152708. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gáz tárolására földalatti üregekben

3 152708 4 szerinti eljárás azzal oldja meg, hogy a gázt nyomásra deformálódó tömítőanyaggal bélelt üregben —73 C° és —129 C° közötti hőmérsékleten és 21—65 atü nyomáson tartjuk, és hogy a gázt az üregből periodikusan az elosztási követelményeket kielégítve visszanyerjük. A találmány szerinti eljárás lényeges része továbbá, hogy a gáznak, főként földgáznak tárolására és elosztására szolgáló üreg elkészítéséhez először egy teherbíró, a tárolt gáz nyomásának eléggé ellenálló fedőréteggel rendelkező üreg készítésére alkalmas kőzetrétegig bemeneti csatornát munkálunk ki, azután a kőzetet üreg alakúra kivájjuk és a bemeneti csatornát az üreg belépőnyílásának szomszédságában a bemeneti csatorna falába ékelt dugóval a tervezett tárolási nyomásnak biztonságosan ellenállóan lezárjuk. Találmányunk szerint javasoljuk a gáz nyomásálló kőzetben kivájt üregben tartását nagy nyomás és alacsony hőmérséklet mellett. Ez lehetővé teszi a szuperkompresszibilitási tényezőkből származó sűrűségnövekedést. A hőmérsékletnek és a nyomásnak legelőnyösebb különleges kombinációja függ és változik az üreg nagyságától, a kivájás költségeitől, valamint valamely adott építési helyen felmerülő sűrítési és hűtési költségektől függően. A középső Virginia-i hegyvidék diorit kőzetében levő üreg részére alkalmas hőmérséklet és nyomás példaképpeni kombinációja 73 C°—129 C°, valamint 21—65 atü. Ismeretes már egy ideje, hogy gázt különböző állapotjellemzők mellett lehet tárolni és az is, hogy ezeknek a körülményeknek megfelelően megközelítőleg a gáz sűrűsége mennyi. Nem vették azonban mindeddig figyelembe, hogy milyen módon kell az egyes tényezőket kombinálni és ezzel lehetővé tenni a gazdaságos tárolást. A találmány szerinti megoldás, azáltal, hogy a földgáz számára való üregekét új módszerrel állítja elő, csökkenti a kivájás költségeit, amelyek döntő mértékben kisebbek, mint az eddig ismert módszereké. A kivájásnak új módszerében nagyméretű bányászati felszerelést és nagyteljesítményű szállítórendszert alkalmazunk. Ez a maga részéről viszont sokkal nagyobb méretű, az üreghez vezető folyosót kíván, amelyhez olyan újfajta záródugót irányoz elő, amely képes ellenállni a tervezett, 15 000 tonnát meghaladó nyomóerőnek. Valószínű, hogy az Egyesült Államok, valamint a külföldi országok legtöbb feltárt és a jövőben feltárható gázfogyasztó központjainál van megfelelő, az eljárás alkalmazásához használható olyan kőzet, amely ezektől a fogyasztási központoktól gazdaságosan áthidalható távolságra van. Az üregeket kialakíthatjuk dioritban, gránitban, gránitgneiszben, egyes agyagpalafajtákban, bizonyos mészkövekben és homokkövekben, valamint más alkalmas kőzetfajtákban. A legjobb kihasználás céljából az üregeket a fogyasztási központhoz a lehető legközelebb kell elhelyezni. Ha azonban az üregek néhány mérfölddel távolabbra kerülnek a fogyasztási központtól, akkor az építési és üzemeltetési arányos költségek nagymértékben csökkennek, az üregek értéke viszont csak kismértékben. Ezért tehát célszerű, ha egyetlen nagy üreget építünk, amely több központtól egyenlő távolságban van és gázvezetékhez, vagy a célra alkalmasabb kőzethez közel esik. A találmány szerinti üreg előnyös alakban való megépítésének és hasznosításának módszereit, ezeknek néhány példaképpeni változatát a következő rajzok segítségével részletesen leírjuk: Az 1. ábra vázlatos függőleges metszete az üregnek, amelyet a találmány szerinti módszerrel építettek, a kivájás után lejtős aknát használva, mielőtt a dugaszoló (záró) eljárást, vagy a bélelést elvégezték volna; a 2. ábra hasonló metszet az 1. ábra szerinti üregen át, miután ezt dugóval elzárták és másfajta eljárással, árasztással tömítették; a 3. ábra a dugóval zárás és az előnyös bélelési eljárás után; a 4. ábra vázlatos függőleges metszete az olyan módszer szerint megépített üregnek, amelyhez a dugóval zárás előtt vízszintes vágatot használtak; az 5. ábra a találmány szerinti üreg metszete, amelynél' építés közben aknát használtak; a 6. ábra a 3. ábra szerinti üreg fala és menynyezete egy részének függőleges metszete, nagyobb léptékben; a 7. ábra a 2. és 3. ábra szerinti dugórész függőleges metszete nagyobb léptékben; a 8. ábra a 7. ábra 8—8 egyenes mentén vett metszet; a 9. ábra vázlatos vízszintes metszet az 1—5. ábrák szerinti üregek bármelyikén keresztül; a 10. ábra más változatban épített, félig kész üregnek függőleges metszete; a 11. ábra a 10. ábra 11—11 egyenes mentén vett metszete; a 12. ábra a 10. ábra 12—12 egyenese mentén vett metszet; a 13. ábra a más változatban épített, félig kész üreg függőleges metszete; a 14. ábra a 13. ábra 14—14 egyenes mentén vett metszet; a 15. ábra újszerű csővezetéki rendszer abból a célból, hogy gázt megfelelő választékban lehessen elvételezni az üregekből, a megkövetelt hőtartalommal; a 16. ábra földgáz nyomás-hőmérséklet görbéje, amely a két halmazállapotot tartalmazó határréteget szemlélteti, a folyadék- és légnemű halmazállapotú gáz jelenlétében; és a 17. ábra a sűrűség és nyomás diagramja, amely a távvezetéki minőségnek megfelelő gáz közelítő sűrűségét, meghatározott nyomásnál és hőmérsékletnél ábrázolja. Építés a) Kivájás Miután nagyjában kiválasztották a megfelelőnek talált helyszínt, magfúrást végeznek, amely 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2