Техника - молодёжи 1963-04, страница 40

подземных дорог которого превышает 100 км. По этим дорогам снуют тяжелые автомашины, на перекрестках висят светофоры, а наверху — огромный город с тяжелыми небоскребами... А в Закарпатье на глубине -300 м еще до революции прямо в соляном пласте была вырублена церковь.

Но не окажется ли строительство подземных «кладовых» труднее, чем металлических?

КАМЕРЫ ПОД ЗЕМЛЕЙ

Еще в 1909 году в России применяли оригинальный способ добычи соли с большой глубины. Для этого бурили скважину с заходом в соляной пласт, затем обсаживали ее трубами, а пространство между скважиной и трубами цементировали. В обсаженную скважину почти до забоя опускали колонну труб меньшего диаметра — и установка готова.

Теперь по центральной трубе в соляной пласт закачивают воду, она растворяет соль, и получившийся рассол по зазору между трубами выходит наверх. Но для создания подземных емкостей этот метод не годится. Ведь постепенно получившаяся камера заполняется рассолом, который, будучи тяжелее пресной воды, опускается вниз. Порции «свежей» воды «всплывают» в рассоле. Вода усиленно размывает верхнюю часть камеры — потолочину—и почти не растворяет дна. В конечном итоге камера приобретает вид конуса вершиной вниз. Диаметр же потолочины за год может достигнуть 100 м, а при этом возникает опасность обрушения. Ясно, что такой метод размыва не годится для создания подземных хранилищ. Для них нужны управляемые способы выщелачивания соляных пластов.

Но прежде посмотрим, какие требования предъявляются к таким хранилищам? Прежде всего они должны быть герметичными и сохранять устойчивость под действием горного давления. Подземные емкости желательно располагать поближе к поверхности, чтобы легче закачивать и отбирать нефтепродукты. Для сжиженных газов, хранящихся под давлением, наивыгоднейшая глубина может быть рассчитана. Скажем, для бутана она 30—60 м, для пропана — 80—100 м. Практически же глубина определяется залеганием соляных пластов. В мировой практике известны случаи создания емкостей на глубине 2,5 км. Емкости хранилищ могут быть огромными. Чаще они делаются многокамерными, тогда они пригодны для хранения различных продуктов. Объем отдельных камер — 80—100 тыс. м³, а наибольший объем многокамерного хранилища на сегодняшний день — около 1 млн. м³.

Расчеты показывают, что с точки зрения устойчивости наивыгоднейшая форма хранилища — сферическая. Но нередко делают и эллипсоидальные емкости. Определив форму и рассчитав размеры камер, можно приступать к разработке схемы размыва.

ВОДА-«ЗАБОЙЩИК» " I

После того как бур эаглубился в соляной пласт, скважину оборудуют тремя колоннами труб: для подачи воды, отбора рассола и подачи нефтепродукта — нерастворителя. Но нйкакого подземного хранилища еще нет, его предстоит сделать. Для этого по центральной колонне в пласт закачивается вода, а в обсадную колонну — нефтепродукт, который, будучи легче воды, всплывает и занимает всегда самое верхнее положение в скважине или емкости. Нефтепродукт изолирует потолочину от воды, предотвращает произвольный размыв верха камеры.

Тем временем нижняя часть размывается очень интенсивно до тех пор, пока порции «свежей» воды не начнут всплывать

раньше, чем будут достигать удаленных точек в нижней части камеры. Тогда пресная вода начинает быстро размывать верхнюю часть камеры, и через некоторое время глубоко под землей на всей высоте будущей емкости возникает небольшая цилиндрическая камера диаметром до 10 м. На этом оканчивается подготовительный этап.

По мере увеличения камеры растет поверхность, по которой вода соприкасается с солью, ускоряется размыв. Интересно, что быстрее всего растворяется потолочина камеры, вертикальные стенки растворяются примерно в два раза медленнее. Дно размывается очень плохо.

Колонку труб наращивают и опускают примерно до половины высоты получившейся емкости. Теперь по ним подается вода, а рассол отбирается по центральной колонне.

Быстро размывается верх камеры под нефтепродуктом, и через некоторое время первая ступень отмыта. Ее сразу же заполняют нерастворителем и приступают к отмыву второй ступени и т. д. Постепенно под землей в толще соляного пласта вместо небольшой камеры возникает гигантская емкость. Размываемая камера уже может служить хранилищем нефтепродукта, который используется для предотвращения размыва потолочины.

Но как же можно узнать, какие размеры получила камера глубоко в подземных пластах? Оказывается, для этого достаточно определить лишь уровень границы рассол — нерастворитель. Зная, насколько изменился этот уровень и зная объем закачанной нефти, нетрудно вычислить средний радиус камеры в этом сечении. А для измерения границы рассол — нефтепродукт можно использовать ампулы с радиоактивным веществом, электроконтакты, электрощупы и т. д.

Но более точные результаты дает ультразвуковой нутромер, опускаемый в скважину. Ультразвуковой луч «ощупывает» стенки скважины и на электронной трубке на поверхности земли «рисует» точный контур подземного сечения. С помощью такого нутромера нетрудно построить объемную модель хранилища.

Подземное хранилище готово! Теперь в нем, помимо обсадной колонны труб, оставят одну, которую опустят почти до самого дна: по ней подается или выжимается рассол. Производя закачку рассола и нефтепродукта, нетрудно опорожнять или заполнять подземную емкость. Для отбора продукта даже не нужны насосы, достаточно подавать в скважину концентрированный рассол, для которого на поверхности устраивают простое рассолохранилище. В отличие от любых других типов резервуаров подземный может непрерывно увеличиваться в объеме, если вместо рассола в него закачивать воду. При таком хранении теоретически за пять циклов можно увеличить объем вдвое, за семь циклов — втрое.

Сооружение подземных емкостей в отложениях каменной соли обходится в два-три раза дешевле строительства стальных и железобетонных резервуаров для нефтепродуктов. А в зависимости от емкости и глубины заложения — в 12— 70 раз дешевле, чем строительство стальных газгольдеров для сжиженного газа. Экономится большое количество металла и практически отсутствуют потери от испарения. Подземные емкости взрыво- и пожаробезопасны, но требуют больших площадей для размещения наземного оборудования. Эксплуатационные расходы сокращаются для жидкого газа примерно в 10 раз и в 2 раза для нефтепродуктов. Размыв емкостей и их эксплуатация могут быть полностью автоматизированы. К этому надо добавить, что получаемый рассол может быть использован, ведь 1 м³ воды при 20^DC растворяет до 385 кг соли. Все это принесет большой экономический эффект.

9 Весьма знаменательно, что возраст земной коры, установленный ,по радиоактивности горных пород, оказался равным предполагаемому времени расширения вселенной. Видимо, Земля и другие планеты нашей системы родились во время великих событий, полных хаоса и гибельных столкновений. Однако следует заме

тить, что возникновение планет могло идти несколькими различными путями. Совершенно не обязательно выискивать только один способ, исключая тем самым все остальные.

X. Ш е п л и, Звезды и люди ф Исландия — страна огня и льда. В ней насчитывается около 2 тыс. вулканов, из которых действующих только 30. И в то же время Исландия в переводе означает — «страна льдов». Почти весь остров покрыт громадными ледниками, но их белые шапки маскируют вершины вулканов.

Будущее Исландии — в вулканическом тепле. Столица страны Рейкьявик уже 10 лет пользуется даровой энергией вулканов. Ежесекундно по теплопроводу в столицу поступает 400 л горячей 70—80-градусной воды. Ежегодная экономия каменного угля — 75 тыс. т (ранее уголь доставлялся в страну по морю). Подземная горячая вода и пар применяются повсюду: в банях, прачечных, бассейнах, для выпаривания соли, сушки рыбы, торфа, сена и т. д.

А. Святловский, Вулканы и электростанции

36