СТО Газпром 2-3.5-153-2007

 

  Главная       Учебники - Газпром      СТО Газпром 2-3.5-153-2007

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СТО Газпром 2-3.5-153-2007

 

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ГАЗПРОМ»

Общество с ограниченной ответственностью «Подземгазпром»

Общество с ограниченной ответственностью

«Информационно-рекламный центр газовой промышленности»

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

СТО Газпром 2-3.5-153-2007

ДОКУМЕНТЫ НОРМАТИВНЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБЪЕКТОВ ОАО «ГАЗПРОМ»

ПОДЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА ГАЗА, НЕФТИ И ПРОДУКТОВ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ В НЕПРОНИЦАЕМЫХ И УСТОЙЧИВЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ.

НОРМЫ И ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ, СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ

ОКС 75.020

Дата введения - 03.03.2008

Предисловие

1

РАЗРАБОТАН

Обществом с ограниченной ответственностью «Подземгазпром»

2

ВНЕСЕН

Управлением проектирования и нормирования Департамента инвестиций и строительства ОАО «Газпром»

3

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ

Распоряжением ОАО «Газпром» от 24 августа 2007 г. № 255 с 3 марта 2008 г.

4

ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Введение

Настоящий стандарт входит в систему нормативных документов для проектирования, строительства и эксплуатации объектов ОАО «Газпром».

Настоящий стандарт согласован с Управлением инновационного развития Департамента стратегического развития ОАО «Газпром», Управлением по подземному хранению газа Департамента по транспортировке, подземному хранению и использованию газа ОАО «Газпром», Управлением строительства Департамента инвестиций и строительства ОАО «Газпром», ООО «Газнадзор», ОАО «ВНИПИГаздобыча», ОАО «Гипроспецгаз», ОАО «ЮжНИИГипрогаз», ДОАО «Газпроектинжиниринг».

Основные положения настоящего стандарта соответствуют требованиям зарубежных стандартов по проектированию, строительству и эксплуатации подземных хранилищ в каменной соли и шахтных хранилищ:

- стандарту Европейского союза BS EN 1918-3:1998 «Системы газоснабжения. Подземное хранение газа», части 3 и 4;

- стандартам США API 1114, 1994 «Проектирование подземных хранилищ в каменной соли» и API 1115, 1994 «Эксплуатация подземных хранилищ в каменной соли»;

- стандарту Канады CAN/CSA Z 341 Series-02, 2004 «Хранение углеводородов в подземных формациях», части 2 и 3.

Разработчики:

ООО «Подземгазпром»: Цыбульский П.Г, Казарян В.А., Сохранский В.Б., Богданов Ю.М., Борисов В.В., Бочкарева Р.В., Грицаенко В.Г, Игошин А.И., Каналин Д.В., Лапицкий А.А., Новеньков Ю.П., Поздняков А.Г, Пышков Н.Н., Салохин В.И., Самолаева Т.Н., Теплов М.К., Филимонов Ю.Л., Хлопцов ВТ., Хрулев А.С., Шустров В.П., Щепнова Е.С.

ОАО «Газпром»: Пугаченко В.Н., Хан С.А., Вольский В.Э.

Содержание

1. Область применения

2. Нормативные ссылки

3. Термины и определения

4. Общие положения

5. Проектирование

6. Строительство

7. Испытания на герметичность

8. Ввод в эксплуатацию

9. Эксплуатация

Приложение А (рекомендуемое) Принципиальные схемы выработок подземных хранилищ

Приложение Б (рекомендуемое) Оценка долговременной устойчивости выработки-емкости подземного резервуара в породном массиве, проявляющем реологические свойства

Приложение В (обязательное) Расстояния между устьями эксплуатационных скважин и стволов подземных резервуаров до объектов, не входящих и входящих в состав подземного хранилища

Приложение Г (рекомендуемое) Определение объема выброса нефти, нефтепродуктов и СУГ при аварийной разгерметизации устья эксплуатационной скважины хранилища в каменной соли

Приложение Д (рекомендуемое) Технологические схемы строительства выработок-емкостей хранилищ в каменной соли

Приложение Е (справочное) Номограмма для определения отношения объема соли к объему закачанной воды (a) по плотности и температуре выходящего рассола

Приложение Ж (справочное) Таблица для определения концентрации рассола по замеренной плотности при 20 °C

Приложение И (рекомендуемое) Документы контроля процесса создания выработки-емкости хранилища в каменной соли

Приложение К (рекомендуемое) Расчет толщины ледяной облицовки

Приложение Л (рекомендуемое) Форма акта испытания на герметичность резервуара в каменной соли

Приложение М (рекомендуемое) Форма акта испытания на герметичность шахтного резервуара в породах с положительной температурой

Приложение Н (рекомендуемое) Форма акта испытания на герметичность шахтного резервуара в вечномерзлых породах

Библиография

 

1. Область применения

1.1. Настоящий стандарт распространяется на проектирование, строительство и эксплуатацию подземного комплекса (включая устьевое оборудование скважин и стволов) хранилищ, сооружаемых:

- в отложениях каменной соли, где выработки-емкости создаются посредством управляемого растворения соли через скважины (далее - хранилища в каменной соли);

- в магматических и метаморфических (гранитах, гнейсах, сланцах и пр.), осадочных (известняки, песчаники, мергели, гипсы и пр.) и вечномерзлых породах, где выработки-емкости создаются горным способом через наклонные и вертикальные стволы (далее - шахтные хранилища).

1.2. Настоящий стандарт распространяется на хранение:

- сжатых газов в хранилищах в каменной соли при компрессорной закачке продукта и отборе за счет внутреннего давления в резервуаре (рисунок 1.1а);

- жидких углеводородов в хранилищах в каменной соли при взаимовытеснении продукта и насыщенного рассола в процессе закачки-отбора (рисунок 1.1б);

- жидких углеводородов в шахтных хранилищах при отборе продукта насосами (рисунок 1.2).

Примечание - Сжатые газы - природный газ, гелий, гелиевый концентрат и другие продукты, хранящиеся в газообразном состоянии, далее по тексту документа «газ»; жидкие углеводороды: нефть, товарные нефтепродукты, стабильный газовый конденсат, далее по тексту документа «нефть и нефтепродукты»; сжиженные углеводородные газы - нестабильный газовый конденсат, широкая фракция легких углеводородов, нефтегазоконденсатные смеси, далее по тексту документа «СУГ».

1 - каменная соль; 2 - покрывающие породы; 3 - сжатый газ; 4 - жидкий углеводород; 5 - рассол

Рисунок 1.1 - Подземные резервуары хранилищ в каменной соли

Рисунок 1.2 - Поперечный разрез подземного резервуара шахтного хранилища

1.3. Стандарт не распространяется на подземное хранение сжиженного природного газа.

1.4. Здания и сооружения наземного комплекса хранилищ (наземный резервуарный парк и технологическое оборудование, железнодорожные и сливоналивные эстакады, причалы и пирсы, расфасовочные и раздаточные пункты, насосные и компрессорные станции, объекты осушки и очистки газа, административно-хозяйственные здания или помещения и др.), инженерные системы (противопожарный водопровод, факелы и свечи, установки пожаротушения, системы обнаружения и тушения пожаров, канализации, электроснабжения, связи, сигнализации и др.), а также благоустройство территории хранилищ (дорог, подъездов, проездов и др.), системы удаления строительного рассола с площадок хранилищ (полигоны подземного захоронения рассолов, сброс в наземные акватории, естественная выпарка и пр.), устройство наземных рассолохранилищ для эксплуатации хранилищ нефти, нефтепродуктов и СУГ в каменной соли следует проектировать, строить и эксплуатировать в соответствии с действующими нормативными документами.

1.5. Настоящий стандарт предназначен для применения структурными подразделениями ОАО «Газпром», его дочерними обществами и организациями, а также сторонними организациями, выполняющими соответствующие работы по договорам с ОАО «Газпром» или его дочерними обществами.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 9.602-2005 ЕСЗКС. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии

ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.010-76 ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования

ГОСТ 12.4.009-83 ССБТ. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание

ГОСТ 632-80 Трубы обсадные и муфты к ним. Технические условия

ГОСТ 633-80 Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним. Технические условия

ГОСТ 1581-96 Портландцементы тампонажные. Технические условия

ГОСТ 5949-75 Сталь сортовая и калиброванная коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная. Технические условия

ГОСТ Р 51164-98 Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии

СТО Газпром РД 1.9-095-2004 Инструкция по испытанию на герметичность подземных резервуаров в каменной соли

СТО Газпром НТП 1.8-001-2004 Нормы технологического проектирования объектов газодобывающих предприятий и станций подземного хранения газа

Примечание - При пользовании настоящим стандартом следует проверить действие ссылочных стандартов по соответствующим указателям, составленным на 1 января текущего года, и информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3. Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины с соответствующими определениями:

3.1. башмак подвесной колонны: Нижний торец подвесной колонны.

3.2. вместимость: Максимально возможный объем заполнения подземного резервуара продуктом хранения.

3.3. выработка:

вскрывающая: Вертикальный или наклонный ствол, обеспечивающий строительный подход к интервалу заложения выработки-емкости и транспорт отбитой горной породы на земную поверхность, в период эксплуатации шахтного хранилища в отдельных случаях может частично или полностью использоваться для хранения продукта и пропуска эксплуатационных коммуникаций;

вспомогательная: Подземная горная выработка на период строительства шахтного хранилища, предназначенная для удобства прохода людей, перемещения оборудования и транспорта, пропуска воздушной струи для вентиляции выработок, на период эксплуатации - либо ликвидируется, либо используется как часть резервуарной емкости;

выработка-емкость: Подземная горная выработка, часть подземного резервуара, предназначенная для хранения продукта;

коллекторная: Вспомогательная горизонтальная выработка, предназначенная для сооружения нескольких выработок-емкостей через один строительный подход в шахтных хранилищах; в период эксплуатации хранилища, как правило, не заполняется продуктом;

эксплуатационная: Вертикальная, наклонная или горизонтальная выработка в шахтном хранилище, местоположение эксплуатационных коммуникаций или оборудования, как правило, отделенная от выработки-емкости герметичной перемычкой.

3.4. гелиеметрия: Метод качественной оценки герметичности подземного резервуара или его элементов путем закачки гелиевой метки в выработку или скважину и выявления на земной поверхности областей с аномально высоким содержанием гелия.

3.5. гидравлическая завеса: Гидравлическая система для поддержания или повышения давления и водосодержания в окрестности выработки-емкости шахтного хранилища в породах с положительной температурой для обеспечения герметичности или разобщения выработок-емкостей с различными продуктами, как правило, состоит из водонапорной галереи (горизонтальной выработки небольшого сечения) над кровлей выработки-емкости и системы скважин.

3.6. гидровруб: Подготовительная выработка в нижней части выработки-емкости в каменной соли для образования активно растворяемых поверхностей, приема нерастворимых включений и начала образования проектной формы выработки-емкости.

3.7. герметичная перемычка: Преграда, отделяющая выработки от внешней среды или друг от друга, в эксплуатационных выработках оборудована устройствами для пропуска коммуникаций.

3.8. давление:

максимально допустимое: Максимальное давление в выработке-емкости, рассчитанное по условиям прочности и герметичности (для выработок-емкостей в каменной соли определяется на уровне башмака эксплуатационной колонны);

максимальное эксплуатационное: Максимальное давление в выработке-емкости, ограниченное коэффициентом запаса и принимаемое по условиям надежной работы технологического оборудования хранилища в заданных режимах (для выработок-емкостей в каменной соли определяется на уровне башмака эксплуатационной колонны);

минимальное (буферное): Минимальное расчетное давление на уровне башмака эксплуатационной колонны в выработке-емкости в каменной соли для газа, при котором выработка сохраняет устойчивость в период всего срока эксплуатации и ее конвергенция не выходит за коммерчески приемлемые пределы.

3.9. звуколокатор: Ультразвуковой скважинный прибор для определения формы и оценки объема выработки-емкости хранилища в каменной соли.

3.10. зумпф: В шахтных хранилищах - углубление в почве выработки-емкости для аккумуляции хранимого продукта и воды, где располагаются погружные насосы или всасывающие патрубки непогружных насосов.

3.11. колонна:

подвесная: Колонна насосно-компрессорных или обсадных труб, закрепленная на устье скважины и предназначенная для закачки и отбора жидкостей и газов при строительстве и эксплуатации резервуара хранилища в каменной соли;

эксплуатационная: Последняя зацементированная обсадная колонна, как правило, заглубленная в толщу каменной соли, через которую осуществляется строительство выработки-емкости и эксплуатация резервуара хранилища в каменной соли.

3.12. конвергенция выработки-емкости: Уменьшение геометрического объема выработки в результате ползучести каменной соли под действием горного давления.

3.13. контроль подбашмачный: Контроль положения границы раздела «нерастворитель - рассол» в процессе формирования выработки-емкости в каменной соли и «продукт-рассол» в процессе эксплуатации резервуара в каменной соли для нефти, нефтепродуктов и СУГ; осуществляется путем наблюдения за появлением нерастворителя или продукта на устье скважины в межтрубном пространстве подвесных колонн, что соответствует положению границы раздела на отметке башмака внешней подвесной колонны.

3.14. кровля выработки-емкости: Горные породы, залегающие непосредственно над выработкой-емкостью.

3.15. нерастворитель: При строительстве выработки-емкости в каменной соли - газовая или жидкая среда, предохраняющая поверхность каменной соли от растворения, применяется для предотвращения неуправляемого развития выработки-емкости и достижения ее проектной формы.

3.16. объем:

активный газа: Разность между объемами газа общим и буферным в подземном резервуаре хранилища в каменной соли на любой заданный момент времени;

буферный газа: Минимально допустимый остаток газа, не извлекаемый в процессе эксплуатации из выработки-емкости хранилища в каменной соли;

буферный продукта: Не извлекаемое количество хранимого продукта, обеспечивающего температурный режим эксплуатации выработки-емкости шахтного хранилища в вечномерзлых породах;

общий газа: Суммарное количество газа в выработке-емкости в каменной соли на любой заданный момент времени.

3.17. подземный предохранительный клапан: В хранилищах в каменной соли предохранительное скважинное устройство, установленное в эксплуатационной скважине ниже ее устья для перекрытия потока продукта в аварийных ситуациях.

3.18. подземный резервуар: Единичная выработка или система горных выработок, объединенная в единую емкость, оборудованная для закачки, хранения и выдачи жидкостей и газов.

3.19. ползучесть: Медленная непрерывная пластическая деформация горных пород под воздействием постоянной нагрузки.

3.20. пролет выработки-емкости: Максимальное расстояние между стенками выработки-емкости в каком-либо ее горизонтальном сечении.

3.21. рассол:

концентрированный: Раствор хлористого натрия с концентрацией не менее 305 кг/м3;

строительный: Раствор хлористого натрия различной концентрации, образующийся при растворении каменной соли в процессе создания выработки-емкости хранилища в каменной соли.

3.22. реологические испытания: Лабораторные механические испытания для получения параметров ползучести горных пород.

3.23. скважина:

вентиляционная: В шахтных хранилищах - скважина для пропуска воздушной струи в системе вентиляции выработок в период строительства;

контрольно-наблюдательная: Скважина в системе мониторинга хранилища для контроля и наблюдений за изменениями гидродинамической и гидрохимической обстановки в районе в результате влияния процессов строительства и эксплуатации хранилища;

пьезометрическая: Скважина на территории шахтного хранилища в породах с положительной температурой для наблюдения за положением уровня подземных вод над выработками-емкостями;

эксплуатационная: В хранилище в каменной соли - скважина, первоначально оборудованная для строительства выработки-емкости, а затем (после строительства) для эксплуатации резервуара; в шахтном хранилище - оборудованная для эксплуатации.

3.24. ступень растворения: Этап создания в каменной соли выработки-емкости для соблюдения ее проектных формы и объема.

3.25. целик: Часть массива горных пород, не извлекаемая при строительстве и предназначенная для обеспечения устойчивости и герметичности выработок и предотвращения прорыва в них подземных вод:

барьерный: Целик, разделяющий участки размещения выработок-емкостей хранилища и выработок соседнего горнодобывающего предприятия;

междукамерный: Целик, разделяющий соседние выработки-емкости шахтных хранилищ и обеспечивающий их устойчивость;

охранный: Целик, представленный каменной солью или другими непроницаемыми и устойчивыми горными породами в кровле и почве выработки, обеспечивающий устойчивость и непроницаемость кровли и защиту от проникновения жидких и газообразных природных флюидов через почву в выработку-емкость.

4. Общие положения

4.1. Подземное хранилище должно проектироваться, строиться и эксплуатироваться таким образом, чтобы его сооружения и оборудование обеспечивали надежное и безопасное выполнение технологических операций по приему, хранению и выдаче продуктов с заданными проектом режимами эксплуатации в соответствии с СТО Газпром НТП 1.8-001.

Конструкции, оборудование, технология строительства и эксплуатации подземных хранилищ должны обеспечивать предотвращение недопустимых рисков, приводящих к причинению вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических и юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, фауне и флоре.

4.2. В качестве подземных резервуаров используются горные выработки, оборудованные для приема, хранения и выдачи продукта. Наряду со специально сооружаемыми выработками допускается использовать выработки, образовавшиеся при добыче полезного ископаемого, после проведения их специального обследования и обустройства.

4.3. Подземные резервуары, входящие в состав хранилища, должны быть герметичными, а их выработки-емкости - устойчивыми на весь период эксплуатации хранилища.

4.4. Вмещающие горные породы, применяемые материалы и реагенты должны обеспечивать долговременное хранение продуктов без ухудшения их качества в соответствии с требуемой оборачиваемостью резервуара.

4.5. В процессе строительства и эксплуатации подземного хранилища должны осуществляться контроль и управление технологическими процессами.

4.6. На подземном хранилище следует предусматривать системы автоматизации технологических процессов и контроля их параметров.

Для каждого подземного хранилища рекомендуется разрабатывать и внедрять многоуровневую информационно-управляющую систему с применением высокоэффективных средств вычислительной техники и локальных средств автоматики, современных средств измерения и контроля рабочих сред, обеспечивающих поддержание оптимальных технологических режимов, управление процессами на основных и вспомогательных производственных объектах, контроль безопасности, защиту персонала и оборудования при аварийных ситуациях и локализации аварий.

4.7. Для защиты подземного оборудования от коррозии следует предусматривать изоляционные покрытия и электрохимзащиту в соответствии с ГОСТ Р 51164, ГОСТ 9.602. Выбор системы защиты и схемы электроснабжения зависит от конкретных условий обустройства хранилища и от района его размещения.

4.8. Подземное хранилище должно проектироваться, строиться и эксплуатироваться таким образом, чтобы минимизировать негативное воздействие на окружающую среду в соответствии с нормативами в области охраны окружающей среды.

4.9. Подземное хранилище следует располагать на обособленной площадке вне территории городов и других поселений за пределами II пояса зон санитарной охраны действующих и проектируемых подземных и поверхностных источников водоснабжения с учетом перспектив их развития в соответствии с СанПиН 2.1.4.1110-02 [11].

4.10. Не допускается размещать хранилище без специального обоснования на территориях с сейсмичностью выше 9 баллов в соответствии со СНиП II-7-81* [5], а также на участках развития физико-геологических и криогенных процессов (карст, оползни, сели, термокарст и пр.).

4.11. С целью контроля за выполнением вышеперечисленных требований должны разрабатываться системы и процедуры мониторинга.

4.12. Подземные работы на прилегающей территории, проводимые ранее и осуществляемые в настоящее время (эксплуатация пресных водоносных горизонтов, разработка месторождений, в том числе нефтяных и газовых, и другая подземная деятельность), должны быть совместимы с эксплуатацией подземного хранилища.

При размещении подземного хранилища на границе предприятия по добыче полезного ископаемого, оказывающего механическое воздействие на недра, следует предусматривать барьерные целики, обеспечивающие прочность и герметичность подземных и наземных сооружений хранилища. Размеры барьерных целиков следует определять расчетом в соответствии с требованиями СНиП 2.01.09-91 [2].

4.13. При проектировании, строительстве и эксплуатации подземных хранилищ следует ориентироваться преимущественно на технологии, принятые в нефтегазовой промышленности.

5. Проектирование

5.1. Техническое задание

5.1.1. Техническое задание на проектирование должно содержать следующие сведения:

- назначение хранилища;

- место размещения хранилища;

- наименование подлежащих хранению продуктов, их физико-химические свойства;

- содержание в подлежащих хранению продуктах токсичных и агрессивных веществ;

- суммарные потребные объемы хранения по отдельным видам продуктов;

- производительность закачки и выдачи продуктов;

- оборачиваемость хранилища;

- способ доставки и отгрузки продуктов для хранилищ нефти, нефтепродуктов и СУГ;

- сроки проектирования и строительства подземных хранилищ.

5.2. Геолого-разведочные работы

5.2.1. Целью геолого-разведочных работ является оценка пригодности горных пород и участка для размещения подземного хранилища заданных объема и назначения и получение геолого-технических данных, необходимых для разработки проекта подземного хранилища и обоснования экономической целесообразности, промышленной и экологической безопасности его строительства и эксплуатации.

5.2.2. На стадии предпроектных работ выполняется сбор, анализ и обобщение опубликованных и фондовых геологических и геофизических материалов по району, определяемому заказчиком хранилища, и принимается решение о проведении геолого-разведочных работ.

5.2.3. В зависимости от полноты имеющихся материалов в составе геолого-разведочных работ предусматривается:

- проведение площадных геофизических и геохимических съемок;

- бурение разведочных скважин;

- геофизические, гидрогеологические и механические исследования в скважинах;

- отбор и исследование керна;

- лабораторные работы (минералого-петрографические исследования, химический анализ соли и подземных вод, прочностные, деформационные и реологические испытания свойств пород геологического разреза, определение характеристик растворимости соли).

Для получения характеристик растворимости каменной соли непосредственно в массиве рекомендуется проводить опытное растворение в открытом стволе скважины в интервале вскрытия соли путем закачки пресной воды и последовательного снятия кавернограмм.

5.2.4. В отчете по геолого-разведочным работам должна содержаться окончательная оценка пригодности площадки для создания хранилища по геологическим и гидрогеологическим или мерзлотным критериям, а также исходные инженерно-геологические данные для прогнозных расчетов устойчивости выработок-емкостей и проектирования технологии строительства и эксплуатации подземных резервуаров.

5.2.5. При определении размеров площадок и интервала заложения выработок-емкостей подземных резервуаров следует ориентироваться на объемно-планировочные решения хранилища, обеспечивающие максимальное использование мощности и минимальное - площади, вмещающей толщи пород. Принципиальные объемно-планировочные схемы хранилищ приведены в приложении А.

5.2.6. Минимально допустимая глубина залегания горных пород, пригодных для размещения выработок-емкостей, определяется расчетом исходя из типа резервуара, максимально допустимого давления в резервуаре, плотности горных пород, залегающих выше кровли выработки-емкости, и гидрогеологических или мерзлотных условий; максимально допустимая - по технико-экономическим соображениям.

5.2.7. При выборе площадки подземного хранилища и интервала заложения выработок-емкостей рекомендуется использовать основные критерии, приведенные в пп. 5.2.8 - 5.2.10.

5.2.8. Хранилища в каменной соли:

- выработки-емкости допускается сооружать в залежах каменной соли всех морфологических типов;

- площадь распространения соляной залежи в плане должна обеспечивать размещение резервуаров в количестве, необходимом для хранения заданного объема продуктов, с оставлением целиков соли между выработками-емкостями, а также между выработками-емкостями и боковыми поверхностями соляной залежи;

- соляная залежь в интервале отметок (по глубине) почвы и кровли выработки-емкости, как правило, не должна содержать прослоев калийно-магниевых и других солей, легко растворяющихся в воде и хлоридно-натриевых рассолах, а также прослоев нерастворимых пород, препятствующих процессу создания выработки заданной формы и объема.

5.2.9. Шахтные хранилища в породах с положительной температурой:

- выработки-емкости хранилища следует размещать в горных породах ниже местного уровня подземных вод;

- степень обводненности породных массивов и положение местного уровня подземных вод должны отвечать условию, при котором давление воды на поверхности выработки-емкости превышает внутреннее давление продукта в выработке-емкости при постоянно или периодически действующем водоотливе;

- прочностные свойства горных пород должны отвечать условию сооружения выработок-емкостей, как правило, без применения крепи;

- допускается сооружать выработки-емкости с применением крепи в породах III категории устойчивости в соответствии со СНиП II-94-80 [6].

5.2.10. Шахтные хранилища в вечномерзлых породах:

- выработки-емкости следует размещать в породах, находящихся в естественном твердомерзлом состоянии, непроницаемых по отношению к хранимому продукту и обеспечивающих устойчивость пройденных в них выработок, как правило, без применения крепи.

5.3. Хранилища в каменной соли

5.3.1. Выработки-емкости

5.3.1.1. Выработки-емкости подземных резервуаров в каменной соли представляют собой полости, образованные управляемым растворением и имеющие форму, близкую к сферической, цилиндрической или конической, или в виде комбинации этих форм (приложение А, рисунок А.1).

5.3.1.2. Долговременная устойчивость выработки-емкости должна обеспечиваться путем выбора ее оптимальной формы и размеров, исходя из горного давления и минимального противодавления хранимого продукта. При этом допускается в окрестности выработки-емкости формирование локальных областей ослабления породного массива: разуплотнения, запредельного деформирования.

5.3.1.3. При оценке долговременной устойчивости выработок-емкостей напряженно-деформированное состояние вмещающего породного массива следует определять от действия постоянных и временных (длительных, кратковременных, особых) нагрузок.

5.3.1.4. К постоянным нагрузкам следует относить:

- горное давление;

- давление подземных вод.

К длительным нагрузкам следует относить:

- давление газа, жидкости в резервуаре;

- температурные воздействия.

К кратковременным нагрузкам следует относить нагрузки от технологического оборудования.

К особым нагрузкам следует относить сейсмические воздействия.

5.3.1.5. При отсутствии выявленных тектонических напряжений в породном массиве горное давление для незакрепленных выработок допускается принимать по весу перекрывающих и вмещающих горных пород с учетом данных инженерно-геологических изысканий на площадке.

5.3.1.6. Расчет устойчивости выработок-емкостей следует выполнять для наиболее неблагоприятных сочетаний нагрузок в соответствии с рекомендациями СНиП 2.01.07-85* [1].

5.3.1.7. Расчеты устойчивости выработок-емкостей должны выполняться на основе геомеханической модели перекрывающего и вмещающего породного массива, включающей:

- определение границ расчетного фрагмента;

- определение силовых и кинематических граничных условий;

- выделение в пределах расчетного фрагмента литологических разновидностей пород с различными механическими свойствами;

- выбор уравнений состояния, описывающих поведение пород;

- формулировку критериальных отношений, определяющих устойчивость выработки.

5.3.1.8. Выбор уравнений состояния вмещающих и перекрывающих пород производится на основе лабораторных испытаний образцов пород, по результатам которых определяются:

- параметры паспортов прочности при мгновенном и длительном нагружении;

- модули упругости и деформации пород;

- параметры кривых ползучести.

5.3.1.9. Оценка устойчивости выработки-емкости производится исходя из следующих условий:

- недопустимости вывалообразования из ее кровли;

- минимизации потерь хранимого продукта в областях трещинообразования и нарушения сплошности приконтурного массива;

- минимизации потерь ее геометрического объема вследствие процессов ползучести.

5.3.1.10. В результате многовариантных расчетов определяются:

- геометрические параметры выработки-емкости (форма, размеры в плане, высота);

- размеры целиков между отдельными выработками-емкостями;

- размеры охранных целиков в кровле и почве выработки-емкости;

- максимально и минимально допустимые давления хранимого продукта в выработке-емкости, обеспечивающие их герметичность и долговременную устойчивость.

Расчеты устойчивости должны выполняться с учетом взаимовлияния отдельных выработок-емкостей и последовательности их строительства. Допускается выполнение расчетов без учета взаимовлияния в случае, если расстояния между выработками-емкостями превышают области их влияния.

Пример одной из методик расчета по оценке долговременной устойчивости выработки-емкости подземного резервуара в каменной соли приведен в приложении Б, раздел Б.1.

5.3.1.11. В результате геомеханических расчетов должны определяться области и характер влияния выработок-емкостей на механическое состояние недр и земной поверхности, подрабатываемые наземные и подземные сооружения и объекты.

5.3.2. Эксплуатационные скважины

5.3.2.1. При проектировании эксплуатационных скважин следует руководствоваться требованиями ПБ 08-624-03 [14].

5.3.2.2. Размеры площадки для размещения скважины должны обеспечивать расположение и функционирование бурового оборудования на период ее строительства. По окончании строительства скважины площадка и скважина оборудуются для осуществления процесса строительства выработки-емкости, а по завершении строительства - переоборудуются для эксплуатации подземного резервуара.

5.3.2.3. По периметру площадка должна иметь продуваемое ограждение из негорючих материалов (решетка, сетка и т.д.) высотой не менее 2 м, с воротами, обеспечивающими доступ персонала и проезд техники для проведения профилактических и ремонтных работ на устье скважины и в подземном резервуаре.

Огороженный участок должен иметь, как правило, два выхода в противоположных концах площадки для безопасного удаления персонала при нештатных ситуациях.

В обоснованных случаях допускается одно ограждение на группу скважин, расположенных в непосредственной близости друг от друга.

5.3.2.4. В общем случае минимальные расстояния от устьев эксплуатационных скважин до других объектов следует принимать по СНиП 34-02-99 [10]:

а) при хранении нефти и нефтепродуктов для объектов, входящих в состав хранилища, - в соответствии с требованиями СНиП 2.11.03-93 [4], а для объектов, не относящихся к хранилищу, - по таблице В.1 приложения В;

б) при хранении газа и СУГ для объектов, входящих и не входящих в состав хранилища, - соответственно по таблицам В.2 и В.3 приложения В.

Минимально допустимые расстояния до объектов защиты могут быть уменьшены за счет применения снижающих риск конструкций и технологий подземного хранения. Расчет безопасного расстояния от устьев эксплуатационных скважин до соседних объектов должен производиться как для нормального режима эксплуатации, так и на случай аварийных ситуаций.

5.3.2.5. Вокруг устьев эксплуатационных скважин при хранении нефти, нефтепродуктов и СУГ следует предусматривать обвалование.

Вместимость пространства внутри обвалования определяется расчетом по величине возможного аварийного выброса продукта. Методика расчета объема аварийного выброса продукта приведена в приложении Г.

Ограждение устья скважины допускается размещать как внутри, так и вне обвалованной площадки.

5.3.2.6. Конструкция эксплуатационной скважины должна выбираться исходя из конкретных горно-геологических условий, наличия в геологическом разрезе коррозионно-активных сред и обеспечивать:

- безопасные условия ведения работ на всех этапах строительства и эксплуатации подземного резервуара;

- охрану недр и окружающей среды за счет оптимизации технических решений в части прочности и долговечности крепи скважины с учетом надежного разобщения и изоляции вскрытых водоносных горизонтов;

- закачку и отбор растворителя, рассола, нерастворителя в период строительства и продуктов хранения - в период эксплуатации;

- отбор проб рассола, нерастворителя и хранимого продукта;

- ввод в скважину ингибиторов гидратообразования и коррозии;

- как правило, возможность перекрытия трубных и межтрубных сечений подвесных колонн при возникновении аварийных ситуаций на скважине;

- защиту от коррозионного воздействия на основную обсадную колонну;

- спуск, подъем и замену подвесных колонн, установку и извлечение необходимого скважинного оборудования;

- проведение геофизических работ на скважине и в выработке-емкости, а также профилактических и ремонтных работ на устье скважины;

- получение при бурении дополнительной горно-геологической информации по вскрываемому разрезу.

5.3.2.7. Оптимальное число обсадных колонн и глубина установки их башмаков определяются положением и количеством водоносных горизонтов и зон с несовместимыми условиями проводки ствола по градиентам пластовых (поровых) давлений гидроразрыва пластов, прочности и устойчивости пород.

5.3.2.8. Для уточнения конструкции скважины и интервала заложения выработки-емкости следует предусматривать проведение комплекса геофизических исследований. На стадии строительства эксплуатационных скважин допускается отбор керна, а также проведение работ по опытному растворению соли в стволе скважины в соответствии с п. 5.2.3. Количество скважин с отбором керна, интервалы отбора и состав комплекса исследований определяются в зависимости от сложности геолого-гидрогеологического строения площадки.

5.3.2.9. Эксплуатационные и промежуточные обсадные колонны должны комплектоваться из труб, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 632.

5.3.2.10. Диаметр эксплуатационной колонны следует определять расчетом, исходя из условий обеспечения необходимых производительностей закачки и отбора рабочих сред при строительстве и эксплуатации резервуара.

Эксплуатационные колонны резервуаров для хранения газа следует комплектовать из обсадных труб с высокогерметичными соединениями.

5.3.2.11. Эксплуатационная колонна должна заглубляться в толщу каменной соли, как правило, не менее чем на 5 м. Между кровлей выработки-емкости и башмаком эксплуатационной колонны рекомендуется оставлять необсаженную часть скважины длиной, как правило, не менее 5 м.

Допускается размещение башмака эксплуатационной колонны в вышележащих устойчивых и непроницаемых породах после выполнения специального обоснования.

5.3.2.12. При бурении по соленосным породам следует предусматривать промывочную жидкость, исключающую растворение солей (концентрированный раствор хлористого натрия, концентрированный раствор хлористого магния при наличии в разрезе калийно-магниевых солей, полимерный раствор и др.).

5.3.2.13. Затрубное пространство всех обсадных колонн должно цементироваться по всей глубине до устья скважины. Следует уделять особое внимание проектированию техники цементирования, позволяющей свести к минимуму образование пустот, трещин, зон остаточного раствора, и контролировать сцепление цементного камня с колонной.

5.3.2.14. В интервале залегания каменной соли для цементирования обсадных колонн следует предусматривать цементный раствор, затворенный на насыщенном растворе хлористого натрия плотностью не менее 1190 кг/м3. При наличии в геологическом разрезе калийно-магниевых солей для цементирования колонн следует применять магнезиальный цемент.

5.3.2.15. Эксплуатационные скважины следует оборудовать подвесными колоннами из обсадных в соответствии с ГОСТ 632 или насосно-компрессорных труб в соответствии с ГОСТ 633. Диаметр труб подвесной колонны следует определять по условию минимизации потерь давления при движении воды и рассола при строительстве и движении рассола и хранимого продукта - при эксплуатации.

Скорости движения жидкостей в подвесных колоннах не должны превышать значений, приведенных в таблице 5.3.1.

Таблица 5.3.1

Скорость движения жидкости в подвесной колонне

Диаметр подвесных колонн, мм

Скорость движения жидкости в подвесной колонне, м/с, при длине свободно висящих труб в резервуаре, м

 

100

150

200

114; 127; 140; 146; 168

3,5

2,5

1,5

178; 194; 219; 245

4,0

3,0

2,0

5.3.2.16. Глубину спуска в скважину подвесных колонн следует определять в соответствии с выбранным интервалом заложения выработки-емкости и принятым технологическим регламентом ее создания.

5.3.2.17. Для резервуаров СУГ следует предусматривать, как правило, спуск двух подвесных колонн. При этом башмак центральной колонны устанавливается ниже башмака внешней колонны. Межтрубное пространство между подвесными колоннами следует использовать для контроля допустимого заполнения резервуара. Расстояние между башмаками подвесных колонн определяется расчетом из условия недопущения переполнения резервуара за время срабатывания контрольной системы и автоматического прекращения закачки продукта.

5.3.2.18. Поэтапное испытание эксплуатационных скважин на герметичность следует предусматривать в последовательности: колонны обсадных труб по очередности спуска, эксплуатационная колонна, незакрепленная часть ствола.

5.3.2.19. Устьевое оборудование эксплуатационных скважин на период строительства и эксплуатации должны обеспечивать: оптимальные режимы работы скважины; герметизацию трубного, затрубного и межтрубного пространств; возможность осуществления необходимых технологических операций на скважине; проведение геофизических исследований в скважине и выработке-емкости; отбор проб рассола, продукта хранения; контроль границы раздела рабочих сред; замеры рабочих давлений и температуры на устье скважины.

5.3.2.20. Устьевое оборудование скважины должно обеспечивать:

- при строительстве - раздельную закачку в скважины растворителя и нерастворителя, выдачу рассола, возможность изменения направления потоков жидкостей (прямоток-противоток);

- при эксплуатации резервуаров для нефти, нефтепродуктов и СУГ - взаимозамещение хранимого продукта рассолом, водой;

- при эксплуатации резервуаров для газа - вытеснение рассола газом при первоначальном заполнении, закачку при помощи компрессора и отбор за счет изменения давления газа в резервуаре.

Для предотвращения и контроля образования гидратов должна быть предусмотрена закачка ингибитора гидратообразования через устьевое оборудование.

5.3.2.21. Устьевое оборудование на период строительства должно изготавливаться из коррозионно-стойкой стали в соответствии с ГОСТ 5949.

5.3.2.22. Эксплуатационное устьевое оборудование должно выбираться по максимально допустимому давлению.

5.3.2.23. На отводах устьевого оборудования должны быть предусмотрены ручные и приводные задвижки. Управление приводными задвижками должно осуществляться по командам с центрального диспетчерского пункта.

Устьевое оборудование должно быть оснащено системой аварийного отключения скважины.

Должна быть исключена возможность повторного открытия из центральной диспетчерской запорных устройств после аварийного срабатывания.

5.3.3. Технология строительства

5.3.3.1. Для создания выработок-емкостей следует предусматривать управляемое растворение соли водой: пресной из наземных и подземных источников или минерализованной из подземных источников или моря, с одновременным вытеснением образующегося при этом рассола на поверхность земли.

При соответствующем обосновании допускается использовать в качестве растворителя промстоки промышленных предприятий, а также повторное использование строительного рассола с концентрацией не выше 200 кг/м3.

5.3.3.2. При разработке регламента строительства выработки-емкости следует предусматривать пролеты на 15 - 20 % меньше, чем их предельные размеры, рассчитанные по условиям устойчивости.

5.3.3.3. Для управления процессом формообразования выработки-емкости следует применять жидкий или газообразный нерастворитель.

При соответствующем обосновании допускается применение технологии сооружения выработки-емкости без использования нерастворителя.

5.3.3.4. Создание выработок-емкостей следует предусматривать, как правило, через одну скважину. Допускается создание единичной выработки-емкости через несколько скважин.

5.3.3.5. При строительстве выработок-емкостей через одну скважину рекомендуется одна из следующих технологических схем растворения соли (приложение Д):

- снизу вверх с перемещением внешней подвесной колонны на каждой ступени растворения;

- снизу вверх без перемещения внешней подвесной колонны;

- с подачей растворителя через перфорированную подвесную колонну;

- сверху вниз без перемещения внешней подвесной колонны с постепенным накоплением нерастворителя в верхней части выработки;

- «комбинированная» схема, когда нижняя часть выработки создается по схеме «снизу вверх», а верхняя - по схеме «сверху вниз»;

- с подачей растворителя в нижнюю часть выработки в виде горизонтально или наклонно направленных струй,

5.3.3.6. При строительстве выработок-емкостей через одну скважину допускается создавать выработки-емкости одну над другой.

5.3.3.7. При строительстве выработок-емкостей через две и более скважин соединение выработок-емкостей рекомендуется сбойкой гидроврубов или с помощью специальных устройств.

5.3.3.8. Выбор схемы создания выработок-емкостей следует производить на основании сравнения вариантов с учетом следующих факторов:

- планируемого срока строительства;

- формы и вместимости выработок-емкостей;

- допустимых размеров выработок-емкостей по условиям устойчивости;

- количества нерастворимых включений;

- вида нерастворителя и его влияния на качество продукта.

5.3.3.9. Выработки-емкости следует создавать в соответствии с индивидуальными или групповыми технологическими регламентами.

В регламенте должны быть представлены:

- параметры процесса растворения (схемы подачи растворителя, глубины установки подвесных колонн, производительность закачки растворителя и нерастворителя, концентрация выдаваемого рассола);

- содержание нерастворимых частиц в рассоле;

- методы защиты кровли выработки от растворения с помощью нерастворителя;

- методы контроля и частота замеров уровня нерастворителя и формообразования выработки-емкости;

- программа контроля процесса путем измерения параметров растворения соли (давлений, производительности, плотности рассола и растворителя на устье скважины, периодичности замеров);

- предполагаемая схематичная форма выработки-емкости на каждом этапе растворения и суммарный массовый баланс процесса по извлеченной соли.

5.3.3.10. Удаление рассола с площадок строительства подземных хранилищ следует предусматривать по согласованию с соответствующими органами государственного надзора одним из следующих способов:

- передачей рассола рассолопотребляющим предприятиям;

- передачей рассола в системы заводнения нефтяных месторождений;

- сбросом рассола в поверхностные акватории (моря, соленые озера) и, в порядке исключения, в крупные водотоки;

- сбросом рассола в дефляционные котловины для естественной выпарки;

- сбросом рассола в отработанные горные выработки;

- сбросом рассола в глубокие водоносные горизонты.

При соответствующем обосновании допускается предусматривать одновременно несколько способов удаления рассола.

5.3.4. Технология эксплуатации

5.3.4.1. При эксплуатации подземных резервуаров по рассольной схеме для вытеснения нефти, нефтепродуктов и СУГ следует применять, как правило, концентрированный рассол.

5.3.4.2. При эксплуатации резервуаров по рассольной схеме в составе сооружений следует предусматривать рассолохранилища.

При соответствующем обосновании допускается принимать один из следующих типов рассолохранилищ:

- открытые наземные - в насыпных дамбах;

- полузаглубленные - в полувыемках-полунасыпях;

- заглубленные - в выемках;

- закрытые - в наземных железобетонных или металлических резервуарах;

- подземные - в резервуарах в каменной соли.

5.3.4.3. Объем рассолохранилища, как правило, следует предусматривать равным объему подземного хранилища. При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается уменьшать объем рассолохранилища, но во всех случаях он должен быть не менее объема самого большого подземного резервуара. При кооперировании подземных хранилищ с рассолопромыслом следует предусматривать буферные рассолохранилища, объем которых определяется на основании технико-экономического анализа.

5.3.4.4. На рассолопроводах, идущих от устьев эксплуатационных скважин хранилищ СУГ к рассолохранилищу, следует предусматривать устройство для отделения и отвода на свечу попавшего в рассол СУГ.

5.3.4.5. При соответствующем обосновании допускается совмещать эксплуатацию хранилища с дальнейшим увеличением вместимости подземных резервуаров путем использования для вытеснения хранимого продукта неконцентрированного рассола или воды.

5.3.4.6. При вытеснении продукта хранения неконцентрированным рассолом или водой в проектных решениях необходимо учитывать изменение вместимости и конфигурации выработки-емкости за счет растворения соли. Количество циклов вытеснения должно определяться в зависимости от изменения концентрации рассола и предельно допустимых размеров выработки-емкости по условию устойчивости.

5.3.4.7. Конструктивные решения резервуаров для газа должны обеспечивать скорость течения газа по скважине не более 35 м/с и темп снижения давления в резервуаре при отборе газа в процессе эксплуатации не более 0,3 МПа/ч.

5.3.4.8. Вместимость резервуаров для газа должна определяться из расчета хранения активного и буферного объемов газа, исходя из технологических параметров и горно-геологических условий размещения выработки-емкости.

5.3.4.9. Вместимость резервуаров для нефти, нефтепродуктов и СУГ следует принимать не более 95 % от геометрического объема выработки-емкости.

5.3.5. Системы контроля

5.3.5.1. В проектных решениях по строительству подземных резервуаров должна быть предусмотрена система контроля следующих параметров:

- расхода, давления, температуры подаваемого растворителя;

- концентрации, давления, температуры получаемого рассола;

- расхода, давления, температуры нерастворителя;

- положения границы раздела «рассол - нерастворитель»;

- положения башмаков подвесных колонн труб;

- объема, формы и размеров подземных выработок.

5.3.5.2. Положение границы раздела «рассол - нерастворитель» рекомендуется контролировать:

- геофизическими методами исследования в скважине, включающими гамма-каротаж, гамма-гамма-каротаж, термометрию;

- по давлению нерастворителя на устье скважины - при использовании газообразного нерастворителя или подбашмачным методом - при использовании жидкого нерастворителя.

5.3.5.3. Перед началом отработки каждой ступени рекомендуется контролировать положение башмака внешней подвесной колонны труб геофизическими исследованиями в скважине, включающими гамма-гамма-каротаж, нейтронный гамма-каротаж, термометрию и локацию муфт.

5.3.5.4. Фактический объем подземной выработки, V, м3, определяется по формуле

,

где n - количество рабочих суток;

Vi - объем воды, закачанной за сутки, м3;

ai - отношение объема растворенной соли к объему закачанной воды за i-тые сутки.

Величина ai определяется по номограмме, приведенной в приложении Е на основе средних данных по концентрации и температуре выходящего рассола за сутки.

Данные по параметрам растворения каменной соли водой должны записываться постоянно или через каждые 2 часа.

Концентрация определяется либо с помощью концентратомеров, либо по замеренной плотности путем пересчета (приложение Ж).

5.3.5.5. Форма и размеры выработок определяются с помощью звуколокатора. Исследования на каждой скважине проводятся после отработки каждой ступени растворения. При продолжительности работы на ступени более одного года рекомендуется проводить звуколокационные исследования через 100 - 150 суток чистого времени растворения соли.

5.3.5.6. В процессе эксплуатации подземных резервуаров должен быть предусмотрен периодический контроль следующих параметров:

- количества поступающего и выдаваемого продукта;

- давления и температуры в линии закачки-отбора продукта и в выработке-емкости;

- уровня границы раздела сред в выработке-емкости;

- качества продукта;

- давления, температуры, расхода, плотности и химического состава рассола в линии закачки-отбора (для резервуаров нефти, нефтепродуктов и СУГ);

- давления защитной среды в надпакерном пространстве между основной и внешней подвесной колоннами труб (для резервуаров газа);

- состояния эксплуатационных скважин и выработок-емкостей.

5.3.6. Мониторинг

5.3.6.1. Для выявления техногенной миграции загрязняющих веществ и оценки реальных изменений в окружающей среде следует предусматривать системы и программы экологического мониторинга на периоды строительства и эксплуатации подземных хранилищ.

5.3.6.2. Контролю подлежат:

- почвы, наземные водные объекты, растительность;

- состав атмосферного воздуха;

- охраняемые воды, в том числе питьевые;

- водоносные горизонты, предназначенные для закачки рассола, и буферные горизонты;

- водоносные горизонты, предназначенные для технического водоснабжения, и буферные горизонты;

- первый надсолевой водоносный горизонт;

- надсолевые региональные водоносные горизонты в интервале разреза, перекрытом только одной обсадной колонной;

- геодинамическое состояние геологической среды;

- смещения земной поверхности.

5.3.6.3. До начала сооружения подземных резервуаров и рассолохранилищ должно быть предусмотрено проведение базовой ландшафтно-геохимической инвентаризации и выделение значимых для экологического мониторинга технологических и фоновых площадей и показателей с целью разработки систем текущего мониторинга поверхности.

5.3.6.4. Для контроля за режимом и химическим составом подземных вод водоносных горизонтов в зонах влияния полигона закачки строительного рассола в недра, подземного водозабора, а также наземных и подземных сооружений хранилищ следует предусматривать контрольные и наблюдательные скважины, которые должны быть пробурены, оборудованы и опробованы до начала сооружения подземных резервуаров.

5.3.6.5. На площадке подземных резервуаров и в зоне их влияния следует предусматривать создание геодинамического полигона или маркшейдерской станции с целью осуществления контроля за смещениями земной поверхности при строительстве и эксплуатации подземного хранилища.

5.4. Шахтные хранилища

5.4.1. Общие требования

5.4.1.1. Подземный комплекс шахтных хранилищ состоит из системы вскрывающих выработок, выработок-емкостей, эксплуатационных и вспомогательных выработок.

5.4.1.2. Выбор технологии строительства выработок (буровзрывной способ, применение врубовых или проходческих машин) зависит от свойств породного массива, размера выработок, стоимости и наличия оборудования.

5.4.1.3. Возможный объем и число вскрывающих и вспомогательных выработок следует предусматривать минимальным, а условия изоляции выработок-емкостей друг от друга в резервуаре на несколько видов продуктов максимально надежными.

Принципиальные объемно-планировочные схемы хранилищ приведены в приложении А, рисунок А.2.

5.4.1.4. В качестве выработок-емкостей следует предусматривать, как правило, подземные горизонтальные выработки камерного типа. Размеры поперечного сечения выработок-емкостей должны приниматься максимальными для конкретных горно-геологических условий, исходя из расчета устойчивости и технологии строительства.

Формы поперечных сечений выработок-емкостей приведены в приложении А, рисунок А.4.

Длина выработок-емкостей определяется заданной вместимостью хранилищ.

5.4.1.5. Выработки-емкости в устойчивых горных породах следует проектировать, как правило, без крепи или с применением анкерной крепи и набрызг-бетона. Сплошную постоянную крепь следует предусматривать на участках геологических нарушений в комбинации с тампонажем породного массива в целях его укрепления и снижения проницаемости.

В неустойчивых горных породах выработки-емкости следует проектировать с применением сплошной постоянной крепи.

5.4.1.6. В качестве вскрывающих выработок используются наклонные и вертикальные стволы (приложение А, рисунок А.3) или их комбинация.

5.4.1.7. Площадь поперечного сечения вскрывающих выработок должна приниматься минимальной исходя из условий:

- пропуска транспортных или грузоподъемных средств для доставки извлеченной горной породы на поверхность;

- доставки в горные выработки наиболее габаритного оборудования или его узлов;

- прокладки трубопроводов и кабелей;

- пропуска необходимого количества воздуха при скорости не более 8 м/с.

5.4.1.8. К эксплуатационным выработкам относятся эксплуатационные вертикальные стволы и скважины, которые должны быть оборудованы трубопроводами для отбора и закачки продукта хранения, воды, размещения замерных и пробоотборных устройств, выхода паровой фазы нефти и нефтепродуктов при «больших дыханиях» в процессе заполнения хранилища, и заборные зумпфы.

5.4.1.9. Для обеспечения выдачи продукта с высокой производительностью (как правило, для хранилищ нефти и нефтепродуктов) допускается размещать непогружные насосы в подземных насосных камерах, отделенных от выработок-емкостей герметичными перемычками.

5.4.1.10. Эксплуатационные скважины должны быть закреплены обсадными колоннами, а закрепное пространство зацементировано.

5.4.1.11. На оголовках эксплуатационных стволов и скважин должны быть предусмотрены устройства и разработаны методы для обеспечения безопасного подъема установленных в них насосно-компрессорных колонн и погружных насосов с целью проведения ремонтных работ.

5.4.1.12. В резервуарах СУГ на продуктовых трубопроводах должны быть установлены предохранительные клапаны.

5.4.1.13. В общем случае минимальные расстояния от устьев эксплуатационных стволов и скважин до других объектов следует принимать в соответствии со СНиП 34-02-99 [10]:

- при хранении нефти и нефтепродуктов для объектов, входящих в состав хранилища, в соответствии с требованиями СНиП 2.11.03-93 [4], а для объектов, не входящих в состав хранилища, - по таблице В.1 приложения В;

- при хранении СУГ и природного газа для объектов, входящих и не входящих в состав хранилища, - соответственно по таблицам В.2 и В.3 приложения В.

Минимально допустимые расстояния до объектов защиты могут быть уменьшены за счет применения снижающих риск конструкций и технологий подземного хранения. Расчет безопасного расстояния от устьев эксплуатационных скважин до соседних объектов должен производиться как для нормального режима эксплуатации, так и на случай аварийных ситуаций.

5.4.1.14. Погружные насосы для отбора продукта и воды или всасывающие патрубки непогружных насосов должны размещаться в заборных зумпфах.

5.4.1.15. Заборные зумпфы подземного резервуара следует располагать в наиболее низких точках профиля выработок-емкостей, как правило, под вертикальными эксплуатационными стволами и скважинами.

5.4.1.16. Заборные зумпфы должны крепиться монолитным бетоном и облицовываться сварными металлическими обечайками.

В резервуарах СУГ материал обечайки следует выбирать с учетом минимальной температуры, которую приобретает подаваемый СУГ при первом заполнении резервуара.

5.4.1.17. В выработках-емкостях для нефти и нефтепродуктов в месте слива следует предусматривать струеотбойные устройства.

В хранилищах СУГ следует предусматривать рассредоточенный слив продукта.

5.4.1.18. В подземных насосных камерах следует предусматривать системы приточной и вытяжной вентиляции с искусственным побуждением. При этом должно быть предусмотрено резервирование всех приточных и вытяжных вентиляторов.

Часовую кратность воздухообмена следует принимать не менее 20.

Подачу приточного воздуха в подземные насосные камеры следует предусматривать в рабочую зону помещений.

В дополнение к общеобменной вентиляции следует предусматривать устройства местных отсосов в местах возможных утечек паров хранимых продуктов.

Все вентиляционные установки должны быть сблокированы с эксплуатационным оборудованием, чтобы исключить его работу при недействующей вентиляции.

5.4.1.19. К выработкам вспомогательного назначения относят сбойки, объезды, вентиляционные скважины, необходимость которых определяется условиями строительства.

В хранилищах, предназначенных для одновременного хранения нескольких видов продуктов, следует предусматривать околоствольную (коллекторную) выработку.

5.4.1.20. Для изоляции выработок-емкостей друг от друга или от внешней среды следует предусматривать герметичные перемычки, как правило, из монолитного бетона.

Перемычки могут быть «глухими» (при отсечении вскрывающих выработок) или обеспечивать пропуск необходимых технологических трубопроводов и коммуникаций.

Перемычки должны рассчитываться на максимальное давление, создаваемое флюидами в разделяемых средах, и сооружаться из материалов, не подвергающихся агрессивному воздействию со стороны хранимых продуктов и воды.

5.4.1.21. До начала эксплуатации следует предусмотреть калибровку выработки-емкости как функцию уровня находящегося в ней флюида.

5.4.1.22. Вместимость выработки-емкости выражается в объемных единицах. В случае хранения сильно сжимаемых жидкостей, например этилена, плотность которых зависит от давления и температуры, при проектировании для определения вместимости следует использовать единицы массы.

5.4.1.23. Системы контроля строительных процессов должны предусматривать безопасное ведение горных работ по соответствующим нормам. Системы контроля эксплуатационных процессов следует проектировать в соответствии с п. 5.3.5.6, за исключением контроля рассольного комплекса.

5.4.1.24. Системы мониторинга окружающей среды должны проектироваться в соответствии с п. 5.3.6.2, за исключением мониторинга систем удаления и хранения рассола.

5.4.2. Шахтные хранилища в породах с положительной температурой

5.4.2.1. При расчете размеров и долговременной устойчивости незакрепленных выработок-емкостей следует руководствоваться требованиями СНиП II-94-80 [6] и СНиП 2.01.07-85* [1], при расчете выработок-емкостей с крепью - требованиями СНиП 2.06.09-84 [3].

Нагрузки и воздействия следует определять в соответствии с пп. 5.3.1.3 - 5.3.1.7.

Дополнительно следует учитывать:

- в постоянных нагрузках - собственный вес конструкций и воздействие, вызываемое предварительным напряжением элементов крепи;

- в кратковременных нагрузках - давление тампонажного раствора, нагнетаемого за крепь;

- в специальных нагрузках - взрывные воздействия.

5.4.2.2. Кровля выработка-емкости должна быть расположена на достаточной глубине, ниже местного уровня подземных вод, чтобы обеспечить поддержание требуемого напора подземных вод на контуре выработки. Условия хранения должны гарантировать, что в процессе эксплуатации хранилища естественный напор не будет неприемлемо уменьшаться из-за дренажа подземных вод в выработку-емкость.

5.4.2.3. При необходимости повышения напора и водообильности подземных вод в окрестности выработки-емкости следует искусственно создавать горизонтальные и (или) вертикальные гидравлические «завесы» в естественном породном массиве для увеличения постоянного притока подземных вод к выработкам-емкостям.

Для создания горизонтальной гидравлической «завесы», как правило, проходится галерея с небольшим поперечным сечением, обычно расположенная выше кровли выработок-емкостей, от которой бурятся горизонтальные или субгоризонтальные скважины.

Система вертикальной гидравлической «завесы» состоит из вертикальных или субвертикальных скважин, пробуренных от поверхности или от предусмотренной проектом галереи. Вертикальные «завесы» используются, главным образом, для того, чтобы избежать гидрогеологической связи одной выработки-емкости с другой и обеспечить их эксплуатацию независимо друг от друга.

5.4.2.4. На завершающей стадии строительства хранилища перед проведением испытаний на герметичность следует предусматривать ликвидацию вспомогательных скважин и заполнение водой вертикальных, наклонных и горизонтальных выработок различного назначения, не предназначенных для хранения продукта (за исключением вскрывающих выработок, соединяющих подземные насосные камеры с поверхностью).

Давление воды на перемычку в гидрозатворах должно превышать давление в выработке-емкости.

5.4.2.5. Максимально допустимое эксплуатационное давление при хранении СУГ зависит от глубины расположения выработки-емкости и должно определяться на базе термодинамического моделирования по характеристикам хранимого продукта, будущим условиям эксплуатации, температуре на глубине размещения выработки-емкости и напора подземных вод во вмещающем породном массиве.

Расчетное максимально допустимое давление должно быть ограничено коэффициентом безопасности, который следует вычислять с учетом точности модели и численного моделирования, возможных колебаний определенных гидрогеологических критериев (особенно тех, которые относятся к искусственному водонасыщению массива) и точностью, с которой определяются известные во времени и прогнозируемые изменения.

При анализе следует учитывать устойчивое состояние и динамические неустановившиеся воздействия, обусловленные быстрыми изменениями давлений в выработке-емкости. Должна быть определена максимально допустимая скорость изменения давления в выработке-емкости, если это представляется важным.

5.4.2.6. При проектировании резервуаров для нефти и нефтепродуктов допускается предусматривать системы эксплуатации с постоянным и переменным уровнем воды в выработке-емкости. При проектировании системы эксплуатации с переменным уровнем следует предусматривать одновременную работу водяных и продуктовых насосов с равной производительностью.

5.4.2.7. Следует предусматривать систему очистки подтоварной воды, откачиваемой из выработок при эксплуатации резервуаров.

5.4.2.8. Коэффициент использования вместимости резервуара для нефти и нефтепродуктов следует принимать не более 0,97, для СУГ - не более 0,9.

5.4.2.9. В дополнение к системам контроля, предусматриваемым в соответствии с п. 5.4.1.23, следует контролировать уровень границы раздела «продукт - вода», давление воды на герметичные перемычки и в водонапорной галерее.

Должна быть установлена система сигнализации, срабатывающая при предельно высоком давлении, а для СУГ - при предельно высоком и низком уровнях продукта в выработке-емкости. Аварийные сигналы должны поступать от независимых приборных систем.

5.4.3. Шахтные хранилища в вечномерзлых породах

5.4.3.1. В резервуаре в вечномерзлых породах следует предусматривать хранение, как правило, продукта одного вида. При необходимости хранения в резервуаре нескольких видов продуктов следует предусматривать возведение герметичных перемычек и объемно-планировочные решения, исключающие смешивание продуктов.

5.4.3.2. В качестве вскрывающей выработки предусматривают, как правило, один наклонный ствол. Допускается осуществлять вскрытие вертикальным стволом.

5.4.3.3. Расчет устойчивости выработок-емкостей следует выполнять с учетом влияния температурного фактора и реологических свойств вечномерзлых пород, а также положений СНиП II-94-80 [6] и СНиП 2.01.07-85* [1].

Пример одной из методик расчета по оценке долговременной устойчивости выработки-емкости подземного резервуара, созданного в вечномерзлых породах, приведен в приложении Б, раздел Б.2.

5.4.3.4. Выработки-емкости должны иметь уклоны не менее 0,002 по почве к месту отбора продукта, а по кровле, как правило, - в сторону от ближайшей дыхательной скважины.

5.4.3.5. Внутренняя поверхность выработок-емкостей, как правило, должна иметь ледяную облицовку толщиной не менее 0,05 м.

5.4.3.6. Эксплуатационные скважины для приема продукта следует оборудовать устройствами, исключающими тепловое и гидравлическое разрушение породы в месте слива.

Допускается использовать в качестве эксплуатационных вентиляционные скважины периода строительства резервуара.

5.4.3.7. Для размещения насосного оборудования и уровнемеров следует предусматривать эксплуатационный шурф (вертикальный ствол) или скважину диаметром не менее 500 мм.

Эксплуатационные шурфы и скважины должны быть закреплены на всю глубину, а закрепное пространство загерметизировано.

5.4.3.8. Допускается создание подземной насосной станции с непогружными насосами при соблюдении мер, не допускающих оттаивание пород при работающем двигателе.

5.4.3.9. Следует, как правило, предусматривать смотровой шурф для доступа людей в выработки.

5.4.3.10. Устья стволов, шурфов и скважин должны иметь превышение не менее 1 м над поверхностью земли для предотвращения поступления сезонно-талых и паводковых вод в выработки, но не ниже максимально ожидаемого уровня сезонно-талых и паводковых вод.

5.4.3.11. При строительстве шахтных резервуаров в вечномерзлых породах следует осуществлять контроль температуры при возведении герметичных перемычек и намораживании ледяной облицовки.

5.4.3.12. Дополнительно к контролируемым параметрам следует измерять температуру вмещающего массива вечномерзлых пород в окрестности выработки-емкости, в герметичных перемычках и закрепном пространстве эксплуатационных скважин и шурфов.

6. Строительство

6.1. Общие требования

6.1.1. Строительство подземных хранилищ производится на основании утвержденной проектной документации и проектов производства работ.

6.1.2. Подрядчики должны разработать и выполнить мероприятия по соблюдению правил безопасности и защите окружающей среды на основании проекта организации строительства в соответствии со СНиП 12-01-2004 [7].

6.1.3. Следует организовать и контролировать систему отчетности по утилизации всех строительных отходов, в том числе твердых частиц и буровых жидкостей.

6.2. Хранилища в каменной соли

6.2.1. При строительстве эксплуатационных скважин и выработок-емкостей следует предусматривать в проектах производства работ особенности проходки и крепления скважин в интервалах залегания солей, соблюдение технологического регламента сооружения выработок и обеспечение систематического контроля строительных процессов.

6.2.2. В процессе проходки должен производиться периодический контроль технического состояния скважины геофизическими методами, включающими инклинометрию, кавернометрию, профилеметрию и др.

Инклинометрию следует проводить через каждые 100 м проходки скважины при расстояниях между точками измерения 10 м.

Кавернометрию и профилеметрию необходимо проводить перед каждым креплением скважины обсадными колоннами и после проходки скважины до конечной глубины.

После цементирования обсадных колонн должно производиться обследование затрубного пространства методом акустической цементометрии не позднее, чем через 24 ч после окончания цементирования, и термометрическим методом отбивки уровня цементного камня после набора цементным камнем 60 - 70 % прочности.

После разбуривания башмака обсадной колонны следует провести отбивку местоположения муфт, центрирующих фонарей и башмака электромагнитным локатором муфт.

6.2.3. В случаях, когда требуется уточнение интервалов заложения выработок-емкостей по фактическому геологическому разрезу скважин (при наличии в солевой толще многочисленных пропластков нерастворимых пород, сложном химическом составе каменной соли и т.д.), допускается крепление скважины эксплуатационной колонной после проходки ее ствола до конечной отметки скважины. Цементирование эксплуатационной колонны в этом случае должно производиться с обязательным принятием мер, исключающих поступление цементного раствора в нижележащую не обсаженную часть скважины.

6.2.4. Для уточнения геологического разреза следует проводить комплекс геофизических работ, как правило, включающий:

- методы электрического каротажа (метод кажущегося удельного сопротивления, метод естественного электрического поля, боковой каротаж);

- методы радиоактивного каротажа (гамма-каротаж, гамма-гамма-каротаж, гамма-гамма-каротаж плотностной, нейтронный гамма-каротаж);

- акустический каротаж;

- термометрию;

- пластовую наклонометрию.

6.2.5. Отклонение оси скважины от вертикали в точке входа в выработку-емкость не должно выходить за пределы конуса средних отклонений, образующая которого составляет угол 1° с вертикалью, проходящей через устье скважины.

6.2.6. Смену бурового раствора на промывочную жидкость, исключающую растворение солей, следует проводить, когда забой скважины находится на 50 м выше предполагаемой кровли соли.

6.2.7. Разгрузка колонн на забой скважины не допускается.

6.2.8. Цементирование скважины следует производить до устья.

6.2.9. Сроки ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ) при затворении цемента на концентрированном рассоле должны быть не менее 72 ч.

Тампонажный раствор для цементирования обсадных колонн, независимо от наличия паспорта заводских испытаний, должен подвергаться проверке на соответствие ГОСТ 1581 в специализированной лаборатории. Партию цемента, не отвечающую требованиям стандарта по технологическим параметрам, применять не допускается.

6.2.10. При бурении скважины по интервалам, расположенным ниже башмака эксплуатационной колонны, не допускается использование нефти и нефтепродуктов для приготовления промывочных, буферных жидкостей и тампонажных растворов.

6.2.11. Спуск подвесных колонн и оборудование устья следует производить после проработки и шаблонирования ствола скважины и испытания скважины на герметичность.

6.2.12. Перед началом работ по созданию выработки-емкости необходимо испытать на герметичность эксплуатационную колонну, затрубное пространство и внешнюю подвесную колонну нерастворителем.

6.2.13. Выработки-емкости следует сооружать в строгом соответствии с утвержденным технологическим регламентом.

6.2.14. Растворение соли при сооружении выработки-емкости следует начинать с подачи воды в центральную подвесную колонну (прямоточный режим).

Переход на режим работы с подачей воды в межтрубное пространство внешней и центральной подвесных колонн (противоточный режим) производится не менее чем через 30 мин работы на прямоточном режиме.

6.2.15. При зашламовании нижней части выработки-емкости нерастворимыми включениями, в случае опасности закупорки колонны следует периодически применять в течение 1 - 2 ч прямоточный режим работы скважины.

Подъем центральной подвесной колонны труб при зашламовании следует производить на 0,5 - 2 м, предусматривая для этой цели необходимый набор патрубков соответствующей длины.

6.2.16. Спуск и подъем подвесных колонн следует производить при отсутствии избыточного давления в соответствующей колонне и ее затрубном пространстве на устье скважины и при соблюдении мер пожарной безопасности в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004, ГОСТ 12.1.010, ГОСТ 12.4.009 и ПБ 08-624-03 [14].

Допускается осуществлять спуско-подъемные операции в условиях избыточного давления в колоннах с использованием специального наземного оборудования (снаббинговые установки) при оборудовании устья скважины центральным шаровым краном для перекрытия прохода во внешней подвесной колонне и разрывным пакером в последней трубе центральной подвесной колонны.

6.2.17. В сроки, предусмотренные технологическим регламентом создания выработки-емкости, должна определяться форма образуемой подземной выработки методом звуколокации.

Радиометрические методы контроля следует применять при любой схеме создания выработки-емкости, когда в радиальном направлении ширина слоя нерастворителя достигает 0,8 м, а по высоте - не менее 3 м от уровня раздела сред. Первый радиоактивный каротаж следует производить перед началом растворения до и после закачки в скважину нерастворителя.

Для лучшей привязки глубин радиометрические приборы целесообразно совмещать с электромагнитным локатором муфт.

6.2.18. Количество закачиваемого в скважину нерастворителя следует определять при помощи расходомеров или резервуаров-мерников с учетом температурных поправок.

6.2.19. Замеры температур растворителя, рассола и нерастворителя должны проводиться с точностью до 0,5 °C, измерения расхода воды - с точностью до 1 %.

6.2.20. Для измерения концентрации рассола следует предусматривать концентратомеры либо осуществлять отбор проб рассола на устье скважины через каждый час.

Точность замеров плотности должна быть не менее 0,001 г/см3. Из отобранных за смену проб составляется средняя проба, по которой определяется среднесменная концентрация рассола, необходимая для расчета объемов выработки. Определения концентрации рассола по замеренной плотности приведены в приложении Е.

6.2.21. Количество нерастворимых включений, выносимых рассолом, следует определять по твердому остатку в пробах, а при выносе большого количества нерастворимых включений также по объему осадка в очистных сооружениях.

6.2.22. Допускается регулировка производительности подачи растворителя задвижкой на соответствующей линии. Задвижки на рассольной линии должны быть всегда полностью открытыми.

6.2.23. Данные контроля за процессом создания выработки-емкости фиксируются в следующих документах (приложение И):

- сменном рапорте о работе скважины;

- журнале роста выработки-емкости;

- журнале движения нерастворителя и перемещения подвесных колонн труб;

- журнале баланса времени по скважине.

6.2.24. В случае значительного отклонения формы выработки-емкости от ожидаемой, проектные параметры выработки-емкости следует привести в соответствие с новыми условиями, установив, что новая форма отвечает критерию устойчивости.

6.2.25. Центральная подвесная колонна на период эксплуатации резервуара устанавливается, как правило, не менее чем на 1,0 м выше поверхности осадка, выпавшего на почву выработки-емкости.

6.3. Шахтные хранилища

6.3.1. Общие требования

6.3.1.1. В процессе сооружения выработки-емкости должна использоваться апробированная технология для каждого этапа строительства.

6.3.1.2. Буровзрывные работы при сооружении выработок-емкостей следует вести, как правило, методом контурного (гладкого) взрывания. Допускается одновременная проходка параллельных выработок-емкостей с отставанием забоя на расстояние, не меньшее расстояния между выработками.

6.3.1.3. При вскрытии толщи пород, вмещающей выработки-емкости, двумя стволами или стволом и специальной скважиной их следует использовать для целей вентиляции при проходке выработок-емкостей. В этом случае в первую очередь следует проходить выработки, обеспечивающие создание сквозной вентиляции.

6.3.1.4. Строительство герметичных перемычек в подземных выработках должно выполняться после окончания горнопроходческих работ. Порядок и технология производства работ по сооружению перемычек должны быть определены проектом производства работ.

6.3.1.5. Герметичные перемычки следует размещать во врубах, пройденных по периметру выработки.

Как правило, в местах сооружения герметичных перемычек производится определение мощности трещиноватой зоны по периметру выработки путем нагнетания в шпуры газа или жидкости.

6.3.1.6. При строительстве резервуаров следует производить геодезическо-маркшейдерские работы и геологические наблюдения в процессе проходки выработок.

6.3.1.7. Геодезическо-маркшейдерское обеспечение работ по строительству подземных выработок должно осуществляться в соответствии с правилами, установленными СНиП 3.02.03-84 [9] и РД 07-603-03 [13].

По окончании проходки выработок-емкостей маркшейдерская служба должна произвести съемку фактического внутреннего очертания выработок-емкостей и составить калибровочные таблицы с интервалами по высоте через каждые 200 мм.

6.3.1.8. При проведении геологических наблюдений в горных выработках должны устанавливаться случаи несоответствия фактических геологических условий проходки проектным данным для внесения корректив в проектную документацию.

6.3.1.9. В процессе геологических наблюдений в выработках следует проводить фотодокументацию или зарисовки горных пород в забоях, по стенкам, почве и кровле выработок с описанием этих пород, а также всех нарушений залегания и монолитности пород.

6.3.1.10. Все строительные процессы должны документироваться. Все важнейшие данные, относящиеся к строительству хранилища (протокол строительства, чертежи, записи по системе качества), должны быть доступны владельцу и оператору подземного хранилища.

6.3.2. Шахтные хранилища в породах с положительной температурой

6.3.2.1. Строительство эксплуатационных скважин следует осуществлять в соответствии с пп. 6.2.2 - 6.2.5 и 6.2.7 - 6.2.13.

6 3.2.2. При проведении геологических наблюдений в выработках особое внимание следует уделять водопроявлениям и осуществлять:

- зарисовки источников выхода воды с замером ее дебитов;

- систематический замер суммарных притоков воды в каждую выработку и в целом по подземному резервуару;

- отбор проб подземных вод и горных пород для лабораторных исследований.

6.3.2.3. В процессе контроля за эффективностью выполнения работ по водоподавлению при проходке выработок рекомендуется руководствоваться следующим:

- приток воды во вскрывающие выработки, пересекающие водопроницаемые породы, допускается не более 1 м3/ч на каждые 100 м длины;

- в горизонтальных горных выработках источники выхода воды с дебитом 0,01 м3/ч и выше должны подавляться методами тампонажа водопроводящих каналов.

6.3.2.4. Уровень подземных вод должен постоянно контролироваться через сеть наблюдательных (пьезометрических) скважин, установленных на площадке хранилища и в его окрестностях.

6.3.3. Шахтные хранилища в вечномерзлых породах

6.3.3.1. К проходке выработок в вечномерзлых породах следует приступать после промерзания сезонно-талого слоя.

6.3.3.2. Гидроизоляцию и герметизацию стволов, шурфов и скважин следует завершить до сезонного таяния снега.

6.3.3.3. Шурфы и скважины герметизируются путем заполнения дисперсными породами закрепного пространства и полного насыщения его водой.

6.3.3.4. При проходке выработок следует предусматривать вентиляцию по нагнетательной схеме.

6.3.3.5. Герметизация устья наклонного ствола производится по окончании проходческих работ путем установки опорной перемычки с гидроизоляцией и послойной засыпки устья мерзлой породой с последующей ее трамбовкой.

6.3.3.6. Герметичные перемычки в подходных выработках сооружаются путем послойного намораживания воды или водогрунтовой смеси.

Допускается возведение герметичных перемычек путем послойной укладки в опалубку мелкодробленой мерзлой породы (песка) либо ледяных, или ледопородных блоков и пролива водой до полного насыщения и замораживания. Высота отдельного слоя должна быть не более 0,2 м. Вытекание воды через опалубку не допускается.

При возведении перемычки следует применять подачу холодного воздуха в место ее сооружения.

Контроль намораживания ведется по датчикам температуры.

6.3.3.7. Ледяную облицовку на внутренней поверхности выработок-емкостей следует создавать путем их заполнения пресной водой до появления зеркала воды в стволе на проектной отметке. Воду следует откачать непосредственно по истечении расчетного периода времени, определяемого в зависимости от предусмотренной в проекте толщины ледяной облицовки, температуры воды и теплофизических свойств массива. Расчет толщины ледяной облицовки приведен в приложении К.

Следует предусмотреть меры, исключающие возможность гидравлического разрушения породы.

Откачку воды после намораживания ледяной облицовки следует осуществлять непрерывно.

6.3.3.8. При откачке воды после намораживания ледяной облицовки следует произвести тарировку резервуара.

6.3.3.9. Для восстановления естественной температуры вечномерзлых пород после намораживания ледяной облицовки следует обеспечить принудительную вентиляцию выработок-емкостей атмосферным воздухом, как правило, с температурой ниже минус 20 °C.

6.3.3.10. Передвижение техники на площадке строительства должно осуществляться по снежному покрову или по слою отсыпки высотой не менее 1 м.

7. Испытания на герметичность

7.1. Хранилища в каменной соли

7.1.1. Эксплуатационная скважина

7.1.1.1. При строительстве эксплуатационной скважины проводятся испытания на герметичность кондукторов, промежуточных колонн, зацементированной эксплуатационной колонны, затрубного пространства эксплуатационной колонны совместно с незакрепленной частью ствола скважины в соответствии с проектом бурения скважины.

7.1.1.2. В качестве испытательной жидкости при испытании зацементированной эксплуатационной колонны до разбуривания цементного стакана следует использовать концентрированный рассол.

При испытании зацементированной эксплуатационной колонны испытательное давление должно быть равным 1,1 максимального эксплуатационного давления (приведенного к значению давления на устье) и при этом не должно превышать значения, допускаемого по условиям прочности обсадных труб в соответствии с ГОСТ 632. Эксплуатационная колонна считается выдержавшей испытания, если в течение одного часа после стабилизации температуры испытательной жидкости не фиксируется падение давления по образцовому манометру. При падении давления следует установить его причину, выполнить ремонтные работы и повторить испытание.

В процессе испытаний зацементированной эксплуатационной колонны до разбуривания цементного стакана определяется соотношение e, м3/Па, характеризующее сжимаемость скважины:

.                                                                           (7.1)

Для этого в подготовленную к испытаниям скважину закачивается порция рассола объемом V, м3, и измеряется соответствующее изменение давления рассола на устье скважины DP, Па. Закачка рассола производится порциями для определения не менее 3-х значений e. В качестве расчетного значения принимается среднее арифметическое.

Допускается определение величины e путем выпуска порции рассола и измерения соответствующего падения давления.

7.1.1.3. Испытание на герметичность затрубного пространства эксплуатационной колонны и незакрепленной части ствола скважины производится концентрированным рассолом.

Величина испытательного давления рассола на отметке башмака эксплуатационной колонны должна составлять 1,05 максимального эксплуатационного давления на этой отметке и не превышать максимального допустимого давления, определяемого по условию предотвращения гидроразрыва горных пород.

В процессе испытаний определяется соотношение e², характеризующее коэффициент сжимаемости скважины с открытым стволом, аналогично п. 7.1.1.2.

7.1.1.4. По результатам испытаний затрубного пространства эксплуатационной колонны и незакрепленной части ствола скважины определяется коэффициент сжимаемости породного массива , 1/Па, в открытом интервале ствола по формуле

,                                                                     (7.2)

где e²e - соотношения, характеризующие сжимаемость скважины после проводки ее до конечной глубины и до разбуривания цементного стакана соответственно, определяемые в соответствии с пп. 7.1.1.2 и. 7.1.1.3, м3/Па;

V - объем открытого ствола скважины после проводки ее до конечной глубины, м3;

bн - изотермический коэффициент сжимаемости испытательной среды, 1/Па.

Коэффициент сжимаемости породного массива используется при расчетах, связанных с оценкой герметичности подземного резервуара.

7.1.1.5. Система «эксплуатационная колонна - затрубное пространство эксплуатационной колонны - незакрепленная часть ствола скважины» считается выдержавшей испытание на герметичность, если после троекратной доводки давления до испытательного, производимого для компенсации изменения концентрации и температуры рассола, в течение одного часа не фиксируется падение давления по образцовому манометру или при падении давления расчетная величина утечки не превышает допустимую по СТО Газпром РД 1.9-095.

7.1.1.6. После оборудования скважины для строительства подземной выработки-емкости следует проводить испытания на герметичность устьевого оборудования и внешней подвесной колонны. В качестве испытательного флюида следует использовать нерастворитель. Величина испытательного давления на устье скважины должна составлять 1,05 максимального эксплуатационного давления на устье и не превышать максимально допустимого давления, определяемого по условию предотвращения гидроразрыва горных пород. При негерметичности подвесной колонны или устьевого оборудования следует произвести ремонтные работы и повторить испытания.

7.1.1.7. На всех этапах строительства скважины и по его окончании испытания на герметичность оформляются актами.

7.1.2. Подземный резервуар

7.1.2.1. Испытания подземного резервуара на герметичность проводятся после окончания строительства, при проведении технического диагностирования в процессе эксплуатации, после проведения капитального ремонта. При испытаниях на герметичность проверяется герметичность выработки-емкости, эксплуатационной скважины, подвесных колонн, устьевого оборудования.

7.1.2.2. Порядок проведения испытаний, периодичность контроля, оценка качества выполненных работ, виды и объемы обследования технического состояния, порядок приемки подземных резервуаров в эксплуатацию производятся в соответствии с требованиями СНиП 3.01.04-87 [8], СП 34-106-98 [12], СТО Газпром РД 1.9-095.

7.1.2.3. Испытание на герметичность подземного резервуара после окончания строительства проводится в соответствии с регламентом на сооружение. Испытание на герметичность подземного резервуара в процессе эксплуатации при проведении технического диагностирования или после капитального ремонта производится в соответствии с программой или проектом на эти работы.

7.1.2.4. Испытания на герметичность проводятся в два этапа: гидравлические испытания рассолом, испытания на герметичность продуктом хранения.

Подземные резервуары, предназначенные для хранения газа и СУГ, допускается испытывать на герметичность азотом или другими инертными по отношению к хранимому газами.

Подземные резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов допускается испытывать на герметичность жидким нерастворителем, используемым при строительстве резервуара.

7.1.2.5. Гидравлические испытания подземного резервуара проводятся с целью определения его герметичности и коэффициента сжимаемости системы «выработка-емкость - скважина» е (см. пп. 7.1.1.2, 7.1.1.4).

7.1.2.6. Гидравлические испытания подземного резервуара осуществляются концентрированным рассолом при испытательном давлении, не превышающем максимально допустимое давление на отметке башмака эксплуатационной колонны, определяемое в соответствующем разделе проекта по условию предотвращения гидроразрыва горных пород.

7.1.2.7. Подземный резервуар выдерживается под испытательным давлением не менее 48 ч с регистрацией давления на устье скважины образцовым манометром.

7.1.2.8. Испытания подземных резервуаров на герметичность после окончания их строительства производятся продуктом хранения в две стадии. На первой стадии проверяется герметичность эксплуатационной скважины подземного резервуара, на второй - подбашмачной зоны эксплуатационной колонны.

7.1.2.9. При проведении испытаний эксплуатационной скважины вместе с эксплуатационными подвесными колоннами и устьевым оборудованием подземного резервуара граница раздела «рассол - продукт» устанавливается на 5 - 10 м выше башмака эксплуатационной колонны. Уровень границы раздела определяется геофизическими методами или по объему вытесненного из скважины рассола. Скважина выдерживается под испытательным давлением не менее 48 ч.

При необходимости установления интервала не герметичности эксплуатационная скважина испытывается поинтервально с закачкой испытательного флюида до определенной глубины.

7.1.2.10. При необходимости допускается проводить испытания эксплуатационной скважины с использованием съемного пакера для изоляции межтрубного пространства эксплуатационной и центральной подвесной колонн от подземной выработки-емкости.

7.1.2.11. Эксплуатационная скважина подземного резервуара считается герметичной, если отсутствует падение давления испытательной жидкости на устье скважины или темп падения давления снижается, а расчетная величина утечки не превышает допустимую по СТО Газпром РД 1.9-095.

7.1.2.12. При отрицательном результате испытания для обнаружения места утечки необходимо провести более детальную (с меньшим интервалом) опрессовку эксплуатационной скважины.

7.1.2.13. Испытания на герметичность подбашмачной зоны эксплуатационной колонны осуществляются при положении уровня границы раздела «рассол - продукт» ниже башмака эксплуатационной колонны.

7.1.2.14. Подземный резервуар выдерживается под испытательным давлением, равным 1,05 максимального эксплуатационного давления продукта в выработке-емкости на уровне башмака эксплуатационной колонны, не менее четырех суток.

7.1.2.15. В период выдержки резервуара под давлением осуществляется контроль давления продукта хранения и рассола на устье эксплуатационной скважины образцовым манометром.

7.1.2.16. Подземный резервуар считается выдержавшим испытание на герметичность, если отсутствует падение давления на устье скважины или темп падения давления снижается, а расчетная величина утечки не превышает допустимую по СТО Газпром РД 1.9-095,

7.1.2.17. По результатам испытаний составляется соответствующий акт по форме, приведенной в приложении Л.

7.2. Шахтные хранилища

7.2.1. Подземный резервуар в породах с положительной температурой

7.2.1.1. Контроль за герметичностью шахтных резервуаров должен осуществляться по результатам наблюдений за уровнем подземных вод в гидронаблюдательных скважинах до проходки выработок, на протяжении всего периода строительства резервуаров и после завершения строительства.

7.2.1.2. Резервуары для нефти и нефтепродуктов считаются выдержавшими испытания на герметичность, если в результате наблюдений в скважинах установлено, что после завершения строительства резервуаров положение статического или пьезометрического уровней водоносного горизонта, залегающего над кровлей выработок-емкостей, обеспечивает напор на кровлю, превышающий максимальное проектное давление хранимых продуктов в резервуаре не менее чем на 0,5 МПа.

При несоблюдении этого условия по специальному проекту проводятся мероприятия по повышению давления в водоносном горизонте.

7.2.1.3. В резервуарах для СУГ по завершении строительства выработка-емкость должна быть опрессована сжатым воздухом под давлением, не превышающим максимальное эксплуатационное давление.

Испытательное давление следует поднимать ступенями таким образом, чтобы не допустить нарушения изолирующей способности водонапорной системы в результате прорыва газа по отдельным трещинам в породном массиве.

Когда несколько выработок-емкостей включены в хранилище, каждая из них должна быть по очереди опрессована, при этом остальные должны находиться при атмосферном давлении,

7.2.1.4. По результатам испытаний должны быть составлены акты по форме, приведенной в приложении М для резервуаров нефти и нефтепродуктов, по наблюдениям за уровнем подземных вод (таблица М.1), а для резервуаров СУГ также и пневматическим испытаниям (таблицы М.1 и М.2) и подготовлен сводный отчет.

7.2.1.5. Первая закачка СУГ производится только после успешного завершения пневматических испытаний.

7.2.2. Подземный резервуар в вечномерзлых породах

7.2.2.1. Контроль за герметичностью шахтных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов осуществляется по данным наливов светлых нефтепродуктов в шпуры и по изменению уровня воды во вскрывающей выработке при намораживании ледяной облицовки.

7.2.2.2. Опытные наливы светлых нефтепродуктов производятся в шпуры глубиной не менее 2,0 м, закладываемые в почве выработки до намораживания ледяной облицовки. На участках с однородным геологическим строением на 50 пог. м выработки следует закладывать один шпур, а на участках с неоднородным строением - один шпур на 25 пог. м.

Вечномерзлые породы, вмещающие выработки-емкости, следует считать непроницаемыми, если понижение уровня испытательной жидкости в контрольном шпуре за 10 сут, не считая первых двух, составило менее 0,05 м.

7.2.2.3. В период намораживания ледяной облицовки следует осуществлять контроль за уровнем воды во вскрывающей выработке. Выработки-емкости следует считать герметичными, если за период намораживания ледяной облицовки, не считая первых двух суток после заполнения водой, понижение уровня во вскрывающей выработке или технологической скважине за 10 сут, не считая первых двух, составило менее 0,05 м.

По результатам испытаний составляется акт по форме, приведенной в приложении Н.

7.2.2.4. В резервуарах для СУГ по завершении строительства контроль за герметичностью осуществляется по изменению уровня воды во вскрывающей выработке-емкости или технологической скважине с опрессовкой выработки-емкости сжатым воздухом под давлением, равным максимальному эксплуатационному давлению.

8. Ввод в эксплуатацию

8.1. После завершения испытаний на герметичность с положительным результатом на каждый резервуар должен быть составлен паспорт, который вместе с исполнительной технической документацией должен передаваться эксплуатирующей организации.

8.2. Программа ввода в эксплуатацию должна предусматривать пусконаладочные работы, оценку готовности комплекса оборудования, заключение о соответствии объекта проекту и требованиям нормативных документов.

8.3. Ввод в эксплуатацию подземного хранилища допускается осуществлять очередями. При этом пусковой комплекс должен включать системы связи и контроля эксплуатационных параметров, а также должны быть выполнены все предусмотренные проектом мероприятия, направленные на охрану окружающей среды.

8.4. Первое заполнение газом резервуара в каменной соли осуществляется путем вытеснения рассола по центральной подвесной колонне.

При заполнении газом следует контролировать давление газа и рассола на устье скважины. Ежедневно должен определяться массовый баланс газа и рассола, чтобы оценить уровень границы их раздела в выработке-емкости. Если имеет место значительное расхождение между объемом закачиваемого газа и объемом выходящего рассола, то необходимо провести плотностный каротаж для определения положения границы раздела.

При приближении границы раздела фаз к башмаку рассольной колонны производительность отбора рассола должна быть снижена.

Если производительность отбора рассола или давление потока на устье скважины самопроизвольно снижаются, отбор рассола должен быть остановлен и должна быть проведена закачка пресной воды в рассольную колонну.

В случае длительного перерыва в процессе первого заполнения газом рассольная колонна труб должна быть заполнена водой, чтобы избежать кристаллизации соли.

После завершения процесса заполнения резервуара газом рассольная колонна извлекается из резервуара с помощью снаббингового устройства либо оставляется в резервуаре в зависимости от принятого проектного решения.

8.5. При первом заполнении подземных резервуаров в каменной соли жидкими нефтепродуктами вытеснение рассола производится по центральной подвесной колонне.

8.6. При первом заполнении СУГ резервуаров шахтных хранилищ паровые пространства выработок-емкостей должны быть заполнены газовой средой, исключающей образование взрывчатых смесей с парами СУГ.

8.7. При первоначальном заполнении подземных резервуаров шахтных хранилищ в вечномерзлых породах продуктом с положительной температурой в результате смешивания с буферным объемом продукта температура смеси не должна превышать 0 °C.

9. Эксплуатация

9.1. Общие требования

9.1.1. Эксплуатация подземного хранилища должна осуществляться в соответствии с регламентом и инструкциями на периоды хранения, отбора и закачки продукта, технического обслуживания в штатном режиме, ремонтных работ и действий в аварийных условиях.

9.1.2. Производственный персонал должен быть специально обучен для безопасного выполнения своих обязанностей и проинструктирован о возможных неполадках и способах их устранения, а также обеспечен необходимыми схемами и инструкциями, средствами защиты и пожаротушения, спецодеждой, приборами и оборудованием.

Инструктаж по соблюдению правил безопасности должен проводиться и повторяться по мере необходимости. Аудиты по технике безопасности должны проводиться регулярно.

9.1.3. По мере накопления практического опыта или изменения условий эксплуатации инструкции для персонала следует корректировать или пересматривать.

9.1.4. В период проведения пусконаладочных работ во время комплексного опробования должно быть организовано круглосуточное дежурство обслуживающего персонала для наблюдения за состоянием технологического оборудования и принятия мер по своевременному устранению выявленных неисправностей, задействованы автоматические средства противоаварийной и противопожарной защиты.

9.1.5. Агрегаты разрешается пускать в работу, если оборудование полностью исправно, соблюдены требования безопасности производственных инструкций.

9.1.6. Для приемки хранилища в эксплуатацию назначается приемная комиссия. Факт приемки хранилища оформляется соответствующим актом.

9.1.7. Порядок контроля за эксплуатацией подземного хранилища определяется регламентом эксплуатации.

9.1.8. В период опытно-промышленной эксплуатации контроль осуществляет эксплуатационная служба подземного хранилища совместно с организацией-разработчиком проекта.

При этом следует контролировать состояние технологического оборудования, уточнять режимы закачки и отбора хранимого продукта, изменения давления на устье скважины при эксплуатации.

9.1.9. В период промышленной эксплуатации хранилища должны строго соблюдаться требования, предъявляемые к охране окружающей среды, и проектные технологические показатели.

9.1.10. В процессе эксплуатации должны контролироваться герметичность скважин, техническое состояние оборудования, проводиться инспекции контрольно-измерительных приборов и запорно-регулировочной аппаратуры и периодические определения вместимости резервуаров.

9.1.11. При проведении геофизических исследований в эксплуатационных скважинах, где имеется или ожидается избыточное давление, на устья должны устанавливаться противовыбросовые превенторы или лубрикаторы, рассчитанные на давление, превышающее максимальное эксплуатационное давление в резервуаре.

9.1.12. Обслуживающий персонал должен осуществлять контроль за безопасностью и режимом работы оборудования, устройств и систем измерения, обеспечивать своевременное и правильное ведение документации и отчетности по техническому обслуживанию и охране труда.

9.1.13. Запорная и регулирующая арматура на коммуникациях должна быть пронумерована согласно присвоенным им номерам в соответствующих принципиальных технологических схемах. Запорные устройства должны иметь указатели закрытия-открытия.

9.1.14. Необходимо разработать и придерживаться графика проведения периодических профилактических работ и проверок наземного и подземного оборудования, в том числе аварийных систем и устройств для обеспечения безопасности.

9.1.15. При обнаружении неисправностей должны своевременно выполняться работы по ремонту скважин подземных резервуаров, скважинного и устьевого оборудования.

9.1.16. При проведении ремонтных работ персонал, участвующий в ремонте, должен быть проинструктирован о порядке и правилах безопасного ведения работ.

9.1.17. Должен быть разработан план противоаварийных мероприятий и ликвидации аварий на случай свободного фонтанирования углеводородов, отказа оборудования, природных бедствий и несанкционированных вторжений в систему хранилища, который должен содержать:

- комплекс ежегодных противоаварийных испытаний, результаты которых документируются и используются для усовершенствования системы, отчеты по которым хранятся на площадке в течение 5 лет;

- процедуры для безопасного контроля и герметичного отключения сооружений подземного комплекса хранилищ от системы наземного комплекса;

- процедуру обучения персонала поведению и действиям в аварийных ситуациях.

9.1.18. Если устьевое оборудование эксплуатационных скважин и стволов находится в закрытых помещениях, то следует систематически проверять исправность газоанализаторов для обнаружения паров углеводородов.

9.1.19. На территории хранилища и в его окрестностях должен осуществляться отбор проб и анализ почвы, воды из наземных источников и контрольно-наблюдательных скважин и атмосферного воздуха, а также вестись наблюдения за уровнем подземных вод в контрольно-наблюдательных скважинах в соответствии с программой и проектом текущего мониторинга.

9.1.20. Для наблюдений за смещениями поверхности над выработками-емкостями должны проводиться инструментальные замеры по реперам геодинамического полигона или маркшейдерской станции с периодичностью, предусмотренной программой измерений.

9.2. Хранилища газа в каменной соли

9.2.1. На всех действующих резервуарах должен быть установлен предусмотренный регламентом эксплуатации режим закачки и отбора газа, обеспечивающий требуемую производительность с учетом:

- недопустимости гидратообразования в эксплуатационных скважинах;

- обеспечения работоспособности скважинного оборудования;

- обеспечения минимальных гидравлических потерь на трение по скважине;

- обеспечения регламентируемого темпа снижения давления в подземном резервуаре.

9.2.2. Для уменьшения износа внутренних поверхностей подвесных эксплуатационных колонн и скважинного оборудования скорость течения газа, как правило, не должна превышать 20 м/с, в исключительных случаях кратковременные ее значения могут составлять 35 м/с.

9.2.3. Для обеспечения длительной устойчивости подземной выработки темп снижения давления при отборе газа из резервуара не должен превышать величины 0,3 МПа/ч.

9.2.4. В процессе эксплуатации необходимо периодически, не реже одного раза в 10 лет, уточнять форму выработки-емкости каждого подземного резервуара, входящего в состав хранилища.

9.2.5. Форма выработки-емкости может периодически контролироваться при помощи звуколокатора или другой приемлемой техники, если они совместимы с оборудованием выработки.

9.2.6. Для определения формы выработки-емкости и вместимости подземного резервуара должен быть составлен план-график очередности проведения измерений.

9.2.7. Вместимость подземного резервуара определяется термодинамическим методом, заключающимся в закачке или отборе определенной порции газа с замером начальных и конечных значений давления и температуры.

9.2.8. При эксплуатации хранилища следует производить замер давления и температуры закачиваемого и отбираемого газа на устье эксплуатационной скважины. Предельная температура закачки газа на устье скважины не должна превышать 40 - 45 °C.

9.2.9. С момента пуска хранилища в промышленную эксплуатацию должен быть организован замер и учет количества закачиваемого и отбираемого газа, периодический отбор проб закачиваемого и отбираемого газа, расход газа на технологические операции, а также определение и учет всех безвозвратных потерь газа.

9.2.10. Для обеспечения требуемого объема выдачи природного газа из хранилища отбор газа осуществляется, как правило, одновременно из нескольких резервуаров. Количество резервуаров, из которых осуществляется одновременный отбор газа, определяется расчетным путем, исходя из максимально допустимого дебита отдельной эксплуатационной скважины.

9.2.11. Расчетный технологический режим закачки газа следует составлять с учетом неравномерности подачи газа по магистральному газопроводу и должен включать плановые средние показатели часовой и суточной производительности закачки газа в хранилище на весь период закачки.

9.2.12. Для снижения энергозатрат закачку газа осуществляют, как правило, одновременно в несколько подземных резервуаров. Количество подключаемых эксплуатационных скважин при заданной производительности закачки работающих компрессорных агрегатов определяется специальными расчетами.

9.2.13. Технологический график работы скважин составляется эксплуатационной службой подземного хранилища и согласовывается с организацией, осуществляющей авторский надзор.

9.2.14. Должен осуществляться учет суточных расходов газа отдельно по каждой эксплуатационной скважине и суммарного количества закачиваемого и отбираемого газа с ведением документации по учету газа и составлению баланса газа по хранилищу.

9.2.15. Учет количества газа, затрачиваемого на собственные нужды, проведение запланированных технологических операций, геофизических и научно-исследовательских работ, а также величины потери газа, вызванной аварийными ситуациями, производят соответствующие службы хранилища. Учетные сведения должны поступать не реже одного раза в месяц в эксплуатационную службу и регистрироваться в журнале баланса газа.

9.2.16. Устьевое оборудование скважин в процессе эксплуатации должно находиться под постоянным контролем. Во время профилактических осмотров особое внимание следует уделять межколонным давлениям и утечкам газа через фланцевые, резьбовые и сварные соединения, сальниковые уплотнения запорной арматуры. При обнаружении неисправностей и пропусков газа эксплуатационные скважины должны быть немедленно перекрыты и приняты меры по замене неисправных узлов и деталей или осуществлена передача скважины в ремонт.

9.2.17. Результаты контроля должны отражаться в специальном журнале. В случае выявления неисправностей руководителю предприятия должен вручаться рапорт.

9.2.18. При возникновении открытого газового фонтана на эксплуатационной скважине подземного резервуара персоналом хранилища должны быть приняты незамедлительные меры по его ликвидации в соответствии с требованиями плана противоаварийных мероприятий и ликвидации аварий, ПБ 08-624-03 [14] и местных инструкций.

9.2.19. Территория, на поверхности которой обнаружены газопроявления, должна быть немедленно ограждена от доступа людей, животных и техники. По периметру ограждения должны быть установлены знаки безопасности и плакаты: «Газ, взрывоопасно!».

9.2.20. Проектная оборачиваемость хранилища не препятствует его эксплуатации в газгольдерном режиме.

9.3. Хранилища нефти, нефтепродуктов и СУГ в каменной соли

9.3.1. Подземные резервуары для хранения нефти, нефтепродуктов и СУГ следует эксплуатировать по рассольной схеме с использованием, как правило, концентрированного рассола.

9.3.2. При вытеснении хранимого продукта неконцентрированным рассолом или водой необходимо учитывать изменение вместимости и конфигурации выработки-емкости за счет растворения соли, чтобы не превысить предельно допустимые размеры выработки-емкости по условию ее устойчивости.

9.3.3. Эксплуатацию подземных резервуаров для нефти и нефтепродуктов по рассольной схеме следует осуществлять путем закачки хранимого продукта по межтрубью между эксплуатационной и подвесной колоннами труб с одновременным отбором рассола по пространству подвесной колонны труб.

Эксплуатацию подземных резервуаров для СУГ, оборудованных двумя подвесными колоннами, следует осуществлять путем закачки хранимого продукта по межтрубью между эксплуатационной и внешней подвесной колоннами труб с одновременным отбором рассола по пространству центральной подвесной колонны. При отборе хранимого продукта движение рабочих сред следует осуществлять в обратном направлении.

9.3.4. В процессе операций по закачке и отбору продукта должны контролироваться следующие параметры:

- количество закачиваемого и отбираемого продукта и рассола;

- давление и температура в линиях закачки и отбора;

- качество закачиваемого и отбираемого продукта;

- плотность и химический состав отбираемого и закачиваемого рассола.

9.3.5. При закачке и отборе продукта скорость движения рабочих сред в трубных пространствах не должна превышать предельных значений, установленных в проекте хранилища.

9.3.6. На заключительном этапе закачки продукта во избежание переполнения подземного резервуара необходимо понизить производительность закачки.

9.3.7. Контроль за качеством хранимого продукта в подземных резервуарах должен производиться путем отбора проб, характеризующих среднее качество топлива во всем объеме резервуара. Периодичность анализов проб зависит от вида хранимого продукта. Первый анализ проб продукта следует выполнить через 6 месяцев после заполнения подземного резервуара, а последующие - через каждые 12 месяцев.

9.3.8. Во избежание кристаллизации солей в рассольной колонне на этапе закачки продукта необходимо осуществлять систематические промывки рассольной колонны труб водой, особенно в холодное время года. Длительность промывки должна составлять около часа один раз в 5 - 10 сут.

9.3.9. Для защиты водоемов, подземных вод и землеотводов от загрязнения рассолом, хранящимся в наземных рассолохранилищах, необходимо проводить периодические отборы проб из контрольно-наблюдательных скважин вокруг рассолохранилища. Периодичность отбора - не реже одного раза в месяц.

9.3.10. С целью исключения потерь хранимого продукта в подземных резервуарах необходимо ежесуточно вести наблюдения за изменением давления в рассольном и продуктовом пространствах на устье скважины, а также периодически (не реже одного раза в месяц) следить за уровнем границы раздела «продукт - рассол» в выработке-емкости.

9.3.11. При закачке СУГ отбираемый рассол из подземного резервуара должен быть отсепарирован с последующим сжиганием выделившегося хранимого продукта на свече.

9.3.12. При отборе СУГ, особенно хранимого продукта, к которому предъявляются высокие требования по чистоте (например, этилена), слой рассола, насыщенный хранимым продуктом, следует оставлять в подземном резервуаре. Объем не извлекаемого рассола определяется регламентом эксплуатации в каждом конкретном случае. При полном отборе хранимого продукта рассол должен быть отсепарирован с последующим отводом остатков продукта на свечу сжигания.

9.3.13. Измерения формы и размеров выработки-емкости звуколокатором следует проводить не реже одного раза в три года, поскольку концентрация рассола может меняться за счет изменения термодинамических условий в системе «скважина - выработка-емкость» и наличия влаги в закачиваемом продукте.

9.3.14. В процессе эксплуатации подземных резервуаров рекомендуется проводить проверку их герметичности с использованием гелиеметрии. Первое исследование необходимо провести через 12 мес после ввода резервуара в эксплуатацию, последующие - через каждые 24 мес.

9.4. Шахтные хранилища

9.4.1. Хранилища в породах с положительной температурой

9.4.1.1. Перед началом операций по приему продукта следует проверить работоспособность дыхательной аппаратуры, сигнализаторов горючих газов и максимального эксплуатационного давления в резервуаре (сигнализаторов уровня взлива), а также вентиляционных систем в закрытых помещениях на устьях эксплуатационных стволов и скважин.

Трубопроводы, по которым осуществляется слив в резервуар, должны быть заполнены продуктом соответствующего вида во избежание гидравлических ударов.

9.4.1.2. В процессе операций по приему-выдаче продукта следует в постоянном режиме контролировать давление на устьях эксплуатационных стволов и скважин и в каждой выработке-емкости.

9.4.1.3. В процессе хранения продукта в соответствии с утвержденным графиком следует осуществлять замеры температуры и отбора проб в трех уровнях слоя продукта.

9.4.1.4. В холодное время года при снижении темпа поступления продукта в выработку-емкость следует проверять состояние фильтра на сливном трубопроводе и оголовка дыхательной системы и при необходимости проводить их очистку от продуктов кристаллизации.

9.4.1.5. Следует проводить проверку автоматического включения водяных насосов или осуществлять их включение вручную при достижении предусмотренного проектом уровня воды в заборном зумпфе.

9.4.1.6. Если отбор продукта осуществляется насосами, расположенными в подземной насосной камере, перед их включением и при каждом посещении персоналом подземных выработок вентиляция должна включаться не менее чем за 1 ч до посещения.

Доступ персонала в подземные выработки разрешается только после достижения безопасной концентрации паров продукта в помещениях, предусмотренной санитарными нормами, правилами промышленной безопасности и охраны труда.

Вентиляция должна работать в течение всего периода пребывания людей в подземной выработке.

После завершения вентилирования выработок следует включить осушители или кондиционеры для восстановления тепло-влажностного режима в помещении подземной насосной камеры.

9.4.1.7. Следует проводить периодические наблюдения за уровнем или давлением в гидрозатворах, заполняющих подземное пространство выработок перед герметичными перемычками, а также в напорных галереях и скважинах гидрозавес.

9.4.1.8. По каждому резервуару должны осуществляться инвентаризация поступившего и отобранного продукта и анализироваться потери или увеличение количества продукта в резервуаре. В случае существенного или систематического отклонения в балансовых показателях следует провести аналитические исследования гидрогеологической обстановки в окрестности выработки-емкости с целью установления причины отклонений и разработки инженерных мероприятий для поддержания гидродинамического режима, обеспечивающего герметичность хранилища.

9.4.2. Хранилища в вечномерзлых породах

9.4.2.1. Для предотвращения растепления массива вечномерзлых пород при эксплуатации резервуара следует контролировать наличие расчетного буферного объема холодного продукта в выработке-емкости.

9.4.2.2. Вместимость резервуара должна определяться из расчета хранения активного и буферного объемов продукта.

9.4.2.3. При подземном хранении вязких жидких углеводородов рекомендуется применять депрессорные добавки, снижающие температуру застывания и вязкость хранимого продукта.

9.4.2.4. Допускается использовать локальный нагрев вязких углеводородов перед их подъемом на поверхность при обеспечении тепловой защиты подземного резервуара.

Приложение А
(рекомендуемое)

Принципиальные схемы выработок подземных хранилищ

r - радиус выработки-емкости; а - расстояние между центрами выработок-емкостей
1 - треугольная сетка; 2 - ромбическая сетка; 3 - квадратная сетка

1 - в одном уровне; 2 - в разных уровнях; 3 - двухъярусная на одной вертикальной скважине

Рисунок А.1 - Принципиальные схемы размещения подземных выработок-емкостей хранилищ в каменной соли (А - в плане, Б - в разрезе)

1 - выработка-емкость; 2 - вскрывающая выработка

Рисунок А.2 - Схема шахтного хранилища камерного типа с обособленной выработкой-емкостью для одного продукта

а - наклонный спиральный ствол; б - вертикальный ствол; в - наклонный ствол

Рисунок А.3 - Схемы вскрывающих выработок хранилищ шахтного типа

а - прямоугольно-сводчатая с полуциркульным сводом;

б - прямоугольно-сводчатая с коробовым сводом;

в - арочная (подковообразная);

г - трапециевидно-сводчатая;

д - прямоугольная;

е - трапециевидная;

ж - прямоугольно-трапециевидная;

з - прямоугольно- трапециевидная с наклонной кровлей;

и - круглая

Рисунок А.4 - Формы поперечных сечений выработок-емкостей шахтных хранилищ

Приложение Б
(рекомендуемое)

Оценка долговременной устойчивости выработки-емкости подземного резервуара в породном массиве, проявляющем реологические свойства

Б.1. Резервуары в каменной соли

Б.1.1. Максимально допускаемое давление pmax, Па, на уровне башмака обсадной колонны, создаваемое в резервуаре продуктом, определяется по формуле

pmax = grg (H - a),                                                             (Б.1)

где gf - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый в расчете:

0,85 - при спокойном или пластово-линзообразном залегании соли, когда надсолевая толща представлена непроницаемыми породами;

0,75 - в остальных случаях;

rr - усредненная плотность пород, залегающих выше башмака основной колонны, кг/м3;

Н - расстояние от поверхности земли до кровли выработки-емкости, м;

g - ускорение свободного падения, м/с2;

а - длина необсаженного участка скважины, м.

Б.1.2. Минимально допускаемое давление pmin, Па, на уровне кровли выработки-емкости, создаваемое в резервуаре продуктом, определяется по формуле

,                                                      (Б.2)

где gf - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый в расчете равным единице;

c и  - параметры уравнения состояния каменной соли, принимаемого в виде

;                                                  (Б.3)

;                                                                 (Б.4)

где                                        ;                                    (Б.5)

sn s1 + s2 + s3;                                                               (Б.6)

;                                       (Б.7)

en e1 + e2 + e3;                                                               (Б.8)

,                                                          (Б.9)

где si - интенсивность касательных напряжений, Па;

 - интенсивность касательных напряжений, соответствующая пределу длительной прочности при заданной сумме главных напряжений sv, Па;

ei - интенсивность деформации сдвига;

 - интенсивность деформации сдвига при  и бесконечно большом значении времени;

E - модуль деформации, Па;

n - коэффициент Пуассона;

en - объемная деформация;

s1s2s3 - главные напряжения, Па;

e1e2e3 - главные деформации.

Параметры уравнений (Б.3) и (Б.4), ; En определяются путем обработки результатов длительных испытаний образцов каменной соли, отобранных в интервале предполагаемой кровли выработки-емкости, при всестороннем неравнокомпонентном сжатии в условиях ползучести для постоянной суммы главных напряжений sn, вычисляемой по формуле

sn = 2grgH.                                                                 (Б.10)

Параметр  определяется по формуле

,                                                                     (Б.11)

где  - интенсивность деформации сдвига при разрушении образца для  и времени нагружения более 100 ч.

Б.1.3. Пролет выработки-емкости на уровне кровли l, м, определяется по формуле

,                                                                      (Б.12)

где Vadm - допустимый объем области запредельного деформирования (ОЗД) в окрестности кровли, где значение ei превысило величину , м3;

Vr - значение объема ОЗД в окрестности кровли резервуара при l = 1 м;

,                                                            (Б.13)

где gf - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый в расчете равным единице;

Pе - минимальное эксплуатационное давление, удовлетворяющее условию

Pmin £ Pe £ Pmax,

ab - безразмерные параметры, значения которых приведены в таблице Б.1 в зависимости от безразмерной величины d, определяемой по формуле

,                                                        (Б.14)

и от отношения высоты выработки-емкости h к пролету l.

Таблица Б.1

Значения параметров a и b

h/l

d

a · 105

b

3 и более

1,105

29,6

4,8

1,073

19,1

5,13

1,04

4,9

6,19

1

1,105

22,3

4,63

1,073

10,0

5,32

1,04

1,1

7,23

1/3

1,105

4,5

6,41

1,073

1,5

7,34

1,04

0,72

7,37

При значениях d, отличающихся от приведенных в таблице Б.1, по формуле (Б.13) вычисляются объемы ОЗД для двух ближайших d, линейной интерполяцией находится необходимое значение Vr и по формуле (Б.12) определяется пролет выработки-емкости l.

На основании опыта эксплуатации резервуаров в каменной соли рекомендуется принимать Vadm = 700 м3. Если вычисленное по формуле (Б.13) значение Vr меньше 1,37·10-3, то следует принимать Vr = l,37·10-3.

Б.1.4. Для оценки длительной устойчивости выработки-емкости в породном массиве выделяется зона ее влияния, для которой строится геомеханическая модель. Элементами модели являются фрагменты массива, выделенные по характерным для них литологическим признакам. Методами механики сплошных сред рассчитывается напряженно-деформированное состояние в окрестности выработки-емкости заданной формы при пролете кровли l, минимальном эксплуатационном давлении Pe, уравнении состояния пород (Б.3), (Б.4).

Длительная устойчивость выработки-емкости будет обеспечена на весь период эксплуатации, если будут выполнены следующие условия (критерии устойчивости):

- не вся поверхность выработки принадлежит ОЗД;

- объем ОЗД в кровле не превышает величины Vadm;

- максимальный размер ОЗД в кровле в направлении, нормальном поверхности выработки-емкости, не превышает 0,04l;

- растягивающие напряжения в породном массиве не превышают прочности породы при растяжении.

Взаимовлияние выработок-емкостей не учитывается при оценке их устойчивости, если выполняется условие:

b > lmax + l1 + l2,                                                               (Б.15)

где b - кратчайшее расстояние между контурами соседних выработок-емкостей, м;

lmax - максимальный пролет соседних выработок-емкостей, м;

l1l2 - наибольший размер ОЗД в глубь целика по нормали к поверхности для каждой из двух соседних выработок-емкостей соответственно, м.

Если критерии устойчивости не выполняются, то значения минимального эксплуатационного давления увеличиваются и расчет повторяется.

Б.2. Шахтные резервуары в вечномерзлых породах

Для оценки длительной устойчивости системы горизонтальных протяженных выработок пролетом l, высотой h, целиком b, кровля которых располагается на глубине H от поверхности земли, используются уравнения состояния мерзлых пород в виде (Б.3) и (Б.4). Методами механики сплошных сред определяется напряженно-деформированное состояние породного массива в окрестности выработки-емкости. Устойчивость выработки-емкости будет обеспечена, если выполняются следующие условия:

- не вся поверхность выработки принадлежит ОЗД;

- максимальный размер ОЗД в кровле в направлении, нормальном поверхности выработки, не превышает 0,03l;

- растягивающие напряжения в породном массиве не превышают прочности породы при растяжении;

- максимальное опускание кровли не превышает 0,0175l.

Приложение В
(обязательное)

Расстояния между устьями эксплуатационных скважин и стволов подземных резервуаров до объектов, не входящих и входящих в состав подземного хранилища

Таблица B.1

Расстояния до объектов, не входящих в состав хранилищ нефти и нефтепродуктов

Здания и сооружения

Расстояние, м

от устьев эксплуатационных скважин в каменной соли

от устьев эксплуатационных стволов, шурфов и скважин шахтных резервуаров в породах с положительной температурой и в вечномерзлых породах

Общественные и жилые здания

250

200

Здания и сооружения соседних предприятий

150

100

Лесные массивы:

 

 

а) хвойных пород;

100

100

б) лиственных пород

20

20

Железные дороги:

 

 

а) станции;

200

150

б) разъезды и платформы;

100

80

в) перегоны

75

60

Автодороги:

 

 

а) I - III категории;

100

75

б) IV и категории

50

40

Склады лесных материалов, торфа, сена, волокнистых веществ, соломы, а также участки открытого залегания торфа

125

100

Таблица В.2

Расстояния до объектов, не входящих в состав хранилищ газа и СУГ

Здания и сооружения

Расстояние, м

от устьев эксплуатационных скважин в каменной соли

от устьев эксплуатационных стволов, шурфов и скважин шахтных резервуаров

для газа

для СУГ

Общественные и жилые здания

300

500

375

Здания и сооружения соседних предприятий

200

250

200

Лесные массивы:

 

 

 

а) хвойных пород;

50

100

75

б) лиственных пород

20

30

25

Железные дороги:

 

 

 

а) станции;

300

500

375

б) разъезды и платформы;

100

100

75

в) перегоны

40

80

60

Автодороги:

 

 

 

а) I - III категории;

60

60

50

б) IV и V категории

25

50

40

Склады лесных материалов, торфа, сена, волокнистых веществ, соломы, а также участки открытого залегания торфа

100

100

100

Примечания

1. Расстояния от стволов и скважин шахтных резервуаров необходимо отсчитывать от их центральных осей.

2. Расстояние от устья эксплуатационной скважины резервуара в каменной соли следует отсчитывать от внутренней поверхности гребня обвалования вокруг оголовка скважины.

Таблица В.3

Расстояния до объектов, входящих в состав хранилищ газа и СУГ

Здания и сооружения

Расстояние, м

от устьев эксплуатационных скважин резервуаров в каменной соли

от устьев эксплуатационных стволов, шурфов и скважин шахтных резервуаров

для газа

для СУГ

Сливоналивные причалы и пирсы

50

100

75

Железнодорожные сливоналивные эстакады, складские здания для нефтепродуктов в таре

20

40

30

Сливоналивные устройства для автоцистерн, продуктовые насосные станции, компрессорные, канализационные насосные станции производственных сточных вод, разливочные, расфасовочные и раздаточные, установки для испарения и смешения газов

20

40

30

Водопроводные и противопожарные насосные станции, пожарное депо и посты, противопожарные водоемы (до люка резервуара или места забора воды из водоема)

40

40

30

Здания и сооружения I и II степени огнестойкости с применением открытого огня

50

60

50

Прочие здания и сооружения

40

40

40

Рассолохранилища (открытые)

40

40

-

Ограждение резервуара

15

15

15

Примечания 1 и 2 таблицы В.2 распространяются и на данную таблицу.

Приложение Г
(рекомендуемое)

Определение объема выброса нефти, нефтепродуктов и СУГ при аварийной разгерметизации устья эксплуатационной скважины хранилища в каменной соли

Объем выброса продукта хранения Ve, м3, при аварийной разгерметизации устьевой обвязки скважины допускается определять по формуле

,                                               (Г.1)

где V - объем выработки, м3;

Dp - изменение давления внутри резервуара при разгерметизации устьевой обвязки, Па;

e - степень заполнения резервуара продуктами (в долях единицы);

cb - изотермический коэффициент сжимаемости рассола, 1/Па, для концентрированного рассола допускается принимать равным 2,3·10-10 1/Па;

cp - изотермический коэффициент сжимаемости продукта, 1/Па, допускается принимать равным (8 - 12)·10-10 1/Па, где нижние значения коэффициента относятся к дизельным топливам, верхние - к бензинам; для СУГ следует принимать по имеющимся справочным данным;

Ks - коэффициент концентрации напряжений на контуре выработки-емкости, принимаемый равным:

- для выработок-емкостей сферической или близкой к сферической формы - 1,5;

- для выработок-емкостей, вытянутых вдоль оси скважины (цилиндрической или близкой к ней формы) - 2;

Е - модуль деформации каменной соли, Па.

Примечание - При расчете вместимости обвалования уровень разлившейся жидкости при максимальном объеме излива следует принимать ниже верхней отметки гребня обвалования на 0,2 м.

Высота обвалования должна быть не менее 1 м и ширина по верху насыпи не менее 0,5 м.

Приложение Д
(рекомендуемое)

Технологические схемы строительства выработок-емкостей хранилищ в каменной соли

1 - основная обсадная колонна;

1 - основная обсадная колонна;

2 - кровля соляного пласта;

2 - кровля соляного пласта;

3 - внешняя подвесная рассолоподъемная колонна;

3 - внешняя подвесная водоподающая колонна;

4 - слой нерастворителя;

4 - слой нерастворителя;

5 - центральная подвесная водоподающая колонна;

5 - центральная подвесная рассолоподъемная колонна;

6 - контур выработки-емкости;

6 - контур выработки-емкости;

I...V - ступени растворения

I...V - ступени растворения

Рисунок Д.1 - Технологическая схема создания выработки-емкости ступенями, снизу вверх, с перемещением подвесных колонн на каждой ступени при прямоточном (а) и противоточном (б) режимах подачи растворителя

1 - основная обсадная колонна;

1 - основная обсадная колонна;

2 - кровля соляного пласта;

2 - кровля соляного пласта;

3 - внешняя подвесная рассолоподъемная колонна;

3 - внешняя подвесная водоподающая колонна;

4 - слой нерастворителя;

4 - слой нерастворителя;

5 - центральная подвесная водоподающая колонна;

5 - центральная подвесная рассолоподъемная колонна;

6 - контур промежуточных ступеней развития выработки;

6 - контур промежуточных ступеней развития выработки;

7 - окончательный контур выработки-емкости;

7 - окончательный контур выработки-емкости;

I...- ступени растворения

I...V - ступени растворения

Рисунок Д.2 - Технологическая схема создания выработки-емкости ступенями, снизу вверх, с перемещением внешней подвесной колонны на каждой ступени при прямоточном (а) и противоточном (б) режимах подачи растворителя

1 - основная обсадная колонна;

1 - основная обсадная колонна;

2 - кровля соляного пласта;

2 - кровля соляного пласта;

3 - внешняя подвесная рассолоподъемная колонна;

3 - внешняя подвесная водоподающая колонна;

4 - слой нерастворителя;

4 - слой нерастворителя;

5 - центральная подвесная водоподающая колонна;

5 - центральная подвесная рассолоподъемная колонна;

6 - контур промежуточных ступеней развития выработки;

6 - контур промежуточных ступеней развития выработки;

7 - окончательный контур выработки-емкости;

7 - окончательный контур выработки-емкости;

I...V - ступени растворения

I...- ступени растворения

Рисунок Д.3 - Технологическая схема создания выработки-емкости ступенями, снизу вверх, без перемещения подвесных колонн при прямоточном (а) и противоточном (б) режимах подачи растворителя

1 - основная обсадная колонна;

1 - основная обсадная колонна;

2 - кровля соляного пласта;

2 - кровля соляного пласта;

3 - внешняя подвесная рассолоподъемная колонна;

3 - внешняя подвесная водоподающая колонна;

4 - слой нерастворителя;

4 - слой нерастворителя;

5 - центральная подвесная водоподающая колонна;

5 - центральная подвесная рассолоподъемная колонна;

6 - контур промежуточных ступеней развития выработки;

6 - контур промежуточных ступеней развития выработки;

7 - окончательный контур выработки-емкости;

7 - окончательный контур выработки-емкости

I...V - ступени растворения

I...IV - ступени растворения

Рисунок Д.4 - Технологическая схема создания выработки-емкости ступенями, сверху вниз, без перемещения подвесных колонн при прямоточном (а) и противоточном (б) режимах подачи растворителя

1 - основная обсадная колонна;

1 - основная обсадная колонна;

2 - кровля соляного пласта;

2 - кровля соляного пласта;

3 - внешняя подвесная рассолоподъемная колонна;

3 - внешняя подвесная водоподающая колонна;

4 - слой нерастворителя;

4 - слой нерастворителя;

5 - центральная подвесная водоподающая колонна;

5 - центральная подвесная рассолоподъемная колонна;

6 - контур промежуточных ступеней развития выработки;

6 - контур промежуточных ступеней развития выработки;

7 - окончательный контур выработки-емкости;

7 - окончательный контур выработки-емкости;

I...V - ступени растворения

I...- ступени растворения

Рисунок Д.5 - Технологическая схема создания выработки-емкости ступенями, сверху вниз, с перемещением внешней подвесной колонны на каждой ступени при прямоточном (а) и противоточном (б) режимах подачи растворителя

1 - основная обсадная колонна;

1 - основная обсадная колонна;

2 - кровля соляного пласта;

2 - кровля соляного пласта;

3 - внешняя подвесная рассолоподъемная колонна;

3 - внешняя подвесная водоподающая колонна;

4 - слой нерастворителя;

4 - слой нерастворителя;

5 - центральная подвесная водоподающая колонна;

5 - центральная подвесная рассолоподъемная колонна;

6 - контур промежуточных ступеней развития выработки;

6 - контур промежуточных ступеней развития выработки;

7 - окончательный контур выработки-емкости;

7 - окончательный контур выработки-емкости;

I...V - ступени растворения

I...V - ступени растворения

Рисунок Д.6 - Технологическая схема создания выработки-емкости по комбинированному способу без перемещения подвесных колонн при прямоточном (а) и противоточном (б) режимах подачи растворителя

Приложение Е
(справочное)

Номограмма для определения отношения объема соли к объему закачанной воды (a) по плотности и температуре выходящего рассола

Приложение Ж
(справочное)

Таблица для определения концентрации рассола по замеренной плотности при 20 °C

Плот­ность, г/см3

Концен­трация, г/л

Плот­ност, г/см3

Концен­трация, г/л

Плот­ност, г/см3

Концен­трация, г/л

Плот­ност, г/см3

Концен­трация, г/л

Плот­ност, г/см3

Концен­трация, г/л

Плот­ност, г/см3

Концен­трация, г/л

Плот­ност, г/см3

Концен­трация, г/л

 

 

1,027

41,233

1,055

81,517

1,082

124,576

1,110

168,305

1,142

221,328

1,174

274,543

1,002

3,211

1,028

42,694

1,056

82,450

1,083

126,156

1,111

170,835

1,143

222,946

1,175

276,250

1,003

5,284

1,029

44,165

1,057

84,557

1,084

127,736

1,112

172,915

1,144

224,970

1,176

277,963

1,004

6,570

1,030

45,633

1,058

86,634

1,085

129,318

1,113

175,835

1,145

226,201

1,177

279,676

1,005

8,219

 

 

1,059

88,711

 

 

1,114

175,471

1,146

227,830

1,178

281,389

 

 

1,031

47,138

 

 

1,086

130,891

1,115

177,011

1,147

229,460

1,179

283,104

1,006

9,863

1,032

48,659

1,060

90,63

1,087

132,460

1,116

178,560

1,148

231,091

1,180

284,568

1,007

11,507

1,033

50,182

1,061

92,319

1,088

134,029

1,117

180,680

1,149

232,708

1,181

286,632

1,008

13,151

1,034

51,705

1,062

94,004

1,089

135,598

1,118

182,680

1,150

234,350

1,182

287,496

1,009

14,795

1,035

53,162

1,063

95,691

 

 

1,119

184,790

1,151

236,016

1,183

288,980

1,010

16,439

1,036

54,619

1,064

97,109

1,090

137,095

1,120

185,240

1,152

237,665

1,184

290,424

 

 

1,037

56,076

1,065

98,517

1,091

138,629

1,121

186,350

1,153

239,314

1,185

291,888

1,011

17,899

1,038

57,533

1,066

99,945

1,092

140,163

1,122

187,910

1,154

240,963

1,186

293,352

1,012

19,358

1,039

58,920

1,067

101,365

1,093

141,697

1,123

189,470

1,155

242,613

1,187

294,816

 

 

1,040

60,447

1,068

102,906

 

 

1,124

191,029

1,156

244,274

1,188

296,298

1,013

20,818

1,041

61,901

1,069

104,447

1,094

143,307

1,125

193,129

1,157

245,935

1,189

298,837

1,014

22,278

 

 

1,070

105,988

1,095

144,950

1,126

195,229

1,158

247,596

1,190

300,495

1,015

23,738

1,042

63,434

 

 

1,096

146,593

1,127

197,330

1,159

249,450

1,191

302,251

1,016

25,197

1,043

65,018

1,071

107,535

 

 

1,128

198,930

1,160

250,915

1,192

304,008

1,017

26,657

1,044

66,602

1,072

109,086

1,097

148,266

1,129

200,350

1,161

253,216

1,193

306,765

1,018

28,117

 

 

1,073

110,637

1,098

150,210

1,130

202,130

1,162

254,256

1,194

307,400

1,019

29,576

1,045

67,983

1,074

112,388

1,099

152,154

1,131

203,670

1,163

255,926

1,195

309,275

 

 

1,046

69,421

 

 

1,100

154,098

1,132

205,420

1,164

257,617

1,196

311,038

1,020

31,036

1,047

70,979

1,075

113,749

1,101

155,998

1,133

207,170

1,165

259,306

1,197

312,451

1,021

32,477

1,048

72,472

1,076

115,311

1,102

157,093

1,134

208,920

1,166

260,995

1,198

313,864

1,022

33,928

1,049

73,957

1,077

116,373

1,103

158,598

1,135

210,670

1,167

262,665

1,199

315,277

1,023

35,390

1,050

75,473

1,078

118,435

1,104

160,512

1,136

212,124

1,168

264,354

1,200

316,700

 

 

1,051

76,971

 

 

1,105

161,672

1,137

213,578

1,169

266,043

 

 

1,024

36,838

1,052

78,469

1,079

119,977

1,106

163,792

1,138

215,038

1,170

267,732

 

 

1,025

38,299

 

 

1,080

121,504

1,107

164,712

1,139

216,486

1,171

269,427

 

 

1,026

39,761

1,053

79,593

1,081

123,031

1,108

166,245

1,140

218,100

1,172

271,129

 

 

 

 

 

 

 

 

1,109

167,775

1,141

219,414

1,173

272,836

 

 

Примечание - Если температура проб рассола отличается от 20 °C, то для пересчета плотности следует пользоваться справочными таблицами.

Приложение И
(рекомендуемое)

Документы контроля процесса создания выработки-емкости хранилища в каменной соли

Форма И.1

Сменный рапорт о работе скважины №______________

Дата  ______________

Смена от 8.00 до 16.00

№ п/п

Время замеров, ч-мин

Давление, МПа

Режим работы

Температура, °C

Коли­чество нераство­римых вклю­чений, см3

Произво­дительность скважины, м3

Плотность рассола, г/см3

Примечание

в линии раство­рителя

в линии нераство­рителя

в рассольной линии

«проти­воток» или «прямоток»

раство­рителя

рас­сола

по нераство­рителю

по рассолу

                         

 

Форма И.2

Журнал роста выработки по скважине №_________________

№ п/п

Дата

Время работы смены, ч

Чистое время работы,

ч-мин

Количество закачанного в скважину растворителя, м3

Количество выданного из скважины рассола, м3

Среднесменная концентрация раствора, т/м3

Количество добытой соли в смену, т

Вынос нерастворимых включений, м3

Объем выработки, м3

Положение подвесных колонн от нижнего фланца обсадной колонны, м

 

 

от

до

в смену

от начала раство­рения

в смену

от начала растворения

в смену

от начала растворения

в смену

от начала раство­рения

в смену

от начала раство­рения

в смену

от начала раство­рения

внеш­ней

внутрен­ней

в том числе

в том числе

в том числе

в том числе

всего

через подвесную колонну

всего

через подвесную колонну

всего

через подвесную колонну

всего

через подвесную колонну

внеш­нюю

внутрен­нюю

внеш­нюю

внутрен­нюю

внеш­нюю

внутрен­нюю

внеш­нюю

внутрен­нюю

                                                     

Примечание - Заполняется лабораторией по результатам работы каждой смены на основании показаний расходомеров и среднесменной пробы концентрации рассола.


 

Форма И.3

Движение нерастворителя и перемещение подвесных колонн по скважине №______________

№ п/п

Дата

Положение подвесных колонн от нижнего фланца обсадной колонны, м

Уровень нерастворителя от нижнего фланца обсадной колонны, м

Нерастворитель (наименование)

Уровень нераство­рителя в момент отбивки контакта, м

Общее количество нераство­рителя в момент отбивки контакта, м3

Причина изменения количества нераство­рителя

Примечание

внеш­ней

внутрен­ней

 

плот­ность, г/см

изменение количества, м3

закачка

отбор

общее коли­чество

                         

Примечание - Заполняется сменным мастером после каждой очередной закачки или отбора нерастворителя, а также после изменения положения подвесных колонн или уровня нерастворителя.

Форма И.4

Журнал баланса времени по скважине №______________

№ п/п

Дата

Продолжительность создания выработки, ч-мин

Продолжительность непредвиденных работ, ч-мин

Простой, ч

Примечание

чистое время раство­рения

спуско-подъ­емные операции

подкачка нераство­рителя

подбаш­мачный контроль

геофизи­ческие работы

спуско-подъемные операции

геофизи­ческие работы

прочие

всего

причина простоя

 

                         

Примечание - Заполняется старшим мастером по результатам работы за одни сутки.

Приложение К
(рекомендуемое)

Расчет толщины ледяной облицовки

Толщина ледяной облицовки определяется по формуле

,                                                  (К.1)

где t - расчетный период времени намораживания, с;

ar - коэффициент температуропроводности вечномерзлых пород, м2/с;

b - толщина ледяной облицовки, м;

w - скрытая теплота замерзания воды, Дж/м3;

K - коэффициент отношения плотности льда к плотности воды, определяется по формуле

,                                                                     (К.2)

ri - плотность льда, кг/м3;

rw- плотность воды, кг/м3;

- поверхность теплообмена воды с породой, м2;

Vw - объем воды, сливаемой в выработки-емкости, м3;

Cw- объемная теплоемкость воды, Дж/(м3·°C);

t - температура воды, сливаемой в выработку-емкость, °C;

tp - температура фазового перехода воды в лед, °C;

lr - коэффициент теплопроводности вечномерзлых пород, Вт/м·°C;

tr - естественная температура вечномерзлых пород, °C.

Максимально допустимую температуру воды tmax, °C, сливаемой в выработки-емкости для намораживания ледяной облицовки, следует определять по формуле

,                                                  (К.3)

где Sq - площадь почвы выработок-емкостей, м2;

Sw - суммарная площадь стен выработок-емкостей, м2;

Q - производительность заполнения выработок-емкостей водой, м3/с;

V - объем выработок-емкостей, м3.

Приложение Л
(рекомендуемое)

Форма акта испытания на герметичность резервуара в каменной соли

 

УТВЕРЖДАЮ

 

Руководитель организации-заказчика

 

м.п. (подпись)_____________________

ф.и.о.

 

«_____»______________________200 г.

АКТ
испытания на герметичность резервуара в каменной соли

____________________

место составления акта

«   »_________200 г.

Мы, нижеподписавшиеся, представители исполнителя работ _________________________

(должность, ф.и.о.)

Заказчика _______________________________________________________________________

________________________________________; проектной организации __________________

(должность, ф.и.о.)

_________________________________   _____________________________________________

   (наименование привлеченной организации)                                         (должность, ф.и.о.)

провели в период с________ по ___________ 200 г. работы по испытанию резервуара № _______ на герметичность при следующих исходных данных:

1. Глубина расположения почвы выработки-емкости ............................................................. м

2. Вместимость подземного резервуара ................................................................................... м3

3. Диаметр зацементированной эксплуатационной колонны (наружный) ......................... мм

4. Глубина спуска зацементированной эксплуатационной колонны (длина колонны) ....... м

5. Диаметр (наружный) внешней подвесной колонны .......................................................... мм

6. Глубина спуска внешней подвесной колонны ..................................................................... м

7. Диаметр (наружный) центральной подвесной колонны ................................................... мм

8. Глубина спуска центральной подвесной колонны ............................................................... м

9. Компоновка зацементированной эксплуатационной колонны по маркам стали и толщина стенок в интервалах ......................................................................................................... м

10. Тип резьбы и тип смазки резьб на заводе и при спуске колонн ...........................................

11. Уровень подъема тампонажного раствора за зацементированной эксплуатационной колонной ........................................................................................................................................... м

12. Глубина кровли подземной выработки-емкости ................................................................ м

13. Глубина уровня контакта «испытательный флюид - рассол» ........................................... м

Работы по испытанию проводились при следующих условиях:

- испытания скважины производились методом .........................................................................

- испытания выработки производились методом .......................................................................

- вид продукта, используемого в качестве испытательного флюида, его объем и плотность ................................................................................................................................................ м3, кг/м3

- давление испытательного флюида на устье в межтрубном пространстве между зацементированной эксплуатационной и внешней подвесной колоннами

следовало поднять до ........................................................................................................... МПа

фактически поднято до ........................................................................................................ МПа

- время выдержки системы «скважина - выработка» под давлением, МПа ........................... ч

- объем и плотность рассола, закачанного в подземный резервуар для увеличения давления до испытательного .............................................................................................. м3, кг/м3

- расчетная величина коэффициента сжимаемости испытательного флюида. ..... м3/МПа

- величина коэффициента сжимаемости системы «выработка-емкость - скважина» ................................................................................................................................................. м3/МПа

После достижения испытательного давления зафиксировано следующее

Время, ч

Давление рассола в центральной подвесной колонне, МПа

Давление испытательного флюида в межтрубном пространстве между зацементированной эксплуатационной и внешней подвесной колоннами, МПа

Давление рассола в межтрубном пространстве внешней и центральной подвесных колонн, МПа

Через 1 ч

 

 

 

Через 2 ч

 

 

 

Через 3 ч

 

 

 

 

Через 12 ч

 

 

 

Через 24 ч

 

 

 

Через 36 ч

 

 

 

Через 48 ч

 

 

 

Через 60 ч

 

 

 

Через 72 ч

 

 

 

Через 84 ч

 

 

 

Через 96 ч

 

 

 

- средний темп падения давления испытательного флюида в межтрубном пространстве за последние 12 ч ......................................................................................................................... МПа/ч

- расчетная величина падения давления испытательного флюида в межтрубном пространстве за последние сутки испытания ................................................................... МПа/сут

- расчетная утечка массы испытательного флюида в процессе испытаний на герметичность ................................................................................................................................................... кг/сут

Подземный резервуар (скважина) (не) выдержал(а) испытания и комиссией признан(а) (не) герметичным(ой) и (не) пригодным(ой) к эксплуатации.

Подписи

Приложение М
(рекомендуемое)

Форма акта испытания на герметичность шахтного резервуара в породах с положительной температурой

 

УТВЕРЖДАЮ

 

Руководитель организации-заказчика

 

м.п. (подпись)_____________________

ф.и.о.

 

«_____»_____________________200 г.

АКТ
испытания на герметичность шахтного резервуара
в породах с положительной температурой

____________________

место составления акта

«   »_________200 г.

Мы, нижеподписавшиеся, представители __________________________________________

исполнителя работ _______________________________________________________________

(должность, ф.и.о.)

заказчика _______________________________________________________________________

(должность, ф.и.о.)

проектной организации ___________________________________________________________

(должность, ф.и.о.)

________________________________________________________________________________

(наименование привлеченной организации)

Составили настоящий акт о том, что в период

с «____»______________200 г. по «___»______________200 г.

проведено испытание на герметичность подземного резервуара

________________________________________________________________________________

(название)

Резервуар предназначен для хранения ____________________________________________

(вид хранения)

Рабочее давление в резервуаре _____________ МПа, наибольшая абсолютная отметка кровли выработок-емкостей ___________ м.

Гидронаблюдательные скважины №№ ____________________________________________

оборудованы на _________________________ водоносный горизонт (комплекс), вмещающий

(название)

выработки-емкости.

Гидронаблюдательные скважины №№ ____________________________________________

оборудованы на _______________водоносный горизонт (комплекс), залегающий над кровлей

(название)

выработок-емкостей.

Результаты наблюдений за уровнем __________________ водоносного (ых) горизонта (ов)

(название)

приведены в таблицах M.1, M.2.

Таблица М.1

№ п/п

Дата наблюдений

Абсолютная отметка уровней воды, м

Примечание

Подпор воды на кровлю выработок-емкостей, м

скв. №

скв. №

скв. №

скв. №

скв. №

скв. №

 

 

 

 

 

 

 

 

До начала строительства

 

 

 

 

 

 

 

 

После окончания строительства

Результаты наблюдений показывают, что подпор подземных вод на кровлю выработок-емкостей на ........ МПа превышает рабочее давление продукта в подземном резервуаре.

Подземный резервуар признан герметичным (не герметичным).

Подписи

Таблица М.2

№ ступени

Дата наблюдений

Время испытаний,

ч-мин

Давление, МПа

Температура, °C

Отметка уровня воды в выработке-емкости, м

Уровень воды по скважинам, м

начало

конец

начало

конец

начало

конец

начало

конец

начало

конец

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты пневматических испытаний показывают, что подземный резервуар признан герметичным (не герметичным).

Подписи

Приложение Н
(рекомендуемое)

Форма акта испытания на герметичность шахтного резервуара в вечномерзлых породах

 

УТВЕРЖДАЮ

 

Руководитель организации-заказчика

 

м.п. (подпись)_____________________

ф.и.о.

 

«_____»_____________________200 г.

АКТ
испытания на герметичность шахтного резервуара в вечномерзлых породах

____________________

место составления акта

«   »_________200 г.

 

Мы, нижеподписавшиеся, представители __________________________________________

исполнителя работ _______________________________________________________________

(должность, ф.и.о.)

заказчика _______________________________________________________________________

(должность, ф.и.о.)

проектной организации ___________________________________________________________

(должность, ф.и.о.)

Составили настоящий акт в том, что в период

с «____»______________200 г. по «___»______________200 г.

проведено испытание подземного резервуара № ___ на герметичность.

Резервуар предназначен для хранения ____________________________________________

(вид продукта)

Наибольшая и наименьшая отметки почвы выработок-емкостей, ______________________ м.

Опытные наливы произведены в шпуры:

№ ____ глубиной ________ м   № ______ глубиной _______ м.

В шпуры заливалось ___________________________________________________________

(испытательная жидкость)

Размещение шпуров в выработках-емкостях показано на прилагаемой схеме.

Результаты наблюдений за уровнем испытательной жидкости за ___________ приведены в

(период)

таблице Н.1.

Таблица Н.1

№ п/п

Дата наблюдений

Отметка уровня испытательной жидкости, м

Примечание

шпур №

шпур №

шпур №

шпур №

шпур №

шпур №

шпур №

                   

По результатам наблюдений установлено, что понижение уровня испытательной жидкости в контрольных шпурах за 10 сут, не считая первых двух, составило ........... см.

Результаты наблюдений за уровнем воды во вскрывающей выработке приведены в таблице Н.2.

Таблица Н.2

№ п/п

Дата наблюдений

Отметка уровня воды во вскрывающей выработке, м

Примечание

По результатам наблюдений установлено, что понижение уровня воды во вскрывающей выработке, не считая первых двух суток, составило ....... см.

Подземный резервуар признан герметичным (не герметичным).

Подписи

Библиография

[1]

Строительные нормы и правила СНиП 2.01.07-85*

Нагрузки и воздействия

[2]

Строительные нормы и правила СНиП 2.01.09-91

Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах

[3]

Строительные нормы и правила СНиП 2.06.09-84

Тоннели гидротехнические

[4]

Строительные нормы и правила СНиП 2.11.03-93

Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы

[5]

Строительные нормы и правила СНиП II-7-81*

Строительство в сейсмических районах

[6]

Строительные нормы и правила СНиП II-94-80

Подземные горные выработки

[7]

Строительные нормы и правила СНиП 12-01-2004

Организация строительства

[8]

Строительные нормы и правила СНиП 3.01.04-87

Приемка в эксплуатацию законченных строительством объектов

[9]

Строительные нормы и правила СНиП 3.02.03-84

Подземные горные выработки

[10]

Строительные нормы и правила СНиП 34-02-99

Подземные хранилища газа, нефти и продуктов их переработки

[11]

Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.4.1110-02

Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения

[12]

Свод правил ОАО «Газпром» СП 34-106-98

Подземные хранилища газа, нефти и продуктов их переработки

[13]

Руководящий документ Госгортехнадзора России

РД 07-603-03

Инструкция по производству маркшейдерских работ

[14]

Правила безопасности Госгортехнадзора России

ПБ 08-624-03

Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности

Ключевые слова: подземные хранилища, газ, нефть, продукты переработки, непроницаемые и устойчивые горные породы, каменная соль, подземный комплекс, проектирование, строительство, эксплуатация, нормы, правила