Мұнай резервуарлары деп – “шикі” және тауарлы мұнайды есепке алу, жинау және аз уақыт ішінде сақтау үшін арналған әр түрлі өлшемдегі ыдыстарды айтады. Бір жерде шоғырланған резервуарлар тобын резервуарлар паркі деп атайды.
Тауарлы мұнай резервуарлар паркінің жалпы көлемі кез-келген кен орнының барлық өндіруші ұңғыларының екі тәуліктік жоспарлы өндірілген өніміне тең болуы керек.
Мұнай резервуарларын өртенбейтін материалдардан – металл немесе темір бетоннан – тұрғызады. Резервуарлар жер асты, жер үсті немесе жартылай көмілген болып келеді. Мұнайды жинау, сақтау және көлемін өлшеу үшін көпшілік жағдайларда болаттан жасалған цилиндрлік резервуарларды қолданады, ал бетоннан немесе темір бетоннан жасалған резсрвуарларды сирек қолданады. Кен орынның тауарлық парктерінде жазық немесс конустық жамылғысы бар, сыйымдылығы 1000-5000 м3 болатын резервуарлар түұрғызылады, резервуарлардың ортасына жамылғы қалқандары (щиттары) тірелетін орталық тірек орнатылады. Резервуарлардың конус тәріздес болып келген төбесі жиналған қардың салмағын, яғни сыртқы күштерді, ұстап қалады, ал резервуар ішінде вакуум пайда болған кезде оған карсы әсер етеді, және қалыңдығы 2,5 мм-ден аспайтын болат жапырақтардан (листтерден) жасалады. Тік болат резервуарлардың негізгі мәліметтері 9.1 кестеде келтірілген.
Тік цилиндрлі резервуарлар былай жіктеледі:
төменгі қысымдағы резервуарлар, оларды атмосфералық деп те атайды;
понтондары бар резервуарлар;
төбелері қалқымалы келген резервуарлар.
1 – кесте. Тік болат резервуарлардың негізгі мәліметтері
| Резервуарлар түрлері | Нақты көлемі, м3 | Ішкі белбеу диаметірі, м | Биіктігі, м | Металдың меншікті шығыны, кг/м3 |
| РВС-1000 РВС-2000 РВС-3000 РВС-5000 РВС-10000 | 12,330 15,180 18,980 22,790 34,200 | 8,845 11,805 11,825 11,845 11,920 | 23,8 20,1 18,9 18,7 19,8 |
Атмосфералық типті (яғни, төменгі қысымдағы) резервуарлардың газ кеңістігіндегі ішкі қысымы атмосфералық қысымға жақын, оларға төбесі конус тәріздес болып келген резервуарлар жатады.
Болаттан жасалған резервуарларды зауытта жасалған элементтер мен дайын рулондық дайындамаларды пайдалана отырып индустриялық құрастыру әдістерін қолданып пісіріп-жабыстыру (сваркілеу) арқылы тұрғызады. Резервуардың корпусы сұйықтың гидростатикалық қысымына шыдайтындай етіп есептелген цилиндрлі қап тәрізді болып келеді.
Резервуардың іргесі мен табаны құрылғаннан кейін зауыттан дайын түрде жасалып әкелінген резервуар түбі салынады. Содан соң резервуардың бірінші белбеуі пісіріліп-құрастырыла бастайды. Құрастыру жұмыстары жүргізілген кезде шеңбер ұзындығына және геометриялық пішініне тұрақты бақылау жасалып отырады. Резервуардың бірінші белбеуінің тік қосылған жерін ультрадыбыспен және гамма-сәулелерін түсіріп тексереді.
Болаттан жасалынған резервуарлардың жабдықтары
Шикі және тауарлық мұнайды қабылдап алу, сақтау және өткізу шараларын жүргізу үшін резервуарлар арнайы арматуралармен және жабдықтармен жабдықталады. Резервуарлардың жабдықтары мыналарды қамтамасыз етеді:
- резервуарлардың толуын және босауын;
- мұнай деңгейін өлшеуді;
- мұнай сынамасын алуды;
- резервуарлардың тазалануын және жөнделуін;
- мұнайдың тұнуын және тауарлы мұнайдың астындағы судың жойылуын;
- резервуардағы қысымды қауіпсіздік шегінде ұстап тұруды.
Жер үстінде орна-ласқан тік цилиндрлі резервуардағы жабдық-тардың орналасу сұлбасы 9.1суретте көрсетілген.
1. Сурет. Жер үстінде орналасқан тік цилиндрлі резервуардағы жабдықтардың орналасу сұлбасы
1 – жарық люгі 1,2- гидравликалык сактандырғыш клапаны, 3 – өрттен сақтандырғыш, 4 – тыныс алу клапаны, 5 – өлшегіш люк, 6 – деңгей көрсеткіші, 7 – кіру люгі, 8 – сифондық кран, 9 – дыбыстық жапқыш (хлопушка), 10 – қабылдау-өткізу қуұбыршасы, 11 – кері қосу кұрылғысы, 12 – дыбыстық жапқышты басқару, 13 – лебедка; 14 – көтерілмелі құбыр; 15 – көтерілмелі кұбырдың топсасы; 16 – роликті блок.
Резервуар төбесіне қабылдау-тарату құбыршасының үстіне жарық люгі 1 орнатылады. Төбесі ашық тұрған кезде ол арқылы резервуар ішіне жарық өтеді және тазалау немесе жөндеу жұмыстарын жүргізер алдында резервуарды желдетіп ауасын тазартады.
Гидравликалық сақтандырғыш клапан 2 тыныс алу клапаны жұмыс істемей қалған кезде резервуардың газ кеңістігіндегі артық қысымды немесе вакуумды шектеуге, сонымен қатар, тыныс алу клапанының қимасы жеткіліксіз болған кезде тез арада газ немесе ауаны шығаруға арналған. Сақтандырушы клапандар тыныс алу клапандарына қарағанда жоғары қысымға және вакуумға есептелген (артық қысым 588 Па және босату қысымы 392 Па). Сақтандырушы клапанға гидравликалық тығын (затвор) түзетін қатпайтын, буланбайтын тұтқырлығы аз сұйықтар құяды (глицерин, этиленгликол ерітіндісі және т.б)
Өрттен сақтандыргыш 3 резервуарда тыныс алу және гидравликалық сақтандыру клапандарымен бірге жинақталған түрде тұтас орнатылады, ол гидравликалық және тыныс алу клапандары арқылы резервуардың газ кеңістігіне жалынның кіріп кетпеуін қамтамасыз етеді.
Оның жұмыс істеу принципі мынадай: жалын өрттен сақтандырғышқа түсе отырып, қимасы кіші каналдар жүйесінен (кассеталардан) өтеді, нәтижесінде жалын күші жекелеген ұсақ ағындарға ыдырайды да өшіп қалады. Өрттік сақтандырғыштардың негізгі бөлшектері -түсті металдардан жасалған спиралді ленталы кассета.
Тыныс алу клапаны 4 резервуарды толтыру және босату кезінде, немесе сыртқы температураның өзгеруі нәтижесінде резервуар ішіндегі қысым шектен асқан кезде немесе вакуум туындаған кезде резервуардың газды кеңістігін автоматты түрде атмосферамен (яғни, сыртқы ортамен) байланыстырады. Ол екі клапаннан тұрады: қысым клапаны және вакуум клапаны.
Тыныстау клапаны келесі түрде жұмыс жасайды: резервуар ішіндегі қысым жоғарылаған кезде қысым клапаны көтеріліп, артық газ атмосфераға шығарылады, ал резервуар ішіндегі қысым төмендеген кезде вакуумдық клапаны ашылып, резервуарға ауа кіреді.
Қысым клапаны мен вакуум клапаны белгілі бір қысыммен реттеліп отырылады және резервуар ішіндегі қысымның ұлғаюы немесе азаюы белгілі бір шамаға жеткенде ғана ашылады. Тыныс алу клапандарының өлшемдері олардың өткізгіштік қабілеттеріне байланысты таңдап алынады. Тоттанбас үшін тыныс алу клапанының тұлғасы мен клапан отырғызылатын ершігі алюминий қорытпасынан жасалады.
Клапанның өлшемі, мм 50 100 150 200 250
Өткізгіштік қабілеті, м3/сағ 25 72 142 240 304
Өлшегіш люк 5 резервуардағы мұнай деңгейін және тауарлы мұнай астындағы суды өлшеу үшін, сонымен қатар, сынама алғыш аспаппен мұнайдан сынама алу үшін қызмет етеді. Өлшегіш люктің ішінде бағыттаушы колодка орналасқан, ол арқылы резервуарға лоты бар өлшегіш лентаны түсіруге болады. Колодканы ұшқын шығармас үшін мыс немесе алюминиден жасайды.
Резервуардағы мұнай деңгейін өлшеу және мұнай мөлшерін жедел есептеу үшін УДУ деңгей көрсеткішін қолданады (1суреттегі 6). Аспап саңылаусыз қапта орналасқан қалтқыма меп олшсгіш леитадан түрады. Децгсй езгергсн кезде қалтқыма бағыттауыш арқан арқылы қозғалады, ал өлшеуіш лента болса, бақылап отыратын аспап қорабындағы блокқа оралады. Аспапқа диспетчерлік пунктке мәлімет беретін (яғни, деңгей көрсеткішін көрсететін) құрылғыны қосуға болады.
Кіру люгі 7 (люк-лаз) резервуардың төменгі белдігіне орнатылады және резервуарды тазалау мен жөндеу кезінде резервуар ішіне адамдардың кіруіне, сонымен қатар, осы жұмыстарды жургізу кезінде оны желдетуге арналған.
Сифондық кран 8 резервуардың төменгі жақ бөлігінде жиналған қабат суларын мұнай ұстағышқа қарай ағызу үшін сифондық құралды қосу кезінде пайдаланылады.
Дыбыстық жапқыш (хлопушка) 9 ысырмалардың істен шығуы кезінде немесе құбырлардың апаттық жағдайында мұнайдың резервуардан ағып кетпеуін қамтамасыз етеді. Дыбыстық жапқыштар басқарылатын және басқарылмайтын болып келеді. Резервуарға мұнай құйып жатқан кезде мұнай ағымының қысым күшінен дыбыстық жапқыштың (хлопушканың) қақпағы ашылады, ал мұнай айдауды тоқтатқан кезде дыбыстық жапқыштың қақпағы озінің салмағы әсерінен орнына қайта түседі де, құбырды жабады. Резервуардан мұнайды ағызған кезде дыбыстық жапқыштың қақпағын арнайы лебедкамен ашады, ал лебедканың өзі айналатын барабаннан және оған оралатын болат арқаннан тұрады.
Қабылдау-өткізу құбыршасы 10 резервуарға сұйықты беру және резервуардан сұйықты шығару үшін қолданылады, оған резервуардың ішінен дыбыстық жапқыш (хлопушка) пен көтерілмелі құбырдың топсасы бекітілген. Қабылдау-өткізу құбыршасының диаметрлері айдалатын мұнайдың берілген өнімділігімен анықталады және 150-700 мм аралығында өзгеріп отырады. Қабылдау-өткізу құбыршасының диаметрін таңдау барысында сұйықтың қозғалу жылдамдығы 0,5-2,5 м/с аралығында өзгереді деп қабылдайды.
Кері қосу құрылгысы 11 дыбыстық жапқыш (хлопушка) қақпағының екі жағындағы мұнай қысымын теңестіріп отыру үшін қажет, яғни мұнайды резервуардан қабылдау-өткізу құбыршасына қарай кері жібереді. Кері қосу құрылғысы биіктігі 6 метр болатын барлық резервуарларда орнатылады.
Көтерілмелі құбыр 14 резервуардың ішінде топсаға (шарнирге) 15 орнатылады, ол қажетті биіктіктен мұнайды алуға арналған және роликті блок 16 арқылы лебедкамен 13 қозғалысқа келтіріледі.
Мұнайды резервуарларда сақтау кезінде шығынды болдырмау
Жеңіл фракциялардың булануына байланысты мұнайдың негізгі шығындары резервуарлардың кіші және үлкен көлемде “тыныс алуының” әсерінен болады.
Резервуарлардың кіші “тыныс алуы” тәуліктік температураның және сырттағы ауаның барометрлік қысымының өзгеруі әсерінен болады. Күндіз резервуарлардың және оның ішіндегі мұнайдың жоғарғы бөлігі қызған кезде саңылаусыз жабылған резервуардағы булардың мөлшері мен олардың серпімділігі ұлғаяды және егер қысым резервуарға есептелген қысымнан асып түссе, онда булардың бір бөлігі сақтандырушы немесе тыныс алу (яғни, қысымды және вакуумды реттеуші) клапандары арқылы резервуарлардан атмосфераға (яғни, сыртқа шығады) шығады. Түнгі уақыттарда ауаның температурасы төмендеген кезде резервуардағы мұнай буларының бір бөлігі конденсацияланады да, қысым төмендейді және пайда болған вакуум резервуарға есептелген вакуумнан көп болған кезде резервуардың газды кеңістігіне сырттан ауа кіреді.
Резервуарларды мұнаймен толтырғанда және оны босатқанда бу қоспаларын шығару және сырттағы ауаны кіргізу процестері жүреді, оны үлкен “тыныс алуы” деп атайды. Үлкен “тыныс алуы” кезіндегі жеңіл фракциялардың шығыны резервуарлардың кіші “тыныс алуы” кезіндегіге қарағанда айтарлықтай үлкен.
Резервуарлардағы мұнайдың булануы кезіндегі көмірсутектердің шығынын азайту әдістерін шартты түрде үш топқа бөлуге болады:
1. мұнайдың булануын ескертетін әдістер;
2. булануды азайтатын әдістер;
3. булану өнімдеріп жинау әдістері.
Мұнай шығындары – бұл негізінен мұнайды саңылаулы резервуарларда сақтау кезінде болатын жағдай, көбінесе мұнайдың булану дәрежесіне, яғни берілген температура мен қысым кезінде газ тәрізді күйге өту қабілеттілігіне тәуелді болады. Неғұрлым мұнайда жеңіл фракциялар көп болған сайын, соғұрлым оның булануы да жоғары болады. Буланудан болатын мұнай шығындарын азайту үшін мұнайдың қаныққан бу қысымынан асып түсетін қысымды резервуарларда ұстап тұру қажет.
Бірақта бұл әдіс көлемі үлкен резсрвуарларға жарамайды, өйткені олар 1962 Па-дан жоғары қысымға есептелінбеген, сондықтан қазіргі уақытта қалтқымалы қалпақшаны немесе понтондарды қолдана отырып, резервуардың газды кеңістігін азайту немесе минимумға дейін апаруды қолданады.
Қалқып жүретіп қалпақшасы бар резервуарлардың тұрақты жамылғысы болмайды (яғни, төбесі жабылмайды), ал шатырдың ролін сұйықтық бетінде қалқып жүретін болат листтерден жасалған диск қалпақша атқарады. Қалқып жүретін қалпақшасы бар резервуарлар тыныс алу клапан-дарымен, өлшеу қондырғыларымен және люктармен жабдықталады. Тыныс алу клапаны резервуар қалпақшасын (шатырын) резервуардағы өнімді толығымен алу, яғни босату кезінде пайда болатын вакуумнан және резервуар қалпақшасы (шатыры) төменгі жағдайда болған кезде резервуарға өнімді құю, яғни толтыру барысында пайда болатын артық қысымнан қорғау үшін қажет. Шатырдың батпауын саңылаусыз бөлім – понтондар қамтамасыз етеді. Қалқып жүретін қалпақшалар қалыңдығы 4-5мм болатын болат листтерден пісіріліп жасалады және өткізгіштілікке сыналады. Резервуардың қалпақшасы (шатыры) мен қабырғасының арасындағы саңылауды түсті металдан немесе асбесттік матадан жасалған арнайы тығындармен нығыздайды. Жауын сулары резервуар төбесінен дренажды құбырлар бойымен ағып, резервуардан тысқары жерге тасталады.
Понтондары бар резервуарлар қалқып жүретін қалпақшасы бар резервуарлармен салыстырғанда едәуір қарапайым болып табылады. Понтондар металдан немесе пластмассадан жасалады. Понтондар, оның жүзбелігін қамтамасыз ететін қалқымалары бар дискті білдіреді. Понтон мен резервуар тұрқы (корпусы) арасындағы саңылауды тығындау үшін беизинге төзімді резинамен сіңірілген асбестік матадан немесе түсті металдардан жасалған арнайы тығындар жасалады, олар ішіне серпімді материал салынған пілте (петля) тәріздес пішінге ие. Тұрақты төбесі (шатыры) бар резервуарларда тұрғызылатын понтондар атмосфералық жауын-шашынның түсуінен сақтандырылған, ол синтетикалық жұқа материалдардан жасалған жеңілдетілген конструкцияларды қолдануға мүмкіндік береді. Шет елдерде пластмассалық тегіс шариктерден және пластмассалық пленкадан жасалған экрандар кеңінен қолдау тапты.
Қалқып жүретін қалпақшаларды және понтондарды қолдану жиі толтырылатын және босатылатын резервуарлар үшін едәуір тиімді, яғни айналу коэффициенті үлкен.
Қалқып жүретін қалпақшаның және понтондардың құрылысы резервуардың тұрақты төбесіне (шатырына) қарағанда қымбатқа түседі, алайда бағасындағы айырмашылық мұнайдың жеңіл фракцияларының шығынын үнемдеу есебінен бір жылдың ішінде-ақ өтеледі.
Резервуарларда мұнайдың буланып ұшып кетуін азайту тәсілдеріне күн сәулесінің әсерінен қызудан қорғауды жатқызуға болады. Бұл үшін резервуарларды сәулені шағылыстыратын бояумен бояйды (ақ немесе алюминий түсімен), негізі ақ бояумен бояған алюминий түсімен бояғанға қарағанда едәуір тиімді. Резервуарларды бояу бір жағынан атмосфералық тоттанудан қорғау болып табылады, сондықтан да бояулар тоттануға төзімді болуы керек.
Мұнайды резервуарда сақтау барысында мұнай шығынын (яғни, жеңіл фракциясының ұшып кетуін) азайту үшін газ теңестіру жүйесін пайдаланады. Резервуарлардың газды кеңістіктері газ құбырлары жүйесі арқылы бір-бірімен байланысады, яғни мұнай өнімімен толтырылып жатқан резервуарлардағы газдар босап жатқан резервуарларға өтеді, бірақ та резервуарлар жүйесінің синхронды жұмыс жасауын жүзеге асырудағы қиыншылықтарына байланысты оларға әдетте резервуар-компенсаторды және төбесі көтерілетін резервуарларды жатқызады. Бұл резервуарға (яғни, резервуар-компенсаторға) – резервуарларды толтыру барысында пайда болған артық газ келіп түседі және керісінше, резервуарлардан мұнайды босату (шығару) оны толтырудан асып түскен жағдайда, резервуар-компенсатордағы газ резервуарларға барады.
