SE462844B - Anlaeggning foer lagring av gas- eller vaetskeprodukter - Google Patents

Description

2 462 844 qmåste man minska avståndet mellan stödbalkarna till ber- get. För att erhålla en låg kostnad per volymsenhet strä- var man att göra bergrummen så höga och breda som möjligt.

Typiskt är bredden ca 20 m och höjden ca 30 m. Om mudvät- skan mellan berget och membranet har densiteten ca 1,07 ton/nf, och som är typiskt för en fortfarande pumpbar vät- ska bestående av bentonit och vatten, blir lyftkraften som verkar mot membranets tak ca 3,2 bar eller ca 640 ton/m bergrum. Membranet måste följdaktligen konstrueras för att motstå denna stora last. En ytterligare nackdel med meto- den är att om det går hål i membranet så läcker gasen ut i mudvätskan. Mudvätskan måste därför renas i en reningsan- läggning. I uppfinningen har problemet med eventuell ut- läckande gas från membraninneslutningen lösts.

Vid sättet, enligt uppfinningen, delas mudvätskan upp i sektioner med förhållandevis låg höjd och därmed lågt tryck på membranet. Avståndet mellan upplagen till berget kan därför avsevärt ökas. Uppfinningen tillförsäkrar också att lagringsprodukten inte kan läcka ut i mudvätskan ef- tersom man kan hålla något högre tryck i mudvätskan än i lagringsutrymmet, oavsett trycket inne i lagringsutrymmet.

Vid tidigare kända förslag på inklädnad av gaslager i berg har en svårighet varit att kontrollera om næmbranet är tätt mot gas, och om ett läckage uppstår lokalisera detta.

Vidare har kända lösningar det problemet, exempelvis om membranet består av gummi som är limmat mot bergytan, att då lagret är tömt kommer omgivande grundvattentryck att verka på membranet, med påföljd att membranet trycks in i lagret och haverar. Med föreliggande uppfinning löser man detta problem.

Uppfinningen skall i det följande närmare förklaras med hänvisning till bifogade ritningar, där fig 1 visar ett tvärsnitt av ett lager, med öppen bottenyta för gas eller oljeprodukter. Fig 2-3 visar mer detaljerat hur konstruk- tionen kan se ut i övergången mellan lagringsprodukt och 3 462 844 bergutrymmets begränsningsyta.

I fig 1 innesluts en lagringsprodukt (1) med ett membran (2). På andra sidan membranet finns en vätska (3). Vätskan har en sådan viskositet eller innehåller kornmaterial att den inte, annat än inledningsvis, kan tränga in i det berg eller jord (4) som begränsar det utsprängda eller utgrävda utrymmet. Vätskan kan exempelvis bestå av en blandning av vatten och bentonit i förhållande till 10 delar vatten och 1 del bentonit och eventuellt ha en tillsats av sand eller filler. Den är då fortfarande pumpbar med pumpar av den typ som används för berginjektering. Vätskan bör dock inte göras så styv att den gelar i utrymmet mellan membranet (2) och berget (4).

Det nya i uppfinningen är att vätskan (3) delas i våningar med profiler (5) som även tjänar som fördelningsrör av vätska (3), och monteringsbalk för membranet (2). Se fig 2 och 3. Vätskan (3) står i öppen kontakt med lagringspro- dukten (1) via evakueringsrör (6). Vätskan (3) tillförs utrymmet mellan membranet (2) och bergytan (4) från en trycktank (7) med rör (8) och pumpar (9). Pumphastigheten anpassas så att vätskan sakta strömmar ut ur fördelnings- hål (10), och upp till evakueringsrören (6). Man erhåller då ett svagt strömningstryck innåt.

Profilerna (5) fästes mot berget (4) med sprutbetong (11).

Se fig 2 och 3. Sprutbetongen (11) tätar mellan profilen (5) och berget (4) mot vätskan (3). Vid ojämn bergyta t ex där det har fallit ut stenar fyller man upp med sprutbe- tong för att få anslutning till profilen (5). Sprutbetong- en (11) behöver bara täta mot ett mudvätsketryck som mot- svarar avståndet mellan profilerna (5). Sprutbetongen kan i regel ges god vidhäftning mot berg (0,3-1,0 MPa). Det räcker emellertid inte för att med säkerhet bära lasten från 'vätskan (3), membranet. (2) och. profilen (5), utan profilerna (5) kan förankras med korta bergbult (12) som svetsas mot profilerna (5). Se fig 2-3. Membranet (2) 462 844 _svetsas eller limmats mot profilen (5). Fig 2 visar ett utförandeexempel där membranet (2) utgörs av plåt som fäs- tes med svets (13) till profilen (5) liksom evakueringsrö- ret (6). Fig 3 visar ett utförandeexempel där membranet (2) fästes med lim mot profilen (5). Skarvarna (14) i mem- branet (2) limmas eller vulkas ihop. Evakueringsröret (6) kan dras genom profilen (5) och tätas med svets mot profi- len (5). Evakueringsrören (6) sätts runt hela lagret. Även profilerna (5) löper runt hela lagringsutrymmet. Fördel- ningshàlen (10) och evakueringsrören (6) utförs med ett avstånd som bestämmes av vätskan och det önskade flödet.

Med en bentonit- vattenblandning 1:10 bedöms avståndet kunna vara ca 10 m. Profilerna (5) och evakueringsrören (6) kan rationellt sättas upp under utsprängningsskedet.

En fördel med uppfinningen är att trycket mot membranet kan begränsas till att vara lika med trycket som beror av avståndet mellan profilerna (5) och vätskans (3) höjd.

Jämförd med hittills kända förslag pà beklädnad för gas och oljelagring utsätts inte membranet (2) för stora las- ter varför man kan använda tunna och relativt svaga mate- rial av t ex gummi, eller plastprodukter. Membranet behö- ver bara dimensioneras för att ta lasten från vätskepela- ren mellan profilerna (5). Om höjden mellan profilerna t ex är 2,5 m, och som kan vara ett typiskt avstånd, minskar trycket mot membranet till att vara endast 8% vid jäm- förelse med ett 30 m högt bergrum och om membranet hade utförts på hittills känt sätt. Det möjliggör att man kan använda tunna membran vid höga bergrum som t ex bergrum som tidigare avsetts för oljelagring men som man önskar att konvertera till gaslager.

Genom att reglera pumphastigheten i pumparna (9) kan man hàlla ett svagt övertryck i utrymmet mellan berg (4) och membranet(2). Detta tillförsâkrar att produkten (1) inte kan läcka ut ur lagret. Vätskeflödet kan alternativt sty- ras med reglerventiler och en pump som verkar på led- w* s 462 844 ningarna. Flödets hastighet i ledningarna är inte känsligt utan kan variera eftersom stora övertryck inte kan byggas upp. Den störst belastade pumpen behöver bara övervinna pumptryck som krävs för att lyfta vätskan till bergrummets tak och förluster i ledningar.

Innan lagret tas i drift kan man lätt kontrollera tätheten hos membranet (2) genom att fylla upp sektionerna mellan profilerna (5). Under provtryckningen kan man vistas i lagringsutrymmet och detektera eventuella läckage och jus- tera flödena i. rören (8), samt justera tryckhöjderna i evakueringsrören (6) med påsticksrör (15) . Om ett mindre läckage skulle uppstå i membranet (2) under drift har det- ta ingen större betydelse eftersom man kan öka pumphastig- heten för att bibehålla flödet genom evakueringsrören (6).

Vid efterföljande kontroller då lagret varit i drift kan man lätt kontrollera om membranet (2) är tätt. Spåren ef- ter utläckande vätska kommer att avteckna sig tydligt i membranet.

Om lagringsprodukten (1) är en gas, sker påfyllning och avtappning av lagringsprodukten (1) med pâfyllnings- och avtappningsröret (19). En tryckvariation hos lagringspro- dukten (1) åtföljs genast av motsvarande tryckvariation i utrymmet mellan membranet (2) och bergytan (4), eftersom de står i förbindelse med varandra genom röret (17), trycktanken (7), rören (8) och profilerna (5) som har för- delningshålen (10). Om det uppstår ett läckage i berget (4) eller membranet (2) kan detta upptäckas med flödesmä- tarna (20). Om nivån på vätskebädden (16) förblir oföränd- rad kan man förmoda att läckage sker genom membranet (2).

Om däremot nivån hos bädden (16) sjunker sker läckaget ut i omgivande berg (4). Man kan då tillföra ny vätska från behållaren (21) till det rör (8) som står i kontakt med läckaget. Den nya vätskan kan ges bättre tätande egenska- per genom att t ex öka dess viskositet eller ges egenska- per som gör att den gelar i berget efter den trycksänkning som inträffar när vätskan avlägsnar sig från lagret. Er- 462 844 .sättningsvätska kan regleras med ventilerna (22) till det läckande omrâdet. Nivån hos vätskebädden (16) kontrolleras med känd teknik. Vätskebädden (16) kan utföras för att ge stor reserv för utläckande vätska och pâfyllningstillfäl- lena bör inte behöva bli många.

En stor fördel med den ovan beskrivna uppfinningen är att man kan lagra gas och oljeprodukter i mycket dåligt berg eller t o m i jord, och det, oberoende av grundvattenytans läge. Eftersom flödet hos vätskan (3) är riktad mot lag- ringsutrymmet kan oljeprodukten inte läcka ut ur utrymmet som begränsas av membranet (2) och vätskebädden (16). Vät- skan (3) kan inte läcka ut i omgivande berg/jord eftersom den kommer att täta sprickor i berget då den gelar i dessa eller bildar ett så stort mothåll att vätskan (3) förmår att tränga ut längre. inte Vätskan (3) som långsamt strömmar ut ur rören (6) faller till bädden (16). Om lagringsprodukten är en olja kommer vätskan (3) alltid att hamna under oljan eftersom den är För att undvika att vätskan (3) oljan kan man tillsätta medel som motverkar blandning. Det tyngre. blandar sig med troliga är att en tjock blandning av bentonit och vatten är tillfyllest.

Profilerna (5) kan utgöras av annan form än det visade fyrkantiga, t ex runda eller ovala. Man kan även komplet- tera med andra profiler (23) som stagar membranet (2) mot berget (4), men inte tätar mot vätskan (3). Dessa komplet- teringsprofiler kan fästas mot berget med sprutbetong el- ler bergbult.

Rören (8) dras i borrade hàl (24) kan injekteras fast med t ex cementvälling (25). Rören kan (fig 2-3) i berget och också samlas till en gemensam förbindelse till schaktet (26) som står i förbindlese med markytan (27). Hálen kan lätt borras från bergrummet under utsprängningsfasen. Rö- ren upp till markytan kan även dras i rampen som används (U 0;- 7 462 844 för utlastning av bergmassorna.

Om lagringsprodukten utgörs av olja dras avtappningsröret (19) längre ner i lagringsutrymmet och oljan pumpas upp med känd teknik som används i bergrum för oljelagring.

Uppfinningen är inte begränsad till ovan beskrivet utfö- ringsexempel, utan variationer är tänkbara inom ramen för efterföljande krav. Exempelvis kan rörsystem, pumpars lä- ge, utformas annorlunda liksom lagringsutrymmet.

Claims (4)

462 844 P a t e n t k r a v

1. Anläggning för lagring av gas- eller vätskeprodukter i ett utsprängt utrymme (4) i berg eller utgrävt utrymme i lösare markskikt, bestående av ett membran (2) av plåt, gummi eller plast, som följer utrymmets (4) tak och väggar och nedtill i utrymmet (4) med ett kantparti tränger ned i en bädd av vätska (16), vilken står i direkt kontakt med lagringsprodukten och utfyller ett mellanrum mellan membranets (2) yttersidor och utrymmets (4) väggar, samt att åtminstone ett rör (19) för påfyllning eller avtappning av lagringsprodukten sträcker sig in i lagerrummet, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att i mellanrummet mellan membranets (2) yttersidor och utrymmets (4) väggar är anordnade på skilda plan runtom membranet (2) sig sträckande, mellanrummet i inbördes avgränsade kamrar avdelande rör (5), vilka är försedda med öppningar (10), genom vilka varje rör (5) kommunicerar med närmast ovanför belägna kammare, från var och en av vilka upptill evakue- ringsrör (6) sträcker sig genom membranet (2) in till lagerrummet, samt att ett transportrör (17) sträcker sig från vätskebädden (16) till en trycktank (7), från vilken i sin tur sträcker sig en ledning (8) till varje rör (5) för matning av vätska till varje kammare i sådan omfattning, att trycket i kamrarna något överstiger trycket i lager- rummet.

2. Anläggning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att rören (5) utgör förankringsorgan för membra- net (2) och att detta är svetsat eller limmat fast vid rören (5). s

3. Anläggning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d ill d ä r a v, att evakueringsrörets (6) inre ände i lager- rummet är riktad uppåt. 462 844

4. Anläggning enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att på evakueringsrörets (6) uppåtriktade inre ände är anordnat ett påsticksrör (15) för reglering av trycket i röret (6).