вторых суток до 0,1 см/ч к десятым суткам эксперимента.

Опытные данные по тепловому режиму массива грунта пока­ зали, что на конец первых суток замораживания удельный теплопоток к контуру емкости был равен примерно 200 ккал/м2. Эта величина сопоставима с данными, полученными на гидроинтегра­ торе и в эксперименте № 1. Изменение удельного теплопотока свидетельствует о его резком уменьшении в начальный период замораживания. Через пять суток после начала эксперимента теплопоток к емкости составлял 50 ккал/м2-ч, а к пятнадцатым суткам он уменьшился почти в 2,5 раза.

Эксперимент № 4 проведен на опытном хранилище сжиженного газа, включающем емкость вертикально-цилиндрического типа диаметром 1,2 м и глубиной 4 м. Геологические условия, храни­ мый продукт и технологическая схема хранилища были такими же, как в эксперименте № 3.

Полученные количественные показатели промерзания грунта и удельных теплопотоков из массива в емкость хорошо согласуются с данными эксперимента № 3. В обоих случаях на десятые сутки эксплуатации хранилищ получен ледогрунтовый слой толщиной 0,8 м, а удельный теплопоток — около 30 ккал/м2-ч. Изменение скорости перемещения границы замороженного грунта свидетель­ ствует о более быстрой стабилизации теплофизических процес­ сов вокруг сферической емкости. Например, скорость перемеще­ ния границы замороженной зоны на десятые сутки вокруг сфе­

рической

емкости составила 0,1, а вокруг цилиндрической —

0,2

см/сек,

в то время как к концу первых суток — соответственно

0,6

и 0,4

см/ч.

Сравнение результатов экспериментов на опытных хранили­ щах с результатами, полученными методом гидроаналогий, пока­ зало идентичность качественных характеристик теплофизических процессов, происходящих в грунте вокруг емкости.

Завершая рассмотрение вопросов проектирования и строитель­ ства ледогрунтовых изотермических хранилищ, следует указать на большую перспективность данного метода вследствие безус­ ловной доступности его внедрения практически в любом районе Советского Союза, где сосредоточено производство или потреб­ ление большого количества сжиженных углеводородных газов.


Г л а в а III . ПОДЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА НЕФТЕПРОДУКТОВ

ВОТЛОЖЕНИЯХ КАМЕННОЙ СОЛИ

§1. Общие сведения

Подземная емкость для хранения жидких углеводородов в тол­ ще соляного пласта или купола представляет собой полость, об­ разованную в результате выщелачивания (растворения) камен­ ной соли через буровую скважину. Схема подземной камеры по­ казана на рис. 40.

Главные причины особого интереса к внедрению подземного хранения нефтепродуктов в соляных формациях следующие: ши­ рокое распространение на территории СССР месторождений ка­ менной соли, в том числе малопригодных для промышленной добычи; индустриальное^ и экономичность технологии сооруже­ ния подземных емкостей размывом через буровые скважины.

Каменная соль при повышенном давлении или температуре переходит из хрупкого в пластичное состояние. Такое явление наблюдается уже при давлении 150—200 кг/см2. Пластичность соли проявляется особенно рельефно при смачивании или погру­ жении в воду. В горячей воде кристалл соли может быть изогнут пальцами. При смачивании водой капиллярные трещины в кри­ сталлах закупориваются, при этом значительно повышается пре­ дел прочности на растяжение. Даже при небольшом внешнем давлении каменная соль способна течь в течение длительного промежутка времени. Из-за высокой пластичности каменная соль не сохраняет трещин и на больших глубинах ее пористость и про­ ницаемость практически равны нулю.

Указанные свойства каменной соли подтверждают ее высокие качества и возможность применения в качестве строительного материала и среды для создания подземных емкостей-хранилищ.

Сохранение товарных качеств моторных топлив и сжиженных углеводородных газов при их длительном контакте с хлорнатриевыми солями является главным показателем для оценки перспек­ тивности распространения подземных хранилищ в соляных фор­

мациях.

 

 

 

Начиная

с 1959 г. во ВНИИСТе,

а затем во

ВНИИпромгазе

в лабораторных условиях, а затем

и полупромышленных были

проведены

экспериментальные исследования

воздействия от­

дельных факторов и их совокупности на хранение нефти, нефте­ продуктов, сжиженных углеводородных газов и природного газа в прямом контакте с горными породами.

7*

99