SE410430B - Anleggning for lagring av petroleumprodukter och andra fluida i berg - Google Patents

Description

. 'åzaozozv-e 10 15 20 '25 iso 35 40 2 Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en an- läggning, vid vilken hålrummen är så anordnade och utförda, att ut- sprängningen av desamma underlättas i hög grad och så att kostnaderna för efterföljande förstärkning minskas.

Enligt uppfinningen är hålrummen belägna på i huvudsak samma djup, och varje hâlrum har i horisontalsektion en i huvudsak cirku- lär eller ovan form, och sett i en horisontell tvärsektion genom hela anläggningen har de cirkulära eller ovala horisontalsektionerna av hålrummen sina medelpunkter belägna i hörnen av reguljära mång- hörningar, vilka alla har samma antal sidor.

Med-en_regfiljär mânghörning menas en månghörning, i vilken alla sidorna har samma längd och alla hörnvinklar är lika stora.'En reguljär månghörning kan alltid inskrivas i en cirkel, som passerar genom alla hörnpunkterna, och vars medelpunkt sålunda även utgör månghörningens medelpunkt.

Vid en utföringsform av uppfinningen utgöres nämnda månghör- ningar av femhörningar med olika storlek, vilka är anordnade med gemensam medelpunkt. Hålrummen kommer sålunda att vara anordnade i koncentriska cirklar. Ytterligare ett hålrum kan vara anordnat så att dess centrumaxel sammanfaller med medelpunkten i dessa cirklar.

Vid en annan utföringsform av uppfinningen utgöres nämnda månghörningar av liksidiga och lika stora trianglar, vilka till- sammans bildar ett nät med triangulära maskor.

Varje hålrum har lämpligen en höjd som är mycket större än dess diameter. Detta innebär att berggrunden, i vilken anläggningen förlägges, utnyttjas bättre på djupet, vilket ger möjlighet till kompaktare anläggning och därmed bättre ekonomi beträffande utnytt- jandet av markområdet och om den lagrade produkten är värmd även bättre värmeekonomi. Härigenom är det även lättare att utforma an- läggningen med häsyn till rådande lokala bergtryck. Hålrummen kommer visserligen att alltid vara vända med sitt största tvärsnitt mot de horisontella huvudtryckspänningarna i berget, vilka normalt är större än det vertikala trycket, men den cirkulära horisontalsektio- nen är fördelaktig för tryckupptagningen. Genom att hålrummen enligt uppfinningen kommer att vara anordnade i ett regelbundet mönster, erhålles en god tryckfördelning i berget mellan hålrummen.

Varje hålrum är upptill försett med ett lämpligen koniskt tak_ Denna utformning av hålrummets tak är fördelaktig genom att den med- för mindre risk för höga explosionstryck vid lagring av explosiva produkter, t.ex. bensin och råolja. Vidare möjliggör anläggningen enligt uppfinningen en bättre och säkrare uppvärmning genom att pump- 10 15 20 25 30 35 40 7892027-8 o3 systemet med tillhörande rörledningar blir kortare och enklare.

För alla typer av lagrade produkter erhålles bättre tillrinning till pumparna genom att hålrummen har sin största utsträckning i vertikal- led. Anläggningen medför bättre driftförhållanden vid lagring av olja på vattenbädd, eftersom det är lätt att få större vertikala avstånd mellan de olika regleringsnivåerna vid skiljeytan mellan olja och vatten. Skiljeytan mellan olja och vatten kan förläggas så att ett avsevärt emulsionsskikt kan tillåtas och så att stor regleringshöjd erhålles för vattenpumparna. Vattenpumparna kan pla- ceras med tillräckligt djup till botten för att man skall få till- räckligt slamutrymme därunder. 7 Även botteni.\arje hâlrum är lämpligen koniskt utformad med konspetsen riktad nedåt. I den nedersta delen av den koniska botten kan man utforma ett cirkulärt pumpschakt av betong, vilket ger god tillrinning av olja och läckvatten och medför att läckvattnet lätt kan separeras. Betongschaktet skyddar även pumpar och instrument mot nedfallande sten. Den trattformiga botten möjliggör även en enklare sluttömning av hålrummen. Den koniska formen hos botten medför även mindre total area hos skiljeytan mellan olja och vatten vid lagring av olja på vattenbädd. Detta medför mindre area hos emulsionsskiktet, varigenom separationen mellan olja och vatten underlättas.

Vid anläggningen enligt uppfinningen är det även möjligt att anordna vattenridåer mellan hålrummen. En speciell fördel är därvid att vattenridåhâlen kan borras parallella, vilket ger en bättre ridå och mindre borrningsarbete än vad som är fallet om vattenridå- erna är solfjäderformiga.

Genom att hålrummen är utformade med en cylindrisk huvuddel och koniskt tak och konisk botten underlättas borrnings- och sprängningsarbetet vid upptagningen av hålrummen och minskas för- stärkningskostnaderna. 7 Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas med hän- visning till bifogade ritningar.

Fig. 1 visar i perspektiv en anläggning enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar schematiskt den geometriska konfiguration, i vilken hålrummen vid anläggningen enligt fig. l är anordnade.

Fig. 3 visar schematiskt den geometriska konfigurationen av hålrummen vid en annan utföringsform.

Fig. 4-6 visar olika stadier i upptagningen av ett hâlrum.

I fig. 1 betecknar l berggrunden, i vilken anläggningen be- u 10 15 20 25 30 35 40 7892027-8 . 1 4 finner sig på ett visst djup under markytan 2. Den i fig. 1 visade utföringsformen omfattar sammanlagt sexton hålrum. Hur dessa hålrum är anordnade i förhållande till varandra framgår tydligast av fig. 2, som schematiskt visar en horisontalsektion genom hela anläggningen.

Fem hålrum 10-14 är anordnade i en yttre cirkel, så att deras medel- punkter bildar hörnen i en reguljär femhörning. Denna femhörning är i fig. 2 betecknad 15 och den omskrivna cirkeln 16. Ytterligare Åfem hålrum 20-24 är anordnade såflatt deras centrumaxlar är belägna i en femhörning 25 med den omskrivna cirkeln 26, vars radie är något mindre än radien i cirkeln 16. Ytterligare fem hålrum 30-34 är anordnade med sina centrumaxlar i hörnen av en inre femhörning 35 med den omskrivna cirkeln 36. Nämnda cirklar och femhörningar*har ,en gemensam medelpunkt. Kring denna medelpunkt är anordnat ett ytterligare hâlrum 40. Vid det i fig. 2 visade arrangemanget är hål- rummen 20-24 så anordnade, att deras horisontella tvärsektion tange- rar cirkeln 16, längs vilken hålrummen 10-14 är belägna. Radien hos cirkeln 26, längs vilken hâlrummen 20-24 är belägna, kan emellertid även vara större eller mindre än den som framgår av fig. 2. Sålunda kan hålrummen 20-24 vara så belägna att deras centrumaxlar skär mittpunkterna på var sin förbindelselinje mellan hålrummen 10-14.

Hålrummen 20-24 kan alternativt vara anordnade längs samma cirkel (16) som hålrummen 10-14.

Såsom framgår_av fig. l sträcker sig en tunnel 3 från mark- ytan ned till anläggningen. Tunneln 3 grenar sig vid ett ställe 4, som är beläget i höjd med övre delen av hålrummen. Från stället 4 utgår en första tunnelgren 5gi en lutande båge till ett ställe 6, som är beläget på en nivå under alla hålrummen. En andra tunnelgren 7 .sträcker sig horisontellt från stället 4 till övre delen av hålrummet 12. De övre delarna av hålrummen är förbundna med varandra medelst tunnlar 8. Från den nedre änden 6 av tunnelgrenen 5 utgår ett system av tunnlar 9 under hela anläggningen och detta tunnelsystem 9 sträcker sig under varje hålrum. De nämnda tunnlarna tjänstgör som arbetstunnlar vid utsprängningen av anläggningen. Från tunnel- systemet 9 sträcker sig vertikala schakt 41 upp till botten varje hâlrum. Vid byggandet av anläggningen spränges först dessa tunnlar, och utsprängningen av själva hålrummen påbörjas både uppifrån och nedifrån, som senare skall beskrivas i anslutning till fig. 4-6.

Den bortsprängda bergmassan transporteras ut genom tunnlarna. När anläggningen är färdig kan dessa tunnlar användas för förläggning av pumpar och rörledningar. / 10 15 20 25 30 35 40 7802027-'8 5 Runt hela anläggningen sträcker sig tvâ tunnlar 43 och 44.

Tunneln 43 sträcker sig runt den övre delen av anläggningen och tunneln 44 runt den nedre delen av anläggningen. Dessa tunnlar är förbundna med varandra genom ett flertal vertikala schakt eller borr- hål 45. Borrhålen 45 sträcker sig icke endast mellan tunnlarna 43 och 44 utan även ovanför tunneln 43 och nedanför tunneln 44. Tunn- larna 43 och 44_samt borrhålen 45 fylles med vatten_och bildar så- lunda en vattenridå runt hela anläggningen. Beroende på bergets porositet och grundvattenförhållandena kan det vara önskvärt att utsträcka den vattenfyllda borrhålsridån till området mellan anlägg- ningen och markytan och/eller till området under anläggningen.

Hålrummen är utförda med koniska tak och bottnar. Från översta delen av taket i varje behållare sträcker sig ett vertikalt schakt 42 upp mot markytan. Schakten 42 kan användas för förlägg- ning av rörledningar, genom vilka varje hâlrum kan fyllas och tömmas separat. U I fig. 3 visas schematiskt i horisontalsektion den geometriska anordningen av hålrummen vid en annan utföringsform av uppfinningen.

Hålrummen är i fig. 3 markerade med cirklar, och de tänkta förbin- delselinjerna mellan medelpunkterna i närbelägna cirklar bildar lik- sidiga trianglar, t.ex. de med streckade linjer markerade triang- larna 46 och 47. Dessa trianglar bildar sålunda ett regelbundet nät med triangulära maskor.

Utföringsformen enligt fig. 3 kan vara så utförd att dess ' ytterkontur får formen av en reguljär sexhörning såsom visas med den streckade linjen 48. Hela anläggningen.kan emellertid även vara så utförd, att den i horisontalled får större utsträckning i en riktning än i en däremot vinkelrät riktning. Detta har i fig. 3 antytts genom att några hålrum är utritade till höger utanför den streckade sexhörningen 48. En sådan anordning kan vara fördelaktig i det fall att spänningarna i berget är större i den ena riktningen än i den andra. Anläggningen bör därvid ha sin största utsträckning i den riktning, i vilken bergspänningen är störst. ' Den i fig. 3 illustrerade utföringsformen kan för övrigt vara utförd på liknande sätt som utföringsformen enligt fig. 1.

I fig. 2 och 3 har hålrummens horisontalsektion visats cir- kulär. Inom ramen för uppfinningen kan emellertid denna horisontal- sektion även ha en oval eller elliptisk form. Detta är särskilt lämp- ligt i det fall att den horisontella tryckspänningen i berget är mycket större i den ena riktningen än i den andra (mot den ena 'lflfl2027-8 10 15 20 zsf 30 35 40 6 . oi riktningen vinkelräta) rikthingen. Den ovala eller elliptiska hori- sontalsektionen av hålrummen skall därvid ha sin största utsträck- ning i den riktning, i vilken bergspänningen är störst.

Utsprängningen av hålrummen kan ske med inom bergsprängnings- teknik väkända metoder. Figi 4-6 visar ett lämpligt tillvägagångs- sätt vid .utsprängningen avlhålrummen. Det förutsättes att först ut- spränges i berget det tunnelsystem, som beskrivits i anslutning till fig. l. En tunnel 49 drivesïmot den översta delen av det blivande hålrummet såsom visas i figl 4. Tunneln 49 kan vara identisk med den i fig. l visade tunnelgreneb 7. Mellan marktyan och det blivande taket på hålrummet drives det vertikala schaktet 42. Detta schakt 42 utvidgas nedtill och i denna utvidgning placeras en borrmaskin,, medelst vilken borrhål borras längs det blivande koniska taket på hålrummet.

Från det under anläggningen belägna tunnelsystemet 9 borras vertikala schakt 41 uppåt mot den blivande botten av hålrummet.

' Från en utvidgning på detta schakt 41 borras borrhål för utspräng- 'ning av den koniska botten av hålrummet såsom visas i fig. 5.

Genom det blivande hålrummet borras vidare ett centralt ver- tikalt schakt 50. Vid utsprängningen av den övre delen av hålrummet låter man det utsprängda materialet falla ned genom detta schakt och genom schaktet 41 till tunneln 9, där materialet faller ned på en transportör, vilken vidarebefordrar materialet till ett lämpligt lastfordon, såsom visas nederst i fig. 6. När hålrummets tak och botten är utsprängda påbörjas utsprängningen av den cylindriska huvuddelen av hålrummet. Om hålrummet skall ha mycket stor höjd, kan det därvid vara lämpligt att driva ytterligare en arbetstunnel 51 mot halva höjden av hålrummet såsom visas i fig. 6 och från denna tunneln borra och spränga den nedre delen av hålrummet, samtidigt som borrning och sprängning pågår från den övre hälften av hålrummet Alla hålrummen behöver icke ha samma höjd. Om ett hålrum skall ha sin botten belägen på en högre nivå än botten i ett närbe- läget hålrum, kan man från botten av förstnämnda hålrum driva en tunnel 52 snett nedåt mot botten i det intilliggande hålrummet.

Genom denna tunnel 52 kan det utsprängda materialet i det först- nämnda hålrummet falla ned till botten i det sistnämnda hålrummet och vidare nedåt genom schaktet 41.

Vid de visade utföringsformerna har huvuddelen av hålrummen en cylindrisk form med vertikala väggar, dvs. den cylindriska delen har överallt samma horisontella tvärsektion. Om vid denna utförings- 10 15 7 7802027-8 form stenar skulle lossna från hålrummets väggar, kan de när de faller nedåt skrapa mot väggarna och orsaka gnistbildning, vilket i sin tur kan orsaka explosion om explosiva gaser finnes i hålrummet.

För att denna risk skall undvikas, kan man utföra hålrummen så att deras huvuddel avsmalnar uppåt. Härigenom kommer eventuellt lossÄ nande stenar att falla fritt mot hålrummets botten, där de träffar den däri befintliga vattenbädden eller ytan av den lagrade produkten Det är lämpligt att förlägga anläggningen på så stort djup att den i sin helhet befinner sig under grundvattennivån¿ Detta är emellertid icke alltid möjligt eller önskvärt. Om hålrummen delvis sträcker sig upp ovanför grundvattennivån, kan den del av anlägg- ningen, som är belägen ovanför grundvattennivån, vara omgiven av en relativt tät vattenfylld borrhålsridå och/eller en skärm av material, t.ex. lera, som är oqenomträngligt eller svårgenomträngligt för det fluidum, som skall lagras i anläggningen.

Anläggningen enligt uppfinningen är i första hand avsedd för lagring av petroleumprodukter såsom råolja och raffinerade oljepro- dukter. Anläggningen enligt uppfinningen kan emellertid med fördel även användas för lagring av andra flytande produkter såsom t.ex. 20 vatten.

Claims (8)

1. u-ß* 7802027 -8 - s Patentkrav l. Anläggning för lagring av petroleumprodukter och andra fluida i berg, vilken anläggning innefattar ett f1ertal,i berggrunden upptagna hålrum, vilka bildar endast av berg-_ grunden begränsade lagringsutrymmen för nämnda produkter, så att hålrummets av berget bildade väggar direkt uoptager trycket av det i hålrummet lagrade fluidet, k ä n n e - t e c k n a d av att hålrummen är belägna på i huvudsak samma djup och i horisontalsektion har en i huvudsak cirku- lär eller oval form, samt att i en horisontell tvärsektion genom hela anläggningen de cirkulära eller ovala horisontalf sektionerna av hålrummen har sina medelpunkter belägna i hörnen av reguljära månghörningar, vilka alla har samma' antal sidor.

2. Anläggning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda reguljära månghörningar är femhörningar belägna inuti varandra med gemensam medelpunkt.

3. ; Anläggning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att ytterligare ett hålrum är beläget så att dess centrum sammanfaller med den gemensamma medelpunkten för nämnda fem- hörningar.

4. Anläggning enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e e k - n a d av att den innefattar en inre krans av hålrum med sina centrumaxlar belägna i hörnen av en inre femhörning, samt tvâ yttre kransar av hålrum, vilkas centrumaxlar är belägna i hörnen av två yttre femhörningar, vars omskrivna cirklar har samma eller obetydligt skiljaktiga radier, var- vid varje hörn i den ena av de yttre femhörningarna är be- lägen mittemellan två hörn i den andra yttre femhörningen.

5. Anläggning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att hålrummen är så anordnade i förhållande till varandra, att sett i en horisontalsektion genom hela anläggningen de cirkulära eller ovala tvärsektionerna av hâlrummen har sina medelpunkter belägna i hörnen av liksidiga och lika stora trianglar, vilka tillsammans bildar ett nät av triangulära maskor. 9 '7802027-8

6. Anläggning enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att vart och ett av nämnda hâlrum har ett koniskt tak och en konisk botten. _

7. Anläggning enligt något av de föregående kraven, k äfn n e t e c k n a d av att den omgives av minst tvâ -i huvudsak horisontella tunnlar i berget, av vilka tunnlar den ena är belägen i nivå med hålrummens övre delar och den andra är belägen i nivå med hålrummens nedersta delar, varjämte nämnda två tunnlar är förbundna med varandra medelst vertikala schakt belägna med jämna mellanrum runt anläggningen.

8. Anläggning enligt något av de föregående kraven, vid vilken hâlrummen åtminstone delvis sträcker sig upp ovanför grundvattennivån, k'ä n n e t e c k n a d av att runt den del av anläggningen,som är belägen ovanför grundvatten- nivån, är anordnad en skärm av material, t.ex. lera, som är ogenomträngligt eller svårgenomträngligt för det fluidum, som skall lagras i anläggningen. ANFURDA PUBLIKATIONER: Sverige 111 525 (81 e:143), 201 168 (81 e:143), 218 941 (81 e:143), 390 718 (B65G 5/OO) US 3 068 654 (61-0.5) I