Файл: Рачевский, Б. С. Транспорт и хранение углеводородных сжиженных газов.pdf

съема соли по высоте размываемой камеры. При необходимости коли­ чество воды, подаваемой на каждый интервал, можно регулировать

изменением расстояния между насадками или изменением их диа­ метров .

В простейшем случае для размыва емкости проектной формы оси отверстий насадок располагают горизонтально. При этом траектория каждой струи под действием силы тяжести очертит и, следовательно, размоет часть камеры (вверху) в виде свода. Радиус действия струн воды и радиус емкости согласуют по проекту. Эти величины должны быть близки по своему значению. Нижние насадки будут иметь боль­ ший радиус действия и вместе со стекающим рассолом размоют боль­ ший радиус емкости, что соответствует требованиям к ее форме.

Когда радиус действия струй воды окажется больше требующе­ гося радиуса емкости, верхние насадки располагают с уклоном вниз: конус будет плавно переходить в параболический свод. Остальные насадки могут быть расположены с постепенным переходом напра­ влений вылета струй к горизонтальному положению и даже к опре­ деленному углу возвышения.

Схема формообразования подземной емкости в соляных пластах показана на рис. 81. Струи воды из насадок 1, 2, 3 и 4 обеспечивают формирование верхней куполообразной части емкости; остальные насадки имеют различный угол наклона струй воды, причем их радиус действия выходит за пределы проектного контура емкости.

В одном из соляных куполов на территории СССР водоструйным способом были размыты две емкости (1 и 2).

Техническая характеристика размыва емкостей в соляном куполе

Водоструйный способ обеспечивает получение рассола высокой концентрации даже в условиях небольших объемов камер и при огра­ ниченной поверхности растворения. В аналогичных условиях при циркуляционном выщелачивании концентрация рассола была бы в несколько раз меньше.

При отборе рассола погружным насосом его характеристика лимитирует производительность размыва. При безнасосном способе отбора с помощью сжатого воздуха такого ограничения нет и про­ изводительность размыва может быть принята в тех же пределах,

167

что ii для циркуляционного выщелачивания емкостей. В этом слу­ чае водяные струи также работают в среде сжатого воздуха и их параметры при прочих равных условиях будут несколько иными, чем при атмосферном давлении.

Струйным методом можно размыть камеры ограниченного диа­ метра 15—20 м на глубине 300—500 м. Все процессы размыва этим способом можно автоматизировать и программировать.

Выбор метода размыва имеет большое значение для успешного строительства подземных емкостей в отложениях каменной соли, однако выгодность применения того или другого способа зависит от целого ряда факторов. Определяющими в выборе способа размыва подземной емкости являются проектная емкость камеры, плани­ руемый срок строительства, мощность и глубина залегания каменной соли, характер потолочины, прочность и анизотропия каменной соли, степень загрязнения соли и наличие пропластков и др.

Эксплуатация подземных хранилищ в отложениях каменной соли

Подземные хранилища в отложениях каменной соли состоят из наземного технологического комплекса и подземной части, вклю­ чающей собственно резервуары хранилища. В зависимости от спо­ соба эксплуатации, закачки и отбора продукта из подземных резер­ вуаров хранилища можно разделить на два вида: с рассольной схе­ мой эксплуатации и с безрассольной схемой эксплуатации. В первом случае применяется метод эксплуатации, основанный на вытеснении хранящегося продукта из подземного резервуара на поверхность закачиваемым в него насыщенным рассолом. Во втором случае вытес­ нение хранящегося продукта из подземного резервуара произво­ дится газообразными агентами.

При рассольной схеме эксплуатации подземный резервуар всегда заполнен продуктом, или рассолом, или продуктом с рассолом. Сжи­ женный газ закачивается в подземный резервуар по межтрубному пространству между обсадными трубами и рассольной колонной и хранится в непосредственном контакте с насыщенным рассолом на рассольной подушке.

Для закачки сжиженного газа в подземный резервуар необходимо иметь насосы, давление которых определяется глубиной заложения резервуара. Так, для закачки сжиженного газа в резервуар на глу­ бину 500 м напор насосов должен быть 35—40 кгс/см2, на глубину

по центральной колонне, а сжиженный газ транспортируется по затрубному пространству. Так как насыщенный рассол и сжиженный газ имеют различную плотность (1,2 и 0,55 т/м3), то рассол, подан­ ный даже без избыточного давления к скважине, не только выдавли­ вает продукт из нее, но и создает избыточное давление для транспор­ тирования продукта по поверхностным трубопроводам.

168

Во время эксплуатации подземных резервуаров часто увели­ чивают их объем путем подрастворения степок при выдавливании продукта ненасыщенным рассолом или водой. На рис. 82 приведена принципиальная технологическая схема эксплуатации подземного газохранилища по рассольному методу.

Насосы 4 предназначены для слива сжиженных газов из железно­ дорожных цистерн, а буферная емкость 3 устанавливается в том слу­ чае, когда для закачки сжиженного газа в подземный резервуар необходимы насосы очень большой производительности, что требует значительного расхода мощности при малом коэффициенте исполь­ зования насосов. При такой схеме эксплуатации продукт из железно­ дорожных цистерн насосами 4 закачивается первоначально в назем­ ный буферный резервуар 3, рассчитанный па емкость прибывшего

7

Рис, 82, Технологическая схема эксплуатации подзем­ ного газохранилища:

1 — рассольная насосная; 2 — продуктовая насосная станция высокого давления; з — буферный резервуар; 4 — продуктовая

На рис. 83 даны графики приведенных затрат по технологическим схемам с буферными резервуарами и без них [18]. Приведенные гра­ фики позволяют выбрать область эффективного применения техноло­ гических схем с буферными резервуарами в зависимости от парамет­ ров слива и глубин заложения подземных емкостей. Так, при посту­ плении сжиженного газа производительностью 200 м3/ч и глубинах залегания подземного резервуара более 380 м целесообразно приме­ нение технологической схемы с буферными резервуарами. Из рис. 83 также следует, что при снижении производительности слива про­ дукта из буферного резервуара в подземный резервуар уменьшаются

169

агент закачивается под давлением по обсадной колонне технологиче­ ской скважины в подземный резервуар и вытесняет сжиженный газ по центральной колонне труб на поверхность. Непосредственный контакт газообразного агента и сжиженного углеводородного газа

вподземном резервуаре при повышенном давлении и температуре сопровождается определенными физико-химическими процессами, поэтому для эксплуатации приемлемы лишь такие газообразные агенты, которые в этих условиях не конденсируются, мало растворя­ ются в сжиженных газах и не вступают с ними в химическое взаимо­ действие. Этим требованиям удовлетворяет, в частности, азот, входя­ щий в состав выхлопных газов.

Вкачестве газообразного агента может применяться природный газ. Подачей природного газа в подземный резервуар из магистраль­ ного газопровода можно обеспечить практически любые необходи­ мые скорости отбора сжиженного газа, а имеющееся в газопроводе большое избыточное давление во многих случаях позволяет обойтись даже без сооружения на подземных хранилищах специальных дожим­ ных компрессорных установок. Однако применение природного газа

вкачестве газообразного агента требует специальных исследований. Необходимо знание таких важных показателей, как глубина проник­ новения природного газа в сжиженные углеводородные газы за время их вытеснения и степень изменения товарных свойств храни­ мого продукта и газообразного агента.

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЕ ХРАНЕНИЕ СЖИЖЕННЫХ ГАЗОВ

ВНАЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРАХ

Впоследнее время в связи с увеличением роста потребления сжиженных углеводородных газов появились различные способы хранения этих продуктов в наземных резервуарах, так как в ряде случаев возможность создания подземных емкостей, несмотря на их благоприятные технико-экономические показатели, ограничивается из-за неподходящих геологических структур в месте строительства хранилищ.

Разработаны экономичные способы хранения сжиженных газов в наземных резервуарах больших объемов. Наиболее распростра­ ненный способ хранения сжиженных газов в цилиндрических и сфе­ рических резервуарах под высоким давлением стал вытесняться новым более эффективным способом хранения под давлением, близ­ ким к атмосферному, и при низкой отрицательной температуре. Применение этого способа достигается путем искусственного сниже­ ния упругости паров хранимого сжиженного газа, что, в свою оче­ редь, приводит к его охлаждению или, наоборот, сжиженный газ искусственно охлаждается, что приводит к снижению упругости его паров. При температуре —42° G сжиженный пропан можно хранить уже не при повышенном давлении, а при атмосферном, в результате чего уменьшается расчетное давление при определении толщины сте­ нок резервуаров. Достаточно, чтобы стенки выдерживали только

171