10. Подземное хранение нефтепродуктов

Подземное хранение нефтепродуктов в горных выработках получило довольно широкое распространение в нашей стране и за рубежом.

Достоинствами подземного хранения являются:

1) небольшая занимаемая территория (исключается площадь самой большой зоны - зоны хранения);

2) низкая пожаро- и взрывоопасность;

3) меньшие капиталовложения, эксплуатационные расходы и металлоемкость по сравнению с наземными стальными резервуарами.

Рис. 14.10. Принципиальная схема верхнего налива нефте­продуктов в автоцистерны:

1 - наливной стояк; 2 - счетчик; 3 - клапан-дозатор; 4 - фильтр; 5 - насос

Различают следующие типы подземных хранилищ:

- хранилища в отложениях каменной соли, сооружаемые методом выщелачивания (размыва);

- хранилища в пластичных породах, сооружаемые методом глубинных взрывов;

- шахтные хранилища;

- льдогрунтовые хранилища.

Выбор типа хранилища определяется геологической характеристикой горных пород, климатическими условиями и их технико-экономическими показателями.

Хранилища в отложениях каменной соли

Подземные хранилища в отложениях каменной соли - это наи­более распространенный вид подземных емкостей для хранения нефтепродуктов. Каменная соль (галит) имеет высокий предел проч­ности и низкую проницаемость, что весьма благоприятно для создания в ее отложениях подземных емкостей.

Хранилища нефтепродуктов в отложениях каменной соли сооружаются методом размыва (рис. 14.11). Последовательность вы­полнения работ в этом случае такова. Сначала бурится скважина, вскрывающая верхнюю кровлю соляного пласта 4. В нее устанавли­вается обсадная труба 3. Затем в трубу 3 до кровли будущего хранилища опускаются водоподающая труба 2 и рассолоотводящая труба 1.

Закачиваемая под давлением вода растворяет соль. Образую­щийся соляной раствор откачивается по трубе 1. Постепенно опуская трубы 1и 2, доводят размер подземной емкости до необходимого.

При эксплуатации данной емкости трубу 1 опускают до ее нижней отметки, а трубу 2 поднимают до кровли будущего хранили­ща. Закачку - выкачку нефтепродуктов производят методом прямого вытеснения. При приеме нефтепродукта по трубе 2 соляной рассол по трубе 1 вытесняется в специальные емкости, расположенные на поверхности земли. При необходимости отпуска нефтепродукта его вытесняют из хранилища закачкой соляного рассола по трубе 1.

Хранилища, сооружаемые методом глубинных взрывов

Данный тип хранилищ создается там, где отсутствуют отло­жения каменной соли достаточной мощности. Наиболее предпочтительно создание хранилищ в водоупорных глинах. В отличие от кристаллических пород в результате внутреннего взрыва плас­тичные породы под действием высокого давления, образующегося при взрыве, не разрушаются, а уплотняются и приобретают повышенную прочность и герметичность.

Последовательность создания хранилищ методом глубинных взрывов выглядит следующим образом (рис. 14.12). Сначала бурят скважину нужной глубины. Ее стенки укрепляют с помощью обсад­ных труб и цементируют. Затем двумя предварительными взрывами создают зарядную камеру, в которую помещают основной заряд взрыв­чатого вещества. Необходимая полость получается в результате основного взрыва.

Для того, чтобы получить подземные резервуары емкостью 100, 200, 400, 500, 700, 1000 м³ необходима минимальная мощность горных пород соответственно 18, 23, 27, 30, 33 и 38 м, т.е. в 2...3 раза превышающая радиус шара равного объема.

Подземные резервуары, созданные методом глубинных взры­вов, сохраняют свою устойчивость не более, чем в течение пяти лет. Продлить срок их службы позволяет термическая обработка стенок, напоминающая обжиг кирпича. Процесс осуществляется в три этапа. Сначала из приконтурного массива в течение 48 ч при температуре 105...110 ⁰ С выпаривают воду, затем в течение 40 ч при температуре 900...950 °С глинистый слой переводят в камнеподобное состояние и далее при температуре до 1100 °С производят оплавление стенок по­лости.

Наряду с применением обычных взрывчатых веществ для со­здания хранилищ нефтепродуктов методом глубинных взрывов перспективно применение ядерных боеприпасов.

При взрыве ядерного заряда образующийся плазменный шар расплавляет окружающие горные породы. Так, при взрыве заряда мощ­ностью 1 кт в граните за 30 мкс расплавляется около 1000 м³ породы, а расширяющиеся газы увеличивают объем полости до 2000...8000 м³.

В США в 1967 г. при проведении эксперимента «Гэзбагги» с помощью ядерного заряда в 26 кт была создана подземная полость объемом 56000 м³.