DE1255333B - Vorrichtung zur Bestimmung der Hoehenlage der Kontaktflaeche zwischen Salzwasser undFluessiggas in unterirdischen Fluessiggasspeichern - Google Patents

Vorrichtung zur Bestimmung der Hoehenlage der Kontaktflaeche zwischen Salzwasser undFluessiggas in unterirdischen Fluessiggasspeichern

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DE1255333B DED46895A DED0046895A DE1255333B DE 1255333 B DE1255333 B DE 1255333B DE D46895 A DED46895 A DE D46895A DE D0046895 A DED0046895 A DE D0046895A DE 1255333 B DE1255333 B DE 1255333B
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Description

  • Vorrichtung zur Bestimmung der Höhenlage der Kontaktfläche zwischen Salzwasser und Flüssiggas in unterirdischen Flüssiggasspeichern In zunehmendem Maße werden Speicher für Flüssiggas dadurch geschaffen, daß Hohlräume in unterirdischen Salzlagerstätten ausgewaschen werden. Dazu wird eine Tiefbohrung bis in die zur Speicherung ausersehene Salzlagerstätte niedergebracht und mit Rohren ausgekleidet, die gegen die Bohrlochswand durch Zement abgedichtet sind. Dann werden zwei konzentrisch angeordnete Rohrstränge frei hängend eingebaut und das Salz mit Hilfe eines Frischwasserstromes herausgelöst, wobei der Frischwasserstrom beispielsweise durch den inneren Strang eingeführt wird, während das entstehende Salzwasser durch den äußeren Strang von kreisringförmigem Querschnitt zutage steigt. Die Spülrichtung kann ständig oder zeitweise umgekehrt werden, wodurch die Form des Hohlraumes beeinflußt werden kann.
  • Nach Fertigstellung des Hohlraumes verbleibt einer der beiden Rohrstränge im Hohlraum und in der Zugangsbohrung. Bei der Füllung des Speichers mit Flüssiggas strömt Salzwasser durch das innere Rohr zutage, während Flüssiggas durch das äußere Rohr, also durch den Raum zwischen der Außenwandung des inneren Rohres und der Innenwandung des mit Zement im Gebirge befestigten äußeren Rohres, in den Speicher gepumpt wird. Umgekehrt wird zur Entnahme von Flüssiggas Salzwasser durch das innere Rohr in den Speicher gepumpt und dadurch das Flüssiggas aus dem Speicher verdrängt. Das spezifisch leichtere Flüssiggas »schwimmt« im Speicher auf dem Salzwasser.
  • Die Höhenlage der Kontaktfläche zwischen Flüssiggas und Salzwasser ist ein Maß für den Befüllungsgrad des Speichers. Ihre Bestimmung ist nicht leicht durchzuführen. Es sind hierfür bereits radioaktive Schwimmer, verfeinerte Differenz-Druckmessungen u. dgl. vorgeschlagen worden.
  • Es wurde nun gefunden, daß die Bestimmung der Höhenlage der Kontaktfläche zwischen Flüssiggas und Salzwasser in unterirdischen Flüssigkeitsspeichern auf verhältnismäßig einfache Weise möglich ist, wenn zusätzlich zu den beiden bereits bekannten konzentrisch ineinander angeordneten Rohren zwischen dem unterirdischen Hohlraum und der Erdoberfläche ein weiteres Rohr zwischen dem inneren, dem Transport des Salzwassers dienenden Rohr und dem äußeren, dem Transport von Flüssiggas dienenden Rohr konzentrisch angeordnet ist, wobei dieses zusätzliche mittlere Rohr gleich lang oder nur wenig kürzer als das innere Rohr ist, und wenn der Zwischenraum zwischen dem inneren und dem mittleren Rohr, dessen Rauminhalt aus den Abmessungen der Rohre genau bekannt ist, über Tag an einen Mengenmesser angeschlossen ist, durch den ein Nebenstrom von Flüssiggas in den Zwischenraum strömen kann.
  • Gegenstand der Erfindung ist demgemäß eine Vorrichtung zur Bestimmung der Höhenlage der Kontaktfläche zwischen Salzwasser und Flüssiggas in unterirdischen Flüssiggasspeichern, die durch zwei konzentrisch ineinander angeordnete Rohre, von denen das innere Rohr, welches dem Transport des Salzwassers dient, von über Tage bis nahezu auf den Grund des unterirdischen Hohlraumes führt, während das äußere Rohr, welches dem Transport von Flüssiggas dient, von über Tage bis zum höchsten Punkt des Hohlraumes führt und mit Zement gegen das Gebirge abgedichtet ist, mit der Erdoberfläche verbunden sind, erfindungsgemäß bestehend aus einem mittleren Rohr, das zwischen dem inneren und dem äußeren Rohr konzentrisch angeordnet und gleich lang oder nur wenig kürzer als das innere Rohr ist, und einem über Tage angeordneten Mengenmesser, der einerseits über eine Absperrvorrichtung mit dem Zwischenraum zwischen dem inneren und dem mittleren Rohr, dessen Rauminhalt aus den Abmessungen der Rohre genau bekannt ist, und andererseits mit der zum äußeren Rohr führenden Rohrleitung verbunden ist.
  • Nähere Einzelheiten sowie die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der Abbildung. In der Abbildung ist 1 der im Salzkörper gebildete Hohlraum, der in seinem oberen Teil das spezifisch leichtere Flüssiggas und in seinem unteren das schwerere Salzwasser enthält. Eine Bohrung, die mit dem Rohrstrang 2 ausgekleidet ist, stellt die Verbindung von über Tage bis zum höchsten Punkt des Hohlraumes her. Dieser Strang ist mit Zement 3 gegen das Gebirge abgedichtet. Der Salzwasserzuführung und dem Soleaustritt dient das frei eingehängte Rohr 4, das nahezu an der tiefsten Stelle des Hohlraumes endet. Zusätzlich ist ein Rohr 5 eingehängt, welches das Rohr 4 vorzugsweise konzentrisch umschließt, das aber auch parallel und neben diesem angeordnet sein kann und etwa gleich lang ist. Der Zwischenraum 6 zwischen den beiden Rohren 4 und 5 weist ringförmigen Querschnitt und gestreckte Hohlzylinderform auf, sein Rauminhalt kann aus den Abmessungen der Rohre 4 und 5 genau ermittelt werden.
  • Beim Befüllen des Speichers mit einer bestimmten Menge Flüssiggas wird dieses, von einer nicht gezeigten Pumpe kommend, mit Druck über ein Mengenmeßgerät7, eine Rohrleitung8, eine geöffnete Absperrvorrichtung 9 und den Zwischenraum 10 zwischen den Rohren 2 und 5 in den oberen Teil des Hohlraumes 1 geleitet. Über das Rohr 4 strömt gleichzeitig eine raumgleiche Menge Salzwasser zutage. Die Kontaktfläche zwischen den beiden Medien erreicht danach eine Höhenlage, die dem Abstand H von der Erdoberfläche entspricht.
  • Wird während des Befüllens außerdem die zu dem Zwischenraum 6 führende Absperrvorrichtung 11 geöffnet, so dringt ein Teilstrom des Flüssiggases über den Mengenmesser 12 in den Zwischenraum 6 ein und verdrängt das dort befindliche Salzwasser nach unten. Die Kontaktfläche zwischen Flüssiggas und Salzwasser im Zwischenraum 6 wird dabei bestrebt sein, sich auf die Höhe H der Kontaktfläche im Speicherraum 1 einzustellen. Die Flüssiggasmenge, die hierfür erforderlich ist, ist durch den Mengenmesser 12 genau bestimmbar. Außerdem ist der Rauminhalt des Hohlraumes 6 genau bekannt. Somit ist die Höhe der Kontaktfläche im Hohlraum 6 errechenbar.
  • Gegenüber dem sehr großen Hohlraum 1 - seine Größe liegt im allgemeinen und aus wirtschaftlichen Gründen bei einigen tausend oder gar mehreren zehntausend Kubikmetern - ist der Zwischenraum 6 als sehr klein anzunehmen. Die pro Zeiteinheit durch den Mengenmesser 12 fließende Flüssiggasmenge hängt von der Querschnittsausbildung des Hohlraumes 1 in der jeweiligen Höhe der Kontaktfläche ab, sofern die über den Mengenmesser 7 und den Zwischenraum 10 in den Speicher gelangende Flüssiggasmenge pro Zeiteinheit konstant gehalten wird. Mit anderen Worten: Unter der Voraussetzung einer gleichbleibenden Füllgeschwindigkeit über den Zwischenraum 10 wird die pro Zeiteinheit durch den Mengenmesser 12 fließende Flüssiggasmenge bei größerem Querschnitt des Hohlraumes 1 in der jeweiligen Höhe der Kontaktfläche kleiner, bei kleinerem Querschnitt größer werden. Dies macht ein genaues Meßgerät auch für kleine Volumina bei 12 erforderlich. Im allgemeinen wird dieses Gerät deshalb als Verdrängungsmesser ausgebildet sein.
  • Dabei ist zu beachten, daß letztgenannte Meß geräte wegen ihrer inneren Reibung ein bestimmtes Mindestdruckgefälle zwischen ihrem Ein- und Austritt erfordern, um in Tätigkeit gesetzt und gehalten zu werden. Das bedeutet, daß beim Befüllen des Speichers die Kontaktfläche im Zwischenraum 6 um einen Betrag J H hinter der Kontaktfläche im Hohlraum 1 zurückbleibt. Sie steht also um diesen Betrag über dem Niveau im Abstand H von der Erdoberfläche, d. h. bei (H - J H). Umgekehrt wird die Kontaktfläche im Zwischenraum 6 um den gleichen Betrag zurückbleiben, wenn Flüssiggas entnommen wird.
  • Die Kontaktfläche im Zwischenraum 6 wird also nach dem Ansteigen der Kontaktfläche im Hohlraum 1 wieder um ßH zurückbleiben und in diesem Fall bei (H + dH) stehen.
  • Es wird daher weiter vorgeschlagen, zur Messung der Differenz (+ A H) einen Differenzdruckanzeiger 13 parallel zu dem Mengenmesser 12 anzuordnen.
  • Die maximale Durchflußmenge durch den Mengenmesser 12 muß so klein gehalten werden, daß auch bei dem kleinsten Verhältnis von Querschnitt des Zwischenraumes 6 zu Querschnitt des Hohlraumes 1, daß also auch dann, wenn die Kontaktfläche zwischen Flüssiggas und Salzwasser im Hohlraum 1 ihre größtmögliche Ausdehnung erreicht, noch eine Anzeige durch den Mengenmesser 12 gewährleistet ist.
  • Um dies zu erreichen, wird weiter vorgeschlagen, zwischen der Rohrleitung 8 und dem Mengenmesser 12 eine Kontrollvorrichtung 14 und zwischen der Kontrollvorrichtung 14 und dem Mengemesser 12 einen Meßfühler 15 anzuordnen, wobei diese Kontrollvorrichtung 14 - beispielsweise ein Schieber -durch den Meßfühler 15 so beeinflußbar sein muß, daß die für den Mengenmesser 12 maximal verträgliche Fließrate nicht überschritten werden kann.
  • Diese Vorrichtung muß außerdem so bemessen sein, daß bei der größten auftretenden Druckdifferenz, die beispielsweise dann gegeben ist, wenn die Absperrvorrichtung 11 nachträglich geöffnet wird, während der Speicher bereits gefüllt ist und der Salzwasserstand im Zwischenraum 6 sich noch an seiner ursprünglichen höchsten Stelle befindet, keine Überlastung durch zu große Fließraten eintreten kann.

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Bestimmung der Höhenlage der Kontaktfläche zwischen Salzwasser und Flüssiggas in unterirdischen Flüssiggasspeichern, die durch zwei etwa konzentrisch ineinander angeordnete Rohre, von denen das innere Rohr, welches dem Transport des Salzwassers dient, von über Tage bis nahezu auf den Grund des unterirdischen Hohlraumes führt, während das äußere Rohr, welches dem Transport von Flüssiggas dient, von über Tage bis zum höchsten Punkt des Hohlraumes führt und mit Zement gegen das Gebirge abgedichtet ist, mit der Erdoberfläche verbunden sind, gekennzeichnet durch ein zusätzliches Rohr (5), das zwischen dem inneren Rohr (4) und dem äußeren Rohr (2) vorzugsweise konzentrisch angeordnet und etwa gleich lang wie das innere Rohr (4) ist, und einen über Tage angeordneten Mengenmesser (12), der einerseits über eine Absperrvorrichtung (11) mit dem Zwischenraum (6) zwischen dem inneren Rohr (4) und dem mittleren Rohr (5), dessen Rauminhalt aus den Abmessungen der Rohre (4 und 5) genau bekannt ist, und andererseits mit der zum äußeren Rohr (2) führenden Rohrleitung (8) verbunden ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenzdruckmeßgerät (13) parallel zu dem Mengenmesser (12) zwischen der Absperrvorrichtung (11) und der Rohrleitung (8) angeordnet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontrollvorrichtung (14) zwischen der Rohrleitung (8) und dem Mengenmesser (12) und ein Meßfühler (15) zwischen der Kontrollvorrichtung (14) und dem Mengenmesser angeordnet sind.
DED46895A 1924-12-25 1924-12-25 Vorrichtung zur Bestimmung der Hoehenlage der Kontaktflaeche zwischen Salzwasser undFluessiggas in unterirdischen Fluessiggasspeichern Withdrawn DE1255333B (de)

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