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

Перед началом строительства в зоне будущего хранилища было пробурено 20 скважин на глубину 61 м, из которых были взяты пробы грунта.

Уровень грунтовых вод оказался очень высоким, всего на 90 см ниже поверхности земли. Исследование проб грунта, образую­ щего стенки и днище резервуара, показало возможность его за-

Рис. 15. Схема подземного низкотемпературного хранилища сжиженного метана емкостью 21 тыс. т на о. Канви (Англия):

мораживания, кроме того, оказалось, что подошвенный (подсти­ лающий) слой из трещиноватых глин также требует заморажи­ вания. Размеры и прочность целика грунта, замораживаемого вокруг цилиндра будущей емкости, были рассчитаны на сопро­ тивление отпору грунта и гидростатическим нагрузкам, возни­ кающим во время выемки грунта в подземном резервуаре и при его заполнении.

Для замораживания стенок была использована система сква­ жин, размещенных по двум концентрическим окружностям диа­

1,40 м. Замораживающие колонны соединяли вместе по 4 шт. и подключали к кольцевой магистрали, по которой подавали ох­ лажденный рассол. Для соединения колонны использовали гиб­ кие шланги из алькотена (резины, изолированной асбестом).

Для замораживания днища до водоупора использовали сква­ жины, расположенные по концентрическим окружностям внутри контура будущей емкости (41 скважина). Их глубина составляла

После замораживания днища колонны извлекали из скважин для разработки грунта внутри контура емкости.

Для предупреждения оттаивания и крошения грунта у выступа по краю емкости в три ряда укладывали трубы малого диаметра, по которым циркулировал рассол.

Максимальная потребность в холоде в период замораживания определялась в 3 млн. ккал/ч. Для замораживания использова­ лась установка фирмы «Фараки» производительностью 1,1 млн. ккал/ч и 5 аммиачных компрессоров фирмы «Стерн». Охлаждаю­ щий рассол проходил через теплообменник аммиачной компрес­ сорной, где охлаждался до минус 29° С.

Позже была введена в эксплуатацию установка, которая по­ зволяла охлаждать рассол (раствор хлористого кальция), иду­

хлористого кальция, который при прохождении по кольцевому пространству внешней колонны с заглушённым концом отбирает тепло из грунта.

Замораживание стенок продолжалось и при выработке грунта, что обеспечивало их устойчивость в условиях внешнего теплопритока, особенно при теплой и влажной погоде. Кроме того,

стенки емкости были временно изолированы пластинами полиуре­ тана. После разработки грунта на сравнительно небольшую глу­ бину на котлован надвигали алюминиевую крышу, закрытую брезентом. Грунт из котлована извлекали через специальные от­ верстия в крыше (по 1,8 м2). Это позволяло защитить заморожен-

"і

2

rv \

J71

S \

J

Рис. 16. Схема холодильной установки с отбором холода регазификации метана и промежуточного пропанового цикла:

метан.

ные стенки от солнечных лучей и сократить циркуляцию воздуха. До надвижки крыши в качестве временной меры предохранения замороженного грунта от оттаивания разбрызгивали сжиженный азот на освещенные солнцем стенки.

Для наблюдения за процессом замораживания вокруг контура хранилища на различном расстоянии от него было размещено несколько наблюдательных скважин, оборудованных термомет­ рами сопротивления и термопарами. Регулирование охлажде­ ния в период эксплуатации резервуара выполняли 45 термопа­ рами, расположенными под кровлей на днище и на стенках ем­ кости.

Через два дня после надвижки крыши при внешней темпера­ туре воздуха 21° С температура внутри котлована практически снизилась до 0° С.

Верхние слои глины с высоким содержанием влаги и лежащие над ними илистые грунты на глубину до 15 м разрабатывали двумя 15-тонными деррик-кранами фирмы «Хендерсон» с грей­ ферным ковшом объемом 1,5 м3. На глубине более 15 м грунт имел высокую прочность, его разрабатывали экскаватором «Кат-977» с рыхлителем мерзлого грунта. На этой глубине внутри

контура резервуара практически был заморожен весь массив, и для рыхления грунта проводили взрывные работы.

При строительстве второго резервуара для уменьшения осадки в период бетонирования были подведены трубопроводы подачи рассола для замораживания. После бетонирования кольцевой балки вспучивание измерялось в 11,4 см, а поперечная осадка в 3,8 см. Такая деформация оставалась постоянной и не оказы­ вала влияния на алюминиевую крышу. Несмотря на все меры по предотвращению неравномерного вспучивания и осадки грун­ та, вокруг эксплуатируемых резервуаров образовалась кольце­ вая трещина.

Балки каркаса крыши изгибали специальной гибочной маши­ ной по заданным радиусам. Элементы крыши укрепляли и соби­ рали в секции, затем каркас полностью монтировали на пло­ щадке рядом с котлованом. Каркас сваривали после окончания сборки и выверки. Проемы каркаса перекрывали листами алю­ миния толщиной 4,7 мм и размером 7,5X1.5 м, сваренными по­ парно в блоки. Листы алюминия сваривали в стык вольфрамо­ вым электродом в среде инертного газа на подкладке (для обе­ спечения герметичности) в три слоя. Все спаренные швы прове­ ряли рентгеновскими лучами. Для проверки качества сварных швов при заделке проемов применяли ультразвук.

Тепловая изоляция крыши представляла собой слой пластика толщиной 13,8 см, поддерживаемый алюминиевой мелкоячеистой сеткой, прикрепленной к нижней части каркаса крыши.

24 раскрепляющих троса.

Резервуар оборудован съемной струйной насадкой, помещен­ ной в центре кровли, разбрызгивающей для охлаждения до 6 т/ч сжиженного метана.

От бетонного кольца над краем кровли выступают железобе­ тонные консоли, поддерживающие наливную трубу, трубу отвода испарившегося газа и две трубы отбора сжиженного газа с по­ гружными насосами на конце. В нижней части каждой насосной трубы имеется клапан, который поддерживается открытым ве­ сом погружного насоса (насосы типа «Картер» производитель­ ностью 150 т/ч при давлении 8,4 ати).

Сжиженный газ по алюминиевому трубопроводу диаметром 152 мм подается к четырем бустерным насосам производитель­

гося газа в специальных горелках, и температура водяной ванны поддерживается на уровне 54° С. Сжиженный метан нагревается