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

Какие же способы интенсификации процессов сооружения под­ земных нефтегазохранилищ в отложениях каменной соли могут оказаться эффективными?

Как уже указывалось, интенсификация процесса формирова­ ния подземной камеры в соляной толще может быть достигнута активным воздействием на диффузионный слой с целью повы­ шения скорости растворения. Такой принцип ускорения строи­ тельства применим на всем протяжении процесса размыва, од­ нако наиболее эффективным он является в первой фазе формо­ образования подземной емкости, т. е. когда концентрация извле­ каемого рассола находится еще на недостаточном уровне.

Экспериментальные работы проводились нами по следующим основным направлениям:

интенсификация размыва с помощью воздействия на процесс упругими колебаниями звукового диапазона частот. (Предвари­ тельно было установлено, что именно этот диапазон частот яв­ ляется эффективным);

турбулизация растворителя с помощью раскручивания входя­ щего потока воды;

применение магнитной обработки воды.

Изучение характера воздействия на процесс растворения упру­ гих колебаний звукового диапазона частот позволило экспери­ ментально подтвердить эффективность этого метода. Установ­ лено, что степень интенсификации процесса растворения прак­

На рис. 85 приведена конструктивная схема гидросирены, обе­ спечивающей получение нужных параметров звукового поля в натурных условиях размыва подземной емкости. В качестве го­ товой конструкции для модернизации использовано стандартное турбодолото КТД-91, гидравлический двигатель которого исполь­ зован без изменений.

Однако энергия вращения вала используется здесь не для при­ ведения в действие бурового инструмента, а для получения пуль-

Учитывая широкое распространение перемешивания в ряде технологических процессов для интенсификации процессов рас­ творения, на основании имеющихся теоретических предпосылок и предварительных расчетов разработано гидравлическое переме­ шивающее устройство для применения в натурных условиях.

С помощью указанного перемешивающего устройства внутри зоны растворения создается турбулентное движение жидкости в результате вихревого движения струи на выходе в зону раство­ рения. Конструктивное решение перемешивающего устройства следующее (рис. 86). По наружной образующей рассолоподъем-

. Рассоп -Вода

ной колонны 3 в зоне башмака колонны для подачи растворителя наваривается шнекообразная насадка 5, образующая винтовую полость.

Струя растворителя, движущаяся между колоннами 2 и 3, про­ ходит по винтовой полости насадки и приобретает вихреобразную форму на выходе в зону растворения. При обычном способе размыва, растворитель, поступая в скважину, как менее плотный по сравнению с раствором в емкости, поднимается вдоль системы колонн 2 и 3 в верхнюю часть емкости. Затем, омывая поверх­ ность активного контакта, по мере насыщения растворитель опускается вниз и выносится на поверхность по колонне 3. При применении шнекообразной насадки 5 вихревое движение жидко­ сти при общей тенденции потока вверх увлекает близлежащие слои и постепенно искусственно турбулизирует всю массу жидкого реагента, обтекающего поверхность растворения.

Усиленная вынужденная конвекция жидкости приводит к уменьшению толщины диффузионного слоя, к срыву его и резко

активизирует процесс растворения. Наиболее эффективным будет использование устройства в начальной стадии размыва при не­ больших объемах размываемой полости.

По мере удаления стенок камеры от водоподающей колонные эффект будет снижаться в связи с уменьшением «даль­ ности» затопленной струи.

Чрезвычайно заманчивой является пер­ спектива использования для интенсифи­ кации размыва подземных емкостей маг­ нитной обработки поступающей в сква­ жину воды.

Проведенные экспериментальные рабо­ ты подтвердили простоту и эффективность этого интенсифицирующего агента.

Было установлено, что относительная эффективность процесса растворения со­ ли водой, обработанной в магнитном по­ ле переменного тока, составляла всего 1,09, в то время как для постоянного то­ ка 1,28 (эффективность процесса раство­ рения в необработанной воде принята за единицу).

Кроме того, было определено, что по­ вышение расхода воды требует увеличе­ ния напряженности магнитного поля, удельная величина которой составляет примерно 1,2—1,8 тыс. эрстед)мин.

Наличие «эффекта памяти», т. е. свойства воды после намагни­ чивания долго сохранять повышенную эффективность растворе­ ния соли, в процессе экспериментов не подтвердилось.

Г л а в а IV. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТИПЫ ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ НЕФТЕПРОДУКТОВ

§ 1. Подземные емкости, сооружаемые методом внутренних взрывов

Конструктивные и технологические принципы подземных и

По ряду причин, несмотря на очевидную эффективность, ниже описываемые специальные типы хранилищ получили еще недо­ статочное распространение в мировой практике.

В 1960 г. группа специалистов (О. М. Иванцов, Н. А. Евстропов и др.) предложила способ сооружения подземных емкостей в пластичных глинах и суглинках внутренними взрывами. Сущ­ ность способа заключается в том, что на расчетную глубину бу­ рится скважина с заходом в пласт глины или суглинка с обсад­ кой ее трубами до верха будущей емкости. Затем в скважине взрывают прострелочные заряды; при этом образуются проме­ жуточные котлы для сосредотачивания основного заряда. В ре­ зультате полного камуфлетного взрыва основного заряда обра­ зуется полость сферической или сфероидальной формы с уплот­ ненными и упрочненными стенками. При камуфлетном взрыве пластичная среда сначала сжимается, а затем несколько дефор­ мируется с образованием подземной полости.

Полость образуется при взрыве в неограниченном массиве, т. е. ее формирование происходит вне связи с поверхностью.

Перед первой прострелкой скважину, а перед последующими прострелками и основным взрывом скважину и котел заливают водой или глинистым раствором до дневной поверхности. Гидро­ забойка повышает коэффициент полезного использования энер­ гии взрыва и защищает скважину от действия взрыва.

Опробование предложеннойтехнологии подтвердило возмож­ ность создания таким методом подземных камер.

Образование опытных емкостей взрывом осуществляли на площадках с различными геологическими условиями.

Обобщение экспериментальных данных по образованию этих емкостей в различных глинах и суглинках позволило сделать следующие выводы.

Наиболее благоприятны для создания подземных хранилищ взрывным способом пластичные глины и суглинки, так как они обладают необратимыми пластическими деформациями под действием больших давлений, возникающих при взрыве.

При большей глубине взрывания заряда значение функции будет увеличиваться.

Значение функции f(q, п) зависит не только от физико-механи­ ческих свойств рабочей толщи глин или суглинков, но и от ха­ рактера их геологического разряда.

Вес заряда внутреннего взрыва при сложном слоистом геоло­ гическом разрезе определяется по формуле

В случае, когда в верхней части геологического разреза нахо­ дятся несвязные или малосвязные породы, суммарная величина функции ft (q, п) может быть принята равной 0,01.

Эти данные получены при взрывании зарядов из некондицион­ ных пироксилиновых порохов.

При применении других ВВ в формулу (91) необходимо вво­ дить коэффициент эквивалентности пироксилиновым порохам по работоспособности.

Объем емкости V, получаемой после взрыва, зависит от веса заряда внутреннего взрыва и показателя простреливаемое™ П п р , который для глинистых пород колеблется в очень широких пре­ делах — от 100 до 1400 дм3/кг.

В дополнение к зависимостям, полученным при взрывании ка-

где 2 Qi —суммарный вес прострелочных и основного зарядов ВВ, кг.

Зная вес зарядов ВВ и замеряя фактические объемы получен­

Для условий взрывания зарядов, о которых было сказано выше, поправочный коэффициент /(=0,8, т. е. полученный объем оказался на 20% менее расчетного.

Величина прострелочного заряда определяется по формуле

ряда, кг;