Устройство для герметизации подземных газовых хранилищ Советский патент 1987 года по МПК E21F17/16 B65G5/00 

113

Изобретение относится к горной и нефтегазовой промъгашенности и может быть использовано при создании подземных газонефтехранилиш, включаюпщх подземные горные выработки и шахтные стволы.

Известно устройство для герметизации подземных газовых хранилищ,включающее монолитную бетонную опору, бе- тонный корпус - пробку, гидравлический затвор с цилиндром, выполненный по периметру бетонной опоры, трубопроводы и герметизирующий элемент, установленный между бетонной опорой и пробкой и составленный из перекрывающей плиты, соединенной с эластичным баллоном, установленным с возможностью контактирования через уплотни- тельный материал с горным массивом, по его внутреннему периметру или с цилиндром гидрозатвора.

Недостаток известного устройства - низкая надежность при высоких давлениях газа в хранилище или в окружаю-

щих породах.

Целью изобретения является повышение надежности устройства и сохранение его герметичности при повышенных давлениях газа в хранилищах и окружающих горных пород.

На фиг. 1 представлено устройство дпя герметизации, вертикальный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Устройство содержит ствол шахты или штрека 1, несущую бетонную пробку 2, внутреннюю часть бетонной опоры 3, внешнюю часть бетонной опоры 4, слой битума 5 между бетонными телами 3 и 4, образующий плоскость скольжения между ними, цилиндр гидрозатвора 6, эластичный баллон 7, перекрывающую плиту 8, стальное податливое уплотни- тельное кольцо 9, кольцо несущих пластин 10, элемент задержки 11, дополнительную опору 12 кольца несущих пластин на каждый сегмент, контактирующую с горным массивом, пакет опорных пластин 13, свободную от бетона полость 14, заполненную сжимаемым материалом, например пенопластом, бетонированный участок 15, уплотнения 16, питающий и отводящий продукты хранения трубопровод 17, трубопровод для

30

35

45

50

Вводимый в устройство для герметизации поглотитель перемещений жестко соединяется с эластичным баллоном 7 и перекрывающей плитой. Основным элементом в поглотителе перемещений является плотное волнистое стальное уп- лотнительное кольцо 9, которое защищается от вредных деформаций пакетами опорных пластин 13, расположенных в сводах кольцо 9. Кольцо 9 подпирается на кольце несущих пластин, арре- тированном на перекрывающей плите и и состоящем из отдельных сегментов.

При отказе от эластичного кольцеобразного баллона поглотитель перемещений располагают прямо между перекры- и цилиндром гидрозатвающеи плитой вора.

Бетонная опора выполнена раздельной из двух частей - внутренней подвижной 3 и внешней, сравнительно неподвижной 4. При этом между ними введен разделительный цилиндрический слой скользящего материала, например битума, который располагают вдоль наружного очертания перекрывающей плиты. 40 Благодаря разъединению бетонной опоры достигается возможность скольжения внутреннего бетонного тела опоры при высоком гидравлическом давлении газа в хранилище и избегается недопустимая нагрузка эластичного баллона и разрушение бетонной опоры. Перемещение внутреннего бетонного тела 3 передается через перекрывающую плиту 8 на опорную бетонную пробку. После прижатия пробки к горной породе, которое может соответствовать перемещению в несколько сантиментров, перемещение внутреннего бетонного тела 3 прекращается. При этом угшотнительное

питания гидрозатвора 18, напорный тру-55 кольцо 9 производит перемещение сталь- бопровод для подачи воздуха в элас- ной перекрывающей плиты без разруще- тичный баллон 19, гидрозатвор 20, об- ния ее и ее отдельных жестких связей, разованный цилиндром 6, стержень или При этом пакеты опорных пластин 13 трубу для соединения кольца несущих регулируют деформацию уплотнительнопластин через уплотнения с горным массивом 21, слой битума между бетонной пробкой и бетонированным участком и полостью со сжимаемым материалом, в которой расположен поглотитель перемещений, образует плоскость скольже5 0

5

0

5

5

0

ния 22 бетонной пробки.

При эксплуатации хранилища его герметизация достигается снабжением герметизирующего устройства поглотителем перемещений и разделением бетонной опоры на две части.

Вводимый в устройство для герметизации поглотитель перемещений жестко соединяется с эластичным баллоном 7 и перекрывающей плитой. Основным элементом в поглотителе перемещений является плотное волнистое стальное уп- лотнительное кольцо 9, которое защищается от вредных деформаций пакетами опорных пластин 13, расположенных в сводах кольцо 9. Кольцо 9 подпирается на кольце несущих пластин, арре- тированном на перекрывающей плите и и состоящем из отдельных сегментов.

При отказе от эластичного кольцеобразного баллона поглотитель перемещений располагают прямо между перекры- и цилиндром гидрозатвающеи плитой вора.

Бетонная опора выполнена раздельной из двух частей - внутренней подвижной 3 и внешней, сравнительно неподвижной 4. При этом между ними введен разделительный цилиндрический слой скользящего материала, например битума, который располагают вдоль наружного очертания перекрывающей плиты. 0 Благодаря разъединению бетонной опоры достигается возможность скольжения внутреннего бетонного тела опоры при высоком гидравлическом давлении газа в хранилище и избегается недопустимая нагрузка эластичного баллона и разрушение бетонной опоры. Перемещение внутреннего бетонного тела 3 передается через перекрывающую плиту 8 на опорную бетонную пробку. После прижатия пробки к горной породе, которое может соответствовать перемещению в несколько сантиментров, перемещение внутреннего бетонного тела 3 прекращается. При этом угшотнительное

го кольца. Кольцо несущих плит 10 при возникновении перемещений части 3 бетонной опоры перемещается без препятствий в предусмотренном для этого заполненном сжимаемым материалом пространства и воспринимает нагрузку вместе с уплотнительным кольцом.

Трубопроводы 17, 18, 19 для подачи и отбора продукта в хранилище, инъекций жидкости в гидрозятвор 20 и сжатого воздуха в эластичный баллон

7уложены перпендикулярно оси герметизирующего устройства с возможностью свободного перемещения в полостях, свободных от бетона и заполненных сжимаемым материалом.

Принимающая нагрузку в стволе щах- ты 1 бетонная пробка 2 нагружается давлением газа или гидравлическим давлением системы через подвижное бетонное тело 3 и перекрывающую плиту

8или при проницаемом уплотненна 16 давлением под перекрывающей плитой 8 и уплотнительным кольцом 9.

При возникновении перемещений пе-- рекрывающей плиты В и бетонной пробки 2 в направлении составляющей газового давления или давления жидкости отдельные сегменты колгзпа несущих пластин 10 вращаются в задержках li вокруг опор 12, Одновременно деформируемое уплотнительное кольцо 9 следует кольцу несущих пластин 10, При этом кольцо 9 воспринимает относительные перемещения между всеми соединительными узлами перпендикулярно к плоскости перекрывающей плиты Вив этой плоскости. Под воздействием повьпиен- ного давления, в том числе давления хранилища, элементы кольца несуиих пластин 10 и пакеты опорных пластин

13 уменьщают нагрузку на уплотнитель- Ное кольцо 9. Пластины 13 разъединяются при возникновении давления в соответствии с сегментами кольца несущих пластин 10, Таким образом обеспечивается надежное восприятие перемещений. Подобные преграждения могут устанавливаться в щтреках и других подземных вьфаботках.

Формула изобретения

1 . Устройство для герметизации подземных газовых хранилищ, включающее монолитную бетонную опору 3, бетонный корпус-пробку 2, гидравлический затвор с цилиндром 6, выполненный

Ь

0

по периметру бетонной опоры, трубопроводы 18, 19 и герметизирующий элемент, установленный между бетонной опорой и пробкой и составленный из перекрывающей плиты 8, соединенной с эластичным баллоном 7, установленным с возможностью контактирования через уплотнительный материал 16 с горным массивом, по его внутреннему перимет- ру или с цилиндром гидрозатвора 6, отличающееся тем, что, с п,епью повышения надежности устройства и сохранения его герметичности при повышенных давлениях газа в хранилищах и окружающих породах, устройство снабжено поглотителем перемещений, установленным между перекрывающей плитой и эластичным баллоном 7 или межд.у перекрывающей плитой и цилиндром гидрозатвора и жестко соединенным с ними, дополнительной опорой для связи с массивом горных пород 12 и элементом задержки 11, размещенным на 5 перекрывающей плите 8, при этом поглотитель перемещений выполнен из размещенных последовательно друг на друге деформируемого уплотнительного кольца 9, пакета опорных пластин 13 и ко:гьца несущих пластин 10, выполненных в виде отдельных сегментов, кольцо несущих пластит 10 соединено посредством стержня или трубы 21 с дополнительной опорой 12 и установлено с возможностью перемещения в элементах задержки 11, а бетонная опора выполнена из двух частей - внутренней 3 и внешней 4, причем внутренняя часть имеет диаметр, равный диаметру перекрывающей плиты и установлено с возможностью перемещения относительно внешней части.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что между внутренней 3 и внещней 4 частями бетонной опоры установлен цилиндр 5, выполненный из битума с внутренним диаметром, равным диаметру перекрывающей плиты.

0

0

5

3. Устройство по пп. 1-2, о т л и- чающееся тем, что в полость расположения поглотителя перемещения

введен сжимаем1.п1 материал 14, соединенный с горным массивом посредством бетонированного участка 15, а между бетонной пробкой 2 и сжимаемым материалом и бетонированным участком расположен слой битума с образованием плоскости скольжения 22,

4. Устройствопо пп. 1-3,0 т л и - чающееся тем,что в местах рас

/7 и

fS

9иг.1

1348539

положения трубопроводов выполнены полости, которые заполнены пенопластом.

IS

fpue.2

Изобретение относится к горной и нефтегазовой промышленности и м.б. использовано при создании подземных газонефтехранилищ, включающих подземные горные выработки и щахтные стволы. Цель изобретения - повьшение надежности устройства и сохранение его герметичности при повышенных давле-- ниях газа в хранилищах и окружаю1цих породах. Для этого в устр-ве межд.у перекрывающей плитой 8 и эластичным баллоном 7 установлен жестко соединенный с ними поглотитель перемещений. Выполнен он из размещенных последовательно друг на друге деформируемого уплотнительного кольца 9, пакета опорных пластин 13 и кольца 10 несущих пластин. Кольцо 10 выполнено из отдельных сегментов и соединено с дополнительной опорой 12 и элементом задержки 11, размещенным на плите 8. Бетонная опора выполнена из двух частей - внутренней подвижной части 3 и внещней неподвижной части А. Между ними установлен цилиндр 5. Часть 3 имеет диаметр, равный диаметру плиты 8. 3 3.п. ф-лы, 2 ил. с сл 00 4: 00 сл со со

Редактор Н. Горват

Составитель Н. Руденко Техред Л. Олийнык

Заказ 5176/34Тираж 428Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор М. Пожо