Способ эусплуатации подземного хранилища нефтепродуктов

(19) (11) 151)з В 65 6 5/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный институт по проектированию объектов газовой промышленности(56) Мозуров В.И. Подземные гаэонефтехранилища в отложениях каменной соли. М1982, с, 180,Подземные хранилища нефтепродуктовна Астраханском ППЗ, ЮжНИИгипрогаэ,шифр 85271, Союзгазпроект, шифр 1267,1987,(54) СПОСОб ЭКСПЛЧАТАЦИИ ПОДЗЕМНОГО ХРАНИЛИЩА НЕФТЕПРОДУКТОВ Изобретение относится к области подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов и может найти применение в газовой, химической и нефтехимической промышленности.Известен способ отбора жидких углеводородов из подземных емкостей (см,авторское свидетельство М 246431 МКИ Е 21 В), в котором рассол подают в емкость под действием энергии сжатого воздуха, аккумулированного в камере.Основным недостатком способа является низкая надежность. поскольку согласно способу рассол, вытесняемый иэ подземных резервуаров (продуктовых или рассольных), с помощью рассольного насоса или минуя его, по байпасным линиям, направляют непосредственно в продуктовые или рассольные резервуары, соответственно, без разрыва потока рассола. Это может привести к аварийным ситуациям. Так, например,2(57) буферное рассолохранилище выполняют герметичным. При отборе из подземного продуктового или рассольного резервуаров рассола в герметичное буферное хранилище последнее заполняют газом. Путем регулирования давления газа поддерживают положение уровня раздела газ-рассол постоянным и отвечающим соотношению: геометрический объем газового пространства в буферном хранилище больше или равен суммарному геометрическому объему трубопровода и центральной колонны, соединяющих герметичную емкость с нижней частью подземного резервуара. 1 ил. в процессе принудительного вытеснения рассола иэ рассольных резервуаров, в случае переполнения емкости газом, возможен прорыв газа вытеснения в центральную колонну. Прорвавшийся из центральной колонны на поверхность газ высокого давления по наземным трубопроводам подает импульс давления насосной станции и в продуктовые подземные резервуары, в результате чего произойдет резкое повышение давления, что может привести к выходу из строя оборудования рассольной насосной станции и коммуникаций, к гидроразрыву массива и разрушению продуктовых резервуаров, Также возможно переполнение продуктовых резерву 1 гров продуктом в процессе их заполнения и прорыв продукта под высоким давлением по центральной колонне в наземные коммуникации. а рассольную насосную, что также может привести к аварийной ситуации.2 О 35 Кроме того, в процессе хранения продукта возможна несогласованная с поступлением рассола выдача газа или разгерметизация обсадной колонны рассольного резервуара, снижение давления газа в них ниже значения давления гидро- статического столба рассола, что приведет к вакуумному сжатию и разрушению рассольных трубопроводов, центральной колонны, и оборудования устья скважин рассольных резервуаров,Кроме того, недостатком способа является большие капитальные и эксплуатационные затраты, ввиду наличия рассольной насосной станции и дополнительного обслуживающего персонала к ней,Наиболее близким техническим решением к предлагаемаму является объект "Подземное хранилище нефтепродуктов на Астраханского ГПЗ", созданный при совместном сотрудничестве фирм "ЮжНИИгипрогаз", шифр 85271 и "Союзгазпроект". шифр 1267, 1987 г,Согласно способу эксплуатации указа;:- ного хранилища продукт под требуемым давлением подают в подземные продуктовые резервуары по межтрубью центральной и обсадной колонн, При этом предусматривается отбор рассола и его подача в подземные резервуары с разрывом потока рассола,Вытесняемый продуктом рассол иэ продуктовых подземных резервуаров сначала поступает в емкость блока дегазации рассола и далее самотеком - в открьггое буферное рассолохранилище и только после этого насосами эакачивают в подземные рассольные резервуары. Одновременно из подземных рассольных резервуаров по межтрубью центральной и обсадной колонн отбирают газ вытеснения, Выдачу продуктов осуществляют путем замещения их рассолом, подаваемым в подземные продуктовые резервуары насосами из открытого буферного рассолохранилища, в которое рассол поступает из подземных рассольных резервуаров путем его вытеснения сжатым газом, подаваемым в мектрубье обсадной и центральной колонн подземных рассольных резервуаров. В случае переполнения рассольных резервуаров газом вытеснения и прорыва газа в центральную колонну рассольных резервуаров давление газа вытеснения не будет передаваться в продуктовые резервуары,Основным недостатком известного способа и устройства являются слабая надежность ввиду воэможности, в случае переполнения продуктовых резервуаров, выброса продукта под высоким давлением непосредственно в емкости блока дегазации и а открытое буферное рассолохранилище, что г 1 риаеде к созданию пожароопасной слтузции. В случае аварийного прсрывагаза вытеснения высокого давления, в центральные колонны рассольных подземныхрезервуаров импульс давления передаетсяНа НЗСОСЫ РЗССОЛЬНОЙ НЗСОСНОЙ СТЗНЦИИ,что может приаестл также к аварийной ситуации,Кроме того. недостатком. лэаестногоспособа и устройства является зна,ительные капитальные затрать 1 зз счет наличиябольшого количества оборудования блокдегазации рассола.:ромоздкое открытоебуферное рассолохранилище, рассольнаянасосная станция), а также богьшие эксплуатационные затраты эа счет Осуществлениядополнительных операций по закачке рассола а подземные резервуары, а также эасчет большого количества рабочего персонала и средств автоматики для обслуживания вышеуказанного оборудования.Более того, известный способ способсгаует загрязнению окружающей среды засчет выброса в атмосферу газа иэ блока дегазации и вводу наличия Открытого буфернщо рассолохранилища,Целью лэобретения является повышение надежности хрзу,нищ при одноарер 1 енном снижении ээтоат ча хранение,Зта цель дост.ается тем, что в способеэксплуатации псдэемного хранилища нефтепродуктов, включающий закачку хоанимого продукта и выдачу потребителю путемвыдавливания рассолом, принудигельно отОирземым из подземного рассольного резервуара путем вытеснения сжатым газом.,буферное рассолохранилище гбуферную емкость 1 выполняют герметичным, при направлении а него отобранного иэподземного продуктового или рассольногорезервуаров рассола заполняют газом, приэтом путем регулирования давления газаподдерживаот положение уровня разделасред газ-рассол постоянным и отвечающимСООтНОшвниЮ;г "Чугде Чг - геометрический обьем газового пространстваа в герметичном буферном рассолохранилище буферной емкости):Ч - суммарный и геометрический обьемтрубопровода и центральной олон, соединяющих герметичную емкость с нижнейчастью подземного резервуара.Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ Отличае вся от известного тем, что буферноерассолохранилище выполняют герметичным, а уровень раздела сред газ-рассолподдерживают постоянным и отвечающим10 15 20 25 30 35 45 50 определенному соотношению геометрического объема газового пространства в герметичном буферном рассолохранилище и суммарного геометрического объема трубопровода и центральной колонны, соединяющих герметичную емкость с нижней частью подземного резервуара. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".Изучение других известных технических решений в данной области техники показывает, что известен способ подземного хранилища нефтепродуктов (см, патент ФРГ М 2338140), в коором для повышения надежности эксплуатации подземного хранилища в случае переполнения подземных продуктовых резервуаров продукт сбрасывают в отдельный наземный резервуар, из которого его затем откачивают в отдельный заполненный наполовину абьема подземный резервуар.Однако, в указанном способе не предусмотрено регулируемой подачи в наземную емкость дополнительного вещества, например газа. под давлением, в результате чего для подачи продукта из этой емкости в подземный резервуар дополнительно требуются насосы, С другой стороны, отсутствие регулируемой подачи газа может привести к переполнению наземной емкости продуктом и, следовательно, к аварийной ситуации.Кроме того, способ имеет низкую производительность, поскольку предусматривает заполнение одного продуктового подземного резервуара лишь наполовину.В предлагаемом способе уровень заполнения герметичной рассольной емкости продуктом регулируется подключенным к ней источником газа, к которому периодически подключается трубопровод подачи газа на утилизацию соответственно в случаях либо недостатка либо переполнения рассолом герметичного буферного рассолохранилища (буферной емкости). Это значительно повышает надежность работы нефтехранилища. Кроме того, рассол за;ачивают в рассольные подземные резервуары, используя статическое давление источника газа. При этом отсутствует насосное оборудование, что значительно снижает капитальные и эксплуатационные затраты. Следовательно, указанные выше отличительные признаки способа позволяют проявить новые свойства, а именно, обеспечить надежную работу нефтехранилища без дополнительного оборудования. Этим создается новый положительный эффект, позволяющий достичь цели предлагаемого изобретения. Вышеизложенное позволяет сделать вывод, что заявляемое решение соответствует критерию "существенные отличия".На чертеже изображена схема устройства для осуществления способа эксплуатации подземного хранилища нефтепродуктов.Согласно предлагаемому способу подлежащий хранению продукт закачивают под требуемым давлением по трубопроводу 1 через открытую задвижку 2 в межтрубное пространство обсадной 3 и центральной 4 колонн, по которым он поступает в верхнюю часть продуктового подземного резервуара 5. Одновременно выдавленный продуктом рассол иэ продуктового подземного резервуара 5 по центральной колонне 4 поступает по избыточным давлением по трубопроводу 6 в герметичное буферное рассолохранилище 7; Одновременно иэ источника газа 8 по трубопроводу 9 через регулирующий клапан 10 подают гаэ в герметичное буферное рассолохранилище 7, где образовывается две среды, в верхней части - газовая, в нижней - рассольная с уровнем их раздела. Рассол под избыточным давлением газа из герметичного буферного рассолохранилища 7 поступает по трубопроводу 11 и далее по центральной колонне 12 в нижнюю часть рассольного подземного резервуара 13, Одновременно из межтрубного пространства центральной 12 и обсадной 14 колонн и по трубопроводу 15 через открытую задвижку 16 отбирают газ вытеснения,Для выдачи продукта из хранилища подают гаэ вытеснения от источника по трубопроводу 15 через открытую задвижку 16 и межтрубному пространству обсадной 14 и центральной 12 колонн в верхнюю часть рассольного подземного резервуара 13, Одновременно выдавленный из последнего рассол по центральной колонне 12 направляют под избыточным давлением по трубопроводу 11 в герметичное буферное рассолохранилище 7, откуда его под давлением газа подают по трубопроводу 6 и центральной колонне 4 в нижнюю часть продуктового подземного резервуара 5, вытесняя хранимый в них продукт по межтрубному пространству обсадной 3 и центральной 4 колонн, который по трубопроводу 1 через открытую задвижку 2 поступает потребителю.Давление, которое необходимо поддерживать в газовой части герметичного буферного рассолохранилища 7 для обеспечения подачи рассола в продуктовый 5 и рассольный 13 подземные резервуары, определяют величиной противодавления на оголовке указанных подземных резервуаров 5, 13 ивеличиной гидравлических потерь, которые зависят от режима(производительности) закачки и выдачи продукта и является величиной непостоянной,Давление газа в газовом пространстве герметичного буферного рассолохранилища 7 с помощью регулирующих клапанов 10, 17, связанных исполнительным механизмом с датчиком уровня 18, поддерживают таким, чтобы уровень раздела двух сред был постоянным, равным значению, при котором объем газового пространства герметичного буферного рассолохранилища 7 равенили больше суммарному геометрическому объему трубопровода 11 и центральной колонны 12, соединяющих герметичное буферное рассолохранилище 7 с нижней частью рассольного подземного резервуара 13, т,е,Чг Чтгде Чг - геометрический объем газового пространства в герметичном буферном рассолохранилище (емкости),Чт - суммарный геометрический объемтрубопровода 11 и центральной колонны 12,Регулирование давления газа в газовомпространстве герметичного буферного рассолохранилища 7 в зависимости от режима(производительности) закачки - выдачи продукта производится автоматически, При повышении уровня раздела двух сред вышеустановленного значения, а это значит, что давления газа недостаточно для подачи рассола в подземный резервуар при заданном режиме, срабатывает регулирующий клапан 10, повышая при этом давление газа в газовом пространстве и снижая этот уровень доустановленного значения, при достижении которого регулирующий клапан 10 закрывается. При снижении уровня раздела двух сред ниже установленного значения, т.е.при превышении давления газа требуемогозначения, срабатывает регулирующий клапан 17, сбрасывая часть газа по трубопроводу 19 на утилизацию,После вывода работы устройства наконкретный рабочий режим, уровень раздела двух сред в г ерметичном буферном рассолох ранил ище 7 устанавливается 15 20 постоянным, давление газа в ней стабили-. 50зируется и устройство будет работать. используя для подачи рассола в продуктовый 5 или рассольный 13 подземные резервуарытолько избыточную. энергию статического давления источника газа 8 без потерь газа.В случае аварийного перемещения газом вытеснения рассольного подземного резервуара 13, происходит снижение уровня рассола ниже башмака центральной колонны 12 и природный газ, попадая в нее,вытесняет рассол, находящийся в этой колонне 12 и трубопроводе 11, в герметичное буферное рассолохранилище 7.Рассмотрим случай, когда ЧгЧт, Тогда вытесненный из центральной колонны 12 и трубопровода 11 рассол поступит в герметичное буферное рассолохранилище 7, в которой произойдет переполнение ее рассолом, и выброс его через предварительный клапан 20 в окружающую среду, что приведет к аварийной ситуации. Но, так как согласно изобретению, обьем газовой части в герметичном буферном рассолохранилище 7 равен или больше суммарного геометрического объема центральной колонны 12 и трубопровода 11, то весь вытесненный рассол займет газовое пространство герметичного буферного рассолохранилища 7, а прорвавшийся газ резко повысит давление в указанном газовом пространстве выше установленного значения, В этом случае срабатывает предохранительный клапан 20 и газ сбрасывается на свечу (не показана).При этом повышение давления в продуктовом подзвмном резервуаре 5 не произойдет, При нормальной эксплуатации давление газа в рассольном подземном резервуаре 13 уравновешиваетс, давлением столба рассола в центральной колонне 12.Б случае разгерметизации обсадной колонны 14 или несогласованной выдачи газа вытеснения иэ рассольного подземного резервуара 13, в нем происодиг снижение давления газа. в результате чего давление в центральной колонне 12 резко снизится и весь рассол из рассольного пространства герметичного буферного оассолохранилища 7 под действием давления газа в ней по трубопроводу 11 и центральной колонне 12 поступит в рассольный подземный резервуар 13, а затем происходит замещение рассола в трубопроводах 11 и центральной колонне 12 газом из герметичного буферного рассолохранилища 7. Тем самым происходит предупреждение разрушения трубопровода 11, устьевого оборудования рассольного подземного резервуара 13 и центральной колонны 12.В случае аварийного переполнения продуктового подземного резервуара 5 продуктом в процессе его заполнения и прорыва продукта по центральной колонне 4, продукт по трубопроводу 6 поступит в герметичное буферное рассолохранилище 7, откуда газом вытесняется в рассольный подземный резервуар 13, что предупреждает аварийный выброс продукта в окружающую среду,Применение данного способа позволит повысить надежность эксплуатации за счет1770227 10 и Составитель Н, Руденкоехред М.Моргентал Т. Вашкович Реда кто ельска каз 3706 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101предотвращения возможности разрушения технологических сооружений и создания аварийной ситуации в случае переполнения рассольного или продуктового подземных резервуаров или в случае вакуумного разрежения в центральной колонне рассольного подземного резервуара.Кроме того, предлагаемый способ является более экономичным, так как в случае его применения отпадает необходимость в применении ряда технологических сооружений, а именно: блоха дегазации рассола, открытого буферного рассолохранилища, рассольной насосной, что обуславливает снижение капитальных затрат на строительство и затрат на их эксплуатацию,При этом, ввиду того, что эксплуатация хранилища ведется по замкнутой герметичной схеме без контакта рассола с окружающей средой, отсутствуют выбросы растворимых газов в атмосферу, Данный способ, таким образом, является экологически чистым.Формула изобретения Способ эксплуатации подземного хранилища нефтепродуктов, включающий закачку хранимого продукта в подземный продуктовый резервуар с одновременным отбором по трубопроводу рассола, подачуего в буферное рассолохранилище и затемпо трубопроводу в подземный рассольныйрезервуар по центральной колонне, хране 5 ние продукта и выдачу потребителю путемвыдавливания рассолом, принудительно отбираемым иэ подземного рассольного резервуара путем вытеснения сжатым газом,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью10 повышения надежности хранилищ при одновременном снижении затрат на хранение, буферное рассол охра нилищевыполняют герметичным, при направлениив него отобранного иэ подземного продук 15 тового или рассольного резервуаров рассола заполняют газом, при этом путемрегулирования давления газа поддерживают положение уровня раздела газ-рассолпостоянным и отвечающим соотношению20 Чг Ют,где У - геометрический объем газового пространства в герметичном буферном рассолохранилище (емкости);Ч, - суммарный геометрический объем25 трубопровода и центральной колонны, соединяющих герметичную емкость с нижнейчастью подземного резервуара,