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: 121

Скачиваний: 1

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

симости от конструкции скважины и заданной производитель­ ности. В качестве примера для расчетов данных графиков при­ нята пропан-бутановая смесь в составе: С 3 Н 8 — 50% и С4Н10 — 50%.

При малых диаметрах скважин расход мощности на преодоле­ ние сопротивления системы резко возрастает, что приводит к уве­ личению капитальных затрат на строительство наземной насос-

Рис. 67. Графики удельных затрат мощности насос­ ных (на 100 м глубины заложения емкости) при под­ земном хранении сжиженных газов в соляных форма­ циях:

а — односкважинный вариант; б — двухскважинный вариант.

ной и соответственно эксплуатационных расходов (речь идет только о нефтепродуктовой насосной, так как вследствие гидро­ статического подпора, определяемого разницей удельных весов сжиженного газа и рассола, последний поступает в скважину без принудительной подачи). Увеличение диаметра скважины влечет повышение стоимости бурения и труб. По-видимому, каждой глубине заложения емкости и заданной производительности на­ сосных установок должно соответствовать определенное опти­ мальное соотношение между конструктивными размерами сква­ жины и мощностью насосных агрегатов, определяемое миниму­ мом затрат на строительство и эксплуатацию подземного храни­ лища.

Автором получено аналитическое решение в следующем виде

 

D g - K = - З і - ( 1 , 9 3 5 +

0,73-10е v ) Q 8 ,

(78)

 

ъ

 

 

где

Д, — оптимальный диаметр наружной колонны, м\

 

Фі и ф2 — коэффициенты, определяемые по формулам

 

 

?! = 1 9 , 8 ^ 8 ! +

С,а , + - ^ ;

 

а = |^а2

Lj(58,5 + c 2 ) ; '

(79)


І — коэффициент нагрузки насосной на протяжении года

 

 

(отношение предполагаемого

годового числа

 

часов

 

 

работы насосов к общему числу часов в году);

 

т

установленный срок окупаемости

сооружений;

 

С] — удельные капиталовложения

в строительство

насос­

 

 

но-силового блока со всем

комплексом

вспомога­

 

 

тельного оборудования и строительной частью, от­

С2

 

несенные к 1 кет установленной

мощности, руб/квт;

— стоимость бурения и оборудования

скважины, отне­

 

 

сенная к ее диаметру и глубине,

руб/м2;

 

 

 

аі — удельные зксплуиатационные расходы на 1 кет уста- .

 

 

новленной

мощности

в год, руб/квт

-год;

 

 

 

аг — отчисления на амортизацию и текущий ремонт в до­

 

 

лях от единицы;

 

 

 

 

 

 

м2/сек;

v — кинематическая вязкость сжиженного газа,

Q — производительность

подачи

сжиженного

газа

или

Пример:

 

вытеснения рассола,

м3/сек.

 

 

 

 

 

 

 

Найти оптимальные

конструктивные

размеры

 

сква­

жины подземного хранилища сжиженного углеводородного

газа

в соляном

пласте. Вязкость хранимого газа v = 0,29-10- < i

м2/сек;

заданная производительность подачи продукта в хранилище Q =

 

 

180

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 180 мг/ч=

— =0,05 м3/сек.

Ориентировочные значения ко-

 

 

ооОО

 

 

 

руб/квт-год;

 

 

 

эффициентов:

g = 0,07;

т = 5 лет;

ai = 30

а2

= 0,05;

d = 6 5 руб/квт;

С 2 = 4 0 0

руб/м2.

 

 

 

 

 

 

 

 

Определяем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<Р, =

19,8 0,07-30 +

65-0,05 +

 

=

360;

 

 

 

 

 

<р, = т , 0 5 + ~ \ (58,5 + 400) =

107,3.

 

 

 

Подставляя полученные величины в формулу

(78),

получим

£ = 0,318 ж.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбираем трубу диаметром 325X10 ( D c p =31 5 мм).

Средний диаметр рассольной колонны 0,68X315=214 мм. Принимаемый типоразмер диаметра 219X6 мм.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ РАССОЛОХРАНИЛИЩА

Эксплуатационные рассолохранилища входят в состав соору­ жений наземного комплекса подземных хранилищ в отложениях каменной соли и предназначаются для хранения запасов рассола в процессе эксплуатации подземных хранилищ.

Эксплуатационное рассолохранилище представляет собой есте­ ственную или искусственно созданную выемку в грунте, покры­ тую противофильтрационными экранами, предотвращающими утечку хлор-натриевых рассолов в подстилающие породы.

Чаша рассолохранилищ может быть:


а) заглубленной в виде выемки в грунте; б) полузаглубленной в полувыемке, полунасыпи;

в) поверхностной, образуемой с помощью дамб и плотин.

При сооружении рассолохранилищ могут быть приняты сле­ дующие типы противофильтрационных экранов:

бетонные (из безусадочных полимерцементных бетонов, пневмополимербетонные, стеклополимербетонные);

асфальтовые; из укрепленных грунтов (методами осолонцевания, коагуля-

ционного кольматажа, органическими и минеральными вяжу­ щими);

из уплотненных грунтов; пленочные (из стабилизированной полиэтиленовой пленки);

из материалов, созданных на основе синтетических каучуков. Основными задачами при проектировании рассолохранилища

являются:

выбор типа и места размещения; определение наивыгоднейших размеров, объема и формы;

обоснование глубины и вертикальных отметок рассолохрани­ лища;

выбор противофильтрационных покрытий — экранов; способы производства и механизация работ.

Выбор типа рассолохранилища зависит от рельефа местности, геологических и гидрогеологических условий, а также от способа производства работ и наличия строительных материалов для отсыпки дамб.

Глубину и вертикальные отметки рассолохранилища опреде­ ляют с учетом глубины промерзания, мертвого объема и гидро­ технических условий эксплуатации открытых бассейнов. Для ограждения рассолохранилищ устраивают, как правило, земля­ ные дамбы. Лучшими для этой цели, как и для создания ложа рассолохранилища, являются связные породы: глины и суглин­ ки — тяжелые, средние и, в отдельных случаях, легкие.

Ограждающие дамбы должны отвечать повышенным требова­ ниям в отношении фильтрации в связи с агрессивным воздей­ ствием концентрированного рассола.

Коэффициент фильтрации ложа и ограждающих дамб не дол­ жен превышать величины Кф=10~ 6 см/сек.

Защиту рассолохранилища от притока поверхностных вод обычно осуществляют путем устройства нагорных канав. При больших скоростях течения воды, способствующих размыву сте­ нок и дна канав, необходимо предусматривать их крепление.

Допустимые

значения скоростей воды, м/сек, в канавах

в зави­

симости от грунтов и типов крепи

 

Песок:

 

 

мелкий

 

0,35

средней

крупности

0,50

крупный

 

0,75


Суглинок:

 

0,40

легкий

средний

0,60

тяжелый

0,80

Глина плотная

1,20

Мощение

камнем

1,30

Облицовка

бетонная

5,00

При выборе типа противофильтрационных покрытий необхо­ димо учитывать следующие факторы:

наличие и состав местных материалов и грунтов; их фильтрационную способность;

водостойкость, морозоустойчивость и механическую прочность

материалов;

 

 

 

 

 

 

технологию подготовки

материалов;

 

 

технологию изготовления

(создания) покрытий;

 

технико-экономические показатели принятой

конструкции по-

крытия.

 

 

 

 

 

 

Рекомендуемая

плотность

грунтов,

т/м3, при создании

противо­

фильтрационных

экранов

 

 

 

 

Суглинок:

 

 

 

Глина:

 

 

легкий

. .

1,90

 

легкая .

.

1,83—1,85

средний

. .

1,88—1,90

средняя .

.

1,81

тяжелый

. .

1,85—1,87

тяжелая

.

1,70

Оптимальная влажность,

необходимая для уплотнения грун­

тов экранов, соответствует

границе влажности

при раскатыва­

нии в шнур 2-;-5%. При создании экранов из глин и суглинков их

укладывают

слоями

10—15 см

и уплотняют нагрузкой 10—

30 кГ/см2

с помощью вибратора. Полная толщина такого экрана

должна быть не менее 0,2—0,5 м. При коэффициенте

фильтрации

более 5 - Ю -

6 см/сек

в грунтовые

смеси

следует вводить добавки

извести,

молотого кирпича или

нефти.

Наилучшие

результаты

при известковании дают суглинистые грунты.

Для создания противофильтрационных экранов из местных супесчаных и суглинистых грунтов добавляются сырые нефти в количестве 5—10 весовых частей. Влажность грунта при этом должна быть равной 14—18%. Толщину слоя такого экрана при­ нимают равной 0,3—0,4 м.

При строительстве грунтоцементных экранов в целях нор­

мального гидролиза цемента

и максимального уплотнения смесь

должна иметь оптимальную

влажность.

 

Значения

оптимальной

влажности грунтов, применяемых

при со­

здании

грунтоцементных

экранов

 

Грунты:

 

 

 

крупнопесчанистые

 

 

7—12

мелкосупесчанистые . .

9—15

суглинистые и пылеватые

14—20

тяжелосуглинистые,

глинистые и черноземные

Более 18