DE1253168B - Unterirdische Speicheranlage fuer Fluessigkeiten - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B65g

Deutsche Kl.: 81 e -143

Nummer: 1253 168

Aktenzeichen: S102415 XI/81 e

Anmeldetag: 8. März 1966

Auslegetag: 26. Oktober 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine unterirdische Speicheranlage für Flüssigkeiten, wie Rohöl, mit einem unterirdischen Speicherbehälter und einem damit verbundenen zweiten Behälter sowie einer in diesem Behälter enthaltenen Verdrängungsfliissigkeit, die schwerer ist als die zu speichernde Flüssigkeit und die mit letzterer im wesentlichen nicht mischbar ist.

Es sind bereits unterirdische Speicheranlagen dieser Art bekannt, bei denen der zweite Behälter für die Verdrängungsflüssigkeit über dem Boden angeordnet ist. Solche bekannten Speicheranlagen sind dann von Nachteil, wenn z. B. Gas oder öl, das unmittelbar vom Meeresboden unter Wasser gefördert wurde, gespeichert werden soll. In solchen Fällen müßte nämlich z. B. der zweite Behälter für die Verdrängungsflüssigkeit oberirdisch über dem Meeresspiegel mittels einer geeigneten schwimmenden Plattform od. dgl. angeordnet werden. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Speicheranordnungen liegt darin, daß der zweite Behälter nicht die gesamte Verdrängungsflüssigkeit des eigentlichen Speicherbehälters aufnehmen kann. Damit sind diese bekannten Speicheranlagen nur für spezielle Verdrängungsflüssigkeiten geeignet. Wenn die Speicherbehälter außerdem sehr tief angeordnet sind, ist zur Rückführung der gespeicherten Flüssigkeiten, z. B. Rohöl, aus den Speicherbehältern ein sehr großer Druck erforderlich. Allein mit der Verdrängungsflüssigkeit könnte dies nur dadurch erreicht werden, daß eine sehr große Flüssigkeitssäule benutzt wird, die durch einen sehr großen vertikalen Abstand zwischen dem eigentlichen Speicherbehälter und dem zweiten Behälter zur Aufnahme der Verdrängungsflüssigkeit erzeugt wird. Dies ist aber z. B. dann nicht möglich, wenn die Behälter in einer Salzlage am Meeresboden ausgebildet werden sollen, die relativ dünn ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine unterirdische Speicheranlage der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der all diese Nachteile vermieden sind und die vor allem zur Anlage am Meeresboden auch in relativ dünnen Salzlagen geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß ausgehend von einer unterirdischen Speicheranlage der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß auch der zweite die gesamte Verdrängungsflüssigkeit aufnehmende Behälter unterirdisch angeordnet ist und daß in diesem Behälter ein Gaspolster hohen Überdruckes aufrechterhalten wird. Vorzugsweise sind die beiden unterirdischen Behälter unter dem Meeresboden angeordnet.
Bei einer erfindungsgemäßen Speicheranlage wird Unterirdische Speicheranlage für Flüssigkeiten

Anmelder:

Shell Internationale Research Maatschappij N. V., Den Haag

Vertreter:

Dr. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls und
Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann, Patentanwälte, München 90, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:

Wouter Hugo Van Eek, Den Haag

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 10. März 1965 (6 503 027) - -

die Verdrängungsflüssigkeit während des normalen Betriebes vollständig durch einen unterirdisch angeordneten zweiten Behälter aufgenommen. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Speicherung von Gas oder Öl, das unmittelbar vom Meeresboden unter Wasser gefördert wird. Bei einer erfindungsgemäßen Speicheranlage mit z. B. unterirdisch am Meeresboden in einem Salzbett angeordneten Speicherbehältern kann als Verdrängungsflüssigkeit stark gesättigte Sole verwendet werden, die das Salzbett nicht auslaugt. Um dabei immer wieder die gleiche Sole verwenden zu können, ist der zweite, die gesamte Verdrängungsflüssigkeit aufnehmende Behälter vorgesehen. Durch das zusätzlich zur Verdrängungsflüssigkeit vorgesehene Gaspolster im Raum oberhalb der Verdrängungsflüssigkeit im zweiten Behälter ist es möglich, auch sehr tief gelegene Speicherbehälter einwandfrei zu entleeren. Die erfindungsgemäße Speicheranlage kann damit auch sehr weit von der Küste entfernt in unmittelbarer Nähe einer Unterwasserbohrquelle tief unten am Meeresboden ausgebildet werden. Auf die gespeicherte Flüssigkeit wirkt nicht nur der statische Druck der Verdrängungsflüssigkeit, sondern zusätzlich noch der Gasdruck. Da dieser Gasdruck beliebig eingestellt werden kann, ist somit eine beliebig nahe vertikale Anordnung der beiden Behälter möglich, ja, es ist sogar möglich, die beiden Behälter in der gleichen Ebene anzuordnen. Nach der Erfindung können somit die beiden Behälter erstmals unterirdisch auch in relativ dünnen Salzschichten am Meeresboden ausgebildet werden,

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selbst wenn diese in großen Tiefen liegen. Da die Bei den Anlagen nach F i g. 1 und 2 werden die Verdrängungsflüssigkeit, beispielsweise hochkonzen- Ventile 14 und 17 geschlossen, während die Ventile trierte Sole, zwischen der gespeicherten Flüssigkeit 15 und 16 geöffnet werden. Dann wird die einzu- und dem eigentlichen Gaspolster angeordnet ist, wird lagernde Flüssigkeit 8, z. B. Rohöl, über die Leitung vermieden, daß sich die gespeicherte Flüssigkeit mit 5 10 in den unterirdischen Lagerbehälter 6 gepumpt, dem Druckgas mischt oder dieses Gas sich sogar in Die zu speichernde Flüssigkeit 8 verdrängt die der gespeicherten Flüssigkeit auflöst, wie dies bei an Verdrängungsflüssigkeit 9, die aus dem Behälter 6 sich bekannten Anordnungen, bei denen das Gas- über die Verbindungsleitung 20 austritt und über die polster unmittelbar in Verbindung mit den gespei- Leitung 12 aus dem zweiten Behälter 7 abgeführt cherten Strömungsmitteln steht, zu befürchten wäre. io werden kann. Die Zufuhr der zu lagernden Flüssig-AIs Druckgas wird nämlich meistens Methan ver- keit wird fortgesetzt, bis der Lagerbehälter 6 gefüllt wendet, das sich bekanntlich leicht in Rohöl auflöst. ist. Hierauf wird das Ventil 15 geschlossen, während Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in das Ventil 17 geöffnet wird. Somit sind die Ventile der Zeichnung F i g. 1 bis 4 schematisch dargestellt. 14 und 15 jetzt geschlossen, während die Ventile 16 In den Figuren ist der Wasserspiegel des Meeres 15 und 17 offen sind. Nunmehr wird ein Gas, das z. B. oder eines anderen Gewässers mit 1 bezeichnet, wäh- unter einem Druck von 20 atü steht, dem unterrend der Boden des Gewässers mit 2 bezeichnet ist. irdischen Behälter 7 über die Leitung 13 zugeführt. Unter einer mit 3 bezeichneten Erdformation, die Diese Zufuhr von Druckgas bewirkt, daß ein Teil der unter dem Meeresboden 2 liegt, befindet sich ein Verdrängungsflüssigkeit 9 über die Leitung 12 aus Salzbett 4. Unterhalb des Salzbettes 4 liegen weitere ao dem Behälter 7 austritt. Die Zufuhr von Druckgas Schichten 5 aus einem anderen Material, bei dem es über die Leitung 13 wird fortgesetzt, bis eine aussieh ζ. B. um Gestein handelt. Im Salzbett 4 ist ein reichende Menge von Verdrängungsflüssigkeit 9 über unterirdischer Lagerbehälter 6 vorgesehen, dessen die Leitung 12 abgeführt worden ist und bis sich ein unterer Teil mit dem unteren Teil eines zweiten genügend großes Gaspolster oberhalb der Verdränunterirdischen Behälters 7 durch eine Verbindungs- 25 gungsflüssigkeit 9 in dem Behälter 7 gebildet hat. leitung 20 verbunden ist. Der in Fig. 1 und 2 Jetzt werden die Ventile 16 und 17 geschlossen. Die gezeigte unterirdische Lagerbehälter 6 ist mit einer nunmehr bestehenden Verhältnisse entsprechen der Zuführungsleitung 10 und einer Entnahmeleitung 11 Darstellung in F i g. 1 und 2.

ausgerüstet. Im Gegensatz hierzu kann gemäß F i g. 3 Bei den Anlagen nach F i g. 3 und 4 werden die und 4 auch eine einzige Leitung 25 vorhanden sein, 30 Ventile 16 und 26 geöffnet, während das Ventil 17 die sowohl als Zuführungsleitung wie auch als Ent- geschlossen wird. Dann wird die zu speichernde nahmeleitung für die zu lagernde Flüssigkeit dient. Flüssigkeit 8, z. B. Rohöl, über die Leitung 25 in den In die Leitungen 10 und 11 sind Ventile 15 bzw. 14 Lagerbehälter 6 gepumpt. Die einzulagernde Flüssigeingeschaltet, während die Leitung 25 nach F i g. 3 keit 8 verdrängt die Verdrängungsflüssigkeit 9, die oder 4 mit einem Ventil 26 ausgerüstet ist. Der 35 über die Leitung 12 aus dem Behälter 6 entweicht, zweite unterirdische Behälter 7, der sich ebenfalls in Die Zufuhr der Flüssigkeit 8 wird fortgesetzt, bis der dem Salzbett 4 befindet, ist mit einer Zuführungs- Lagerbehälter 6 gefüllt ist. Dann wird das Ventil 26 und Entnahmeleitung 12 für die Verdrängungs- geschlossen, während das Ventil 17 geöffnet wird, flüssigkeit versehen, und in diese Leitung ist ein Nunmehr sind nur die Ventile 17 und 16 offen. Ein Ventil 16 eingeschaltet. Außerdem ist an den zweiten 40 z. B. unter einem Druck von 20 atü stehendes Gas unterirdischen Behälter 7 eine Leitung 13 ange- wird jetzt dem Behälter 7 über die Leitung 13 schlossen, mittels deren dem unterirdischen Behälter 7 zugeführt. Diese Zufuhr von Druckgas bewirkt, daß ein Druckgas zugeführt werden kann. Der grund- ein Teil der Verdrängungsflüssigkeit 9 über die sätzliche Unterschied zwischen der Speicheranlage Leitung 12 entweicht. Die Zufuhr von Druckgas über nach Fi g. 2 und den Anordnungen nach Fig. 1, 3 45 die Leitung 13 wird fortgesetzt, bis eine ausreichende und 4 besteht darin, daß bei der Anlage nach F i g. 1 Menge der Verdrängungsflüssigkeit 9 über die Leitung der unterirdische Behälter 7 auf der gleichen Höhe 12 abgeführt worden ist und bis sich ein genügend angeordnet ist wie der unterirdische Lagerbehälter 6; großes Gaspolster oberhalb der Verdrängungsflüssigbei den Anordnungen nach F i g. 1, 3 und 4 ist der keit 9 in dem unterirdischen Behälter 7 gebildet hat. unterirdische Behälter 7 dagegen höher angeordnet 50 Jetzt werden die Ventile 16 und 17 geschlossen. Die als der Lagerbehälter 6. Die Anordnungen nach nunmehr gegebenen Situationen sind in F i g. 3 bzw. 4 F i g. 4 und 3 unterscheiden sich von der Anlage nach dargestellt.

F i g. 1 dadurch, daß im ersteren Fall der Behälter 7 Die Trennfläche zwischen der Verdrängungsoberhalb des Behälters 6 angeordnet ist, während flüssigkeit 9 und der zu lagernden Flüssigkeit hat sich bei der Anordnung nach F i g. 1 die Behälter 55 dann die bei 21 angedeutete Lage erreicht, und die zwar in unterschiedlicher Höhe befinden, jedoch Oberfläche der Verdrängungsflüssigkeit im Behälter 7 nicht übereinander angeordnet sind. Bei den Anord- hat die bei 22 angedeutete Höhe erreicht,
nungen nach Fig.3 und 4 werden die Leitung 12 Wenn die Flüssigkeit 8 aus der Speicheranlage und die Verbindungsleitung 20 durch eine einzige abgezogen werden soll, wird bei den Ausbildungs-Rohrleitung gebildet, die mit Öffnungen 27 versehen 60 formen nach F i g. 1 und 2 das Ventil 14 bzw. bei den ist, welche nahe dem Boden des oberen Behälters 7 Ausbildungsformen nach Fi g. 3 und 4 das Ventil 26 angeordnet sind. geöffnet. Wegen des statischen Drucks und des Gas-Nachstehend wird beschrieben, auf welche Weise drucks (F i g. 1, 3 und 4) bzw. wegen des Gasdrucks die erfindungsgemäßen Speicheranlagen benutzt allein (Fig.2) wird die Verdrängungsflüssigkeit 9 werden können. 65 aus dem Behälter 7 herausgedrückt und über die Es sei angenommen, daß die Anlage vollständig Verbindung 20 zu dem Lagerbehälter 6 gefördert, mit einer Verdrängungsflüssigkeit 9, z. B. einer Salz- Infolgedessen strömt die Lagerflüssigkeit 8 aus dem lösung, gefüllt ist. Behälter 6 bei den Anordnungen nach F i g. 1 und 2

Claims (2)

über die Leitung 11 und das Ventil 14 bzw. bei der Anordnung nach F i g. 3 und 4 über die Leitung 25 und das Ventil 26 aus. Immer dann, wenn erneut eine bestimmte Menge der Lagerflüssigkeit 8 eingelagert werden soll, wird diese gemäß F i g. 1 oder 2 über die Leitung 10 bzw. gemäß Fig.3 oder 4 über die Leitung25 in den Behälter 6 gepumpt, wobei das Ventil 14 bei den Anlagen nach Fig. 1 und 2 geschlossen ist. Infolgedessen wird eine entsprechende Menge der Verdrängungsflüssigkeit 9 aus dem Behälter 6 verdrängt und über die Verbindung 20 in den zweiten Behälter 7 übergeführt. Daher nimmt der Druck des Gases oberhalb der Oberfläche 22 in dem Behälter 7 allmählich zu. Dieser Druck dient später dazu, die gewünschte Menge der Lagerflüssigkeit 8 aus der Speicheranlage herauszudrücken. Bei der einzulagernden Flüssigkeit 8 kann es sich um einen flüssigen Kohlenwasserstoff handeln, z. B. um Rohöl, Gasöl, verflüssigtes Butan oder Propan, ao oder sogar um ein Gas, z. B. Erdgas. Bei dem in dem zweiten Behälter 7 verwendeten, unter Druck stehenden Gas kann es sich z. B. um Methan handeln, ferner um Erdgas, Propan, Butan oder Gemische aus diesen Gasen oder um ein beliebiges anderes geeignetes Gas. Als Verdrängungsflüssigkeit wird vorzugsweise eine geeignete wäßrige Salzlösung verwendet; jedoch können auch andere Verdrängungsflüssigkeiten geeignet sein; es ist wichtig, daß die Verdrängungsflüssigkeit gegenüber der zu speichernden Flüssigkeit chemisch neutral ist, daß sie schwerer ist als die zu speichernde Flüssigkeit und daß sie mit letzterer im wesentlichen nicht mischbar ist. Die Behälter 6 und 7 können in einem Salzbett in der Weise angelegt werden, daß man das Salz örtlich mit Hilfe von Wasser auflöst (Auslaugung), z. B. unter Verwendung von Seewasser, damit das Salz im gelösten Zustand entfernt werden kann. Patentansprüche:

1. Unterirdische Speicheranlage für Flüssigkeiten, wie Rohöl, mit einem unterirdischen Speicherbehälter und einem damit verbundenen zweiten Behälter sowie einer in diesem Behälter enthaltenen Verdrängungsflüssigkeit, die schwerer ist als die zu speichernde Flüssigkeit und die mit letzterer im wesentlichen nicht mischbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch der zweite die gesamte Verdrängungsflüssigkeit (9) aufnehmende Behälter (7) unterirdisch angeordnet ist und daß in diesem Behälter (7) ein Gaspolster hohen Überdruckes aufrechterhalten wird.

2. Unterirdische Speicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden unterirdischen Behälter (6,7) unter dem Meeresboden liegen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 833 324;
USA.-Patentschriften Nr. 2 879 646, 2 961 841.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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