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

Время схватывания эмульсии и цемента составляло от 8 мин до 1 ч. Через 33 дня после начала работ по тампонажу 95% всех трещин было затампонировано. Всего для заделки трещин и за­ крытия водопритока было пробурено около 600 шпуров, в каж­

Надежность тампонажа была гарантирована предшествовав­

давлением 40 ат и насыщенный соляный раствор. В результате применения вышеуказанной эмульсии стволы шахт удалось пол­ ностью осушить и прекратить выход газа.

Так как бетон и цементные растворы, которые в исключитель­ ных случаях приходится применять при проходке горных выра­ боток для крепи, не являются непроницаемыми для сжиженных газов, для придания им непроницаемости производятся опыты по покрытию поверхности бетона специальными составами, изго­ товленными чаще всего на базе тиокол-латекса:

В результате исследовательских работ было найдено надежное покрытие, которое в настоящее время используется для прида­

ликон теплостоек, выдерживает температуру выше 200° и практи­ чески не растворяется в сжиженных газах. Выработки хранилищ, сооружаемые шахтным способом, облицовывают штукатурным раствором и затем покрывают силиконом.

Покрытия из-силикона должны соответствовать ряду требо­ ваний: быть газо-, бензо-, водонепроницаемыми, не растворяться в воде и нефтепродуктах и не влиять на их кондицию. Кроме этого, покрытия должны хорошо прилипать к влажным поверх­ ностям бетона и не быть токсичными.

Вопросами придания пористым породам газонепроницаемости с помощью специальных покрытий занимаются не только амери­ канские специалисты, но и специалисты других стран. Так, фран­ цузские специалисты считают, что сжиженный пропан . можно хранить в пройденных в песчанике выработках, стенки которых покрыты специальным составом, приготовленным на основе ла- текс-неопрена.

Зависимость абсолютных значений упругости паров пропанбутановых смесей от температуры показана на рис. 9.

Очевидно, что для сокращения расхода стали на резервуары СУГ целесообразно хранить при минимальных избыточных дав­ лениях, для достижения которых необходимо снизить темпера­ туру хранимого продукта и искусственно поддерживать ее с по-

мощью предельного сокращения притока тепла из внешней среды. В этом случае можно использовать стандартные сравни­ тельно тонкостенные резервуары, используемые для хранения стабильных нефтепродуктов: бензина, дизтоплива.

Такое техническое решение является первым шагом по пути уменьшения металлоемкости хранилищ для СУГ, однако необхо­ димо иметь в виду следующие специфические свойства сжижен­ ных углеводородных газов:

повышенную взрыво- и пожароопасность СУГ, определяемую их интенсивной испаряемостью при утечках. Большой удельный вес паров (больше, чем у воздуха) способствует их скоплению в пониженных местах и образованию горючих смесей даже при отрицательных температурах наружного воздуха;

весьма высокие значения коэффициентов объемного расшире­ ния СУГ, что заставляет предусматривать в наземных стальных

резервуарах резервные незаполняемые объемы на случай повы­ шения температуры.

Более современным инженерным решением по созданию эко­ номичных хранилищ для СУГ является их заглубление и приме­ нение неметаллических ограждений.

Выше были подробно изложены основы проектирования и тех­ нология сооружения подземных хранилищ для нефтепродуктов

иСУГ шахтного типа.

Врайонах, где отсутствуют соляные формации либо другие непроницаемые горные породы, для хранения сжиженных угле­ водородных газов и искусственно сниженной упругостью паров можно применить такой неприхотливый строительный материал, как замороженный грунт, причем особенно хорошие результаты этот способ дает в наименее пригодных для строительных целей неустойчивых структурах, представленных пылеватыми песками, гравием, илом. Замораживание грунтов вполне применимо при сооружении подземных камер в карстовых породах: известняках, ангидритах.

Основное преимущество способа искусственного заморажива­ ния грунтов для создания хранилищ сжиженных углеводородных газов состоит в том, что с помощью холода, вводимого в грунт, можно создать перемычки заданной глубины, размеров и проч­ ности, совершенно непроницаемые для хранимой среды.

Полное оттаивание ледогрунтового массива может произойти в 6—8 раз медленнее, нежели замораживание. Периодическое прекращение-работы замораживающей станции (например, из-за

Принцип изотермического хранения СУГ предопределяет по­ стоянство низкой температуры хранимой жидкости для поддер­ жания упругости ее паров в пределах, близких к атмосферному давлению. Таким образом, сохранность несущей способности и герметичности ледогрунтового ограждения хранилища гаранти­ руется наличием внутреннего генератора холода.

Искусственное снижение температуры и давления хранимого продукта обуславливает необходимость постоянной затраты не­ которого количества энергии. В технологической схеме такого хранилища в качестве обязательного элемента появляется цир­ куляционный холодильный цикл.

Термодинамические свойства углеводородных газов позволяют успешно использовать собственно хранимые среды в качестве хладоагентов.

Для хранения углеводородов в сжиженном состоянии при ат­ мосферном давлении необходимо поддерживать следующие тем­ пературы: для н.бутана — минус 0,5° С, изобутана — минус 12,2°, пропана — минус 42,1°, пропилена — минус 47,7°, этана — ми­ нус 89°, этилена — минус 104° и метана — минус 16Г.

§ 2. Некоторые сведения из опыта сооружения ледогрунтовых изотермических хранилищ СУГ

Идея создания грунтовых хранилищ для сжиженного метана принадлежит Н. С. Куперу (США). Предложенный им тип без­ опасного хранилища представлял собою сооружение довольно глубокой выработки с изоляцией стенок грунта паронепроницае­ мыми листовыми или рулонными материалами. Выработку вы­ полняли простейшими способами с сохранением угла естествен­ ного откоса грунта. В качестве кровли такой емкости было пред­ ложено применить коническую либо сфероидальную металличе­ скую крышку, плотно сопрягаемую с грунтом.

Хранилища такого типа экономически целесообразно соору­ жать только в особых случаях, характеризуемых специфическими конкретными условиями.

Фирмой «Филипс Петролеум» была предложена схема низко­ температурного хранилища, применимая в разнообразных грун­ товых условиях. Согласно этой схеме грунтовые воды заморажи­ ваются с помощью низкотемпературной жидкости, предназначен­ ной для хранения. В результате замерзания воды создается оболочка, не проницаемая для сжиженных газов. Дл я такого хранилища рекомендуется заглубление уровня сжиженных газов исходя из расчета не менее 5 см на каждые 100 мм вод. ст. упру­ гости паров при температуре хранения. Схема ледогрунтового изотермического хранилища показана на рис. 10.

На протяжении последнего десятилетия проблема создания ледогрунтового хранилища одновременно изучается в нескольких

равления от датчиков аппаратуры; 10 — лед.

странах. Согласно канадскому патенту № 851094 герметичность хранилища обеспечивается принудительным замораживанием грунтовых вод.

Крауфорд и Фланеджен производили исследования по искус­ ственному замораживанию стенок камер с помощью сжиженного