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
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 , + - ^ ; |
|
<ра = |^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 |