Тақырыбы: Тас тұзының кен орнында газды жерасты сақтау қоймасын жобалау

В соответствии с заданием на проектирование представлен проект подземного газохранилища в отложениях каменной соли, а так же описаны основные стадии его создания.

Целью работы является исследование существующих способов и схем создания емкостей в растворимых формациях и выбор наиболее оптимального - варианта, соответствующего нашим условиям. Отличительной чертой является рекомендация применения устройства для размыва каменной соли, которое позволяет сократить сроки сооружения и повысить экономию воды, за счет повышения концентрации рассола.

Расчет параметров процесса размыва позволяет следить за концентрацией рассола и размерами подземной емкости.

Жер қыртысы қабаты көбінесе әр түрлі салаға арналған жер асты қоймасын құру үшін қолданылады, онда негізінен қысылған күйінде сақталатын, сұйық және газтәрізді көмірсулар қысқа мерзім ішінде газды сұрыптаудың жоғары өнімділігі.

Жер асты қоймасы дегеніміз - ол бір, екі немесе бірнеше жер асты қорларынан тұратын қойма. Онда өнімді іріктеу және сақтау жердегі технологиялық құрал - жабдықтармен қамтамасыз етілген.

Жер асты қоймасы, жер үсті қоймасымен салыстырғанда неғұрлым темір қормен жақсы жабдықталған және оған темір шығыны аз жүмсалады.

Жер асты қоймасын құру кезінде жер көлемінің аз жұмсалуына байланысты күрделі салымда қүрт төмендейді.

Өрт шығу, жарылу қауіпі жер астында, жер үстімен салыстырғанда әлдеқайда төмен.

Жер асты қоймаларын қолданған кезде өнімді сақтау бағасы 1м³-қа төмендейді және қоршаған орта ластанбайды.

Жер асты қоймалары татқа желінбеді және оларды ауық-ауық тазалау, болудың қажеті жоқ. Жер асты қоймасының көлемі шектеусіз.

Жер асты қоймасын құру нәтижесінде келесі негізгі қағидаларды есте ұстау қажет:

- ұзақ мерзімде жыныспен жанасқа өнімнің сапалы сақталуы;

- сақталған өнімнің физико-химиялық және механикалық жағынан таулы жынысқа әсер етпеуі;

- қазіргі техниканың көмегімен жоғарғы технико-экономикалық көрсеткіштің қажетті көлемдегі герматикалық қуыс құру;

- белгілі тереңдіктегі қуысқа бағана бойынша салынған өнімнің теңдестірілген мөлшерден тас қысымда сақталуы.
1 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ
1.1 Жерасты қоймаларын салуға жарамды тас тұзының кен орыны
Жерасты қоймаларының құрылыстарын салуға жарамды тас тұзы кен орындарының негізгі белгілері - тұзды жыныстың қуаттылығы мен пішіні, тұздың жатқан тереңдігі мен қойманың көлемін, геометриясын анықтау. Қазіргі техника мен технология жерасты қоймаларын тік құбырлар арқылы тас тұзы кендерінде қуаттылығы 50-60 т, 1500-1600 м. тереңдікте тиімді қоймалар құрылысын салуға көмектеседі.

Жерасты қоймаларын салу сызбанұсқасы мен тәсілдері шөгінделердің өзіндік құрылысы: шөгінділердің жағдайы, тұзды жыныстың физика-химиялық константы; ерімейтін бөлшектердің құрамына байланысты. Тұздық көлемін белгілейтін көрсеткіші, оның беріктігі қойманың мөлшеріне себепті. Тас тұзының тыңайған жерін зерттеудеғі негізгі шартының құрамын: қуаттылығын мықтылығын, тұздықтың топырағын зерттеу.

Тас тұзының кен орындырын туралау сор-тұз бассейіндерінің ерекшелігі олардың бір-бірінен геологиялық жас шамасының өзгешелігі (төмендегі кембриядан неогенаға дейін), кесінді құрылысы, жыныс салыстырымының сыйымдығының, тектоникасы, минералдық құрамына байланысты.
1.2 Солтүстік - Оралдың сор - тұзды алабы
Бұл алаб Башқырстан, Орынбор, Куйбышев, Саратов, Орал, Актөбе және Атырау облыстарының оңтүстік-батыс бөліктерінде орналасқан.

Геологиялық кесіндіде тас тұзының кен орындары төменгі пермдік жас шамасындығы шөгінделердің арасында жатыр. Осы зерттеп отырған алабты тектоникалық-құрылым құрылысы мен галогенді сидементациялық шартпен үш ауданға бөлуге болады: Орал шегінің майысуы, платформалық бөлігі, Каспий жағалауының ойпаты.

Орал шегінің майысу аумағындағы сор-тұзды шөгінділер ирень көкжиегіндегі кенгур қатарында ерекше көрінеді. Олар тас тұзы мен ангидрид түрінде кездеседі тұздың көлемі 45%, қиындының қалған бөлігінде ангидридтер, мергелдер мен саз-балшық. Оңтүстікке қарай тұздың көлемі 90%-ға көтеріледі, ал террикалық жыныстырдың қатпарлары азаяды. Сор-тұзды қатпарлардың көлемі солтүстікте ошақты метр, оңтүстікте 80 метрге дейін көтеріледі. Қатпардағы ерімейтін жыныстар 2-3%.

Сор-тұзды алқабтың платформалық бөлігінің кесіндісінде екі сор-тұзды қалындық ерекшеленеді - кунгур және қазан қатарлары. Шөгінділер оңтүстік және оңтүстік шығыс бағытында 150-200 метрден 1-2 мың метрге дейін көтеріледі. Тас тұзындағы ерімейтін қалдықтар құрамы 1,5-14,5%. Тыңайған жер тереңдігі 300-1100 м. (1 бет). Каспий жағалауында төменгі перм галогендік шөгінділер 2000-9000 м тереңдікте жатыр. Сор-тұз көлемінің жерге жақындауы, оның тектоникалы сор-тұзды күмбезінен көрінеді.

Бұрғылау нәтижесінде, тұз шөгіндісінің күмбездегі тереңдігі Ақтөбе мен Ақтау облыстарында 60-300 м. Тұзды күмбездің ядросы таза галиттен құралған, ерімейтін қалдықтардың мөлшері 1,5%-дан аспайды.

Солтүстік-Орал алқабында тұздық суды ағызу жоғары кезекті, жарықты жыныстар.

Орал шегі майысуындағы геотермикалық градиентінің арақашықтығы 500-3000 метрде 100 метріне 271,5-275 К құрайды. Ишімбай қаласының ауданында 1000 м тереңдікте жыныстың қызымы 291 К, Волга жағалауының моноклинолиясында 306 К, Каспий жағалауы ойпатында 288 К төмендейді.
1.3 Жерасты қоймаларын жобалауға арналған геологиялық барлау жұмыстары
Жер асты қоймаларын жоспарлау мен құрылыс жұмыстарын жүргізу, жердегі ғимараттар мен құрылыстардың жер астындағы инженерлі - геологиялық ізденістер, геологиялық-барлау жұмыстары үшін керек. Барлау жұмыстары екі кезеңнен тұрады: техника-экономикалық негіздеу (ТЭН) мен техникалық жоспарды өңдеу. ТЭН жер асты қоймасының тереңдігін, қуаттың, құрамын дерекке негіз ете отырып өңдеу.

Геологиялық жағдайларды зерттей келе осы аудан бойынша ТЭН-нің өңдеу жинағы бойынша жарық көрген және қорда сақталған геологиялық, гидрогеологиялық, геофизикалық деректер талданды. Содан соң белгіленген аудан бойынша тұзды қабат қалыңдығы белгіленеді, үстіндегі шөгіндінің сипаты туралы мәлімет беріледі.

Геологиялық барлау аумағының алаңы қажет аумақтан 1,5 есе артық болуы керек, ол қажетті жерасты құрылыс қоры үшін. Техникалық жобалаудың бастапқы сатысыңда геологиялық жұмыстар жүргізіледі. Геологиялық барлау жұмыстары жобасында төменгі жұмыстар ұсынылады:

- аумақтың геологиялық кесіндісін нақтылау;

- тұз қатпарларын жазып жатқан құрамның химиялық, физика-химиялық құрамын білу;

- тұз қатпарларындағы сулы көкжиек сипатын алу;

- ішер және техникалық сулар көздерін анықтау.

Бұрғылау жұмысын жобаларда аз ғана бұрғы пайдалану қажет, себебі экономикалық тұрғыдан алғанда, әр жаңа бұрғы тұз қатпарларын ашып, оған жерасты сулары құйылады, ол келешекте қолданатын қоймаға зиян келтіреді.

Бұрғылау технологиясы мен конструкциясы барлау ұңғымаларының жобадағы тереңдікке дейін жетуін, геофизикалық жұмыстарды жүзеге асырып, гидрогеологиялық бақылау жүргізумен қамтамасыз ету.

1.4 Жерасты қоймаларының сызба нұсқа тәсілдерінің әдістері
Резервуарды бастау процесі су тоқтатқышты құрудан басталады.

Бұл құрылғы құрамды тұздықты үстіне беруді қамтамасыз етеді, камерадағы еріткіш көбейтіліп отырылады, бұл соңында құрылыс мерзімін қысқартады. Түсіру - көтеру процесі қарапайымдалады.

Су тоқтатқыштың өсуіне байланысты қуысты енгізу жүйесі арқылы ерімейтін процесс пайдаланылады. Су тоқтатқыштың өлшемдері белгілі көлеммен анықталады. 100 мың м³ резервуардың биіктігі-10 м. Таза тұз үшін оның диаметрі биіктікке тең.

Ал 10-15% болса, тура ағынды ережеде жұмыс жасалады. Су тоқтатқыштың айнымалылары 10-20 м³/сағ жұмыс уақытының басында оған дейін 50-70 м³/сағ соңында болады. Су тоқтатқыштың пайда болғанан кейін мынандай режим қолданылады - астынан үстіге дейінгі саты (сур 36). Еріткіштің құрамында шатыр қуысының, тұз ерітіндісі жоғары дәрежелі есеп алады.

Қуыстың төбесі тиімді ериді, бұл шарттан көптеген субстанциялар келісім берді.

Тұздың құрамын анықтарда құрамы, күші, төзімділігі, өткізбегіштегі, тұзды топырағы ыждағытпен негізге алынады. Егер тұзды ерітінді алынатын жерлері болса, сол жерден қосынды алып, кептіріп таза тұз алады.

Су тоқтатқыш жасалғаннан соң тұз қарсы ағын әдісімен жуылады, ол төменнен жоғары қарай өтетін ережемен орындалады. Ерітуге қапталдағы қабыршықтар ғана емес, кеністік төбесі де араласады, сонда барып көп тұз алынады.

Бұл сатыда ең бастысы - қуыстың үстіңгі бөлігін алу, астыңғы ерімейтін бөлігін құру.

Ішкі қабаттың сыртқы бағаны құбырлар 2 әлсіз минерализация тұздығы үшін көптеген элементтер және терезелер қолданды. Ішкі бағандағы құбыр 2 сыртқы бағанадағы дисктер 3 және көшет элементтер көмегімен біріктіріледі. Сопло 5 болтты сыртқы бетінің диск 3 пен біріктіріледі, ал диффузор 4 сопло 4 қатарласып астыңғы дискіге біріктіріледі. Ішкі баған құбыр 2 үстіңгі және астыңғы дискіге 3 бекітіледі. Көшет элементтер сыртқы бағана құбыры арқылы цилиндрлік көшет орнын тығыздау 6 астыңғы диск 3.

Бұл жұмысты құру келесі бейне бойынша көрсетіледі.

Сыртқы күндізгі жинауды келтіріп торапты құрылғы астыңғы ішкі бағанасы құбырлы 2. Содан соң өндірістік түсіру арқылы құбырдың сыртқы жұмысы көрсетіледі. Кейін ішкі құбырдың ұзындығын таңдап астыңғы диск 3 көшеті элементке қарама-қарсы орналастырып, ішкі 2 құбыр бағаны түседі.

Бұл құрылғы құрамды тұздықты үстіне беруді қамтамасыз етеді, камерадағы еріткіш көбейтіліп отырылады, бұл соңында құрылыс мерзімін қысқартады. Еріткіш су құбыралық сыртқы және ішкі құбырлы болған 2, соплу 5. Соплада 5 потенциалдық энергия, тоқ арқылы жұмысын істейді, нәтижесінде әлсіз миниралды тұздықты камерадан жер асты резервуарда енгізеді. Еріткіш және сорылатын ағын цилиндрлік камерамен араласып орнынан алынады.

Диффузор 4 керісінше кинетикалық энергиядан потенциалды енгізеді, мұнда ішкі және сыртқы құбырлар бағаны камераға түседі, камераны сілтелеу үшін ерітінді, әдетте тұщы суды, 2-ші құбырмен береді. Жерасты қоймасын жасағанда оны үнемі әрі мықты етіп орнықтыру керек.

Жерасты камерада, негізінде резервуардың биіктігі көрсетіледі, конструкция бойынша оны әртүрлі бұрғылау жеріне орналастыруға болады.

Гравитациялық күш арқылы, әлсіз минералдарды төменгі сатыға белгілеу арқылы резервуарды жерасты камераларына бекітеді. Бұл көрсеткіш концентрациялық тұздықты күндізгі сатыдағы камераларға жерасты резервуарлы еріткіш соңында уақыт қысқарып құрылыс үнемі жүргізіледі.

Түсіру - көтеру процессі қарапайымдалады.
1.5 Тұздық суды сақтау, тастау және пайдаға асыру

1.5.1 Тұздық суды пайдаға асыру
Жерасты құрылғысында керексіздерді бөлу технологиясы бар. 1 м³ сұйық заттан 7-8 м³ тұздық шығады. Экономикалық тиімділік те бар, кемшілік те жоқ емес, олар мынандай:

- тұздықта химиялық тазалау;

- тұздықты жөнелту шығындары;

- әлсіз тұздықтарды жетілдіру;

- тұздық әкелу уақытының аздығы. Бұл алгоритмдерін ЭЕМ шығарады.

Тұздың құрамын анықтарда құрамы, күші, төзімділігі, су өткізбегіштігін, тұзды топырағы ындағатпен негізге алынады. Егер тұзды ерітінді алынатын жерлері болса, сол жерден қосынды алып, кептіріп таза тұз алынады. Нашар минералданған тұздың айдалғанда сорғыштар тез арада істеп шығып, тозып кетеді, сол үшін су біріден жіберіледі. Тұз үстіңгі жағында ериді.

Практика жүзінде тұздықты қолдану өнеркәсіпте өте пайдалы, мысалы: минералды шикізатта пайдаланса одан каустикалық және кальций тұзын, қағазды, синтикалық каучукты, тамақ тұзын және т.б.

Ерітінді жайыла түскен сайын одан тұз алу жеңіл болады. Таза тұз үшін оның диаметр биіктігіне тең, 80% ерімейтіні бар кезде, қарсы ағыс ережесімен жүргізіледі. Әр бір тұздықтың шешімін жерасты сақтау суы көрсетілуі керек. Сонда да кейбір мәселелер көрсетіледі хлорлы натрий тұздығы көлемі бойынша аз.

Тұздықты керексіздендіру есебі қазіргі уақытта техникалық шешім түрде, оптималды алгоритмдер моделін құруға және бағдарламалы алгоритмінде ЭЕМ-де жасауға қолданады.
1.5.2 Тұздық судың қорын технологиялық сақтау
Пропанды алсақ, үнемді, реттелгіш келеді. Жерасты 100 мың м³ арнаулы сақтағышта жатады, ішкі алқабы ашық экранда көрінеді, жер қойнауына енгізілген, сүзілу жылдамдығы - 1,9 10^-4 м/тәулік. ;

Тұздықты сақтау ішкі жағымды алқабын корсету мен шектелмейді. Алқаб іші күстеніп, аунатылады. Жерге тұздық сақтауды құрады. Тұздықтың ағып кетуінен сақтау үшін тұзды жерге және сулы горизонтта тұзды сақтау экраны мен жабады.

Тұздың құрамын анықтарда құрамы, күші, төзімділігі, су өткізбегіштігі, тұзды топырағы ыждағытпен негізге алынады.

Сүзуге қарсы экранда мынандай полеолифин жұқа қабығы, өзінің сипаттамаларында (гидрофобия, механикалық төзімділік, пісірілу, икемділік, химиялық беріктік) басқа материалдар (цементтік бетон, асфальт пневмополимерді бетон, нейриттік резеңке) жұмыс істеуге сәйкестендіріледі. Құрылыстық экран осы бекет бойынша қаттылық пен жақсы диформацияға қарсы тұрады. Басқа материалдар мен салыстырғанда құрылысқа көп уақыт кетпейді. Бұл экранды көтеру үшін бізге жүк көтергіш құралдар қажет.

Форма мен шаманы тұзды сақтауды анықтайтын көлемі жерасты резервуар, жер рельефі, буға айналу көлемі және басқа тұнбалар.

Тұздық сақтағыштың жалпы тереңдігі былайша анықталады:

һ = һ_n+һ_м+һ₀+а

мұндағы һ_n - жерасты ыдысынан қажет өнімді шығару тереңдігі;

һ_м - "өлі" көлем тереңдігі;

һ₀ - шөгінді тереңцік қоры;

а - дамбаның толқыннан биіктігі.
1.6 Сұйытылған көмірсутегі газдарының жерасты сақталуы қорының технологиялық үлгісі
Технологиялық үлгіде жерасты сақтауында сұйық көмірсутекті вариант көрсетілген.

Төмендетілген судың пайдалануы теміржол арқылы жүреді. Технологиялық үлгіде мынандай негізгі операциялар қаралынады: Темір жол цистерналары арқылы төмендетілген газ беріледі, ол жоғары қысымды 3 соратын сызық сорғыш және жерасты резервуар 8;

Теміржол цистерналары көмегімен құйылыс заттың алады, ол төмендетілген сорғыш затты 2, буферлік резервуар 4;

Жерасты төмендетілген газдың біреуі, ол ерітілген сорғыш 10, төменгі қысымды сорғыш 2в.

Беруді теміржол мен келген цистерналардағы 3 қысымды сорғыш атқарады.

Құюды 2-ші төменгі қысымды сорғыш 4-ші ыдысқа беру арқылы жүреді.

Қажет құю - 550 м³/сағ., немесе оның көлемі:

V_{ыдыс.кед}. = (550-100)·2 = 900 м³

Үш резервуар қосылып 350 м³ көлем береді, сонда 0,86 коэффицентінде - 903 м³ болып шығады.

Осымен қатар резервуар сорғышы авария немесе жөндеу жұмыстары кездеседі оларға үлкен роль берілу керек.

Жерасты көлемі үш сорғышта пайдаланады 5НС-6-8г (екеуі негізгі және біреуі резервтегіш). Соммалық қысым 390 м тең, ал соммалық шығын 100м³/сағ.

Сақтау көлемі 100 мың м³ төменгі газды құю, өнімділігі 100 м³/сағ. Өнімділіктің құны 110 м³/сағ болуы керек.

Теміржол цистерналары төмендетілген газдың буферлік резервуарының төменгі қысымын (екі біріктірілген параллельді) типі 8НД-9х².

Ішкі құбырлардың диаметрі, технологиялық үлгісіндегі буферлік резервуары 168 мм, жуандығы 10 мм тең.

Кооперацияда тұзды сақтау сорғышының өнімділігі 100 м³/сағ (екі сорғыш) типі КМС-50х .