CN212376697U - 一种地下油气隧洞储罐结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种地下油气隧洞储罐结构，所述隧洞储罐构筑于山体或地层内，为岩体内施做的隧洞结构，自外向内依次包括初期支护、二次衬砌和钢护筒，钢护筒内侧打设有膨胀螺栓并嵌固打入二次衬砌，钢护筒内部空间为油气的储存空间。本实用新型充分利用自然山体或岩体，基于隧洞施工方式构建油气的地下储存空间，较现有的地面储存罐及地下水封洞库等方式，储存容量大幅提升，钢护筒可防止油气发生泄漏从而污染地下水土环境，环保等级高。在地下空间内储存油气，避免了温度、灾害等环境因素对储存条件的影响，受外界干扰很小，安全性更高，更加安全可靠，节约地面宝贵的土地资源，是未来值得大力提倡并推广应用的油气存储方式。
Description
技术领域
本实用新型涉及隧道及地下工程技术领域，具体涉及一种地下油气隧洞储罐结构。
背景技术
油气储存需要安全的方式和位置，构筑地下油气储存结构成为当前乃至未来普遍采用的一种对油气的储存方式。
石油和天然气战略储备是保障能源安全稳定供应、确保国家正常运转的重要手段之一，油气能源储备具有重要的现实意义与长远的战略意义。我国石油资源不很丰富，自身原油产量不能满足当前需求，供需矛盾突出，相当数量的油气资源需要依靠进口，能源储备具有调峰、应急、平抑价格和战略保障的作用，我国的油气储备消费与发达国家相比还有差距，为确保能源安全，石油战略储备及商业储备意义重大。
目前的油气储存方式主要有地面和地下两大类。地面储存以各种形状的地面钢质储罐为主，地面储罐摆放占地，储存容量有限，且容易受到破坏和战争打击威胁等，安全性相对不高；地下储存有盐岩洞穴、废弃矿井、枯竭的油气层、硬岩洞穴、水封洞库等方式。在既有的地下储存的几种方式中，利用废弃矿井及天然洞穴的储存方式存量有限，水封洞库的方式存在洞库埋深大，辅助洞室体量大，使用阶段要一直注水保持液位从而导致运营代价大，对围岩条件要求高，水幕系统和主洞不能平行作业导致施工周期长，易污染地下水土环境导致水封油污处理代价大，特别是在当前环保要求越来越高的前提下，水封洞库在使用阶段的油污及地下水处理会越来越复杂，迫切需要新的、安全可靠的油气储存方式，解决我国日益增长的油气储备需要。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种地下油气隧洞储罐结构，通过对地面储罐和地下水封洞库等传统油气储存方法进行分析，本实用新型研究形成了“隧洞储罐”新理念，即把地面储存油库搬至地下，可设置于地下水位之上，可减少埋深，充分利用地形地势，不占用宝贵的地面土地资源，加大了存储体量，因地制宜，安全可靠。
本实用新型所采用的技术方案为：
一种地下油气隧洞储罐结构，其特征在于：
所述隧洞储罐结构构筑于山体或地层内，属于在岩体内施做的隧洞结构，自外向内依次包括初期支护、二次衬砌和钢护筒，钢护筒周边打设有膨胀螺栓并嵌固打入二次衬砌，钢护筒的内部空间为油气的储存空间。
二次衬砌和钢护筒之间灌填细颗粒，形成细颗粒填充层。
初期支护向山体围岩一侧打设有锚杆，作为隧洞支护体系的一部分。
隧洞储罐的横断面为圆形、椭圆形或城门洞形。
隧洞储罐在山体或地层内水平构建，形成平洞；或斜向构建，形成斜井；或竖向构建，形成竖井结构。
隧洞储罐在山体或地层内并行布置。
山体或地层中的隧洞储罐分期、分区布置：
一部分为完整区域，该区域内隧洞储罐为先期修建洞室，结构完整，建成后投产使用；
一部分为缓冲区域，该区域内隧洞储罐为缓冲洞室，未施做钢护筒，暂不投产使用；
一部分为后期预留区域，该区域用于后期修建新的洞室。
钢护筒由钢板分块拼接组成，多块钢板先环向拼接，之后纵向错缝依次拼接，最终形成完整闭合的筒体结构；
钢板分块拼接部位彼此搭接，通过焊接方式固定连接。
膨胀螺栓在钢护筒内侧的端头处设置有密封帽。
本实用新型具有以下优点：
本实用新型利用自然山体山势，基于隧洞施工方式构建油气地下储存空间，较现有的地面储存罐等方式，不占用地面土地资源，储存容量大幅提升。较现有的地下水封洞库等方式，隧洞受限条件少；运营期间无需监测并补充地下水位，运营成本很低；对地下水土环境无污染，符合国家环保政策要求；在地下隧洞空间内储存油气，避免了温度、火灾、外界条件变化等环境因素对储存条件的影响，更具安全性，应对战争打击也更加有利。是一种更加安全可靠的、应对未来储备要求的油气储备方式。
本实用新型的油气储存隧洞可按照隧洞群的方式并行布置，隧洞相互之间保持一定的间距，确保洞室的施工和运营安全。为减少一次性投资，可采用分期分批建设的方式；为减少后期修建洞室对先期运营的油气存储洞室的影响，可在分期交界处修建缓冲洞室；为保证先期投入使用的洞室存储油气的安全，也可间隔设置缓冲洞室。缓冲洞室为先期完成土建的洞室，但暂时不存放油气，可起到安全间隔、主动隔断和受力缓冲等作用。
附图说明
图1为本实用新型横断面图。
图2为锚栓与钢板密封大样图。
图3为钢板焊接大样图。
图4为分期建设隧洞储罐布置图。
图5为椭圆形断面示意图。
图6为圆形断面示意图。
图7为门洞形断面示意图。
图8为横洞方案示意图。
图9为斜井方案示意图。
图10为竖向方案示意图。
图中：1、石油；2、钢护筒；3、细颗粒填充层；4、二次衬砌；5、初期支护；6、膨胀螺栓；7-密封帽；8-油面；9-钢板；10-先期修建洞室；11-缓冲洞室；12-后期修建洞室；13-隧洞储罐。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。
本实用新型涉及一种地下油气隧洞储罐结构，基于隧洞施工的理念在自然岩体中构筑大型的石油储存空间。所述隧洞储罐13构筑于山体或地层内，属于在岩体内施做的隧洞结构，自外向内依次包括初期支护5、二次衬砌4和钢护筒2，钢护筒2内侧打设有膨胀螺栓6并打入二次衬砌4，钢护筒2的内部空间为油气的储存空间。二次衬砌4和钢护筒2之间细颗粒如细砂等，形成细颗粒填充层3，作为充填和缓冲之用。初期支护5向后方围岩内打设有锚杆，作为隧洞支护体系的一部分。
隧洞储罐13的横断面为圆形（横向宽度20m）、椭圆形（横向宽度为20m，竖线高度为25m）或城门洞形（横向宽度为20m，竖线高度为25m）等，主要根据结构受力需要可设置成不同的横断面型式。隧洞储罐13在山体或地层内水平构建，形成横洞，控制覆土厚度为50m以内；或在岩体内斜向一定角度构建，形成斜井，最大深度控制在100内以内；或在岩体内竖向构建，形成类似于竖井结构，最大深度控制在100内以内。隧洞储罐13在山体或地层内按一定的水平、空间间距并行布置，实现空间的充分利用，满足洞室群受力要求。山体或地层中的隧洞储罐13可分期、分区布置：一部分为完整区域，该区域的隧洞储罐13为先期修建洞室，结构完整，建成后可投产使用；一部分为缓冲区域，该区域的隧洞储罐13为缓冲洞室，未施做钢护筒2，洞室土建先期完成，钢护筒2暂不施做，暂不投产使用；一部分为预留区域，该区域用于后期修建新的洞室。各洞室间隔控制在50m以上。
钢护筒2由钢板9拼接组成，多块钢板9先环向拼接成环，之后纵向错缝依次拼接；钢板9拼接部位彼此搭接，通过焊接方式固定连接。膨胀螺栓6在钢护筒2内侧的端头处设置有密封帽7，防止螺栓穿透钢板处形成渗漏点。
上述地下油气隧洞储罐结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤一：开挖洞室，施工隧道初期支护5及二次衬砌4，自初期支护5向后方围岩打设锚杆；
步骤二：在二次衬砌4中预埋膨胀螺栓6，膨胀螺栓6间距为1200*1200mm；
步骤三：钢护筒2采用钢板9焊接而成，钢板9厚度为8mm，尺寸为8020*2400mm；
洞内焊接钢板9，并与二次衬砌4通过膨胀螺栓6连接；钢板9采用搭接结构,所有焊缝为连续焊，焊接腰高为8mm，所有焊接接头焊接完成后进行100%磁粉检测,MT-1为合格；所有焊接接头焊接完成后采用真空箱法进行严密性检测，检测真空度不得低于53Kpa，无泄漏为合格；
步骤四：在二次衬砌4与钢护筒2之间灌填细沙；
步骤五：在膨胀螺栓6端头覆盖密封帽7。
本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种地下油气隧洞储罐结构，其特征在于：
所述隧洞储罐（13）结构构筑于山体或地层内，属于在岩体内施做的隧洞结构，自外向内依次包括初期支护（5）、二次衬砌（4）和钢护筒（2），钢护筒（2）周边打设有膨胀螺栓（6）并嵌固打入二次衬砌（4），钢护筒（2）的内部空间为油气的储存空间。
2.根据权利要求1所述的一种地下油气隧洞储罐结构，其特征在于：
二次衬砌（4）和钢护筒（2）之间灌填细颗粒，形成细颗粒填充层（3）。
3.根据权利要求2所述的一种地下油气隧洞储罐结构，其特征在于：
初期支护（5）向山体围岩一侧打设有锚杆，作为隧洞支护体系的一部分。
4.根据权利要求3所述的一种地下油气隧洞储罐结构，其特征在于：
隧洞储罐（13）的横断面为圆形、椭圆形或城门洞形。
5.根据权利要求4所述的一种地下油气隧洞储罐结构，其特征在于：
隧洞储罐（13）在山体或地层内水平构建，形成平洞；或斜向构建，形成斜井；或竖向构建，形成竖井结构。
6.根据权利要求5所述的一种地下油气隧洞储罐结构，其特征在于：
隧洞储罐（13）在山体或地层内并行布置。
7.根据权利要求6所述的一种地下油气隧洞储罐结构，其特征在于：
山体或地层中的隧洞储罐（13）分期、分区布置：
一部分为完整区域，该区域内隧洞储罐（13）为先期修建洞室，结构完整，建成后投产使用；
一部分为缓冲区域，该区域内隧洞储罐（13）为缓冲洞室，未施做钢护筒（2），暂不投产使用；
一部分为后期预留区域，该区域用于后期修建新的洞室。
8.根据权利要求7所述的一种地下油气隧洞储罐结构，其特征在于：
钢护筒（2）由钢板（9）分块拼接组成，多块钢板（9）先环向拼接，之后纵向错缝依次拼接，最终形成完整闭合的筒体结构；
钢板（9）分块拼接部位彼此搭接，通过焊接方式固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种地下油气隧洞储罐结构，其特征在于：
膨胀螺栓（6）在钢护筒（2）内侧的端头处设置有密封帽（7）。
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Cited By (1)
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| CN111594269A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-08-28 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 地下油气隧洞储罐结构及其施工方法 |
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2020
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| CN111594269B (zh) * | 2020-05-18 | 2024-07-05 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 地下油气隧洞储罐结构及其施工方法 |
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