Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Гофман-Захаров П.М. Проектирование и сооружение подземных резервуаров - нефтегазохранилищ

.pdf
Скачиваний:
29
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
13.15 Mб
Скачать

Параметр,

размерность

Необходимый на­ пор, м Тип насоса

Число рабочих ко­ лес

Напор насоса, м Стоимость насоса, руб.

Тип электродвига­ теля Мощность электро­ двигателя, кет

Параметр,

размерность

Необходимый на­ пор, м Тип насоса

Число рабочих колес' Напор насоса, м

Тип электродвига • теля Мощность электро­

двигателя, кет.

Тип пускового устройства

 

 

 

 

Глубина

камеры,

м '

 

 

 

200

300

400

 

500

 

600

700

800

900

1000

83

123

163

 

203

 

243

283

323

363

403

МС100Х2

МС100ХЗ МС100ХЗ МС100Х4 МС100Х5

МС100Х5 МС100Х6

МС100Х7

МС100Х8

2

3

3

 

4

 

5

5

6

7

8

ПО

165

165

 

220

 

275

275

330

385

440

 

 

 

 

 

 

395

440

480

255

295

295

 

335

 

395

525

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А81-2

А82-2

А82-2

А91-2

А92-2

А92-2

А101-2

А101-2

А102-2

55

75

75

 

100

 

125

125

160

160

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 21

 

 

 

 

Глубина камеры,

м

 

 

 

200

300 ,

400

500

600

 

.

700

800

900

1000

22

37

51

65

79

 

 

93

107 ,

122

136

А72-2

А72-2

А72-2

А82-2

А82-2

 

мсюохз

мсюохз

мсюохз

мсюохз

4К-6а

4К-6а

4К-6а

4К-6а

МС100ХЗ

 

 

 

 

 

1

1

1

1

3

 

 

3

3

3

3

72

72

72

72

72

 

165

165

165

165

 

 

 

 

 

 

А82-2

А82-2

А82-2

А82-2

 

 

 

 

 

 

 

40

40

40

40

75

 

 

75

75

75

75

А-3124

А-3124

"А-3124

А - ^ 2 4

А-3124

 

А-3124

А-3124

А-3124

А-3124

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

22

 

Параметр,

 

 

 

 

Глубина камеры, м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

размерность

 

200

300

 

400

500

600

700

800

900

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

Необходимый

на­

 

 

 

 

 

 

мсюохз

 

 

 

 

пор,

ж

 

 

 

А51-2

А72-2

А81-2

А91-2

А81-2

МС100Х4

МС100Х5

MC100X6

теля

насоса

 

Тип

 

4К-18

4К-6а

МС100Х4 МС100Х2

МС100Х2

 

Число

рабочих

ко­

 

1

 

2

4

2

3

4

5

6

 

лес

 

 

 

 

1

 

 

Напор

насоса,

м

19

72

 

100

200

100

150

200

250

300

 

Тип

электродвига­

 

 

 

 

 

 

А82-2

А91-2

А92-2

А101-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мощность

электро­

7

40

 

55

100

55

75

100

125

160

 

двигателя,

кет

 

 

 

Тип

 

пускового

А-3163

А-3124

А-3134

А-3134

А-3134

А-3134

А-3134

А-3144

А-3144

 

устройства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

23

 

Параметр,

 

 

 

 

 

Глубина камеры,

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

размерность

 

200

300

 

400

500

600

700

890

900

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

Необходимый

на­

 

 

 

 

 

304

354

404

454

504

 

пор,

м

 

 

 

104

154

 

204

254

 

Тип

насоса

 

МС100Х2

мсюохз

МС100Х4

МС100Х5

МС100Х6

МС100Х7

МС100Х8

МС100Х9

МС100Х10

Мощность

электро­

А91-2

 

 

 

 

 

 

 

 

Число

рабочих

ко­

 

 

 

 

 

6

7

8

9

10

 

лес

 

 

 

 

2

3

 

4

5

 

Напор

насоса,

м

100 '

150

 

200

250

300

350

400

450

500

 

Тип

электродвига­

 

 

 

А91-2

А92-2

А101-2

А101-2

А102-2

А103-2

А-103-2

теля

 

 

 

 

 

А82-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

двигателя,

кет

 

35

75

 

100

125

160

160

260

250

250

 

Тип

 

пускового

 

 

 

А-3134

А-3144

А-3144

А-3144

А-3144

А-3144

А-3144

 

устройства

 

 

А-3134

А-3134

 

 

Параметр, размерность

 

 

 

Глубина камеры,

м

 

 

 

 

 

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

{ 1200

 

 

 

 

 

 

200

Необходимая

производи­

 

2,4

 

3,6

4,2

4,8

5,4

6,0

6,6

7,2

тельность, м?/мин

1,2

1,8

3,0

Необходимое

 

давление,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49,0

ат

 

 

 

 

 

9,0

13,0

17,0

21,0

25,0

29,0

33,0

37,0

41,0

45,0

Тип

компрессора

 

2-ВП-6/18

 

2-ВП-6/35

 

 

2-ВП-16/70

 

 

Производительность,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Давление

 

нагнетания,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ат

 

 

 

 

 

 

18

 

 

 

35

 

 

70

 

 

Тип

электродвигателя

А-2-91-4

 

А-2-91-4

 

 

СМО-275-500

 

 

Мощность

электродвига­

 

 

 

 

 

 

 

197

 

 

теля,

 

кет

 

 

 

 

75

 

 

 

75

 

 

 

 

Число

оборотов

двига­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

теля,

об/мин

 

 

 

735

 

 

 

735

 

 

500

 

 

Вес двигателя,

кг

 

443

 

 

 

443

 

 

1600

 

 

Вес компрессора

с двига­

1595

 

 

 

 

 

 

9940

 

 

телем,

кг

 

 

 

 

 

 

1630

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Необходимая

продолжи­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тельность

работы

в сут­

 

 

10

12

 

16

 

7,5

 

 

ки, я

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наименование параметров

Необходимая производи­ тельность, ма/мин

Необходимое давление,

ат

Тип компрессора

Производительность,

м3/мин

Давление нагнетания,

ат

Тип электродвигателя

Мощность электродвига­ теля, кет

Число оборотов двига­ теля, об/мин

Вес двигателя, кг

Вес компрессора

с двига­

телем, кг

' ~

Необходимая продолжи­ тельность работы комп­ рессора в сутки, ч

200 300

1,2

2,9 4,4

ксэ-зм

А-81-8

20

730

350

1080

12

 

Глубина

размываемой камеры, м

 

 

 

 

400

500

600

700

800

900

1000

1100

2,4

3,0

3,6

4,2

4,8

5,4

6,0

6,6

5,8

7,2

8,6

10,0

11,4

12,9

14,3

15,7

 

2-ВП-6/18

 

 

2Р-10/20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

18

 

 

 

20

 

А-2. 91-4

 

 

А101-6

 

 

 

 

 

75

 

 

 

100

 

 

 

735

 

 

 

975

 

 

 

443

 

 

 

970

 

 

 

1595

 

 

 

5345

16

' 20

12

14

16

18

20

13

 

 

 

 

 

 

недостаточно высокой его концентрацией,

которая колеблется

от 75 г/л

в начале размыва камеры до 310

г/л в конце (конди­

ционный

насыщенный рассол, используемый

промышленностью,

должен содержать не менее 305—310 г поваренной соли на 1 л раствора);

загрязненностью рассола; большой удаленностью выбранных для сооружения хранилищ

месторождений каменной соли от промышленных потребителей или пунктов сброса;

отсутствием достаточно развитых транспортных связей в рай­ оне месторождения;

невозможностью в ряде случаев использования нефти или газа для выпарки рассола на месте (либо из-за их отсутствия вблизи, либо из-за невозможности выделения столь большого количества жидкого или газообразного топлива для таких целей);

отсутствием условий для сброса рассола в водоемы и подзем­ ные поглощающие коллекторы;

невозможностью отчуждения земли для строительства назем­ ных рассолохранилищ.

Системы утилизации или сброса рассола могут быть следую­ щими:

1. Сооружение наземных рассолохранилищ вблизи место­ рождения соли с передачей рассола по короткому трубопроводу.

В частном случае, в районах с обильными осадками и малой испаряемостью возможен вариант дополнительного строитель­ ства трубопровода для сброса избыточного количества рассола

вводоемы.

2.Закачка рассолов в глубокие подземные водопоглощающие коллекторы, исключающая возможность загрязнения водонос­ ных горизонтов, используемых для питьевого и технического во­ доснабжения. Закачку осуществляют через скважины, связанные

схранилищем трубопроводом.

3.Передача рассолов различными видами транспорта до мест сброса в водоемы (перекачка по трубопроводу, перевозка в же­ лезнодорожных или автомобильных цистернах).

В зависимости от количества рассола, поступающего при раз­

мыве за год, и допустимой степени

засоления рек (350 мг

соли

на 1 м3 воды) возможны три способа:

 

 

а) равномерная транспортировка

рассола

в течение года син­

хронно с размывом камер;

 

 

 

б) равномерная транспортировка

рассола

в течение года

в ко­

личестве, меньшем годового поступления с площадки хранилища; в этом случае транспортировку осуществляют в комбинации со строительством временного наземного рассолохранилища, объем которого принимается незначительным;

в) неравномерная транспортировка рассола в течение года, предусматривающая сброс всего или основного количества рас­ сола в период паводка (срок транспортировки может совпасть

или в частном случае превысить время размыва камер); в этом случае транспортировку осуществляют в комбинации со строи­ тельством временного рассолохранилища еще меньшей емкости, чем предусмотрено в п. 36.

4.Передача рассолов нефтепромыслам с последующим их ис­ пользованием для законтурного заводнения.

5.Передача рассола различными видами транспорта для донасыщения или непосредственного использования на ближайших рассолопромыслах вакуум-сользаводов и химкомбинатов (хлор­ ных и содовых заводов), а также в цехах растворения соли, имеющихся на некоторых химкомбинатах, работающих на при­ возной твердой соли.

Предусматривается равномерная в течение года транспорти­

ровка синхронно с размывом камер

хранилища.

Возможны

следующие варианты

передачи (транспортиров­

ки) рассола:

по трубопроводу, железнодорожными цистернами,

автомобильными цистернами и в редких случаях речными судами.

При использовании водного транспорта перевозку осуще­ ствляют в течение года неравномерно (в течение межнавигацион­ ного периода рассол накапливается во временных наземных рассолохранилищах небольшой емкости).

6. Непосредственная выпарка рассола в районе подземного нефтегазохранилища с помощью мобильного или стационарного оборудования. Получаемая выпарная пищевая или техническая соль либо реализуется, либо складируется. Выпарная установка может быть смонтирована либо непосредственно в районе промплощадки хранилища, либо на расстоянии 5—10 км с подачей рассола по трубопроводу в заданный пункт.

Для обеспечения круглогодовой выпарки рассола в район хра­ нилища подводят газопровод или регулярно доставляют жидкое или твердое топливо.

Возможны следующие варианты выпарки:

в вакуум-выпарных аппаратах стационарного типа производи­ тельностью 60 тыс. т соли в год без термокомпрессора (без компримирования пара); для производства пара может быть исполь­ зован любой вид топлива;

то же с термокомпрессором (при наличии дешевой электро­ энергии) ;

ваппаратах кипящего слоя (КС) с использованием жидкого или газообразного топлива;

ваппаратах погружного горения (ПГ) с использованием газо­ образного или жидкого топлива;

вмногокорпусных выпарных аппаратах нового типа с исполь­ зованием любого топлива.

Во всех случаях с той или иной степенью эффективности воз­ можно многократное использование (после демонтажа и повтор­ ного монтажа) выпарного оборудования.

Предварительные расчеты показывают, что затраты по утили­ зации рассола перечисленными 'Способами применительно к кон­ кретным хранилищам различной емкости, соружаемым в отло­ жениях соли в различных районах страны, колеблютси в следую­ щих пределах (табл. 26).

Способ утилизации либо сброс рассола в процессе строитель­ ства выбирают при проектировании подземного хранилища неф­ тепродуктов путем технико-экономического сопоставления ва­ риантов.

Т а б л и ц а 26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Затраты, руб.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на 1 м*емкости

 

 

 

 

Способ

утилизации

 

 

хранилища

на 1 ж» рассола

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

от

до

от

до

Наземные

рассолохранилища:

 

 

 

 

 

а) с

глиняным

покрытием

(при

4,82

7,79

0,54

0,87

глубине 5 м)

 

 

 

 

10 м)

б) то же

(при глубине

2,41

4,71

0,27

0,52

в) с пленочным покрытием (при

 

 

 

 

глубине 5 ж)

 

 

 

 

 

 

3,17

4,13

0,37

0,46

г) то же

(при глубине

10 м)

1,91

4,09

0,21

0,45

Перекачка

рассола

по трубопроводу

 

 

 

 

на химкомбинат

 

 

 

 

 

 

0,08

20,9

0,008

2,33

Транспортировка

рассола

автоцистер­

1,77

 

 

 

нами на

химкомбинат

 

 

 

 

85,7

0,20

9,53

Транспортировка

 

рассола

железно­

 

 

 

 

дорожными

цистернами

на

химком­

2,08

10,67

0,23

1,19

бинат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сброс рассола

в реку

 

 

 

 

0,044

1,65

0,005

0,184

Закачка рассола в подземные водо-

 

 

0,16*

 

поглощающие

 

коллекторы

 

 

 

1,44

 

 

Выпарка

рассола

в

аппаратах

П Г * * :

14,50

17,92

1,45

1,79

при

работе

на

газе

 

 

 

при

работе

на

мазуте

 

 

20,30

25,08

2,03

2,51

Выпарка на установках с естествен­

 

 

 

 

ной циркуляцией

рассола:

 

 

18,46

22,80

1,85

2,28

при

работе

на

газе

 

 

 

при

работе

на

мазуте

 

 

22,54

27,72

2,25

2,77

Выпарка

 

на

установках

с

принуди­

 

 

 

 

тельной

циркуляцией

рассола:

 

16,42

20,28

1,64

2,03

при

работе

на

газе

 

 

 

при

работе

на

мазуте

 

 

 

21,02

25,98

2,10

2,59

Выпарка на установках с теплонасо-

 

 

 

 

сами:

работе

на

газе

 

 

 

17,58

21,60

1,75

2,16

при

 

 

 

при

работе

на

мазуте

 

 

17,94

22,16

1,79

2,21

Выпарка рассола в аппаратах кипя­

19,06

23,56

1,91

2,36

щего слоя

при работе

на

газе

 

*По данным Спецподземстроя.

**При реализации получаемой на установках твердой поваренной соли за траты могут быть возмещены.

Рис. 58. Схема определе­ ния размеров камеры по способу равновесных дав­ лений.

§ 8. Контроль процесса формообразования

подземных емкостей

Определить теоретическим путем действительную форму и раз­ меры камеры весьма сложно из-за сложности гидродинамических процессов размыва, анизотропии соли и наличия пропластков.

Объем и форму камеры при строитель­ стве подземных хранилищ определяют различными способами.

Объем камеры можно определить, вы­ числив количество закачиваемой воды, от­ бираемого рассола и его концентрацию.

Для этого во время размыва камеры непрерывно замеряют количество пода­ ваемой в скважину воды и извлекаемого из нее рассола, а также через определен­ ные интервалы (обычно через час) опре­ деляют удельный вес рассола. По этим данным в любой момент выщелачивания камеры можно вычислить ее объем. При определении объема учитывают эффект электрострикции. Распространение полу­ чил метод определения площади попереч­ ного сечения камеры на разных уровнях по способу равновесных давлений.

Этот способ основан на принципе ги­ дростатического равновесия в камере, за­ полненной сжиженным газом и рассолом. Так как на устье скважины (обсадной колонны) сжиженный газ легче рассола более чем в два раза, у задвижки на га­

зопроводе возникает избыточное давление. Это давление увели­ чивается при снижении уровня контакта сжиженный газ — рас­ сол, т. е. при заполнении камеры сжиженным газом.

Состояние равновесия, изображенное на рис. 58, можно* выра­ зить следующим уравнением

 

А„ =

— -

•103 ,

(74)

где hK

 

 

7р — 7г

 

— глубина до места

контакта между

хранимым продук­

 

том и рассолом;

 

 

 

 

Р — внутреннее давление

в

подземной

емкости (давление

 

на устье обсадной колонны), ат;

 

ур

— удельный вес рассола, т/м3;

 

уг

— удельный вес продукта,

т/м3.

 

Приращение глубины

 

Д Р

 

 

AhK

=

(75)

 

 

 

где А Р — приращение давления на устье обсадной колонны. Тогда для элементарного объема камеры высотой А Лк средний

радиус

(при условии

осесимметричности камеры)

определяется

из выражения

 

 

 

 

* - = ' ' 7 7 2 і Л Ї '

( 7 6 )

где A Qr

—объем сжиженного газа, введенный для заполнения

 

нового объема камеры при приращении глубины на

RK

Апк3;

радиус камеры для данного интервала, м.

— средний

Вытесняя рассол продуктом из камеры с точным замером его количества и давления на устье обсадной колонны, можно вы­ числить радиус и, следовательно, площадь для ряда поперечных сечений камеры. Ошибка в определении формы камеры будет За­ висеть от точности измерения давления, объема продукта, удель­ ного веса рассола, удельного веса сжиженного газа и от степени отклонения действительного поперечного сечения камеры от круга.

Измерения следует производить с большой тончостью. Для замера давления необходима точность от ±0,05 до ±0,03. Конеч­ ную проверку качества измерений при этом методе можно прове­ сти путем сравнения суммы вычисленных величин hK с длиной обсадной и рабочей колонн.

Способ равновесных давлений прост, не требует специального оборудования, поэтому он широко применяется для обмера под­ земных хранилищ.

Однако этот метод не позволяет определить асимметричность размытой камеры, и так как в расчетные формулы входит удель­ ный вес рассола, который в процессе размыва в камере имеет разное значение, то определить радиус сечения при выщелачива­ нии невозможно.

При размыве с применением жидкого нерастворителя или ме­ тодом ступенчатого противотока, когда отмытый объем камеры заполняется продуктом, возможно измерение среднего радиуса сечения камеры путем замера глубины закачки до границы не­ растворителя и повторного замера уровня нерастворитель — рас­ сол (вода). Зная изменение уровня нерастворителя и объем его, можно определить усредненный радиус камеры.

Для отбивки уровня нерастворитель — рассол могут быть при­ менены различные способы: подбашмачный контроль; метод контрольной трубки; «нулевой метод» Куле, электрический метод, основанный на токопроводящих свойствах рассола и диэлектри­ ческих свойствах углеводородов; радиоактивный каротаж.

Все эти способы объединяются в две группы: периодический контроль, связанный с остановкой размыва, и непрерывный конт­ роль при работающей скважине.

Подбашмачный метод — один из самых простых и надежных для контроля уровня нерастворителя.

Сущность метода заключается в том, что нерастворитель, на­ ходящийся в камере, поддерживается на уровне башмака водоподающей колонны. Проверка уровня осуществляется при оста­ новке размыва путем подкачки нерастворителя до тех пор, пока он не всплывет и не появится в водоподающей колонне труб и на оголовке скважины. Появление на оголовке в водоподающей ко­ лонне нерастворителя свидетельствует о нахождении его на уровне башмака водоподающей колонны.

Существует несколько способов контроля уровня раздела не­ растворитель — рассол с помощью трубки, монтируемой на на­ ружной стороне водоподающей колонны. Башмак контрольной трубки небольшого диаметра находится несколько выше (на 0,5—1,0 м) башмака водоподающей колонны. Зная объем трубки, из нее выпускают нерастворитель в объеме больше расчетного. Если при этом не появится вода или рассол, значит уровень не­ растворителя находится на уровне нижнего конца трубки. Опу­ скание трубки с колонной водоподающих труб сложно, но для контроля не требуется остановки скважины.

Вместо контрольной трубки применяют электрические кон­ такты, которые размещают на водоподающей трубе и соединяют кабелем с сигнальной электролампой на поверхности. Когда уро­ вень раздела нерастворитель — рассол смещается вверх, кон­ такты попадают в рассол и лампа загорается.

Разновидностью

электрического

способа определения

уровня

раздела является

метод «больших

сопротивлений». На

нижнем

конце водоподающей колонны на

специальном изоляционном

плато из гетинакса или текстолита монтируют набор сопротивле­ ний из нескольких секций. Секция состоит из определенного количества последовательно соединенных сопротивлений с выве­ денными контактами. От верхнего и нижнего контактов каждой

секции делают выводы на верх скважины,

которые подключают

к месту для измерения сопротивлений или

к мегомметру. Кон­

такты сопротивлений, находящихся в рассоле, оказываются короткозамкнутыми, а сопротивления, находящиеся ' в нефтепро­ дуктах, сохраняют свое номинальное значение, так как нефте­ продукты хорошие диэлектрики/ Замеряя сопротивления, можно найти секцию (а следовательно, и уровень раздела), которая находится на границе двух жидкостей^ так как ее сопротивление будет меньше сопротивления секций, находящихся в нефтепро­ дукте, и больше сопротивления секций, находящихся в рассоле. Таким способом можно в любое время определить истинное по­ ложение уровня раздела. В этом его большое преимущество. Однако испытания метода в производственных условиях пока­ зали большую сложность монтажа плато, необходимость его за­ щиты при спуско-подъемных операциях и малую надежность в работе.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ