Способ эусплуатации подземного хранилища нефтепродуктов Советский патент 1992 года по МПК B65G5/00 

сл

с

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.

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.автор- ское свидетельство № 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 из 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,

в процессе принудительного вытеснения рассола из 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 повыше ние 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 резервуаров продуктом а процессе их заполнения и прорыв продукта под высоким давлением по центральной колонне в наземные коммуникации, в рассольную насосную, что также может привести к аварийной ситуации.

4 1 О N5 К)

-ч

Кроме того, в процессе хранения продукта возможна несогласованная с поступлением рассола выдача газа или разгерметизация обсадной колонии рассольного резервуара, снижение давления газа в них ниже значения давления гидростатического столба рассола, что приведет к вакуумному сжатию и разрушению рассольных трубопроводов, центральной колонны, и оборудования устья скважин рассольных ре ервуаров.

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 предлагаемому является объект Подземное хранилище нефтепродуктос нэ Астраханского ГПЗ, созданный при совместном сотрудничестве фирм ЮжНИИгип- рогаз, шифр 85271 и Союзгазпроект шифр 1267, 1987г.

Согласно способу эксплуатации указа5 - ного хранилища продукт под требуемым давлением подают в подземные продуктовые резервуары по межтруЬыо центральной и обсадной колонн. При этом предусматривается отбор рассола и его подача в подземные резервуары с разрывом потока рассола.

Вытесняемый продуктом рассол из продуктовых подземных резервуаров сначала поступает в емкость блока дегазации рассола и далее самотеком - в откры гос буферное рассолохранилище и только после этого насосами закачивают 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 рассолохрзнилиида, в которое рассол поступает из подземных рассольных резервуаров путем его вытеснения сжатым газом, подаваемым в меж- трубье 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 возможности, в случае переполнения продуктовых резервуаров, выброса продукта под высоким давлением непосредственно в емкости блока дегазации и в открытое буферное рэссолохранили- Щ8, что приведет к созданию пожароопасной ситуации, В случае аварийного прорыва газа вытеснения высокого давления, в центральные колонны рассольных подземных резерьуарое импульс давления передается на насосы рассольной насосной станции, что может подвести также к аварийной си- туэцчм.

0Кроме того, недостатком известного

способа и устройства является знамитель- ные капитальные затраты за г.чет наличия большого количества оборудования (блок дегазации рассола, громоздкое открытое

Ь буферное рассолохрэкилище, рассольная насосная станция), а также большие эксплуатационные затраты за счет осуществления дополнительных операций по закачке рассола е подземные резервуары, а также за

0 счет большого количества рабочего персо- r-ала и средств автоматики для обслуживания вышеуказанного оборудования.

Более ioso, известный способ способствует загрязнению окружающей среды за

5 выброса в атмосферу газа из блока дегазации и ввиду наличия открытого буферного рассоло/ранллишз.

Целью изобретения являете попыше- ИР - адежностгхранм ниц приочноврег I°H0 ном снижении затрат sd хранение

Эта цепь достигается , что з способе чсплуячации подземного хранилища нефтепродуктов, включающий закачку хоанимо- го поеду/та и выдачу потребителю путем

5 выдзэпиз& ия рассолом, принудительно отбираемым из лодземного рассольного резервуара путем вытеснения сжатым буферное рассолохранилище (буферную емкость) выполняют герметичным, при но0 -правлении в него отобранного из подземного продуктового или рассольного резервуаров рассола заполняют газом, при этом путем регулирования давления газа поддерживают положение уровня раздела

Ь сред газ-рассол постоянным и отвечающим соотношению

Vr VT

где Vr - геометрический объем газового про- странсгоз в герметичном буферном рассо0 лохранипище (буферной емкости):

VT - суммарный и геометрический обьем трубопровода и центральной колонны, соединяющих герметичную емкость с нижней частью подземного резервуара.

5 Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличав ten от известного тем, что буферное рассолохранилища аыполняют герметичным, а уровень раздела сред газ-рассол поддерживают постоянным и отвечающим

определенному соотношению геометрического обьема газового пространства в герметичном буферном рассолохранилище и суммарного геометрического обьема 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 № 2338140), в котором 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 обьема 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 рассолохранили- ща (буферной емкости). Это значительно по- вышаетнадежностьработы

нефтехранилища. Кроме того, рассол закачивают в рассольные подземные резервуары, используя статическое давление источника газа. При этом отсутствует насос-, ное оборудование, что значительно снижает капитальные и эксплуатационные затраты. Следовательно, указанные выше отличительные признаки способа позволяют проявить новые свойства, а именно, обеспечив 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 эксплуатацииподземногохранилища

нефтепродуктов.

Согласно предлагаемому способу подлежащий хранению продукт закачивают под требуемым давлением по трубопроводу 1

0 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

5 рассол из продуктового подземного резервуара 5 по центральной колонне 4 поступает по избыточным давлением по трубопроводу 5 в герметичное буферное рассолохранилище 7. Одновременно из источника газа 8 по

0 трубопроводу 9 через регулирующий клапан 10 подают газ в герметичное буферное рассолохранилище 7, где образовывается две среды, в верхней части - газовая, в нижней - рассольная с уровнем их раздела. Рас5 сол под избыточным давлением газа из герметичного буферного рассолохранили- ща 7 поступает по трубопроводу 11 и далее по центральной колонне 12 в нижнюю часть рассольного подземного резервуара 13. Од0 новременно 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 под5 ают газ 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. Од0 ноаременно выдавленный из последнего рассол по центральной колонне 12 направляют под избыточным давлением по трубопроводу 11 в герметичное буферное рассолохранилище 7, откуда его под давле5 нием 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

0 центральной 4 колонн, который по трубопроводу 1 через открытую задвижку 2. поступает потребителю.

Давление, которое необходимо поддерживать в газовой части герметичного буфер5 ного рассолохранилища 7 для обеспечения подачи рзссола в продуктовый 5 и рассольный 13 подземные резервуары, определяют величиной прфтиводавления на оголовке указанных подземных резервуаров 5, 13 и

величиной гидравлических потерь, которые зависят от режима (производительности) закачки и выдачи продукта и является величиной непостоянной,

Давление газа а газовом пространстве герметичного буферного рассолохранили- ща 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 равен или больше суммарному геометрическому объему трубопровода 11 и центральной колонны 12, соединяющих герметичное буферное рассолохранилище 7 с нижней частью рассольного подземного резервуара 13, ТА.

VrSrVr

где Vr - геометрический объем газового пространства в герметичном буферном рассолохранилище (емкости);

VT - суммарный геометрический объем трубопровода 11 и центральной колонны 12.

Регулирование давления газа в газовом пространстве герметичного буферного рассолохранилища 7 в зависимости от режима (производительности) закачки - выдачи продукта производится автоматически. При повышении уровня раздела двух сред выше установленного 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 до установленного значения, при достижении которого регулирующий клапан 10 закрыва- 1 ется. При снижении уровня раздела двух сред ниже установленного значения, т.е. при превышении давления газа требуемого значения, срабатывает регулирующий клапан 17, сбрасывая часть газа по трубопроводу 19 на утилизацию.

После вывода работы устройства на конкретный рабочий режим, уровень раздела двух сред в герметичном буферном рассолохранилище 7 устанавливается постоянным, давление газа в ней стабилизируется и устройство будет работать, используя для подачи рассола в продуктовый 5 или рассольный 13 подземные резервуары только 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 Vr VT. 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 предваритель0 ный клапан 20 в окружающую среду, что приведет к аварийной ситуации. Но, так как согласно изобретению, объем газовой части в герметичном буферном рассолохранилище 7 равен или больше суммарного геомет5 рического объема центральной колонны 12 и трубопровода 11, то весь вытесненный рассол займет газовое пространство герметичного буферного рзссолохранилищз 7, а прорвавшийся газ резко повысит давление

0 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 про5 дуктовом подземном резервуаре 5 не произойдет. При нормальной эксплуатации давление газа в рассольном подземном ое- зервуаре 13 уравновешиваете давлением столба рассола в центральной колонне 12.

0 В случае разгерметизации обсадной колонны 14 или несогласованной выдачи газа вытеснения из рассольного подземного резервуара 13, в нем пооис: одиг снижение давления газа, в резуль-( гте чего давление в

5 центральной колонне 12 резко снизится и весь рассол из рассольного пространства герметичного буферного рассолохрачили- ща 7 под действием давления газа в ней по трубопроводу 11 и центральной колонне 12

0 поступит в рассольный подземный резервуар 13, а затем происходит замещение рассола в трубопроводах 11 и центральной колонне 12 газом из герметичного буферного рассолохранилищэ 7. Тем самым проис5 ходит предупреждение разрушения трубопровода 11, устьевого оборудования рассольного подземного резервуара 13 и центральной колонны 12.

В случае аварийного переполнения про0 дуктового подземного резервуара 5 продуктом в процессе его заполнения и прорыва продукта по центральной колонне 4, продукт по трубопроводу б поступит в герметичное буферное рассолохранилище 7, откуда

5 газом вытесняется в рассольный подземный резервуар 13, что предупреждает аварийный выброс продукта в окружающую среду.

Применение данного способа позволит повысить надежность эксплуатации за счет

предотвращения 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: блочэ 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 за- кзчку хранимого продукта о подземный продуктовый резервуар с одновременным

Продукт

)

отбором по трубопроводу рассола, подачу его в буферное рассолохранилище и затем по трубопроводу в подземный рассольный резервуар по центральной колонне, хранение продукта и выдачу потребителю путем выдавливания рассолом, принудительно отбираемым из подземного рассольного резервуара путем вытеснения сжатым газом, отличающийся тем, что. с целью

повышения надежности хранилищ при одновременном снижении затрат на хранение, буферное рзссояохранилище выполняют герметичным, при направлении а него отобранного из подземного продуктового или рассольного резервуаров рассола заполняют газом, при этом путем регулирования давления газа поддерживают положение уровня раздела газ-рассол постоянным и отвечающим соотношению

Vr VT.

где Vr - геометрический объем газового пространства в герметичном буферном рассолохранилище (емкости);

VT - суммарный геометрический объем

трубопровода и центральной колонны, соединяющих герметичную емкость с нижней частью подземного резервуара.

F

H- ,H-2