5.3.3. Оборудование и методы интенсификации процесса размыва подземных емкостей в отложениях каменной соли

Сокращение сроков создания емкостей - важный этап интенсификации процесса их функционирования [65].

Теоретические и экспериментальные исследования позволили обнару­жить возможность ускорения растворения при активном воздействии на диффузионный слой. Этот принцип применим на всем протяжении процесса размыва, однако наиболее эффективен в первой фазе формирования подзем­ной емкости, т. е. когда концентрация извлекаемого рассола находится еще на недостаточном уровне.

Одним из эффективных средств, вызывающих возмущение, которыеобусловливают сдвиговые усилия вблизи границы раздела фаз, могут слу­жить упругие колебания звукового диапазона частот.

Наиболее приемлемым при подземном выщелачивании каменной соли является роторный гидродинамический излучатель. Он представляет собой устройство, с помощью которого кинетическая энергия жидкости преобра­зуется в акустическую. Жидкость, находящаяся в трубе и используемая как растворитель, через отверстия переменного во времени сечения поступает в пространство, создавая в нем возмущения среды, воспринимаемые как звук.

Динамика выдачи соли (характеристика прироста объема камеры) свиде­тельствует о прог рессивном влиянии упругих колебаний на всех этапах фор­мирования камеры.

С учетом широкого распространения процесса перемешивания на осно­вании имеющихся теоретических предпосылок и предварительных расчетов разработано гидравлическое перемешивающее устройство. С его помощью внутри зоны растворения создается турбулентное движение жидкости в ре­зультате вихревого движения струн на выходе в зону растворения. Шнеко- образная насадка для создания вихревого движения жидкости при общей тенденции потока вверх увлекает близлежащие слои и постепенно искусст­венно турбулизует всю массу жидкого реагента, обтекающего поверхность растворения. Вынужденная усиленная конвекция жидкости способствует уменьшению толщины диффузионного слоя, резко активизирует процесс ра­створения. Наиболее эффективным является использование устройства в на­чальной стадии размыва при небольших объемах размываемой жидкости.

5.3.4. Подземные резервуары двухъярусного типа

Подземные хранилища жидких продуктов в основном эксплуатируются по рассольной схеме. Одним из важнейших элементов технологической схемы хранилища является наземное рассолохраиилище, объем которого соответствует суммарному геометрическому объему подземных резерву­аров. Площадь открытой поверхности рассолохранилища может составить 100 тыс. м² и более. Естественно, такие объекты вносят существенные коррективы в техногенное воздействие на окружающую среду. Поэтому была поставлена задача свести до минимума загрязнение окружающей сре­ды при эксплуатации подземных хранилищ и уменьшить отвод земельных угодий на их строительство, а также принято оригинальное решение - раз­местить рассолохраиилище в пласте каменной соли.

Наиболее простой случай подземного размещения рассолохранилища - когда резервуары для хранения продукта и рассола соединены между собой наземным рассолоироводом. Па рис. 5.5 и 5.6 представлены схемы хранилищ с подземными рассолохранилищами. Существует ряд конструкций хра нмлищ с подземным хранением рассола, резервуары которых находятся на разных уровнях и соединены между собой скважиной. Все эти конструкции включают не менее двух эксплуатационных скважин, соединяющих резерву­ары с поверхностью земли. Такие конструкции хранилищ приводят к удоро­жанию строительства. Поэтому были разработаны конструкция и технология строительства подземного хранилища, в котором резервуары имеют одну общую скважину. В этом случае резервуары расположены один над другим (в виде двух ярусов) и связаны между собой и поверхностью земли одной скважиной. На рис. 5.7 представлена схема хранилища двухъярусного типа.

Строительство хранилища осуществляют следующим образом. Сначала по традиционной технологии сооружают нижнюю выработку-емкость. Для сооружения верхней выработки-емкости производят перфорирование ос­новной обсадной колонны в интервале заложения выработки. Колонну пер­форируют до спуска ее в скважину или непосредственно перед началом со­ оружения верхней выработки-емкости. Подачу растворителя и удаление рас­сола из выработки проводят через перфорированную колонну. Следователь­но, создание подземного хранилища двухъярусного типа связано с необхо­димостью ведения процесса растворения каменной соли через перфориро­ванную колонну труб.

Естественно, что при этом создание верхней выработки-емкости ослож­няется наличием преграды в виде пористой стенки на пути движения раство­рителя и раствора. В этом случае движение вдоль колонны груб с перфори­рованными стенками изменяется за счет бокового притока и оттока жидко­сти, которые определяются перепадом давления и плотностью жидкости в выработке и перфорированной колонне, а также гидравлическими потеря­ми давления на трение в колонне с переменным расходом.

Наряду с этим, интенсивность массообмена через перфорированную ко­лонну будет определяться количеством подаваемого растворителя, величи­ной притока и оттока жидкости н концентрацией жидкости этих потоков. Су­щественную роль в потерях давления на гидравлическое трение при движении жидкости в перфорированном канале с переменным расходом играет инерци­онный эффект отделения или присоединения массы жидкости. Важную роль в протекании массообмена играет режим подачи воды и отбора рассола (пря­моточный или противоточный). При этом существенное значение имеют раз­меры отверстий и характер их распределения подлине колонны.