FI108288B - Method for initiating operation of an underground storage cavity for low-boiling hydrocarbons and an installation for the storage of low-boiling hydrocarbons - Google Patents

Method for initiating operation of an underground storage cavity for low-boiling hydrocarbons and an installation for the storage of low-boiling hydrocarbons Download PDF

Info

Publication number
FI108288B
FI108288B FI956021A FI956021A FI108288B FI 108288 B FI108288 B FI 108288B FI 956021 A FI956021 A FI 956021A FI 956021 A FI956021 A FI 956021A FI 108288 B FI108288 B FI 108288B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
cavity
water
rock
low
block
Prior art date
Application number
FI956021A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI956021A (en
FI956021A0 (en
Inventor
Marie-Aleth Baudement
Louis Londe
Original Assignee
Technigaz
Fr De Stockage Geol Geostock S
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technigaz, Fr De Stockage Geol Geostock S filed Critical Technigaz
Publication of FI956021A0 publication Critical patent/FI956021A0/en
Publication of FI956021A publication Critical patent/FI956021A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI108288B publication Critical patent/FI108288B/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00Vessels not under pressure
    • F17C3/005Underground or underwater containers or vessels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G5/00Storing fluids in natural or artificial cavities or chambers in the earth
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0678Concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Underground Structures, Protecting, Testing And Restoring Foundations (AREA)
  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)

Description

λ 108288λ 108288

Menetelmä alhaisessa lämpötilassa kiehuville hiilivedyille tarkoitetun maanalaisen varastoluolan toiminnan käynnistämiseksi ja laitos alhaisessa lämpötilassa kiehuvien hiili-vetyjen varastointia varten 5Method for initiating operation of an underground storage cavity for low-boiling hydrocarbons and a facility for the storage of low-boiling hydrocarbons 5

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä maanalaisen ontelon käyttöönottoa varten nestemäisessä muodossa olevien hiilivetyjen varastoimiseksi alhaisessa lämpötilassa, joka on selvästi alle 0 °C. Keksintöä voidaan 10 käyttää erityisesti nestemäisen maakaasun (GNL) varastoimiseen -162 °C:n lämpötilassa ilmakehäpaineessa. Kuitenkin myös mitä tahansa muuta erittäin alhaisessa lämpötilassa nesteytettyä hiilivetyä, esimerkiksi etyleeniä, voitaisiin varastoida esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän 15 avulla.The present invention relates to a method for introducing an underground cavity for the storage of hydrocarbons in liquid form at a low temperature well below 0 ° C. In particular, the invention can be used to store liquid natural gas (GNL) at a temperature of -162 ° C at atmospheric pressure. However, any other very low temperature liquefied hydrocarbon, such as ethylene, could also be stored by the method 15 of the present invention.

Ns. "jäähdytystekniikka" varastointia varten mahdollistaa tuotevaraston ylläpitämisen ilmakehäpaineessa. Näissä olosuhteissa tämän varaston lämpötila käsittää kaasun ja nesteen tasapainolämpötilan normaalissa paineessa, 20 joka GNL:ää varten on -162 °C. Varasto voidaan pitää va-kiolämpötilassa uuttamalla kaasu, lauhduttamalla se ja ruiskuttamalla se uudelleen nestemäisessä muodossa.The so-called "cooling technology" for storage enables the product to be stored at atmospheric pressure. Under these conditions, the temperature of this storage comprises the gas and liquid equilibrium temperature at normal pressure of -162 ° C for GNL. The storage can be maintained at a constant temperature by extraction, condensation and re-injection of the gas in liquid form.

Aikaisemmin on ehdotettu useita erilaisia menetelmiä nesteytettyjen kaasujen varastoimiseksi alhaisessa 25 lämpötilassa. Vaikka tällöin käytetty varastointiontelo *··· voidaan muodostaa hyvän vuotokestävyyden tarjoavaan savi- • ♦ · *·:·* maaperään, niin useimmissa menetelmissä käytetty ontelo : kaivetaan veden kyllästämään kallioon. Esimerkiksi propaa- • · · '·,· · nin yhteydessä, joka normaalipaineessa voidaan nesteyttää 30 vain suhteellisen alhaisessa lämpötilassa, varastointion- ·;··: telo ei vaadi mitään erityistä ennakkokäsittelyä. Ontelon / sisäseinät käsittävät vedellä kyllästetyn kallion. Alhai- \ * · * sessa lämpötilassa, joka on selvästi alle 0 °C, olevan / nesteytetyn kaasun asetus onteloon jäädyttää sen sisäsei- '··' 35 nät, muodostaen siten vuotamattoman jääkerroksen. Erään 2 108288 toisen menetelmän yhteydessä onteloon voidaan ensin ruiskuttaa typpeä sen sisäseinien jäädyttämiseksi. Propaania voidaan sen jälkeen asettaa onteloon, joka on jo tehty vuototiiviiksi. Suhteellisen alhaisen nesteytyslämpötilan 5 johdosta ontelon sisäseiniin kohdistuu vain pieniä rasituksia, jotka eivät vahingoita varastointiontelon vuoto-tiiviyttä. Nämä rasitukset ovat liian pieniä aiheuttaakseen mitään halkeamia kalliossa.Various methods have previously been proposed for the storage of liquefied gases at low temperatures. Although the used storage cavity * ··· can be formed in clay soils with good leakage resistance, the cavity used in most methods: is excavated in a water-saturated rock. For example, in the case of propane, which can be liquefied under normal pressure only at relatively low temperatures, storage does not require any special pre-treatment. The cavity / interior walls comprise a rock impregnated with water. The setting of a / liquefied gas at a low temperature well below 0 ° C in the cavity freezes its interior, thereby forming an impermeable layer of ice. In another method of 2 108288, nitrogen may first be injected into the cavity to freeze its inner walls. Propane can then be placed in a cavity that has already been made leak-proof. Due to the relatively low liquefaction temperature 5, only slight stresses are applied to the inner walls of the cavity which do not damage the leak-tightness of the storage cavity. These stresses are too small to cause any cracks in the rock.

Hiilivetyjen varastoimiseksi, joiden nesteytysläm-10 pötila normaalissa paineessa on paljon alhaisempi, esimerkiksi GNL:ää tai etyleeniä varastoitaessa, ei ole mahdollista antaa hiilivedyn tulla kosketukseen jäätyneellä vedellä kyllästetyn kallion kanssa. Kallioon tällöin kohdistuvat rasitukset ovat huomattavia, mikä johtaa joko kal-15 liossa jo ennen ontelon kaivamista olevien halkeamien laajentumiseen tai uusien halkeamien syntymiseen varas-tointilaitoksen toimintaa käynnistettäessä tai sen aikana. Tällaiset halkeamat aiheuttavat joka tapauksessa vedenvirtauksen, jota on vaikea pysäyttää, erityisesti jos sitä ei 20 esiinny kuin vasta lämpötilan alettua laskea, tai muuten kaasu alkaa vuotaa pintaa kohti, jota ei myöskään yleensä havaita ennen kuin laitos alkaa jäähtyä tai sen käytön aikana.In order to store hydrocarbons having a much lower liquefaction temperature under normal pressure, for example when storing GNL or ethylene, it is not possible to allow the hydrocarbon to come into contact with a rock impregnated with frozen water. The stresses exerted on the rock in this case are considerable, leading either to widening of the cracks already present in the rock prior to excavation of the cavity or to the creation of new cracks at the start-up or during operation of the storage facility. In any event, such cracks will cause a flow of water that is difficult to stop, especially if it does not occur until the temperature begins to drop, or else the gas will begin to leak towards the surface, which is usually not detected before or during operation.

Varastointilämpötilan lisääntyminen paineen lisään-25 tymisen ansiosta mahdollistaisi varastointiolosuhteiden '···' palauttamisen, jotka ovat samanlaisia kuin propaanin va- rastoinnin yhteydessä. Laitoksen käyttöön liittyvien käy-·.: · tännöllisten syiden johdosta tämä vaihtoehto ei kuitenkaan . ole mahdollinen.An increase in storage temperature through an increase in pressure would allow for the restoration of storage conditions similar to those for propane storage. However, for practical reasons related to the operation of the plant: · this option is not. not possible.

30 Kallion halkeiluun liittyvän ongelman ratkaisemi- ...·! seksi on aikaisemmin tunnettua varustaa ontelo vuotiiviil- • · ,···. lä sisävuorauksella, joka on kiinnitetty kallioon. ' • · · Tällöin on kuitenkin välttämätöntä ottaa huomioon ' vesikerros ontelon ympärillä, sillä todennäköisyys tällai- 3 5 sen vesikerroksen löytymisen suhteen aiotulla varastosy- 3 108288 vyydellä (50 - 100 m) on suuri. Itse asiassa tällaista vesikerrosta voidaan käyttää hyväksi, sillä jäätyneenä se muodostaa toisen vuototiiviin estevuorauksen.30 Solving the Rock Cracking Problem ... ·! sex is previously known to equip a cavity with a • ·, ···. with an inner lining fixed to the rock. However, in this case it is necessary to take into account the 'water layer around the cavity, as the probability of finding such a water layer at the intended storage depth (50-100 m) is high. In fact, such a layer of water can be utilized because, when frozen, it forms another leak-tight barrier liner.

Kun tällä tavoin vuorattu ontelo asetetaan käyt-5 töön, on haitallista antaa jään joutua suoraan kosketukseen sisävuorauksen kanssa. Vuoraus on yleensä kiinnitetty kallioon pulttien avulla, ja jäätaskujen muodostumisen aiheuttama paine voi vetää pultit irti ja muuttaa vuorauksen muotoa. Lisäksi hiilivedyn erittäin alhaisessa paineessa 10 tapahtuvaa asettamista edeltävässä alkuvaiheessa vielä jäätymättömän vesikerroksen sisältämän veden aiheuttama paine on myös vahingollinen vuorausta ajatellen. Tästä syystä on välttämätöntä ylläpitää vajaakylIäinen vyöhyke sisävuorauksen ja jääestekerroksen välillä.When a lined cavity is provided in this manner, it is detrimental to allow ice to come into direct contact with the liner. The liner is usually secured to the rock by bolts, and the pressure caused by the formation of ice pockets can pull the bolts off and change the liner. In addition, in the initial stages prior to the introduction of the hydrocarbon at very low pressure 10, the pressure exerted by the water contained in the water layer which has not yet been frozen is also detrimental to the lining. For this reason, it is necessary to maintain a submerged zone between the inner liner and the ice layer.

15 GB-hakemusjulkaisussa 2 215 023 ehdotetaan ratkai sua, jonka mukaisesti varastointiontelon sisävuoraus käsittää pääasiassa ontelon sisäsivulle asetetun läpäisemättömän kerroksen ja kallion kanssa kosketuksessa olevan läpäisevän betonikerroksen. Huokoinen betonikerros sisäl-20 tää putkiverkoston, joka on asennettu kaikkialle ontelon ympärille. Suihkuttamalla ilmaa putkiverkostoon paineessa, joka on suurempi kuin maanpinnan alapuolella olevan veden paine, maaperän sisältämä vesi voidaan työntää takaisin ilman avulla kalliossa aikaisemmin oleviin halkeamiin suo-25 dattuvan ilman avulla. Maaperässä olevaa vettä sisältämä-···' tön vyöhyke muodostuu siten ontelon ympärille. Hiilivetyä voidaan sitten asettaa onteloon. Tietyn ajan kuluttua • * : veden ja ilman tasapainovyöhyke saavutetaan alhaisessa I · · . lämpötilassa tapahtuvan varastoinnin aiheuttaman huurteen 30 ansiosta. Tämän seurauksena muodostuu jääestekerros etäi-..··! syyden päähän sisävuorauksesta. Tämän englantilaisen pa- .···. tenttihakemuksen mukaisesti kaivetaan myös kuivatustunneli ontelon alle maaperässä olevan veden paineen alentamisek- • * * V ' si. Tällaisen ilmasuihkutusverkoston sisältävän ontelon 35 käyttöönotto on sangen monimutkaista ja sen valmistuskus-tannukset ovat epäilemättä vastaavasti korkeat.15,225,023 proposes a solution according to which the inner lining of the storage cavity mainly comprises an impermeable layer placed on the inner side of the cavity and a permeable concrete layer in contact with the rock. The porous concrete layer includes a tubular mesh that is installed throughout the cavity. By injecting air into the pipeline network at a pressure higher than the pressure of the water below the surface, the water contained in the soil can be pushed back to the cracks in the rock by air. The ··· 'low zone containing water in the soil is thus formed around the cavity. The hydrocarbon can then be inserted into the cavity. After a certain time • *: The water / air equilibrium zone is reached at low I · ·. due to frost 30 caused by storage at temperature. This results in the formation of an ice layer remotely - .. ··! reason behind the liner. This English translator ···. according to the application, a drying tunnel is also dug under the cavity to reduce the pressure of the water in the soil. The introduction of such a cavity 35 containing air injection network is quite complicated and its manufacturing cost is undoubtedly similarly high.

4 1082884, 108288

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan yksinkertaistettu ja suhteellisen halpa menetelmä ontelon käyttöä varten, joka on tarkoitettu hiilivetyjen varastoimiseen erittäin alhaisissa lämpötiloissa.It is an object of the present invention to provide a simplified and relatively inexpensive method for the use of a cavity for the storage of hydrocarbons at very low temperatures.

5 Keksinnön kohteena on myös varastointilaitos, joka kykenee vastaanottamaan erittäin alhaisessa lämpötilassa olevia hiilivetyjä, so. laitos, joka pystyy kestämään hiilivetyjen asetukseen liittyvät rasitukset.The invention also relates to a storage plant which is capable of receiving hydrocarbons at very low temperatures, i. a plant that can withstand the stresses of hydrocarbon regulation.

Tätä tarkoitusta varten keksintö tarjoaa käyttöön 10 menetelmän maanalaisen varastointiontelon käyttöönottoa varten, tämän ontelon ollessa tarkoitettuna vastaanottamaan hiilivetyjä, jotka pidetään nesteen muodossa erittäin alhaisessa lämpötilassa, ontelon ollessa muodostettuna vesikerroksen sisään ja sen sisältäessä vuototiiviin sisä-15 vuorauksen, tämän menetelmän ollessa tunnettu siitä, että se käsittää seuraavat vaiheet: - alkuvaiheessa, jolloin ontelo ei sisällä hiilive tyä, tapahtuvan veden poistamisen ympärillä olevasta kalliosta, kunnes vesikerroksen taso putoaa ontelon alapuo- 20 lelle; - nestemäisen hiilivedyn asettamisen alhaisessa lämpötilassa onteloon jatkaen samalla vedenpoistoa, niin että onteloa ympäröivä vedestä tyhjennetty kalliomaaperä saavuttaa lämpötilan, joka on kyllin alhainen jäädyttääk- 25 seen veden; ja *♦··* - vedenpoiston lopettamisen pääasiassa vettä sisäl- tämättömän vyöhykkeen muodostumisen sallimiseksi ontelon * · ·.: I ympärille jääestekerroksen rajoittamana.To this end, the invention provides 10 methods for providing an underground storage cavity, the cavity being designed to receive hydrocarbons kept in liquid form at a very low temperature, the cavity being formed inside a water layer and having an inert impermeable liner, characterized in that comprising the following steps: - removing water from the surrounding rock during the initial phase, wherein the cavity is free of hydrocarbon, until the level of the water layer falls below the cavity; - placing the liquid hydrocarbon at low temperature into the cavity while continuing to dewater so that the water depleted in the rock bed surrounding the cavity reaches a temperature low enough to freeze the water; and * ♦ ·· * - to stop dewatering to allow the formation of a predominantly water-free zone around the cavity * · ·., bounded by an ice layer.

·/· : Tyhjennysvaihetta voidaan käyttää edullisesti hy- 30 väksi myös rakennuskaivantoa kaivettaessa, koska vuotami- ·;··: nen ja liiallisen paineen aiheuttamat vaikutukset tällöin .”*j katoavat. Vesi voi myös aiheuttaa haitallisen tekijän si- * ♦ · sävuorausta asetettaessa. Koska kuivatusjärjestelmä on tarkoitettu ontelon käyttöönottoa varten, on suotavaa ···' 35 käyttää sitä jo aikaisemmin työolosuhteiden helpottamisek- 5 108288 si onteloa muodostettaessa. Toisin kuin GB-hakemusjulkaisussa 2 215 023 ehdotetun ontelon yhteydessä, pääasiassa vettä sisältämättömän vyöhykkeen muodostaminen ei riipu ontelon sisävuorauksen rakenteesta. On siten mahdollista 5 käyttää esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää yhdessä minkä tahansa ontelotyypin kanssa, joka on tarkoitettu käytettäväksi erittäin alhaisessa lämpötilassa olevien hiilivetyjen yhteydessä.· / ·: The emptying step can also be advantageously used when excavating a construction trench, as the effects of leakage and over-pressure will then disappear. ”* J. Water can also cause a harmful factor when setting the * ♦ · shade liner. Since the drainage system is intended for commissioning the cavity, it is desirable to use it earlier to facilitate working conditions when forming the cavity. Unlike the cavity proposed in GB-A-2 215 023, the formation of a substantially water-free zone does not depend on the structure of the inner lining of the cavity. It is thus possible to use the method of the present invention in combination with any type of cavity for use with very low temperature hydrocarbons.

Eräässä sovellusmuodossa kuivatustoimenpide käsit-10 tää maaperässä olevan veden pumppaamisen ontelon läheisyyteen kaivetusta tyhjennyskaivosta.In one embodiment, the drying operation involves pumping water in the soil in the vicinity of the cavity from the excavated well.

On otettava huomioon, että kuivatustoimenpiteen tarkoituksena on saada vesikerros siirtymään ontelon tason alapuolelle, eikä vain vähentää sen ontelon tasolla ai-15 heuttamaa painetta. Lisäksi tyhjennyskaivojen poraustek-niikka on paljon halvempi kuin tekniikka, joka vaaditaan ontelosta alaspäin kulkevan kuivatustunnelin muodostamiseen.It should be noted that the purpose of the drying operation is to cause the aqueous layer to move below the level of the cavity and not merely to reduce the pressure exerted by it at the level of the cavity. In addition, the borehole drilling technology is much cheaper than the technology required to form a drying tunnel down the cavity.

Kuivatuksen pysäytysvaihe käsittää edullisesti toi-20 menpiteen, joka mahdollistaa vesikerroksen nostamisen kuivatuksen asteettaisesti vähentämiseksi.Preferably, the drying stop step comprises an operation that allows the water layer to be lifted to gradually reduce the drying.

Siten kuivatusta ei lopeteta yhtäkkiä, vaan vähitellen, tehden siten mahdolliseksi veden ontelon ympärille palauttamisen täydellisen valvonnan. Kuivatusta voidaan 25 valvoa tällä tavoin säätämällä kaivon pohjalla olevia *♦··’ pumppuja tai sitä nopeutta, jolla ilmaa suihkutetaan pin- • ♦ · V..' nasta käsin.Thus, drying is not stopped suddenly, but gradually, thus allowing complete control of the return of water around the cavity. The drying can be controlled in this way by adjusting the pumps at the bottom of the well or the speed at which air is sprayed from the surface.

• * r Erään toisen tekniikan yhteydessä kuivatuksen py- V · säytysvaihe käsittää toimenpiteen, jonka avulla tyhjennys- 30 kaivon sallitaan jäätyä.In another technique, the drying step of drying comprises the operation of allowing the drain well to freeze.

·;*·· Esillä oleva menetelmä on erityisen sopiva käytet- .·**. täväksi silloin, kun hiilivety on varastoitu onteloon alle * # · -50 °C:n, sopivimmin alle -100 °C:n, lämpötilassa.·; * ·· The present method is particularly suitable for use. **. when the hydrocarbon is stored in the cavity at temperatures below * # · -50 ° C, preferably below -100 ° C.

’ Korkeammissa lämpötiloissa nesteytettyjen hiilive- 35 tyjen yhteydessä ei kallion halkeiluongelmaa normaalisti : ; : esiinny.At higher temperatures for hydrocarbons, there is normally no rock cracking problem; : present.

, 108288 6, 108288 6

Keksintö tarjoaa käyttöön myös maanalaisen varas-tointilaitoksen, joka käsittää ontelon, joka on tarkoitettu vastaanottamaan nestemäisessä muodossa ja erittäin alhaisessa lämpötilassa, alle 0 °C:ssa, olevan hiilivedyn, 5 tämän ontelon sijaitessa vesikerroksen sisällä ja sen sisältäessä vuototiiviin sisävuorauksen, tälle laitokselle ollessa tunnusomaista, se että vuototiivis sisävuoraus sisältää vähintään yhden kiinteän kuormitusta kannattavan rakenteen, joka on kiinnitetty kallioon ja tehty yksittäi-10 sistä lohkolaatoista, jotka voivat siirtyä toistensa suhteen, ja tämän rakenteen kannattaman muotoaan muuttavan vuototiiviin kalvon, joka rajoittaa ontelon sisäsivun siten, että vuoraus voi kestää rasitukset ja muodonmuutokset, jotka alhaisessa lämpötilassa olevan hiilivedyn ase-15 tus aiheuttaa, silloinkin kun vesikerrosta on nostettu.The invention also provides an underground storage facility comprising a cavity for receiving a hydrocarbon in liquid form and at very low temperature, below 0 ° C, this cavity being contained within a water layer and having a leak-tight inner liner, characterized by , that the leak-tight liner includes at least one solid load-bearing structure fixed to the rock and made of individual block slabs that can move relative to one another, and a structural leak-tight membrane supported by this structure that limits the lining's interior the strain and deformation caused by the low temperature hydrocarbon setting, even when the water layer has been lifted.

Vuototiivis kalvo on alttiina sekä termisille että mekaanisille rasituksille. Tämä johtuu yhtäältä lämpötila-muutoksesta, joka aiheuttaa suuria lämpörasituksia, ja toisaalta kivenlohkareiden mahdollisesta siirtymisestä. 20 Lohkolaattoja voi rasittaa yksilöllisesti siirtyvä kivilohkare ja ne voivat muuttaa paikallisesti kalvoa heikentämättä vuorauksen vuototiiviyttä.The leakproof membrane is exposed to both thermal and mechanical stresses. This is due, on the one hand, to a change in temperature, which causes high thermal stresses, and, on the other, to a possible displacement of the stone blocks. 20 Block slabs may be loaded with individually moving boulders and may change the membrane locally without compromising the leak tightness of the liner.

Ontelon syvyyden alapuolelle ulottuvat tyhjennys- kaivot on edullisesti muodostettu ontelon läheisyyteen 25 vesikerroksen tason laskemiseksi ontelon alapuolelle.The drainage wells extending below the depth of the cavity are preferably formed in the vicinity of the cavity to lower the level of the water layer below the cavity.

***. Vesikerroksen tason laskemisen avulla on mahdollis- • « · /*· ta muodostaa pääasiassa vedetön vyöhyke ontelon ympärille.***. By lowering the level of the water layer, it is possible to form an essentially anhydrous zone around the cavity.

• · · ··- · Tällaisia kaivoja voidaan käyttää vain ontelon alkukäyttö- *.* * vaiheiden aikana. Kun vedetön vyöhyke on vakautettu erit- 30 täin alhaisessa lämpötilassa olevan hiilivedyn olemassa-·:**: olon aiheuttaman jäärintaman avulla, kaivot voidaan hylätä ·“*: tai jopa tuhota. Pystysuorasti ontelon läheisyyteen kaive- tut kaivot sisältävät välineen jäätaskujen muodostamiseksi ontelon välittömään läheisyyteen, tämän välineen tarjotes-; 35 sa kuitenkin käyttöön maksimaaliset tekniset ja taloudel liset edut.• · · ·· - · Such wells can only be used during initial cavity *. * * Stages. Once the anhydrous zone is stabilized by the presence of a very low temperature hydrocarbon ice surface, the wells can be discarded or destroyed. Wells excavated vertically in the vicinity of the cavity include means for forming ice pockets in the immediate vicinity of the cavity, providing this means; 35 however, the maximum technical and economic benefits were realized.

7 1082887 108288

Keksinnön erään ominaisuuden mukaisesti lohkolaatat on asetettu vierekkäin säännölliseen järjestykseen, vuoto-tiiviin kalvon sisältäessä kohtisuorien aallotusten muodostaman verkoston, ainakin joidenkin aaltojen ollessa 5 samassa linjassa lohkolaattojen reunojen kanssa.According to one feature of the invention, the block slabs are arranged side by side in a regular order, the leakproof membrane having a network of perpendicular corrugations, at least some of the waves being in line with the edges of the block slabs.

Nämä kohtisuorat aallotukset antavat kalvolle voh-velimaisen ulkonäön, joka sisältää ristikkäiset taitteet. Nämä taitteet muodostavat tärkeimmät kohdat muodonmuutosta varten, jonka kalvo kykenee kestämään, minkä johdosta on 10 olennaisen tärkeää linjata ne lohkolaattojen rajalinjojen mukaisesti. Lohkolaatan siirtyessä kalvoon kohdistuvan rasituksen vaimentavat suoraan tätä laattaa ympäröivät aallotukset. Tämä ominaisuus mahdollistaa vuorauksen muodon-muutoskyvyn edelleen parantamisen.These perpendicular corrugations give the film a voh-like appearance that includes cross-folds. These folds form the most important points of deformation that a film can withstand, so it is essential to align them along the boundary lines of the block slabs. As the slab moves, the stress on the membrane is dampened directly by the corrugations surrounding this slab. This feature allows for further enhancement of the shape-deformability of the liner.

15 Erään toisen ominaisuuden mukaisesti vuoraus sisäl tää lisäksi kalvon ja kuormitusta kantavan rakenteen välissä olevan kerroksen, joka on tehty rinnakkaisista eris-tyslevyistä, jotka rajoittavat sarjan, joka on asetettu lohkolaattasarjan päälle.According to another feature, the liner further comprises a layer between the membrane and the load-bearing structure, made of parallel insulating panels delimiting the series laid over the block of slabs.

20 Eristyslevyt saavat aikaan lämpöeristyksen ontelon ja ympärillä olevan maaperän sekä myös ontelon ja lohko-laattojen väliin. Muodonmuutosominaisuus varmistetaan siten asettamalla päällekkäin lohkolaatta- ja eristyslevy-sarjat. Jokainen erityslevy on siten liitetty vain yhteen 25 lohkolaattaan. Lohkolaattojen ja eristyslevyjen reunat on *'··' linjattu peräkkäin kalvon joidenkin aallotusten kanssa.The insulation boards provide thermal insulation between the cavity and the surrounding soil, as well as between the cavity and the block slabs. The deformation property is thus ensured by superimposing the block slab and insulating board series. Each secretory plate is thus connected to only one of the 25 block plates. The edges of the block slabs and insulation boards are * '··' aligned with some corrugations of the film.

• t «• t «

Esillä olevaa keksintöä selostetaan yksityiskohta!- • · j.i f semmin seuraavassa oheisiin piirustuksiin viitaten, jotkaThe present invention will be described in detail with reference to the following drawings, which

Mt 1ί i esittävät rajoittamattomana esimerkkinä keksinnön erästä 30 sovellusta ja joissa: ...J kuvio 1 esittää leikkauskuvantoa varastointionte- • * .·♦·. losta, joka on tarkoitettu valmistettavaksi esillä olevan * ’* keksinnön mukaisen menetelmän avulla; v ‘ kuvio 2 esittää suuremmassa mittakaavassa yksityis- ·. 35 kohtaa sisävuorausrakenteesta, joka peittää kuvion 1 mu- kaisen ontelon; s 108288 kuvio 3 esittää leikkauskuvantoa esillä olevan keksinnön mukaisesta vuorauksesta, näyttäen lohkolaattojen asetuksen; kuvio 4 esittää päälliskuvantoa lohkolaatasta; 5 kuvio 5 esittää yleiskuvantoa, näyttäen lohkolaat tojen asetuksen ontelon sisäseinään; kuvio 6 esittää leikkauskuvantoa keksinnön mukaisesta vuorauksesta; kuvio 7 esittää suuremmassa mittakaavassa kuvantoa, 10 näyttäen kuvion 6 yksityiskohdan; kuvio 8 esittää päälliskuvantoa, näyttäen lohkolaa-tan, joka on päällystetty keksinnön mukaisella vohvelimai-sella vuototiiviillä kalvolla; kuvio 9 esittää kuvion 8 linjaa B-B pitkin otettua 15 leikkauskuvantoa; kuvio 10 esittää kuvion 8 linjaa A-A pitkin otettua leikkauskuvantoa; ja kuvio 11 esittää teoreettista kaaviota, näyttäen esilaiset vaiheet menetelmässä, jota sovelletaan kuvion 1 20 esittämän kaltaiseen onteloon.Mt 1ί i illustrates, by way of non-limiting example, one of the 30 embodiments of the invention, in which: ... J Fig. 1 is a sectional view of the stock * *. · ♦ ·. a slurry to be prepared by the process of the present invention; v 'Figure 2 shows a larger scale of private ·. 35 at the interior lining structure covering the cavity of Figure 1; s 108288 Fig. 3 is a sectional view of a liner according to the present invention showing the setting of block slabs; Fig. 4 is a plan view of a block slab; Figure 5 is a general view showing the setting of the block panels on the inner wall of the cavity; Figure 6 is a sectional view of a liner according to the invention; Figure 7 is a larger scale view showing 10 a detail of Figure 6; Fig. 8 is a plan view showing a block board coated with a wafer-like leakproof film according to the invention; Figure 9 is a sectional view taken along line B-B of Figure 8; Figure 10 is a sectional view taken along line A-A of Figure 8; and Fig. 11 shows a theoretical diagram showing the primary steps of a method applied to a cavity such as that shown in Fig. 1 20.

Kuten edellä on mainittu, esillä olevaa keksintöä voidaan erityisesti soveltaa GNLiään, mutta muutkaan hii-livetytyypit, jotka ovat erittäin alhaisissa nesteytys-lämpötiloissa ilmakehäpaineessa, eivät ole poissuljettuja. 25 Seuraavassa selostuksessa viitataan GNLrään, koska se on # ’·. kaikkein sopivin aine.As mentioned above, the present invention is particularly applicable to its GNL, but other types of hydrocarbon that are at very low liquefaction temperatures at atmospheric pressure are not excluded. 25 The following description refers to GNL because it is # '·. the most suitable substance.

• » · ."I Kuviossa 1 esitetty ontelo 1 on muodostettu maan- • · « *·*. alaiseen kallioperään, joka sisältää vesikerroksen, onte- • < ♦ lon huippukohdan 11 ollessa noin 50 metrin syvyydellä. 30 Ontelo on yhteydessä maanpintaan kaivon 12 välityksellä.The cavity 1 shown in Fig. 1 is formed in an underground bedrock containing a layer of water, with a cavity peak at a depth of approximately 50 meters. 30 The cavity is connected to the surface of the well 12. through.

Ontelo 1 on suljettu yhtymäkohdassaan kaivoon 12 tulpan 13 avulla, joka on ankkuroitu kallioon. Tulppa 13 sisältää sarjan putkia, joita vaaditaan sen kautta kulkevien varas-... tointilaitteiden käyttämistä varten.The cavity 1 is closed at its junction with the well 12 by a plug 13 which is anchored in the rock. The stopper 13 contains a series of tubes required for the use of a storage device passing through it.

, * · 9 108288, * · 9 108288

Ontelon 1 sisäseinät on päällystetty vuotiiviillä eristysvuorauksella 2. Vuoraus 2 peittää koko ontelon tulppaan 13 asti. Kuvio 2 esittää poikkileikkausta vuorauksesta 2 kuviossa 1 näkyvää ääriviivaa vastaavalla ta-5 valla. Kuviossa 2 paljas kallio 6 on esitetty valheellisesti sileänä pintana. Itse asiassa kaivettu kalliopinta on usein muodoltaan epäsäännöllinen, kuten kuviosta 3 näkyy. Betonielementeistä tehdyt lohkolaatta 22 on alunperin ankkuroitu kallioon sidetankojen 3 välityksellä.The inner walls of the cavity 1 are covered with a leaky insulating lining 2. The lining 2 covers the entire cavity up to the stopper 13. Figure 2 is a cross-sectional view of liner 2 in a manner similar to the outline shown in Figure 1. In Figure 2, bare rock 6 is shown as a false smooth surface. In fact, the excavated rock surface is often irregular in shape, as shown in Figure 3. The block slab 22 made of concrete elements is initially anchored into the rock via tie rods 3.

10 Nämä laatat ovat mekaanisesti toisistaan riippumat tomia ja ne seuraavat vapaasti kallion liikkeitä aiheuttamatta rasituksia lohkolaattojen muodostamaan rakenteeseen. Tämä rakenne käsittää kiinteän kuormitusta kannattavan rakenteen, johon muut vuorauselementit on kiinnitet-15 ty. Lohkolaattoja varten käytetty betoni on edullisesti varustettu raudoituksella. Kuviosta 3 voidaan havaita, että lohkolaattoja 22 ei ole suoraan asetettu paljasta kalliota 6 vasten. Jos kalliopinta on hyvin karkea, niin pientiheyksistä betonivaahtoa 21 ruiskutetaan vaiheittain 20 lohkolaattoja asennettaessa kuvioiden 2 ja 3 mukaisesti. Kuitenkin silloin, kun paikalliset epätasaisuudet kalliossa eivät ylitä arvoa noin 20 cm, lohkolaattojen 22 ja kal-lion 6 välinen tila jätetään tyhjäksi. Lohkolaattojen paksuus on tällöin noin 30 cm ja ne pidetään paikoillaan kol- " . 25 men sidetangon avulla, kun taas kalliopinnan ollessa erit-10 These tiles are mechanically independent of each other and freely follow rock movements without causing stress to the block slab structure. This structure comprises a fixed load-bearing structure to which the other lining elements are attached. The concrete used for the block slabs is preferably provided with reinforcement. From Figure 3, it can be seen that the block slabs 22 are not directly placed against the exposed rock 6. If the rock surface is very coarse, low-density concrete foam 21 is injected in stages as block slabs are installed as shown in Figures 2 and 3. However, when the local irregularities in the rock do not exceed about 20 cm, the space between the block slabs 22 and the rock 6 is left empty. The block slabs are then about 30 cm thick and are held in place by means of a triple 25-bar tie bar, while the rock surface is

« < I«<I

. .·. täin karkea, lohkolaattojen paksuutena on 15 cm ja ne pi- : detään paikoillaan vain kahden sidetangon avulla. Betoni- • · · vaahto 21 siirtää varastoidun nesteen aiheuttaman paineen • · ♦ * kallioon. Lohkolaattojen 22 kuormitusta kannattava rakenne 30 on tehty vuototiiviiksi tiivisteiden 220 avulla, jotka on * ‘ asetettu vierekkäisten lohkolaattojen väliin. Jokaisen * · · ’...· lohkolaatan 22 kehä on porrastettu. Kuviosta 4 voidaan ;Ί'; havaita, että jokainen lohkolaatta on tehty yhtenä ainoana betonikappaleena, joka on kahden kooltaan samanlaisen be-35 tonilevyn muodossa, jotka on asetettu päällekkäin ja dia- 10 1 08288 gonaalisesti syrjään toistensa suhteen porrastuksen muodostamiseksi lohkolaattojen koko kehän ympärille. Kuvion 4 mukainen lohkolaatta on tarkoitettu kiinnitettäväksi karkeaan kalliopintaan, koska sen yhteydessä käytetään vain 5 kahta sidetankoa 3. Tiiviste 20 muodostaa porrastuksen keskiosan, jonka muoto täydentää vieressä olevan lohkolaa-tan porrastusta, kuten kuviosta 3 voidaan nähdä. Lohko-laattojen 22 asetuksen avulla laatat voivat siirtyä toisistaan riippumatta tiivisteen 220 joustavuutta hyödyn-10 täen. Esimerkkinä voidaan mainita, että lohkolaattojen leveys voi olla noin 1 m ja pituus noin 2 m. Lohkolaatat on asetettu sopivimmin säännölliseksi sarjaksi kuvion 5 mukaisella tavalla. Tämän ansiosta jokainen lohkolaatta 22 pääsee liikkumaan vapaammin, koska se on riippuvainen vain 15 neljästä muusta lohkolaatasta.. . ·. very coarse, the block slabs are 15 cm thick and are held in place by only two tie rods. The concrete · · · foam 21 transfers the pressure caused by the stored fluid to the rock. The load-bearing structure 30 of the block slabs 22 is made leak-proof by means of seals 220 which are inserted between adjacent block slabs. The circumference of each * · · '... · block tile 22 is staggered. From Fig. 4, voidaan '; discern that each block slab is made as a single concrete block in the form of two be-35 tones of the same size, superimposed and diaphragmally spaced apart to form a stepping around the entire circumference of the block slabs. The block slab of Figure 4 is intended to be attached to a rough rock surface because only five two tie rods 3 are used in connection therewith. The gasket 20 forms a central portion of the step, the shape of which complements the step of the adjacent block board. The block tiles 22 allows the tiles to move independently of each other, utilizing the flexibility of the seal 220. By way of example, the block slabs may be about 1 m wide and about 2 m long. The block slabs are preferably arranged in a regular series as shown in Figure 5. This allows each block plate 22 to move more freely as it depends only on the other four block plates.

Lohkolaattojen 22 sisäsivu peitetään sitten höyry-suojakerroksella 221, joka on tehty kaksikomponenttisesta epoksihartsista ja tarkoitettu estämään kosteuden kulkeutuminen kallion seinästä seuraavaan kerrokseen 23. Tällai-20 nen höyrysuoja on samanlainen kuin se, jota käytetään avoimia ilmasäiliöitä varten. Kuitenkin, ottaen huomioon lohkolaattojen käyttö, on suotavaa asettaa tämä suoja pai-koilleen ennen laattojen asennusta.The inner side of the block slabs 22 is then covered with a vapor barrier layer 221 made of a two-component epoxy resin intended to prevent moisture transfer from the rock wall to the next layer 23. Such a vapor barrier is similar to that used for open air tanks. However, having regard to the use of block tiles, it is desirable to place this guard in place before the tiles are installed.

Tapit tai "puikot" asetetaan myös lohkolaattoihin 25 22 seuraavan kerroksen muodostavien eristyslevyjen 23 .·. asennusta varten.The pins or "needles" are also placed in block slabs 25 22 of the insulating plates 23 forming the next layer. for installation.

• * ·• * ·

Eristyslevyn 23 rakenne käsittää jäykän kennomaisen • · < PVC:n kaltaisen materiaalin, jonka molemmat pintaan on t < · ’· * liimattu vastalevyt. Eristyspaksuus on noin 30 cm. Keksin- 30 nön erään edullisen ominaisuuden mukaisesti eristyslevyjen * 1 23 mitat yhtyvät lohkolaattojen 22 mittoihin, eristys- # · · *...· levyjen ollessa lisäksi asetettuina siten, että jokainen lohkolaatta 22 vastaa yhtä eristyslevyä, jolloin ne ovat asetettuina tarkasti päällekkäin, kuten kuvioista 6 ja 7 35 näkyy. Tämä helpottaa lohkolaatan siirtoa, koska vain yhtä u 108288 eristyslevyä 23 tarvitsee siirtää sen mukana. Levyt on liimattu laattojen 22 betoniin levyn sisäpinnalle päällystetyn kitin avulla. Paineen asetus ja ylläpito saadaan aikaan laattoihin 22 asetettujen tappien avulla. Lasivil-5 laa asetetaan lopuksi vierekkäisten levyjen 23 väliseen tilaan jatkuvan lämpöjatkuvuuden aikaansaamiseksi. Ei ole olennaisen tärkeää käyttää eristyskerrosta 23 kaikissa olosuhteissa. Useissa tapauksissa vuoraus kykenee toimimaan eristyslevyjä 23 käyttämättä.The structure of the insulating sheet 23 comprises a rigid honeycomb-like material such as PVC, both of which have t <· '· * glued on their faces. The insulation thickness is about 30 cm. According to an advantageous feature of the invention, the dimensions of the insulation boards * 1 23 coincide with the dimensions of the blocking boards 22, the insulation boards being additionally arranged such that each blocking board 22 corresponds to a single insulating board, whereby they are superimposed Figures 6 and 7 show 35. This facilitates the transfer of the block slab, since only one u108288 insulating board 23 needs to be moved with it. The boards are glued to the concrete 22 by means of a putty coated on the inner surface of the board. The setting and maintenance of pressure is achieved by means of pins placed on the plates 22. Finally, the glass film 5 is inserted into the space between adjacent plates 23 to provide continuous thermal continuity. It is not essential to use the insulating layer 23 under all conditions. In many cases, the liner is capable of operating without the use of insulation boards 23.

10 Ruostumattomasta teräksestä tehdyt metallikappaleet eli "nastat" asetetaan eristyslevyn päällysvastalevyyn toimimaan ankkurointipisteinä muotoaan muuttavaa vuototii-vistä kalvoa 24 varten, joka muodostaa ontelon sisäsivun. Tämä kalvo 24 on tehty paksuudeltaan noin 1,2 mm olevasta 15 ruostumattomasta teräksestä, ja se on ulkonäöltään kohoku-vioidun vohvelin kaltainen. Se on alunperin tarkoitettu käytettäväksi pintavarastoissa ja kaasusäiliöaluksissa. Eräs tällainen kalvo on selostettu FR-patenttijulkaisussa 1 459 749. Se sisältää ristikkäisten kohtisuorien aallo-20 tusten muodostaman järjestelmän, joka antaa sille huomattavan muodonmuutoskyvyn. Tämä muodonmuutoskyky mahdollistaa GNL:n -162 °C:ssa aiheuttaman lämpökutistuman kompensoimisen alhaisen rasitustason vallitessa, ja esillä olevassa tapauksessa sitä käytetään myös edullisesti kallion 25 mahdollisten muodonmuutosten kestämiseen muodonmuutos- . .·. kykyään menettämättä.10 Stainless steel metal bodies, or "pins", are placed on the insulating plate top counter plate to serve as anchor points for the deformable leak-proof membrane 24 which forms the inner side of the cavity. This film 24 is made of stainless steel 15 of about 1.2 mm in thickness and has the appearance of an embossed wafer. It was originally intended for use in surface storage and gas tankers. One such film is described in FR-A-1 459 749. It incorporates a system of perpendicular perpendicular waves, which gives it considerable deformation capability. This deformation capability allows for compensation of the heat shrinkage caused by GNL at -162 ° C at low stress levels, and in the present case is also preferably used to withstand any deformation of the rock. . ·. without losing their ability.

* · · : *·, Hyvän muodonmuutoskyvyn saavuttamiseksi koko sisä- vuorausta 2 varten lohkolaattojen 22 ja eristyslevyjen 23 ' väliset liitokset yhtyvät vuototiiviin kalvon 24 aallotuk- 30 siin 240 kuvioiden 9 ja 10 mukaisesti, jotka esittävät ·<<<·· ‘ ‘ kohtisuoria poikkileikkauksia vuorauksesta 2. Kalvossa 24 ’...· oleva aallotusverkosto voi sisältää useita aallotuksia lohkolaattaa kohden, kuten kuviosta 8 näkyy. Olennaisena ominaisuutena on se, että lohkolaatat 22 ja/tai eristys-35 levyt 23 (jos niitä käytetään) voivat sisältää niiden reu- , i 4 12 108288 nojen ympäri kulkevat aallotukset. Nämä aallotukset on muodostettu kohtiin, joissa kalvo 24 kykenee erityisen hyvin kestämään muodonmuutoksen. On siten erittäin tärkeää, että lohkolaattojen 22 ja eristyslevyjen 23 väliset 5 liitokset yhtyvät ainakin joihinkin kalvossa 24 oleviin aallotuksiin.* · ·: * ·, In order to obtain a good deformation ability for the entire liner 2, the joints between the block plates 22 and the insulating plates 23 ′ join the leak-proof corrugations of the film 24 as shown in Figs. 9 and 10. cross-sections of liner 2. The corrugated mesh of membrane 24 '... · may include multiple corrugations per block slab, as shown in Figure 8. An essential feature is that the block slabs 22 and / or the insulating panel 35 (if used) may include corrugations around their edges. These corrugations are formed at positions where the membrane 24 is particularly capable of withstanding deformation. Thus, it is very important that the joints 5 between the block plates 22 and the insulating plates 23 join at least some of the corrugations in the membrane 24.

Kokoonpanon yhteydessä kalvo 24 on kooltaan noin 3 x 1 m olevien kohokuvioitujen levyjen muodossa, jotka on hitsattu yhteen ja kiinnitetty eristyslevyihin 23 hitsaa-10 maila ne levysarjan jokaisen silmän keskellä olevaan nastaan.In assembly, the membrane 24 is in the form of embossed sheets about 3 x 1 m in size, welded together and secured to the insulating panels 23 by welding 10 clubs to a stud in the center of each eye of the panel set.

Lohkolaatat 22 toimivat myös tukirakenteena kalvoa varten, koska kalvo voidaan asentaa epätasaiselle tukipin-nalle, kuten paljaalle kalliopinnalle. Valitsemalla käyt-15 töön lohkolaattarakenne valetun betonikerroksen sijasta voidaan myös ottaa vastaan GNL:n lämpötilassa -162 °C aiheuttaman lämpövetovaikutuksen johdosta syntyvät rasitukset kalvon 24 ja mahdollisesti eristyslevyn 23 kautta.The block slabs 22 also serve as a support structure for the film since the film can be mounted on an uneven support surface such as a bare rock surface. By opting for a block slab structure instead of a cast concrete layer, it is also possible to absorb the stresses due to the thermal creep effect of GNL at -162 ° C through the membrane 24 and possibly the insulating plate 23.

Muotoaan muuttavan vuototiiviin kalvon käyttö yh-20 dessä "kelluvan" tukirakenteen kanssa mahdollistaa sisä-vuorauksen saavuttamisen, joka on vuototiivis ollen kuitenkin muotoaan muuttava ja joka kykenee sopeutumaan kalliossa tapahtuviin kalliosiirtoihin, jotka johtuvat GNL:n asettamisen aiheuttamista lämpötilamuutoksista.The use of a deformable leak-proof membrane in combination with a "floating" support structure permits the achievement of an inner liner that is leak-tight but deformable and capable of adapting to rock shifts due to temperature changes caused by GNL setting.

25 Esillä olevan keksinnön mukaista ontelon käyttöön- . .·. ottomenetelmää selostetaan seuraavassa edellä mainitun • · · ontelon yhteydessä. Muiden kuin edellä selostettujen ra- • · · **.'..* kenteiden sisältämiä ontelolta voitaisiin myös käsitellä • · t ' esillä olevaa menetelmää käyttämällä, kuitenkin edellä 30 selostettu ontelo sopii parhaiten käytettävksi tämän menetelmän yhteydessä. Kuvioon 11 viitaten tyhjennyskaivot 4 • · ♦ *...· porataan ontelon 1 viereen, niiden ollessa sopivimmin 2 - 20 metrin etäisyydellä ontelosta. Kaivot 4 ovat ontelon pohjaa syvempiä. Jokainen kaivo on varustettu pohjapumpul-35 la tai kompressoriin pintaliitetyllä kompressorilla "ilma- 13 1 08288 nostotoimenpiteen" suorittamiseksi. Keksinnön mukaisesti ensimmäinen vaihe käsittää veden tyhjentämisen vesikerrok-sesta, kunnes vesikerros putoaa ontelon pohjan alapuolelle. Ontelo 1, jota alunperin ympäröi vesi, tulee silloin 5 pääasiassa vedettömälle kallioalustalle. Käytännössä jonkin verran vettä jää aina kalliopintaan, jossa se pysyy kapillaarisuuden ansiosta. Aiottuna tarkoituksena ei ole vajaakyllästää onteloa ympäröivä maaperä, vaan uuttaa siitä riittävästi vettä liian suurten jäähuurretaskujen muo-10 dostumisen estämiseksi, jotka voisivat aiheuttaa halkeamia kallioon. Tämä vesikerroksen laskemisvaihe voitaisiin suorittaa myös onteloa muodostettaessa. Tämä tekisi sisävuo-rauksen 2 asentamisen ontelon seiniin paljon helpommaksi.A cavity for use according to the present invention. . ·. the method of extraction is described below in connection with the cavity mentioned above. Cavities contained in fields other than those described above may also be treated using the present method, however, the cavity described above is best suited for use with this method. Referring to Figure 11, drain wells 4 • · ♦ * ... · are drilled adjacent to cavity 1, preferably at a distance of 2 to 20 meters from the cavity. Wells 4 are deeper than the bottom of the cavity. Each well is equipped with a bottom pump 35 or a supercharger connected to the compressor to perform an "air lift" operation. According to the invention, the first step comprises emptying the water layer from the water layer until the water layer falls below the bottom of the cavity. The cavity 1, initially surrounded by water, then enters 5 on a substantially anhydrous rock bed. In practice, some water will always remain on the rock surface where it will remain due to capillary action. The intended purpose is not to impregnate the soil surrounding the cavity, but to extract enough water to prevent the formation of too large frost pockets which could cause cracks in the rock. This step of lowering the aqueous layer could also be performed when the cavity is formed. This would make it much easier to install the liner 2 on the walls of the cavity.

Kuivatusvaihetta on jatkettava vesikerroksen 5 pi-15 tämiseksi vakiotasolla ontelon 1 alapuolella. Pumppausta jatkettaessa tämä toinen vaihe käsittää GNL:n asettamisen onteloon 1 -162 °C:n lämpötilassa ja ilmakehäpaineessa.The drying step must be continued to fill the water layer 5 pi-15 at a constant level below the cavity 1. As pumping continues, this second step involves placing the GNL in the cavity at a temperature of 1 to 162 ° C and atmospheric pressure.

Huolimatta vuorauksen 2 lämpöä eristävästä kerroksesta 23 onteloa ympäröivä maaperä saavuttaa kuitenkin lämpötilan, 20 joka on kyllin alhainen jäädyttääkseen kalliossa mahdollisesti jäljellä olevan veden. Siten pääasiassa vedetön vyöhyke muodostuu ontelon ympärille. Tässä vaiheessa jäädytetty pieni vesimäärä on riittämätön aiheuttaakseen kallioon riittävästi halkeamia ontelon vuorauksen 2 vahin-25 goittamiseksi. Esimerkin tavoin ilmaistuna mainittu vede- , .·. tön jäätynyt vyöhyke voi olla paksuudeltaan noin 2 m, kun • · · ·"·, GNL:ää on ollut ontelossa 1 muutamien kuukausien ajan.However, despite the heat-insulating layer 23 of the lining 2, the soil surrounding the cavity reaches a temperature 20 low enough to freeze any remaining water in the rock. Thus, a substantially anhydrous zone is formed around the cavity. At this stage, the small amount of water frozen is insufficient to cause sufficient cracks in the rock to cause damage to the lining 2 of the cavity. By way of example, said water,. The frozen zone may be about 2 m thick when the GNL has been in the cavity for a few months.

♦ · - *!*.* Pieniä määriä nestemäisessä muodossa olevaa vettä voi jää- » ' · • dä kuivatettuun kallioon jäätyneen vyöhykkeen ympärille.♦ · - *! *. * Small amounts of water in liquid form can be left around the frozen zone of the dried rock.

30 Kun jäätynyt vyöhyke on saavuttanut riittävän pak- • ’ suuden (noin 2 metriä), kuivatus voidaan pysäyttää. Riit- • · · tävä paksuus käsittää paksuuden, joka vaaditaan varmista-maan yhtäältä, että onteloa kohti kulkeutuva vesi jäätyy, .··. ja toisaalta, että paksu jäärengas kykenee ottamaan vas- 35 taan ulkopuolelta tulevan hydraulisen paineen. Vähentämäl- 14 1 08288 lä kuivatusta asteettaisesti on mahdollista valvoa täydellisesti tapaa, jolla vesikerros nousee ylös ontelon ympärillä. Kun kuivatus on täysin pysäytetty, ontelon 1 ympärillä pysyy vedetön vyöhyke, jota jäärintama rajoittaa.30 Once the frozen zone has reached a sufficient thickness (about 2 meters), drying can be stopped. Sufficient thickness includes the thickness required to ensure, on the one hand, that water flowing toward the cavity freezes. and, on the other hand, that the thick ice ring is capable of absorbing hydraulic pressure from the outside. By gradually reducing the drying rate, it is possible to completely control the way the aqueous layer rises up around the cavity. When the drying is completely stopped, an anhydrous zone remains around the cavity 1 and is limited by the ice front.

5 Tämän jäärintaman ulkopuolella oleva vesikerros 5 on nestemäisessä tilassa.5 The water layer 5 outside this ice face is in a liquid state.

Eräs toinen tekniikka, vaikka se onkin vähemmän suositeltava, käsittää tyhjennyskaivon 4 jäätymisen sallimisen. Tällöin vesikerrosta 5 pumpataan jatkuvasti, kun-10 nes GNL:n muodostama jäätynyt vyöhyke laajentuu tyhjennys-kaivoon 4. Tähän ratkaisuun liittyy se haitta, että sen yhteydessä ei veden valvottua nousua voida valvoa kaivon 4 jäätymisen jälkeen. Niin kauan kuin ontelo pysyy toiminnassa ja sisältää GNL:ää, on varmaa, että vettä sisältämä-15 tön vyöhyke pysyy olemassa.Another technique, although less preferred, involves allowing the drain well 4 to freeze. The water layer 5 is then pumped continuously as the frozen zone formed by the GNL expands to the drain well 4. This solution has the disadvantage that it cannot control the controlled rise of water after the well 4 has frozen. As long as the cavity remains in operation and contains GNL, it is certain that the water-free 15 zone will remain.

Edellä selostettu keksinnöllinen toteutus on annettu tietenkin vain esimerkin vuoksi ja keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa mihin tahansa onteloon, joka on tarkoitettu hiilivetyjen varastoimista varten erittäin 20 alhaisessa lämpötilassa.The inventive embodiment described above is, of course, given by way of example only, and the method of the invention can be applied to any cavity for the storage of hydrocarbons at very low temperatures.

« 4 I 0 « · · • · · 0 0 0 0 t 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0· 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 000 0«4 I 0« · · • · · 0 0 0 0 t 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 · 0 0 0 · 0 0 0 0 0 0 000 0

Claims (9)

1. Menetelmä maanalaisen varastointilaitoksen ottamiseksi käyttöön, tämän laitoksen käsittäessä maanalai- 5 sen varastointiontelon (1), joka on tarkoitettu ottamaan vastaan nestemäisessä muodossa erittäin alhaisessa, alle 0 °C, lämpötilassa pidetty hiilivety, tämän ontelon ollessa muodostettuna vesikerroksen (5) sisään ja sen sisältäessä vuototiiviin sisävuorauksen (2), tunnettu 10 siitä, että se käsittää seuraavat vaiheet: - alkuvaiheessa, jolloin ontelo (1) ei sisällä hiilivetyä, tapahtuvan veden poistamisen ympärillä olevasta kalliosta, kunnes vesikerroksen (5) taso putoaa ontelon (1) alapuolelle; 15. nestemäisen hiilivedyn asettamisen alhaisessa lämpötilassa onteloon (1) jatkaen samalla vedenpoistoa, niin että onteloa (1) ympäröivä vedestä tyhjennetty kal-liomaaperä saavuttaa lämpötilan, joka on kyllin alhainen jäädyttääkseen veden; ja 20. vedenpoiston lopettamisen pääasiassa vettä sisäl tämättömän vyöhykkeen muodostumisen sallimiseksi ontelon (1) ympärille jääestekerroksen rajoittamana.A method for commissioning an underground storage facility comprising an underground storage cavity (1) for receiving hydrocarbon in liquid form at a very low temperature below 0 ° C, the cavity being formed within and in the water layer (5). including a leak-tight inner liner (2), characterized in that it comprises the following steps: - in the initial stage, wherein the cavity (1) contains no hydrocarbon, dewatering from the surrounding rock until the level of the water layer (5) falls below the cavity (1); 15. placing the low-temperature liquid hydrocarbon in the cavity (1) while continuing to dewater so that the dewatered calcium carbonate surrounding the cavity (1) reaches a temperature low enough to freeze the water; and 20. stopping the dewatering to allow the formation of a substantially water-free zone around the cavity (1) bounded by an ice layer. 1 08288 lb Pa tenttivää tilaukset1 08288 lb Pa examining orders 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n-n e t t u siitä, että kuivatustoimenpide sisältää maape- 25 rässä olevan veden pumppaustoimenpiteen ontelon (1) lähei- . .·. syydessä olevista tyhjennyskaivoista (4) , jotka ulottuvat • · » ontelon syvyyttä suuremmalle syvyydelle.2. A method according to claim 1, characterized in that the drying operation includes a pumping operation for the water in the soil in the vicinity of the cavity (1). . ·. from wells (4) extending to a depth greater than the depth of the cavity. * « · **'„* 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, • φ « ***' tunnettu siitä, että kuivatuksen pysäytysvaihe 30 käsittää toimenpiteen, jonka yhteydessä vesikerroksen (5) " annetaan nousta vähentämällä asteettaisesti kuivatusta. • · · \mtiThe method according to claim 1 or 2, characterized in that the drying stop step 30 comprises the step of allowing the water layer (5) to rise by gradually reducing the drying. \ mti 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, * tunnettu siitä, että kuivatuksen pysäytysvaihe kä-sittää toimenpiteen, jonka yhteydessä tyhjennyskaivojen 3 5 (4) annetaan jäätyä. • » 16 108288A method according to claim 1 or 2, characterized in that the drying stop step comprises the operation of allowing the drain wells 35 (4) to freeze. • »16 108288 5. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiilivety varastoidaan onteloon (1) alle -50 °C:n lämpötilassa.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the hydrocarbon is stored in the cavity (1) at a temperature below -50 ° C. 6. Maanalainen varastointilaitos, joka asetetaan 5 käyttöön minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukaisen menetelmän avulla, tunnettu siitä, että vuototiivis sisävuoraus (2) sisältää ainakin yhden kiinteän kuormitusta kannattavan rakenteen, joka on kiinnitetty kallioon ja tehty yksittäisistä lohkolaatoista (22), 10 jotka voivat siirtyä toistensa suhteen, ja muotoaan muuttavan vuototiiviin kalvon (24), jota tämä rakenne tukee ja joka rajoittaa ontelon (1) sisäsivun siten, että vuoraus (2) kykenee ottamaan vastaan rasitukset ja muodonmuutokset, jotka erittäin alhaisessa lämpötilassa olevan hiili-15 vedyn asetus aiheuttaa, silloinkin kun vesikerrosta on nostettu.An underground storage facility made available by the method according to any one of the preceding claims, characterized in that the leak-proof inner liner (2) comprises at least one solid load-bearing structure fixed to the rock and made of individual block slabs (22) 10. moving relative to one another and deforming a leak-tight membrane (24) supported by this structure and limiting the inside of the cavity (1) so that the liner (2) is able to withstand the stresses and deformations caused by the application of extremely low temperature carbon , even when the water layer is raised. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen varastointilaitos, tunnettu siitä, että tyhjennyskaivot (4) , jotka ulottuvat ontelon syvyyttä syvemmälle, on muodostet- 20 tu ontelon läheisyyteen vesikerroksen laskemiseksi ontelon alapuolella olevalle tasolle.Storage plant according to claim 6, characterized in that the drainage wells (4) extending deeper than the depth of the cavity are formed in the vicinity of the cavity to lower the water layer to a level below the cavity. 8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen varastointilaitos, tunnettu siitä, että lohkolaatat (22) on asetettu vierekkäin säännöllisen sarjan muodostamiseksi, 25 vuototiiviin kalvon (24) sisältäessä kohtisuorien aallo-tusten muodostaman verkoston, ainakin joidenkin aallotus-."I ten ollessa linjattuina lohkolaattojen reunojen kanssa i « « riittävän joustavuuden antamiseksi päällystykselle, joka • « · vaaditaan sen sovittamiseksi hiilivedyn asetuksen aiheut-30 tamien lämpötilamuutosten aikaansaamien kallion siirto- *·“* liikkeiden mukaisesti.Storage plant according to Claim 6 or 7, characterized in that the block plates (22) are arranged side by side to form a regular series, 25 leak-proof membrane (24) having a network of perpendicular corrugations, at least some corrugated edges. with i «« to give sufficient flexibility to the coating required to adapt it to the rock displacement * · * movement caused by the temperature changes caused by the hydrocarbon regulation. 9. Patenttivaatimuksen 6, 7 tai 8 mukainen varas tointilaitos, tunnettu siitä, että vuoraus käsittää lisäksi kalvon (24) ja kuormitusta kannattavan raken- 35 teen välissä olevan kerroksen, joka on tehty rinnakkaisis-ta eristyslevyistä, jotka muodostavat sarjan, joka on ase- < « tettu lohkolaattoj en (22) muodostaman sarjan päälle. 108288 17Storage unit according to Claim 6, 7 or 8, characterized in that the liner further comprises a layer made of parallel insulating plates which form a series of arms between the membrane (24) and the load-bearing structure. <«Over a series of block tiles (22). 108288 17
FI956021A 1993-06-18 1995-12-14 Method for initiating operation of an underground storage cavity for low-boiling hydrocarbons and an installation for the storage of low-boiling hydrocarbons FI108288B (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9307429 1993-06-18
FR9307429A FR2706432B1 (en) 1993-06-18 1993-06-18 Method for commissioning an underground storage tank for low-temperature hydrocarbons and installation for storing low-temperature hydrocarbons.
FR9400705 1994-01-24
PCT/FR1994/000705 WO1995000421A1 (en) 1993-06-18 1994-06-14 Method for setting in operation an underground storage cavity for low temperature hydrocarbons and plant for storing low temperature hydrocarbons

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI956021A0 FI956021A0 (en) 1995-12-14
FI956021A FI956021A (en) 1996-01-25
FI108288B true FI108288B (en) 2001-12-31

Family

ID=9448320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI956021A FI108288B (en) 1993-06-18 1995-12-14 Method for initiating operation of an underground storage cavity for low-boiling hydrocarbons and an installation for the storage of low-boiling hydrocarbons

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP0702656B1 (en)
JP (1) JP3548965B2 (en)
KR (1) KR100334395B1 (en)
ES (1) ES2100076T3 (en)
FI (1) FI108288B (en)
FR (1) FR2706432B1 (en)
NO (1) NO955031L (en)
WO (1) WO1995000421A1 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9055036B2 (en) 2013-02-28 2015-06-09 Motorola Solutions, Inc. Method and apparatus for transmitting a user datagram protocol message that is larger than a defined size
WO2015080353A1 (en) * 2013-11-26 2015-06-04 한국지질자원연구원 High-pressure fluid storage tank and construction method thereof
KR102030611B1 (en) * 2014-12-04 2019-11-11 한국지질자원연구원 Reservoir in underground for the storage of highly pressured fluid and CAES system using the same
KR101701263B1 (en) * 2014-12-04 2017-02-03 한국지질자원연구원 Reservoir in underground for the storage of highly pressured fluid and CAES system using the same
WO2018141057A1 (en) 2017-02-01 2018-08-09 Hydrostor Inc. A hydrostatically compensated compressed gas energy storage system
WO2018161172A1 (en) * 2017-03-09 2018-09-13 Hydrostor Inc. A thermal storage apparatus for a compressed gas energy storage system
CA3126561A1 (en) 2019-01-15 2020-07-23 Hydrostor Inc. A compressed gas energy storage system
WO2020172748A1 (en) 2019-02-27 2020-09-03 Hydrostor Inc. A hydrostatically compensated caes system having an elevated compensation liquid reservoir

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1450432B2 (en) * 1963-06-27 1976-01-08 Technigaz S.A., Paris Developable expansion wall for a container
US3424662A (en) * 1965-10-15 1969-01-28 Continental Oil Co Use of electro osmosis plus freezing in construction of underground storage tanks
SE7308359L (en) * 1973-06-14 1974-12-16 Arne Lorens Beckstrom
SE380501B (en) * 1974-02-27 1975-11-10 Wp System Ab PLANT FOR STORAGE OF LIQUID GAS, SPECIAL NATURAL GAS
DE2454941A1 (en) * 1974-11-20 1976-05-26 Hans Stahl Underground storage partic for liquefied gases - with concrete walls, insulating lining and water-barrier
GB2215023B (en) * 1988-02-18 1992-02-05 Neste Oy Storage system

Also Published As

Publication number Publication date
EP0702656B1 (en) 1997-01-29
FR2706432A1 (en) 1994-12-23
JP3548965B2 (en) 2004-08-04
FI956021A (en) 1996-01-25
ES2100076T3 (en) 1997-06-01
JPH09501377A (en) 1997-02-10
WO1995000421A1 (en) 1995-01-05
EP0702656A1 (en) 1996-03-27
KR100334395B1 (en) 2002-10-31
FI956021A0 (en) 1995-12-14
KR960703088A (en) 1996-06-19
FR2706432B1 (en) 1995-09-08
NO955031L (en) 1996-02-19
NO955031D0 (en) 1995-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Design of the Gongbei tunnel using a very large cross-section pipe-roof and soil freezing method
US3407606A (en) Underground cavern storage for liquefied gases near atmospheric pressure
FI116693B (en) System for designing a waterproof protective cover for hydraulic structures or parts thereof
FI69503C (en) YTBELAGD BERGSBEHAOLLARE ELLER TUNNEL
FI108288B (en) Method for initiating operation of an underground storage cavity for low-boiling hydrocarbons and an installation for the storage of low-boiling hydrocarbons
CA1088768A (en) Process for safe underground storage of cryogenic produces and corresponding storage installation
JP2005082976A (en) Semi-underground flat bottom cylindrical liquid storage tank and construction method of the same
US4869033A (en) Pressurized fluid storage tank
US4112690A (en) Method and construction of underground tank well
JPS62500187A (en) Liquid or gas tank made of reinforced concrete
KR100310637B1 (en) Landfill Storage Tanks and their Installation
CN114032938A (en) Deep foundation pit horizontal freezing bottom sealing construction method
EP0228445A1 (en) Principle for the storing of gas or liquid.
US3557558A (en) Insulating and waterproofing system for storage tanks
EP0221986A1 (en) Offshore structures
JP5105158B2 (en) Bottom structure of underground tank
RU2795237C1 (en) Method for preventing destruction of gas pipelines in protective cases
JPH03144197A (en) Low temperature liquefide gas tank
FI67427B (en) VAETSKE- ELLER GASBEHAOLLARE AV STAOLBETONGKONSTRUKTION
JPS627040Y2 (en)
WO2004048232A1 (en) Sub-surface storage of liquified natural gas at near atmospheric pressure
FI81652B (en) Surface-coated rock chamber or tunnel
JPH0337499A (en) Method for storing high pressure gas in base rock and base rock tank for storing high pressure gas
JPH08120968A (en) Underground tank
Taniyama et al. Design and construction of a 140,000 cubic metre LNG inground storage tank

Legal Events

Date Code Title Description
MA Patent expired