DE2206823A1

DE2206823A1 - Distributor for the formation of an underground cavity by washing out soluble rock

Info

Publication number: DE2206823A1
Application number: DE19722206823
Authority: DE
Inventors: Michel Bernard Auguste La Plaine Saint-Denis Pottier (Frankreich)
Original assignee: Gaz de France SA
Current assignee: Engie SA
Priority date: 1971-02-11
Filing date: 1972-02-09
Publication date: 1972-08-24
Also published as: GB1370237A; FR2125113B1; FR2125113A1

Description

PatentanxältoPatent anxälto

1 Eorir. 13
:=D/HB/UMR/20.21 O Oidenburgaiieo 101 Eorir. 13th
: = D / HB / UMR / 20.21 O Oidenburgaiieo 10

2. 2. 1972 Berlin, den 9. Februar 1972February 2, 1972 Berlin, February 9, 1972

GAZ DE FRAITCBGAZ DE FRAITCB

"Verteiler zur Bildung eines unterirdischen Hohlraumes durch Auswaschen von löslichem Gestein«""Manifold for the formation of an underground cavity by washing out of soluble rock «"

Die vorliegende Erfindung behandelt die Bildung unterirdischer Höhlungen durch Auswaschen von Salzgestein oder anderem löslichen Pels. Eine derartige Höhlung ist insbesondere "bestimmt, zur Aufbewahrung von brennbarem Gas verwendet zu werden.The present invention addresses the formation of subterranean cavities by washing out salt rock or other soluble rocks Pels. Such a cavity is especially "intended for storage." to be used by flammable gas.

Zur Bildung eines unterirdischen Hohlraumes nach dem oben ge« nannten Verfahren wird ein Schacht von der Oberfläche bis zu dem le S--liehen Gestein gebohrt, das sehr häufig Salzgestein ist. Diese Schächte werden mit einem dichten Schachtausbau versehen, in den z.B.To form an underground cavity towards the top called procedure is a shaft from the surface to the le S - borrowed Drilled rock that is very often salt rock. These shafts are provided with a tight shaft lining, in which e.g.

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-2- 2206S23-2-2206S23

zwei konzentrische Rohrzüge herabgelassen werden, dt;; eiae ,, .r Zx führung von unter Druck stehendem Wasser, der andere zum .;.-;er?■anbringen der während des Auswaschens des Gesteines gebildeten Salz lake. Da die Hohlräume der hier betrachteten Art ein sehr grosses Volumen haben, das wenigstens mehrere zehntausend Kubikmeter beträgt, bedingt ihre Bildung in einem vernünftigen Zeitraum, dass das WasV r sum Auswaschen in entsprechend grosser Menge und mit ausreichendem Druck zugeführt wird, um eine ständige, ausreichende Erneuerung der Salzlake trotz der grossen Abmasse der Höhlung zu ermöglichen. Aus diesen verschiedenartigen Gründen ist die Ausrüstung der Schächte schwer und teuer,und es ist notwendig, dass diese über lange Zeiträume fehlerfrei arbeitet, ohne dass der Fall eintritt, dass der Rohrzug zur Einführung des Auswaschwassers ausgebaut werden muss.two concentric pipe runs are lowered, dt ;; eiae ,, .r Zx conduction of pressurized water, the other to the.; .-; er? ■ application of the salt lake formed during the washing out of the rock. Since the cavities of the type considered here have a very large volume, which is at least several tens of thousands of cubic meters, their formation in a reasonable period of time means that the washout is supplied in a correspondingly large amount and with sufficient pressure to ensure a constant, sufficient amount To enable renewal of the brine despite the large size of the cavity. For these various reasons, the equipment of the wells is heavy and expensive, and it is necessary that it works correctly for long periods of time without the need to remove the pipeline to introduce the wash water.

Ein Grund, der zum Versagen der Ausrüstung führen kann und der insbesondere zu fürchten ist, besteht darin, dass das untere Ende des Rohrzuges zur Wasser zuführung bricht, das frei in der in :<o: Bildung begriffenen Höhlung hängt. Dieses Brechen kann durch Ermüdung hervorgerufen werden, die aus den Biegemomenten und den Fnickbeanspruchungen herrührt, die von den ungeregelten Bewegunger. hervorgerufen werden, denen das freie Ende des Rohrzuges auf Grund der durch das Ausfliessen eines starken Wasserstromes hervorgerufenen Reaktionskräften ausgesetzt istoOne reason that can lead to equipment failure, and one in particular to be feared, is that the lower The end of the pipe to the water supply breaks free in the in: <o: Formation conceived cavity depends. This breaking can be caused by fatigue resulting from the bending moments and the Fucking strains stems from the unregulated movement. caused by the free end of the pipe train due to the caused by the outflow of a strong stream of water Is exposed to reaction forces o

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere, die Bruchgefahr des unteren Endes des Rohrzuges zur Wasserzuführung dadurch zu unterbinden, dass diesem ein Verteiler zugeordnet wird, der so aufgebaut ist, dass er die Resultierende der genannten Reaktionskräfte auslöscht, wobei eine gleichmässige Verteilung des Wassers in'der Salzlake gewährleistet wird, die in dem in der Bildung begriffenen Hohlraum enthalten ist.The object of the present invention is in particular to reduce the risk of breakage of the lower end of the pipe for the water supply to prevent that a distributor is assigned to it, which is constructed in such a way that it extinguishes the resultant of the mentioned reaction forces, with an even distribution of the water in'der brine is guaranteed, that in the process of formation Cavity is included.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verteiler, der da^-u bestimmt ist, an das Ende eines Rohrzuges zur Wasserzuführung zum Zwecke der Ausbildung einer unterirdischen Höhlung durch Auswaschen von Salzgestein oder anderem löslichem Gestein angesetzt wird, wobei dieser Verteiler im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass er einen rohrförmigen Drehkörper besitzt, von dem ein Ende an das Rohr zur Wasserzuführung angeschlossen ist, während das entgegengesetzte Ende dicht verschlossen ist, und dessen Seitenwand von Umfangsschlitzen durchdrungen ist, die gleichmässig über seiner Kb'he verteilt und im wesentlichen kreissymmetrisch angeordnet sind, die Reaktionskräfte, die durch das Herausspritzen des unterThe subject of the present invention is therefore a distributor which is intended to be attached to the end of a pipe train for water supply for the purpose of forming an underground cavity by washing out salt rock or other soluble rock said manifold being essentially characterized in that it has a tubular rotating body, one end of which is is connected to the pipe for water supply, while the opposite The end is tightly closed, and the side wall of which is penetrated by circumferential slots that are evenly across his Kb'he are distributed and arranged essentially in a circular symmetry, the reaction forces created by the splashing out of the under

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)r ■■: stehenden Wassers durch die genannten Schlitze hervorgerufen ■■·■'-?. !jü, sich gegenseitig aufheben.) r ■■: standing water caused by the mentioned slots ■■ · ■ '- ?. ! jü, cancel each other out.

Die genannten Schlitze sind' vorteilhafterweise quer auf dem genp.rvrben Körper angeordnet und über dessen Höhe in Schlitzgruppen verteilt, die senkrecht zur Achse des Körpers in der gleichen Ebene _iegen und insbesondere Paare von gleichen einander diametral gegeniberliegenden Schlitzen bilden, -wobei die aufeinander folgenden Schlitzpaare um 90° winkelmässig versetzt sindoThe mentioned slots are advantageously transversely on the genp.rvrben Body arranged and distributed over its height in groups of slots that are perpendicular to the axis of the body in the same plane _are and especially pairs of the same diametrically opposed to each other Form slots, where the successive pairs of slots are angularly offset by 90 °

Diese Anordnung hat den weiteren "Vorteil, dass die Richtwirkung ausgenutzt werden kann, die durch das Ausbringen des Wassers unter Druck durch die Schlitze bewirkt wird, um eine gute Durchmischung mit der in dem in der Ausbildung begriffenen Hohlraum enthaltenen Salzlake zu begünstigen^ wobei das wesentliche Ziel der Er-» frndung, nämlich das gegenseitige Auslöschen der Reaktionskräfte, in vollem Umfange erhalten bleibt.This arrangement has the further "advantage that the directional effect can be used, which is brought about by the application of the water under pressure through the slots, to ensure thorough mixing with the brine contained in the cavity being developed ^ whereby the essential aim of the founding, namely the mutual extinction of the reaction forces, is fully preserved.

Einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verteilers entsprechend hat dessen Körper die Form eines konvergierenden Konus, und der Durchtrittsquerschnitt jeder Schlitzgruppe ist im wesentlichen gleich der Abnahme des Durchtrittsquerschnittes des genannten Körpers bis zur folgenden Schiitζgruppe, wobei der Gesamtquerschnitt der genannten Schlitze vorzugsweise im wesenltichen gleich dem Querschnitt des Rohres zur Wasserzuführung ist_e According to a preferred embodiment of the distributor according to the invention, its body has the shape of a converging cone, and the passage cross-section of each slot group is essentially equal to the decrease in the passage cross-section of the said body up to the following Schiitζgruppe, the total cross-section of the said slots preferably substantially equal to the cross-section of the Pipe for water supply is _e

Infolgedessen erfolgt die 'Wasserabgabe durch die über die Höhe des Verteilers verteilten Schlitze mit einer Geschwindigkeit, die gleich der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers in dem Zuführungsrohr ist.As a result, the water is dispensed through the slots distributed over the height of the distributor at a rate which is equal to the flow rate of the water in the supply pipe.

Andere Merkmale und Vorteile des Verteilers, der Gegenstand der Erfindung ist, werden deutlicher werden bei der Lektüre der folgend©"! Beschreibung eines die Erfindung nicht ausschöpfenden Ausführungsbeispieles, das in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. Es gilt \ Other features and advantages of the distributor, the object of the invention is, will become more apparent upon reading the following © "! Description of the invention is not bailing embodiment which is illustrated in the accompanying drawings. It is \

- Figur 1 ist eine schematische Schnittansieht eines unterirdischen Hohlraumes, der mittels einer Ausrüstung gebildet wird, die einen erfindungsgemässen Verteiler einschliesst ;- Figure 1 is a schematic sectional view of an underground Cavity formed by equipment including a manifold according to the invention;

- Figur 2 zeigt den in der Figur 1 dargestellten Verteiler zur Hälfte in einer Seitenansicht und zur Hälfte in einem axialen Schnitt ;- Figure 2 shows the distributor shown in Figure 1 half in a side view and half in an axial Cut ;

- Figur 3 ist ein Querschnitt durch den Verteiler entlang der Linie IH-III der Figur 2„- Figure 3 is a cross section through the distributor along the line IH-III of Figure 2 "

Die Figur 1 zeigt schematisch eine unterirdisch® Aushöhlimg O₈ die im Begriff ist, durch Auswaschen einer Salzsteinschicht G ge-The figure 1 shows schematically a unterirdisch® Aushöhlimg O ₈ which is about to be formed by washing out a salt stone layer G

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"bildet zu werden· Der Kanal P verbindet den Hohlraum C mit der Oberfläche, und enthält zwei konzentrische Rohre T1, T2, die durch die dichte Ausschalung T3 des Brunnens P abgesenkt sind. Das untere Ende des inneren Rohres T2, das frei in dem Hohlraum hängt, wird von einem erfindungsgemassen Verteiler 10 abgeschlossen, der dazu dient, die Verteilung des Süsswassers B zu gewährleisten, das durch das Rohr T2 in die Salzlake S, die bei dem Auswaschen der Höhle entsteht, zugeführt wird· Diese- Salzlake S wird durch den ringförmigen Zwischenraum zwischen den Rohren T1 und T2 an die Oberfläche befördert·"forms to become · The channel P connects the cavity C with the surface, and contains two concentric tubes T1, T2 passing through the dense formwork T3 of the well P are lowered. The lower end of the inner tube T2, which hangs freely in the cavity, is closed off by a manifold 10 according to the invention, which serves to to ensure the distribution of the fresh water B coming through the pipe T2 is fed into the brine S, which is created when the cave is washed out This brine S is carried to the surface through the annular space between the tubes T1 and T2

Der Verteiler 10 ist genauer in den Figuren 2 und 3 dargestellte Dieser Verteiler wird im wesentlichen von einem rohrförmigen Körper 11 gebildet, der die Form eines konvergierenden Konus hat, dessen weites Ende ein Innengewinde 12 hat, um dicht mit dem Ende des Rohres zur Wasser zuführung verbunden zu werden, und dessen enges Ende mit einem dichten Verschluss 13 versehen ist, der z»B_o von einer einfachen aufgeschweissten Scheibe gebildet wird« Über du Höhe des Körpers 11 sind in gleichen Abständen querverlaufende Schlitzpaare 14a-14b, 15a-15b, 16a-16b, usw_e,-verteilt ,wobei dJß Böden der beiden Schlitze eines Paares ZoB· geradlinig sind und zueinander parallel verlaufen während die aufeinander folgenden Schlitzpaare winkelmässig um 90° versetzt sind· Wegen der konisch-konvergierenden Form des rohrförmigen Körpers 11 nimmt dessen Durchtrittsquerschnitt zum geschlossenen Ende hin ebenso ab wie die aufeinander folgenden Umfangsschlitze ο Durch sorgfältige Wahl der Einschnittstiefe in den Körper 11 in Abhängigkeit von dem axialen Ort der Schlitze und gegebenenfalls durch fortschreitende Änderung deren Breite ist es möglich $ eine gleichmässige Versorgung aller Schlitze und infolgedessen eine für alle Schlitze gleiche Durchströmgeschwindigkeit des Wassers zu erhalten, wobei der gesamte Durchtrittsquerschnitt vorteilhafterweise gleich dem des Rohres T2 gewählt wird, das zur Zuführung des Wassers dientοThe manifold 10 is shown in more detail in Figures 2 and 3. This manifold is essentially formed by a tubular body 11 which has the shape of a converging cone, the wide end of which has an internal thread 12 so as to feed water tightly with the end of the pipe to be connected, and whose narrow end is provided with a tight seal 13, which is formed z »B _o by a simple welded disc« Above the height of the body 11 are equally spaced transverse pairs of slits 14a-14b, 15a-15b, 16a -16b, etc _e, -distributed wherein dJß bottoms of the two slots of a pair ZOB · are straight and parallel to each other during the successive slit pairs are angularly offset by 90 ° · Due to the conically-converging shape of the tubular body 11 takes its passage cross-section towards the closed end as well as the successive circumferential slots ο By carefully choosing the incision depth in d In the body 11 as a function of the axial location of the slots and, if necessary, by progressively changing their width, it is possible to obtain a uniform supply of all slots and consequently a flow rate of water that is the same for all slots, the entire passage cross-section advantageously being the same as that of pipe T2 is selected that is used to supply the water ο

Der so geartete Verteiler gewährleistet daher den Austritt des Wassers unter Druck in Form von quer zur Achse sich erstreckenden und paarweise entgegengesetzt gerichteten Wasserblättern, sodass sich die dabei hervorgerufenen Reaktionskräfte gegenseitig aufheben. Die Verteilung der Schlitze auf dem Verteiler und deren Richtwirkung bewirken, dass das Süsswasser gleichmässig um den Verteiler herum in einer im wesentlichen zu dessen Achse senkrechten Ebene abgegeben wird. Dies hat eine gute Durchmischung des Süsswassers mit der Salzlake auf dem Boden der Aushöhlung zur Folge, was für die Vorgänge zur Aushöhlung durch Lösung erwünschenswert ist.The distributor of this type therefore ensures that the water is discharged under pressure in the form of pipes extending transversely to the axis and pairs of oppositely directed water sheets, so that the resulting reaction forces cancel each other out. the The distribution of the slots on the distributor and their directional effect ensure that the fresh water flows evenly around the distributor a plane substantially perpendicular to its axis. This has a good mixing of the fresh water with the brine result in the bottom of the cavity, which is responsible for the processes of the cavity by solution is desirable.

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Claims

PATENT CLAIMS

1 · Manifold, intended for "feeding" at the end of a pipe train of water for the purpose of forming an underground cavity by washing out salt rock or other soluble ones To be attached to rock, characterized in that it is formed by a tubular rotating body (11), one end of which is attached to the pipe "(T2) for supplying water, while the opposite end is tightly closed, and the wall of Circumferential slots (14a-14b, 15a-15b, I6a-16b <> ..) are penetrated, which are evenly distributed over its height and are arranged around essentially circular symmetry in such a way that the reaction forces that caused by the outflow of the pressurized water in the form of water leaves through the mentioned slits, cancel each other out.

2. Distributor according to claim 1, characterized in that the mentioned slots (14a-14b, 15a-15b, 16a-i6b. ·.) transversely on said Bodies are arranged and distributed over its height in groups, with the slots of each group in the same plane are perpendicular to the axis of said body (11) extended

3. Distributor according to claim 2, characterized in that each slot group consists of a pair of identical and diametrically opposed slots _o

4 · distributor according to claim 3, characterized in that the Pairs of successive slots offset by 90 ° at an angle are.

5 · distributor according to claim 3 or 4, characterized that the two slots of each pair are straight and parallel Have floors.

6. Distributor according to one of claims 2 to 5, characterized in that that its body tapers conically and that the passage cross-section of each group of slots essentially decreases of the passage cross section of said body is the same up to the following group of slots.

7. Distributor according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the entire passage cross-section of the said Slots is essentially the same as that of the pipe (T2) for water supply

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