Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Подземные хранилища нефти и нефтепродуктов




Подземные хранилища нефти и нефтепродуктов сооружа­ют в различных естественных искусственных емкостях (гор­ных выработках). Подземное хранение основано на неизме­няемости химического состава нефти и нефтепродуктов при прямом контакте с горными породами и на возможности уравновешивания избыточного давления их паров давлением лежащих над емкостью горных пород. Подземные хранилища предназначаются главным образом для хранения больших запасов нефти и нефтепродуктов в целях обеспечения их максимального сезонного потребления. Хранилища этого типа наиболее экономичны и требуют значительно меньшей пло­щади застройки по сравнению с наземными резервуарными парками [35].

 
Рис. 6.10. Подземная емкость в пласте каменной соли, размываемая цирку­ляционным методом:
/ — пласт каменной соли; 2 — рассолоподъемная (рабочая) колонна труб; 3 — водоподающая (рабочая) колонна труб;
4 — оголовок скважины; 5 — цемен­тный камень; б — колонна обсадных труб; 7 — защитный экран; 8 — размываемая камера; 9 — проектный контур емкости

Выбор типа хранилища зависит от геологической характе­ристики пластов, географического месторасположения и ком­плекса эксплуатационных показателей, учитываемых при тех­нико-экономических расчетах.

Существует несколько типов подземных хранилищ нефте­продуктов в зависимости от схемы устройства и способа их сооружения. К основным типам относятся:

1) хранилища в отложениях каменной соли;

2) шахтные хранилища;

3) ледогрунтовые хранилища;

4) хранилища, создаваемые в естественных и искусствен­ных выработках;

5) хранилища, сооружаемые специальными методами.

Наибольшее распространение получили хранилища, со­здаваемые в отложениях каменной соли, так как в большин­стве случаев они являются наиболее экономичными, а мес­торождения каменной соли широко распространены на тер­ритории России.

Подземные хранилища в отложениях каменной соли со­оружают путем размыва (выщелачивания) полостей в толще соли через буровые скважины. Размыв каменной соли осуществляют двумя основными способами — циркуляционным и струйным. Циркуляционный метод представлен на рис. 6.10. Он заключается в том, что размыв производится путем закач­ки пресной воды по одной колонне труб с выдавливанием рассола по другой. С этой целью скважина оборудуется тре­мя колоннами труб. В водоподающую колонну труб поступа­ет вода, которая, растворяя каменную соль, превращается в рассол; последний вследствие повышенной плотности опуска­ется в нижнюю часть камеры. По мере поступления новых порций свежей воды давление в камере повышается и рассол вытесняется на поверхность по рассолоподъемной колонне труб. Отмытую до проектной размеров верхнюю часть под­земной камеры предохраняют от дальнейшего растворения путем снижения уровня нерастворителя, вводимого по обсад­ной колонне труб. Нерастворителем называют жидкость, ко­торая легче воды, или газ, не входящий в химические соеди­нения с каменной солью, рассолом и водой. В качестве нера­створителя обычно используются нефтепродукты, для хране­ния которых размывается емкость, или воздух.

Каменная соль легко растворяется в пресной воде. В 1 м3 воды при 20°С может раствориться до 385 кг соли. Для образования 1 м3 емкости требуется 6 — 7 м3 воды.

Рис. 6.11. Подземная емкость в пласте камен­ной соли, размываемая струйным методом: 1— ороситель с насад­ками; 2 — проектный контур емкости; 3 — по­гружной электронасос для откачки рассола

В процессе эксплуатации нефть или нефтепродукт отбира­ют замещением (выдавливанием) его рассолом, который по­дают по колонне для рассола вниз камеры под нефтепродук­том (или нефть) из специального рассолохранилища, а при заполнении, наоборот, замещают рассол нефтепродуктом (или нефтью). Объем рассолохранилищ принимают равным объе­му хранилища. Минимальную глубину залегания подземных емкостей определяют, исходя из геологических условий, фи­зических свойств нефти или нефтепродуктов (сжиженных газов), упругости их паров. Так, учитывая, что 0,1 МПа рабо­чего давления в емкости уравновешивается давлением толщи пород (над емкостью) мощностью не менее 6 м, заглубление хранилища для сжиженного бутана принимают не менее 40 — 60 м, а для сжиженного пропана — 80— 100 м.

Описанная выше схема размыва емкостей называется выщелачиванием по методу снизу вверх. Применяют также методы выщелачивания сверху вниз, т. е. когда размыв емкости начинают сверху, и комбинированный, когда раз­мыв осуществляют одновременно обоими методами, т.е. емкость формируют навстречу друг другу: нижнюю часть размывают в восходящем направлении, а верхнюю часть — в нисходящем.

 

Наиболее распространенный водоструйный метод размыва (рис. 6.11) заключается в том, что размыв производится стру­ями воды, разбрызгиваемыми при атмосферном или повы­шенном давлении в емкости специальным оросителем. При этом рассол откачивается из зумпфа размываемой камеры погружным насосом или выдавливается сжатым воздухом (или газом). Ороситель с насадками, размещаемый на водоподающей трубе, медленно вращается под напором воды, а также может перемещаться по высоте емкости.

В отдельных случаях применяют систему размывающих насадок по высоте водоподающей колонны труб. Струйный метод, обычно используемый при сооружении емкостей в твердых отложениях каменной соли на глубине не более 300 — 400 м, отличается высокой производительностью.

Определение глубины залегания и мощности соляного пла­ста, качества каменной соли, необходимых для выбора метода размыва, осуществляется геофизическими методами и разве­дочным бурением. Размеры емкости в процессе выщелачива­ния постоянно контролируются путем определения значений концентраций и количества выдавливаемого рассола. Готовые подземные камеры обмеряют методом ультразвуковой лока­ции с помощью гидролокатора, основанного на регистрации посылаемых импульсов от глубинного вибратора до стенок емкости и обратно. Зная время и скорость распространения звуковых волн в рассоле, определяют расстояние и за каждый оборот прочерчивают контур сечения на определенной глуби­не. Хранение нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов в подземных хранилищах происходит при постоянной темпера­туре и под давлением столба рассола в рассольной колонне, что обеспечивает их качественную сохранность.

Рис. 6.12. Схема эксплуатации подземного хранилища в соляном пласте: 1 — железобетонная эстакада; 2 — компрессор; 3 — насосы для перекач­ки нефтепродукта; 4 — установка для осушки газа; 5 — конденсатор; 6 — сборник конденсата; 7 — насосы для перекачки рассола; 8 — хранилище рассола; 9 — подземная емкость; / — трубопровод жидкой фазы; II — трубопровод паровой фазы; III — трубопровод для залива рассола; IV — задвижка, вентиль, кран

На рис. 6.12 показана схема эксплуатации подземного хра­нилища для сжиженного газа (или нефтепродукта) в соляном пласте. Из железнодорожных цистерн эстакады 1 сжижен­ный газ (пропан) перекачивается в хранилище 9 при помощи насосов 3, вытесняя из нее рассол в рассолохранилище 8, После слива жидкой фазы железнодорожные цистерны осво­бождаются от паров при помощи компрессора 2, подающего газ в конденсатор 5. В сборнике 6 газ сжимается до получе­ния конденсата. Из сборника сжиженный газ периодически откачивается в подземную емкость 9. Обратный процесс, т. е. выдача газа из хранилища, производится путем выдавливания его рассолом, забираемым при помощи насосов 7 из рассолохранилища 8. После насосов сжиженный газ подается в железнодорожные цистерны, а при необходимости предвари­тельно пропускается через установку осушки 4.

Рис. 6.13. Схемы подземных емкостей шахтного типа: а, б — емкости для одного и нескольких продуктов соответственно; 1 — ствол; 2 — емкость; 3 — непроницаемая горная порода; 4 — насосная камера; 5 — зумпф; б — нефтепродукт; 7 — герметичная перемычка; 8 — коллекторные выработки

Шахтные хранилища представляют собой систему горных выработок, связанных с поверхностью вертикальными ство­лами (рис. 6.13). Такие хранилища обычно сооружают в горных выработках, сложенных непроницаемыми и хими­чески нейтральными к хранимым нефтепродуктам (нефти), породами, которые не изменяют своей прочности в процес­се длительного контакта с ними. К таким породам, напри­мер, относятся гипс, доломит, известняк, ангидрит, каменная соль, мергели, глинистые сланцы, гранит и др. Подзем­ные хранилища сооружают в виде выработок камерного типа (штолен) сводчатой или прямоугольной формы и с устройством вскрывающих вертикальных стволов, сечение которых принимается с учетом размещения горнопроход­ческого оборудования на время строительных работ и тех­нологического — на период эксплуатации. Для герметиза­ции хранилищ во вскрывающих или подходных выработках возводятся специальные перемычки. Глубина заложения выработок-хранилищ определяется глубиной залегания плас­та непроницаемых пород. Оптимальная глубина заложения выработок-хранилищ составляет 20 — 40 м для нефти и неф­тепродуктов и 80— 100 м для сжиженного газа. Подземные газонефтехранилища объемом 100 000 — 300 000 м3 можно строить на глубине 200 — 300 м.

Кроме указанных типов хранилищ в соляных пластах ма­лой мощности толщиной 10 — 20 м сооружаются емкости галерейного типа, для чего наклонную скважину бурят па­раллельно простиранию пласта. Выщелачивание в этом слу­чае достигается нагнетанием воды вдоль пласта, причем ка­меры получают форму, вытянутую вдоль пласта. Известны также отдельные хранилища для нефти, созданные в соля­ных куполах под морским дном. Для хранения сжиженных газов в небольших количествах применяют подземные вер­тикальные хранилища, облицованные железобетонной обо­лочкой. Так как подземные хранилища нефти, нефтепродук­тов и газа — экономически выгодный и наиболее перспек­тивный вид хранения, они с каждым годом получают все большее применение.

Хранилища специального типа включают: ледогрунтовые хранилища; хранилища, создаваемые в естественных и искус­ственных выработках; хранилища, сооружаемые взрывными методами.

Ледогрунтовые хранилища сооружают в северных районах страны (в зоне распространения многолетнемерзлых пород), где требуется создавать большие запасы нефтепродуктов, до­ставляемых в летнее время. Такие хранилища устраивают в виде траншей в многолетнемерзлом грунте, которые имеют специально намороженное ледяное покрытие сводчатой фор­мы, покрытое сверху теплоизоляционным слоем (для поддер­жания в хранилище температуры не выше —3 °С). Дно и борта траншеи также облицовывают льдом. Лед на стенки хранилища наносят намораживанием ледяного слоя путем послойного нанесения воды на охлажденные поверхности или выкладыванием ледяных блоков. Необходимое оборудование для закачки и выкачки нефтепродуктов устанавливают в спе­циальном колодце. Температура закачиваемого нефтепродук­та должна быть не выше О °С, что в необходимых случаях обеспечивается специальной холодильной установкой.

Хранилища в выработках сооружают в естественных и искусственно создаваемых выемках в виде отработанных соляных шахт, копей, а также в виде различных выработок и карьеров. В этом случае достигается существенная эконо­мия за счет сведения к минимуму выполнение земляных и горных работ. Выработки используются путем установки в них резервуаров или специальной облицовкой их внутрен­ней поверхности. Выемки в отдельных случаях используют­ся для наполнения их водой с последующей установкой в них резервуаров подводного типа. Хранилища, сооружае­мые взрывным методом, весьма перспективны. Для образо­вания подземной полости на определенную глубину бурят скважину, в основание которой закладывается заряд. В ре­зультате камуфлетного взрыва образуется полость сферои­дальной формы с уплотненными стенками. Такие хранили­ща наиболее целесообразно создавать в пластах пластичес­кой глины и суглинков, которые обладают необратимыми пластическими деформациями под действием больших дав­лений, возникающих при взрыве.


ГЛАВА 7





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-24; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1439 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Если вы думаете, что на что-то способны, вы правы; если думаете, что у вас ничего не получится - вы тоже правы. © Генри Форд
==> читать все изречения...

2369 - | 2277 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.007 с.