Способ подземного хранения углеводородов и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B65G5/00 

Изобретение относится к подземному хранению углеводородов и может найти применение в газовой, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, связанных с получением, транспортом и потреблением углеводородов, преимущественно этана.

Известен способ хранения углеводородов в подземных хранилищах с продуктовыми и рассольными сообщающимися емкостями с выдачей рассола из рассольной емкости под действием энергии сжатого воздуха.

Такой способ имеет тот недостаток, что для аккумулирования потенциальной энергии сжатого воздуха, достаточной для выдачи всего объема рассола, объем рассольной емкости должен превышать объем продуктовой емкости в 4 раза. Кроме того, для закачки рассола в продуктовую емкость и для выдачи из нее продукта используют рассольные насосы, а для закачки сжатого воздуха - компрессорную установку. Все это

влечет увеличение капитальных и эксплуатационных затрат.

Наиболее близким к предлагаемому является способ хранения жидких продуктов, преимущественно нефти и нефтепродуктов в подземных хранилищах с продуктовыми и рассольными сообщающимися емкостями, обеспечивающими выдачу продукта путем выдавливания рассолом, принудительно вытесненным из рассольной емкости газом вытеснения, при этом для операций закачки и выдачи продукта, закачки газа вытеснения, а также перемещения рассола используют раздельно для различных операций аккумулирующий насос, нагнетатель, соляной насос.

Однако известный способ требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат за счет большого количества оборудования, применяемого раздельно для различных видов технологических операций, и дополнительных трубопроводов с арматурой для обвязки этого оборудования.

сл

С

-NJ О

сл ,о

о со

Целью изобретения является снижение капитальных и эксплуатационных затрат.

Указанная цель достигается тем, что в способе хранения углеводородных газов в подземных емкостях, включающих создание многоемкостного подземного хранилища с продуктовыми и рассольными емкостями, гидродинамически связанными между собой через скважины, оборудованными обсадными и центральными колоннами, вытеснение рассола из продуктовых емкостей в рассольные емкости сжатым продуктом, подаваемым на хранение под давлением транспорта продукта по магистральному продуктопроводу и выдачу в маги- стральный продуктопровод путем выдавливания рассолом, принудительно вытесненным из рассольной емкости газом вытеснения, продуктовые и рассольные емкости располагают на глубинах с соотношением

НР РР -Рп Нп РР -РГ

где Нр, Нп - глубина расположения соответственно рассольных и продуктовых емкостей, м;

- РР , РП РГ плотность при рабочих условиях соответственно рассола, продукта и газа, кг/м .

На чертеже изображена схема устройства для осуществления способа хранения углеводородных газов в подземных емкостях.

Она содержит подземные продуктовые емкости 1 и рассольные емкости 2. Скважины этих емкостей оборудованы центральной 3 и обсадной 4 колоннами. Подземные емкости сообщены между собой рассолоп- роводом 5. Компрессор своим входом сооб- щен через трубопровод 5 с запорной арматурой 8 с источником продукта (этана) 9 (диэтанизатор газоперерабатывающего завода) и через трубопровод 10 с запорной арматурой 11с источником газа вытеснения 12 (газопровод), а своим выходом одновременно подключен через трубопровод 13 с арматурой 14 к затрубному пространству обсадной 4 и центральной 3 колонн скважин рассольных емкостей 2, через трубопровод 15 с запорной арматурой 16 и 22 к затрубному пространству обсадной 4 и центральной 3 колонн скважин продуктовых емкостей 1, а через трубопровод 17 с запорной арматурой 18 к магистральному продук- топроводу 19. Кроме того, затрубное пространство обсадной 4 и центральной 3 скважин рассольных емкостей 2 сообщено

и

через трубопровод 20 с запорной арматурой 21с источником газа вытеснения (газопроводом) 12.

Согласно предлагаемому способу продуктовые емкости 1 и рассольные емкости 2 выщелачивают в массиве соли одним из известных способов, причем соотношение глубин расположения продуктовых и рассольных емкостей определяют по формуле

Нр Нп

РР -РП

рр -рг

где Нр, Нп - глубина расположения соответ- ственно рассольных и продуктовых емкостей, м;

Рр; РП; рг - плотность при рабочих условиях соответственно рассола, продукта и газа вытеснения, кг/м3.

Кроме того, минимальные глубины Н

расположения подземных емкостей определяют из условия предотвращения гидроразрыва горных пород на данной глубине при максимальном рабочем давлении по форму- ле

45

Н

Рраб

Рпор 9

30 где Рраб - максимальное избыточное давление в подземной емкости, Па;

Рпор - средняя плотность вышележащих горных пород, кг/м3;

g - ускорение свободного падения, 35 м//

После размыва всех емкостей с соблюдением приведенных соотношений приступают к вводу хранилища в эксплуатацию, при этом все емкости заполнены рассолом. 40 Для заполнения продуктовых емкостей 1 продуктом (этаном) открывают арматуру 8 на трубопроводе 7 и по нему на вход нагнетателя 6 подают газообразный этан из источника продукта 9. В нагнетателе 6 газ

сжимают до давления транспорта этана по

магистральному продуктопроводу (этаноп- роводу) 19 и направляют через открытые задвижки 16 и 22 по трубопроводу 15 в межтрубное пространство обсадной 4 и центральной 3 колонн скважины продуктовой емкости 1.

При этом при вводе хранилища в эксплуатацию, т.е. при первом заполнении хранилища, вытесненный продуктом из

продуктовой емкости 1 рассол подают на утилизацию.

Хранилище будет выведено на рабочий режим, когда продуктовые емкости 1 заполнены продуктом (этаном), а рассольные емкости 2 рассолом. При этом задвижки 14,16 и 21 закрывают.

Для выдачи продукта из хранилища закрывают задвижку 22, открывают задвижку 11 и по трубопроводу 10 из источника газа вытеснения 12 подают газ вытеснения на вход компрессора 6, В компрессоре 6 газ вытеснения сжимают, и под давлением, равным давлению транспорта этана по магист- ральному продуктопроводу 19, через открытую задвижку 14 по трубопроводу 13 нагнетают в межтрубное пространство центральной 3 и обсадной 4 колонн скважины рассольной емкости 2, вытесняя из нее по центральной 3 колонне, рассол под избыточным давлением, который по трубопроводу 5 подают в центральную 3 колонну скважины продуктовой емкости 1.

Вытесненный при этом из продуктовой емкости I по межтрубному пространству центральной 3 и обсадной 4 колонн скважины продукт (этан) под давлением, равным давлению транспорта по магистральному продуктопроводу, подают через открытые задвижки 16 и 18 в магистральный продук- топровод 19.

При последующем заполнении хранилища продуктом рассол из продуктовой емкости 1 отводят по трубопроводу 5 в рассольную емкость 2, подавая его в центральную колонну 3 данной емкости.

При этом газ вытеснения из рассольной емкости 2 по межтрубному пространству центральной 3 и обсадной 4 колонн рассольной емкости 2 через открытую задвижку 21 по трубопроводу 20 отбирают под давлением гидростатического столба рассола в данной емкости и подают в источник газа вытеснения 12 под требуемым давлением, которое регулируют регулятором давления.

При необходимости полученный из источника продукта 9 газообразный этан сжимают в компрессоре 6 до давления его транспорта и через открытые задвижки 22 и 18 по трубопроводу 17 направляют для транспорта в магистральный продуктопро- вод 19. При этом задвижки 14,16 и 21 закрывают,

Использование предлагаемого способа снижает капитальные и эксплуатационные затраты в основном благодаря возможности применения значительно меньшего количества и разновидностей(номенклатуры) установленного оборудования, для выполнения различных видов технологических операций, сокращения требуемых к ним дополнительных трубопроводов с арматурой, сокращения расходов по их обслуживанию, а также за счет меньших энергетических затрат.

0

5

0

5

Формула изобретения

1. Способ подземного хранения углеводородов, включающий создание многоемкостного подземного хранилища с продуктовыми и рассольными емкостями, гидродинамически связанными между собой через скважины, оборудованные обсадными и центральными колоннами, закачку в продуктовую емкость углеводородов с вытеснением ими рассолов, хранение и выдачу углеводородов в магистральный продуктоп- ровод путем выдавливания рассолом, принудительно вытесненным из рассольной емкости газом вытеснения, отличающийся тем, что, с целью снижения капитальных и эксплуатационных затрат за счет сокращения номенклатуры используемого оборудования для операций закачки, выдачи продукта и его транспорта, предварительно определяют плотность рассола, продукта и газа вытеснения, а продуктовые и рассольные емкости располагают на глубинах, удовлетворяющих соотношению

Нр Нп

Рр А

РР -А

где Нр, Нп - глубина расположения соответственно рассольных и продуктовых емкостей, м;

AJ- РП А плотность при рабочих условиях соответственно рассола, продукта и газа вытеснения, кг/м ,

при этом вытесняют рассол из продуктовых емкостей под давлением транспорта продукта по магистральному трубопроводу, а рассол из рассольных емкостей в продуктовые вытесняют газом вытеснения с таким же

давлением.

2. Устройство для подземного хранения углеводородов, содержащее источники продукта и газа вытеснения, соединенные с нагнетателем и продуктовой и рассольной

емкостями, гидродинамически соединенными между собой посредством скважин, с обсадными и центральными колоннами и соединительными трубопроводами, отличающееся тем. что, с целью снижения

капитальных и эксплуатационных затрат за счет сокращения номенклатуры используемого оборудования для операции закачки, выдачи продукта и его транспорта, вход нагнетателя подключен посредством соединительных трубопроводов и арматуры к источнику продукта и источнику газа вытеснения с возможностью поочередного подключения к ним, а выход нагнетателя через трубопроводы и запорную арматуру сообщен с возможностью поочередного подклю- стральным трубопроводом, при этом про- чения с межструбными пространствами дуктовая емкость расположена на глубине продуктовой и рассольной емкостей и маги- большей, чем рассольная емкость.

Рассольные и продуктовые емкости располагают на глубинах с соотношением НР:НП (/Эр-А):(АЭ-А) где Нр, Нп - глубина расположения соответственно рассольных и продуктовых емкостей, м;рр,/Эп,/Ог-плотность при рабочих условиях соответственно рассола, продукта и газа вытеснения. Для обеспечения закачки и выдачи продукта одним нагнетателем его вход подключен одновременно к источнику продукта и источнику газа вытеснения, а выход подсоединен одновременно к затрубному пространству продуктовой и рассольной емкостей и к трубопроводу выдачи продукта в магистральный продуктопровод. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.