CN107842392A - 一种盐穴储气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种盐穴储气装置,所述盐穴储气装置与地上气源连通,包括储气腔、卤水腔和卤水池;所述储气腔与所述卤水腔为盐穴,所述卤水池设于地面上;所述储气腔与所述地上气源通过储气管连通;所述卤水腔与所述卤水池通过卤水管连通;所述储气腔的底部通过连通管与所述卤水腔的底部连通,且所述储气腔、卤水腔和卤水池内均填充有卤水。本发明提供一种盐穴储气装置,储气腔放气时,高压气体经储气管排出储气腔,卤水池和卤水腔中的卤水经连通管进入储气腔,使储气腔内的剩余气体排出储气腔,提高盐腔的容积效率;同时,卤水向储气腔提供支撑压力,避免出现地质问题对地上造成不良影响,其安全性高、结构简单、便于制取和应用等优点。
Description
技术领域
本发明涉及高压气体存储技术领域,具体涉及一种盐穴储气装置。
背景技术
盐腔是在地下盐层或盐丘中利用水溶开采方式开采盐矿后形成的地下洞穴,可用来储存天然气或者石油等;水溶盐腔的几何成型建造工艺成熟,采用水溶法开采盐矿时,一般需要两根管柱,一根注入水,另一根返出卤水,利用注入的水溶解盐层,形成盐腔,单腔几何直径一般为60-90m,高度100-350m,库容20-100万m3。开采后的盐腔需要利用饱和卤水回填以保证地质结构的稳定;在保证地质安全的前提下利用盐腔进行储气则能同时发挥其经济价值。
目前,国内有大量的盐腔资源可以利用,例如,中盐金坛盐化有限责任公司所属金坛盐盆占地60.5平方公里,矿石储量162.42亿吨,氯化钠含量124.38亿吨,是我国东部地区综合指标最佳的大型盐矿。每年开采卤水就能产生600万立方米的盐腔,最大盐腔体积约32万m3。截至2014年7月,中石油西气东输在金坛储气库库容2.84亿立方米,工作气量1.58亿立方米,储气压力可达17MPa。
但上述的盐腔储气方法,仍存在以下缺陷:在利用盐腔进行储气时,除了盐腔体积,还需要结合具体盐腔的地下深度规定最高安全压力和最低安全压力,以避免出现地质问题对地上造成不良影响。因此,在储气盐腔放气过程中,当压力等于或接近最低安全压力时,需停止放气,但此时盐腔内仍剩余大量气体,导致盐腔的容量不能被充分利用,容积效率(放气量与储气量之比)较低。例如:对于某一确定容积V的盐腔,最高储气压力为ph=16MPa,最低储气压力为p0=10MPa,根据气体状态方程p*V=n*R*T,压力p和物质的量n成正比,则放气结束前后的气体量之比等于压力之比,即nh:nl=ph:p0=1.6。则该盐腔的容积效率η=1-nl/nh=1-p0/ph=37.5%。且随着最低储气压力与最高储气压力之比的增大,储气装置容积效率将继续降低。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种盐穴储气装置,以解决现有技术中由于用气压力及地质安全双重需求下盐腔放气不完全、容积效率低下的问题,并提供盐穴系统加工和运行技术方法。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供一种盐穴储气装置,所述盐穴储气装置与地上气源连通,包括储气腔、卤水腔和卤水池;其中,所述储气腔与所述卤水腔为盐穴,所述卤水池设于地面上;所述储气腔与所述地上气源通过储气管连通;所述卤水腔与所述卤水池通过卤水管连通;所述储气腔的底部通过连通管与所述卤水腔的底部连通,且所述储气腔、卤水腔和卤水池内均填充有卤水。
其中,所述储气管上设有储气管截止阀;所述卤水管上设有卤水管截止阀。
其中,所述储气管上设有压力传感器。
其中,所述储气管的下端与所述储气腔的顶部连接,并延伸至所述储气腔内。
其中,所述卤水管的下端设于所述卤水腔的底部,所述卤水管的上端设于所述卤水池的底部。
其中,所述卤水池的容量大于所述储气腔的容量。
其中,所述卤水为饱和卤水。
其中,所述储气腔与卤水腔的距离为20m~100m。
其中,所述储气腔与所述卤水腔位于地下800m-1100m。
其中,所述储气腔、卤水腔和连通管均由水溶法制取。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
本发明提供一种盐穴储气装置,在储气腔进气时,高压气体经储气管进入储气腔,储气腔中的卤水经连通管进入卤水腔,并经卤水管进入卤水池,实现气体储存。在储气腔放气时,高压气体经储气管排出储气腔,卤水池和卤水腔中的卤水经连通管进入储气腔,使储气腔内的剩余气体排出储气腔,充分利用储气腔的储气空间,提高盐腔的容积效率;同时,利用卤水的重力作用向储气腔提供支撑压力,避免出现地质问题对地上造成不良影响,其安全性高、结构简单、便于制取和应用等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些图获得其他的附图。
图1为本发明一种基于水溶法的盐穴储气装置的结构示意图;
附图标记说明
1-储气腔;2-卤水腔;3-卤水池;4-连通管;5-储气管;6-卤水管;7-储气管截止阀;8-卤水管截止阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示,为本实施例提供的一种盐穴储气装置,包括储气腔、卤水腔和卤水池。
本实施例中,储气腔1与卤水腔2为盐穴。卤水池3设于地面上。储气腔1与地上气源通过储气管5连通。卤水腔2与卤水池通过卤水管连通。储气腔1的底部通过连通管4与卤水腔2的底部连通。储气1腔、卤水腔2和卤水池3内均填充有卤水。
本实施例中,储气管5上设有储气管截止阀7,且储气管5的下端与储气腔1的顶部连接,并延伸至储气腔1内,便于架设储气管;进一步的,储气管5延伸至储气腔1内较短距离,以避免过早接触卤水,使卤水液位受限。卤水管6上设有卤水管截止阀8,且卤水管6的下端设于卤水腔2的底部,卤水管6的上端设于卤水池3的底部。
进一步的,储气管5上设有压力传感器,用于检测储气腔1内的气体压力。
进一步的,卤水池3的容量大于储气腔1的容量,便于补充储气腔1内的卤水。
进一步的,卤水为饱和卤水,避免盐穴变形。
进一步的,储气腔1与卤水腔2的距离为20m~100m,避免出现矿柱变形。本实施例中,储气腔1与卤水腔2的距离为50m。
进一步的,储气腔1与卤水腔2位于地下800m-1100m。
进一步的,储气腔1、卤水腔2和连通管4均由水溶法制取,工程上便于实现。
下面通过具体的过程,进一步详细的说明。
储气腔1进气过程;储气管截止阀7打开,卤水管截止阀8打开。高压气体经储气管5进入储气腔1,储气腔1中的卤水经连通管4进入卤水腔2,并经卤水管6进入卤水池3,此过程中压力传感器指示储气腔1内压力约等于卤水管6中液注压力。
当压力传感器指示储气腔1内压力开始明显低于卤水管6中液柱压力时,关闭卤水管截止阀8,继续向储气腔1内充气,直至压力传感器显示储气腔1内压力接近最高安全储气压力,关闭储气管截止阀7,充气过程结束。
储气腔1放气过程;储气管截止阀7打开,卤水管截止阀8关闭。高压气体经储气管5排出储气腔1,同时卤水腔2中的卤水经连通管4进入储气腔1,此过程中压力传感器指示储气腔1内压力明显高于卤水管6中液注压力。
当压力传感器指示储气腔1内压力略低于卤水管6中液柱压力时,打开卤水管截止阀8,卤水池3中的卤水在重力作用下经卤水管6进入卤水腔2,再经连通管4由卤水腔2进入储气腔1,此过程中压力传感器指示储气腔1内压力约等于卤水管6中液柱压力。
当压力传感器指示储气腔1内压力再次开始明显低于卤水管6内液柱压力时,关闭储气管截止阀7,关闭卤水管截止阀8,放气过程结束。
本实施例提供一种盐穴储气装置,在储气腔进气时,高压气体经储气管进入储气腔,储气腔中的卤水经连通管进入卤水腔,并经卤水管进入卤水池,实现气体储存。在储气腔放气时,高压气体经储气管排出储气腔,卤水池和卤水腔中的卤水经连通管进入储气腔,使储气腔内的剩余气体排出储气腔,充分利用储气腔的储气空间,提高盐腔的容积效率;同时,利用卤水的重力作用向储气腔提供支撑压力,避免出现地质问题对地上造成不良影响,其安全性高、结构简单、便于制取和应用等优点。
最后应声明的是:以上所述仅为本发明一种盐穴储气装置的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种盐穴储气装置,所述盐穴储气装置与地上气源连通,其特征在于,包括储气腔、卤水腔和卤水池;其中,所述储气腔与所述卤水腔为盐穴,所述卤水池设于地面上;所述储气腔与所述地上气源通过储气管连通;所述卤水腔与所述卤水池通过卤水管连通;所述储气腔的底部通过连通管与所述卤水腔的底部连通,且所述储气腔、卤水腔和卤水池内均填充有卤水。
2.根据权利要求1所述的盐穴储气装置,其特征在于,所述储气管上设有储气管截止阀;所述卤水管上设有卤水管截止阀。
3.根据权利要求2所述的盐穴储气装置,其特征在于,所述储气管上设有压力传感器。
4.根据权利要求1所述的盐穴储气装置,其特征在于,所述储气管的下端与所述储气腔的顶部连接,并延伸至所述储气腔内。
5.根据权利要求4所述的盐穴储气装置,其特征在于,所述卤水管的下端设于所述卤水腔的底部,所述卤水管的上端设于所述卤水池的底部。
6.根据权利要求1所述的盐穴储气装置,其特征在于,所述卤水池的容量大于所述储气腔的容量。
7.根据权利要求1-6所述的盐穴储气装置,其特征在于,所述卤水为饱和卤水。
8.根据权利要求1所述的盐穴储气装置,其特征在于,所述储气腔与卤水腔的距离为20m~100m。
9.根据权利要求8所述的盐穴储气装置,其特征在于,所述储气腔与所述卤水腔位于地下800m-1100m。
10.根据权利要求1所述的盐穴储气装置,其特征在于,所述储气腔、卤水腔和连通管均由水溶法制取。
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PB01 | Publication | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180327 |
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