Файл: Рачевский, Б. С. Транспорт и хранение углеводородных сжиженных газов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 88
Скачиваний: 0
Поело разбуривания цементной пробки и проходки скважины на проектную глубину испытания повторяются. По окончании бурения, испытания и промывки скважины рассолом производится монтаж и спуск рабочих колонн труб (одна в другой).
Ц и Р к у л я ц и о и н ы й м е т о д сооружения емкостей со стоит в подаче по одной рабочей колонне на забой скважины воды,
которая, размывая |
соляной |
|
|
|
|
||||||||
пласт, |
создает |
подземную |
ка |
|
|
|
|
||||||
меру и насыщается солью. |
рас |
|
|
|
|
||||||||
Насыщенный |
соляной |
|
|
|
|
||||||||
твор по другой колонне труб |
|
|
|
|
|||||||||
выдается на поверхность. Со |
|
|
|
|
|||||||||
здание подземной камеры задан |
|
|
|
|
|||||||||
ной |
конфигурации |
возможно |
|
|
|
|
|||||||
только |
путем |
управляемого |
|
|
|
|
|||||||
выщелачивания. Процесс вы |
|
|
|
|
|||||||||
щелачивания |
управляется |
при |
|
|
|
|
|||||||
помощи жидкого или газообраз |
|
|
|
|
|||||||||
ного нерастворителя, предо |
|
|
|
|
|||||||||
храняющего подземную полость |
|
|
|
|
|||||||||
от |
произвольного |
размыва. |
|
|
|
|
|||||||
Принципиальная |
схема |
соору |
|
|
|
|
|||||||
жения |
емкости |
показана |
на |
|
|
|
|
||||||
рис. |
68. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В качестве жидкого не |
|
|
|
|
|||||||||
растворителя |
|
обычно |
исполь |
|
|
|
|
||||||
зуют нефтепродукты или сжи |
Рис. 68. Принципиальная схема выще |
||||||||||||
женные |
углеводородные |
газы, |
лачивания подземной емкости цирку |
||||||||||
а в |
качестве |
|
газообразного — |
ляционным способом: |
|
||||||||
|
1 — труба для выдачи |
воды; г — труба для |
|||||||||||
воздух |
или |
азот. |
Нераствори- |
||||||||||
отвода соляного рассола; з — породы кровли; |
|||||||||||||
тель |
подают |
|
в |
межтрубное |
4 — заделка цементным |
раствором; 5 — обса |
|||||||
|
дная труба; |
в — наружная рабочая колонна; |
|||||||||||
пространство |
|
обсадной |
трубы |
7 — нерастворитель; 8 — внутренняя рабочая |
|||||||||
и внешней рабочей колонны. |
колонна; |
9 — границы |
последовательного |
||||||||||
развития |
подземной |
камеры; |
а — грунт |
||||||||||
Существует |
несколько |
тех |
кровли; б — соляной пласт; в — пресная вода; |
||||||||||
нологических |
|
схем выщелачи |
р — рассол; |
д — нерастворимые |
отложения |
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
вания |
подземных |
емкостей |
|
|
|
|
в соляных формациях, однако все усовершенствованные схемы характеризуются прямоточным или противоточным режимом. При прямоточном режиме вода подается по центральной трубе (рис. 69), а рассол выдавливается через затрубное пространство рабочих колонн.
При выщелачивании каменной соли противоточным |
методом |
вода подается по затрубному пространству рабочих колонн, |
а рассол |
отбирается по центральной рабочей колонне. Режим выщелачивания принимается в зависимости от формы и размеров емкости, коли чества нерастворимых включений и характера их распределения в массиве соли, а также от выбранной схемы выщелачивания. Основным режимом выщелачивания является противоточный [20].
153
Создание подземных резервуаров методами выщелачивания может производиться через одну или две скважины (одноили днухсква-
жинный вариант).
При односкважинном варианте создания емкостей (рис. 70) при нимается одна из следующих технологических схем выщелачивания: снизу вверх, сверху вниз и
Рис. 69. Схема выщелачивания ирямотоком В и противотоком А
независимом |
выщелачивании, |
а — ступенчатая подначка; б — Оесстуиснча- |
|||||
Так И ПрИ СОВМеСТНОМ, когда |
тая |
подкачка |
нерастворителя; 1 — обсадная |
||||
колонна труб; |
2 — внешняя рабочая колонна |
||||||
оттття |
гкияж иття |
ирттптттчЧлгртгя н |
труб; 3 — внутренняя рабочая колонна труб; |
||||
о д н а |
с к в а ж и н а |
и с п о л ь з у е ю я в |
t\ i i , i i i , |
I V |
— ступени в порядке вьпцела- |
||
качестве водоподающей, а |
дру- |
|
|
|
чпиания |
||
гая — рассолоподъемная. |
В по |
|
имеет |
одну рабочую колонну. |
|||
следнем случае |
каждая |
скважина |
Сбойка скважин при двухскважинном варианте осуществляется по средством гидроврубов или специальными методами бурения.
Схема выщелачивания емкостей выбирается путем сравнения вариантов с учетом следующих факторов: технической возможности применения схемы в конкретных горногеологических условиях;
154
планируемого срока строительства; формы и объема емкости; до пустимых размеров емкости по условию прочности; условий доставки нерастворителя на строительную площадку.
При схеме выщелачивания «снизу вверх» процесс образования емкости производится ступенями, величина которых (4—20 м) опре деляется объемом соли, извлекаемой при неизменном положении уровня нерастворителя.
Ступень выщелачивания зависит также от формы и размеров
емкости, наличия и характера распределения нерастворимых вклю чений в массиве соли.
При комбинированной схеме выщелачивания нижняя часть емкости образуется ступенями в направлении снизу вверх, а верх ней части — в направлении сверху вниз путем периодической закачки нерастворителя.
В первый период выщелачи вания по любой схеме в нижней части емкости создается гидровруб для сбора оседающих нерастворимътх включений и обеспечения фронта дальнейшего выщелачи вания емкости. Высота гидровруба зависит от мощности пласта ка
менной |
соли, |
количества нерас |
|
||
творимых включений и находится |
Рнс. 71. Схемы циркуляционного |
||||
в пределах от |
1 |
до 25 м. |
независимого (а) и совместного (б) |
||
Над |
устьями |
эксплуатацион |
выщелачивания подземных емкостей |
||
при двухскважинном варианте |
|||||
ных скважин |
сооружаются ого |
||||
|
ловки (рис. 72), конструкция которых обеспечивает при выщелачи вании емкости раздельную закачку в скважины воды и нераствори теля с одновременной выдачей рассола и возможностью переключения на различные режимы работы (прямоток — противоток), а при эксплуатации — закачку хранимого продукта с одновременной вы дачей рассола в рассолохранплшца и наоборот.
Перед началом выщелачивания по любой схеме межтрубное пространство обсадной и внешней рабочих колонн заполняется нерастворителем. Выщелачивание емкости начинается, как правило, с подачи воды в центральную рабочую колонну (прямоток). После 10—20 мин работы скважина переключается на проектный режим работы согласно выбранной схеме.
Для предотвращения закупорки центральной рабочей колонны труб нерастворимыми включениями перед каждой вынужденной остановкой выщелачивания в течение 30 мин скважина работает на прямотоке. Остановка выщелачивания, т. е. прекращение подачи воды в подземную камеру с последующим отбором рассола, увели чивает концентрацию рассола.
155
При выщелачивании емкостей рассчитывают объем соли, выданной из камеры на поверхность:
I с - Ус ’ |
(4.28) |
где Q — вес соли, выданной из камеры на поверхность; ус — объем ный вес соли.
Фактический объем камеры на любой момент выщелачивания
Q |
(4.29) |
|
Ус — 0,76'0 |
||
|
где Сп — среднесменная концентрация выходящего рассола; 0,7 — коэффициент, учитывающий разницу между С0 и средней концен трацией рассола в камере.
Потенциально достигаемый объем камеры
|
Г„ -- |
Q |
(4.30) |
|
Ус---С и |
||
где Сн — концентрация |
насы |
||
щенного |
рассола. |
камере |
|
При |
наличии в |
||
значительного |
объема |
нерас- |
творителя (схемы выщелачива ния «сверху вниз» и комбини рованная) фактический и по
тенциально |
достигаемый объем |
|
определяются по формулам |
||
Q - .V • 0,7С0 . |
|
|
VФг |
Ус- -0,7С0 |
(4.31) |
Vn- |
Q- -N C H |
(4.32) |
Ус — Сн |
||
|
|
Рис. 72. Схема оголовка скважины подземной емкости:
1 — краники для отбора проб; 2 — штуцеры для установки манометров; з — .трубопровод к мерному ящику; 4— трубопровод для подачи
нерастворителя; 5 — трубопровод для подачи воды; в — трубопровод для сброса рассола;
б — глубина сезонного промерзания грунта
где N — объем нерастворителя в камере.
Время размыва емкости
можно |
определить |
из следу |
ющего |
выражения |
[171 |
|
V (у — С„) |
|
|
т= — |
(4.33) |
CQв
где V — объем камеры; С — средняя концентрация рассола; QB — расход воды.
Представляет интерес опыт строительства подземных емкостей объемом 100 тыс. м3, приведенный в работе [301. Подземные емкости создавались в соляном штоке на глубине 550 м. Высота отдельных емкостей была принята с учетом строения соляного тела в интервале их заложения 115 и 160 м. Технологические скважины на период выщелачивания оборудовались двумя рабочими колоннами труб диаметром 146 и 219 мм. Затрубное пространство за обсадной колон ной (диаметром 325 мм) цементировалось на всю высоту.
156