14.8. Нефтяные гавани, причалы и пирсы

Для предотвращения растекания по воде нефтепродуктов, попавших на ее поверхность (вследствие аварии, пролива и т. п.), акватория нефтегаваней 4 отделяется от остального водного пространства 3 плавучими боновыми ограждениями 2 или затворами 1. Для пропуска судов боновые ограждения разводятся.

Для непосредственной швартовки нефтеналивных судов служат при­ чалы и пирсы. Причалами называют сооружения, расположенные парал­ лельно берегу, тогда как пирсы расположены перпендикулярно к нему или под некоторым углом. Пирс может иметь одну или несколько при­ чальных линий. Количество причалов определяется расчетом, а их распо­ ложение—местными условиями и противопожарными требованиями.

Простейшим типом соединения трубопроводов нефтебаз с нефтена­ ливными судами являются гибкие прорезиненные рукава (шланги). Они изготавливаются диаметром до 350 мм, длиной 4 м, на рабочее давление до 1 МПа. Недостатком прорезиненных рукавов является то, что при сли­ воналивных операциях довольно часты их разрывы, а это в свою очередь приводит к значительному розливу нефтепродуктов.

В настоящее время на смену системам с гибкими рукавами прихо­ дят стендеры —конструкция из шарнирно-сочлененных трубопроводов, концевая часть (соединитель) которой служит для соединения береговых коммуникаций с приемо-сливными патрубками трубопроводов на нефте­ наливном судне. Диаметр стендеров достигает 500 мм, а рабочее давление в них—1,6 МПа. Стендеры более надежны, чем гибкие рукава, и обеспе­ чивают большую производительность слива-налива.

14.9. Установки налива автомобильных цистерн

Для налива нефтепродуктов в автоцистерны применяют стоя­ ки различных типов. Они классифицируются:

•по способу подключения к цистерне (сверху или снизу);

•по способу налива (герметизированный или иегерметизированный);

•по степени автоматизации процесса налива (автоматизированные или неавтоматизированные);

•по виду управления (с механизированным или ручным управлением).

Налив нефтепродуктов в автоцистерны может осуществляться как через горловину (верхний налив), так и через нижний патрубок автоцис­ терны (нижний налив).

При герметизированном наливе горловина автоцистерн закры­ вается специальной крышкой, в которую врезан патрубок, соединен­

ный со шлангом для отвода паровоздушной смеси либо в опорожняе­ мые резервуары, либо на установку улавливания легких фракций (У Л Ф ). Негерметизированный налив целесообразно применять при отгрузке низколетучих нефтепродуктов.

Для предотвращения переливов автоцистерн применяются средства автоматизации. В этом случае наливные стояки оборудуют либо датчика­ ми уровня, либо клапанами-дозаторами, позволяющими производить от­ пуск заданного количества нефтепродукта. Подобный контроль—обяза­ тельное условие герметизированного налива бензинов.

Применяются наливные устройства одиночные и объединенные в группы, с ручным и автоматизированным управлением. Группа налив­ ных устройств, управляемых из специального здания—операторной, об­ разует станцию налива.

Станция налива состоит из 4... 12 наливных «островков», располагае­ мых под навесом. Каждый «островок» оборудуется одним или двумя на­ ливными устройствами (стояками).

Принципиальная схема налива автомобильных цистерн выглядит следующим образом (рис. 14.10). Нефтепродукт забирается из резервуа­ ров насосом 5, прокачивается через фильтр 4, клапан-дозатор 3, счетчик 2 и через стояк 1 поступает в автоцистерну.

Рис. 14.10. Принципиальная схема верхнего налива нефтепродуктов в автоцистерны: 1—наливной стояк; 2 —счетчик; 3 —клапан-дозатор; 4—фильтр; 5 —насос

В качестве наливных устройств используются установки автомати­ зированного налива (АСН). На пунктах налива с незначительным грузо­ оборотом применяются неавтоматизированные наливные стояки с руч­ ным управлением.

14.10. Подземное хранение нефтепродуктов

Подземное хранение нефтепродуктов в горных выработках получило довольно широкое распространение в нашей стране и за рубе­ жом. Достоинствами подземного хранения являются:

•небольшая занимаемая территория (исключается площадь самой большой зоны—зоны хранения):

•низкая пожаро- и взрывоопасность;

•меньшие капиталовложения, эксплуатационные расходы

иметаллоемкость по сравнению с наземными стальными резервуарами.

Различают следующие типы подземных хранилищ:

•хранилища в отложениях каменной соли, сооружаемые методом выщелачивания (размыва);

•хранилища в пластичных породах, сооружаемые методом глубинных взрывов;

•шахтные хранилища;

•льдогрунтовые хранилища.

Выбор типа хранилища определяется геологической характеристи­ кой горных пород, климатическими условиями и их технико-экономичес­ кими показателями.

Подземные хранилища в отложениях каменной соли —это наиболее распростра­ ненный вид подземных емкостей для хра­

нения нефтепродуктов. Каменная соль (галит) имеет высокий предел прочности и низкую проницаемость, что весьма благоприятно для созда­ ния в ее отложениях подземных емкостей.

Хранилища нефтепродуктов в отложениях каменной соли сооружа­ ются методом размыва (рис. 14.11). Последовательность выполнения ра­ бот в этом случае такова. Сначала бурится скважина, вскрывающая верх­ нюю кровлю соляного пласта 4. В нее устанавливается обсадная труба 3.

Рис. 14.11. Схема сооружения подземной емкости в отложениях каменной соли: 1—рассолоотводящая труба; 2 —водоподающая труба; 3—обсадная труба; 4 —соляной пласт; 5 —соляной раствор

Затем в трубу 3 до кровли будущего хранилища опускаются водоподаю­ щая труба 2 и рассолоотводящая труба 1.

Закачиваемая под давлением вода растворяет соль. Образующийся соляной раствор откачивается по трубе 1. Постепенно опуская трубы 1 и 2, доводят размер подземной емкости до необходимого.

При эксплуатации данной емкости трубу 1 опускают до ее нижней отметки, а трубу 2 поднимают до кровли будущего хранилища. Закачкувыкачку нефтепродуктов производят методом прямого вытеснения. При приеме нефтепродукта по трубе 2 соляной рассол по трубе 1 вытесняется в специальные емкости, расположенные на поверхности земли. При не­ обходимости отпуска нефтепродукта его вытесняют из хранилища закач­ кой соляного рассола по трубе 1.

Хранилища, сооружаемые Данный тип хранилищ создается там, методом глубинных взрывов где отсутствуют отложения каменной соли достаточной мощности. Наиболее предпочтительно создание хранилищ в водоупорных глинах. В отличие

от кристаллических пород в результате внутреннего взрыва пластичные

Рис. 14.12. Схема последовательности работ при создании хранилищ методом глубинных взрывов:' а) бурение скважины на начальный размер; б) обсадка скважины

(цементация затрубного пространства и бурение скважины на конечный размер); в) первый «прострел»- скважины; д) взрыв основного заряда ВВ; е) готовое подземное хранилище

породы под действием высокого давления, образующегося при взрыве, не разрушаются, а уплотняются и приобретают повышенную прочность и герметичность.

Последовательность создания хранилищ методом глубинных взры­ вов выглядит следующим образом (рис. 14.12). Сначала бурят скважину нужной глубины. Ее стенки укрепляют с помощью обсадных труб и це­ ментируют. Затем двумя предварительными взрывами создают заряд­ ную камеру, в которую помещают основной заряд взрывчатого вещества. Необходимая полость получается в результате основного взрыва.

Для того чтобы получить подземные резервуары емкостью 100, 200, 400, 500, 700, 1000 м3 необходима минимальная мощность горных пород соответственно 18, 23, 27,30, 33 и 38 м, т. е. в 2...3 раза превышающая ра­ диус шара равного объема.

Подземные резервуары, созданные методом глубинных взрывов, со­ храняют свою устойчивость не более чем в течение пяти лет. Продлить срок их службы позволяет термическая обработка стенок, напоминающая обжиг кирпича. Процесс осуществляется в три этапа. Сначала из приконтурного массива в течение 48 ч при температуре 105...110вС выпаривают

воду, затем в течение 40 ч при температуре 900...950 °С глинистый слой переводят в камцеподобное состояние и далее при температуре до 1100 вС производят оплавление стенок полости.

Наряду с применением обычных взрывчатых веществ для создания хранилищ нефтепродуктов методом глубинных взрывов в середине XX в. использовали ядерные боеприпасы.

При взрыве ядерного заряда образующийся плазменный шар рас­ плавляет окружающие горные породы. Так, при взрыве заряда мощнос­ тью 1 кт в граните за 30 мкс расплавляется около 1000 м3 породы, а рас­ ширяющиеся газы увеличивают объем полости до 2000...8000 м3.

ВСШ А в 1967 г. при проведении эксперимента «Гэзбагги» с помо­ щью ядерного заряда в 26 кт была создана подземная полость объемом 56000 м3.

Внастоящее время от применения ядерных взрывов для создания подземных хранилищ нефтепродуктов отказались вследствие радиаци­ онного заражения топлив.

Шахтные хранилища Подземные хранилища шахтного типа (рис.

14.13)—это комплекс сооружений, состоящий

из следующих элементов:

1)подземных выработок-резервуаров для хранения нефтепродуктов;

2)вскрывающих выработок;

3)выработок вспомогательного назначения;

4)наземных сооружений;

5)технологического оборудования.

Выработки-резервуары представляют собой отдельные тоннели или камеры, отходящие от магистральных выработок, или систему гори­ зонтальных взаимосвязанных выработок. В зависимости от емкости хра­ нилища и устойчивости пород поперечное сечение выработок-резервуа­ ров имеет круглую, сводчатую или трапецеидальную форму. Их высота составляет от 4 (глинистый сланец) до 13 (гранит) метров.

Под вскрывающими выработками понимают вертикальные или на­ клонные стволы, связанные с горизонтальными выработками—штольня­ ми. Вскрывающие выработки предназначены для соединения выработокрезервуаров с поверхностью, размещения трубопроводов и эксплуата­ ционного оборудования. В зависимости от горно-геологических усло­ вий вскрывающие выработки бывают вертикальными, горизонтальными

инаклонными.

Ввыработках вспомогательного назначения находятся околоствольные и подземные насосные станции.

в)

PHC. 14.13. Схемы шахтных хранилищ с вертикальной (а), наклонной (б) н горизонтальной (в) вскрывающими выработками: 1—толща непроницаемых пород; 2—выработка-емкость;

3 —герметичная перемычка; 4—вертикальная вскрывающая выработка;

5—оголовок; 6—наклонная вскрывающая выработка; 7—устье;

8—горизонтальная вскрывающая выработка; 9—портал

Сравнительные технико-экономические показатели шахтных храни­ лищ приведены в табл. 14.2.

Таблица 14.2 — Сравнительные технико-экономические показатели хранилищ объемом 100 тыс. м3 (показатели наземных стальных резервуаров приняты за единицу)

Как видно из табл. 14.2, капитальные вложения в подземные храни­ лища шахтного типа на 31,5% ниже, чем в наземные стальные резервуа­ ры, а эксплуатационные расходы—почти в 3 раза меньше. Удельный рас­ ход металла на 1 м3 емкости снижается в 6...7 раз.

Еще большего уменьшения затрат можно добиться, если под хра­ нилища переоборудовать отработанные выработки горнодобывающих предприятий.

Хотя по стоимостным показателям хранилища шахтного типа ус­ тупают хранилищам в отложениях каменной соли, их преимущество за­ ключается в возможности строительства практически во всех видах гор­ ных пород—в устойчивых и неустойчивых, проницаемых и непроницае­ мых. Это позволяет считать шахтные хранилища одним из перспектив­ ных типов хранилищ нефтепродуктов.

Для районов Крайнего Севера и северовосточной части России требуется боль­ шое количество нефтепродуктов. Горючее в эти районы завозят преиму­

щественно танкерами в период очень короткой летней навигации. Поэтому надо иметь большое количество резервуаров значительного объема, обе­ спечивающих хранение годового запаса нефтепродуктов.

Строить металлические резервуары в этих районах вследствие зна­ чительной удаленности от поставщиков металлоконструкций очень до­ рого. Их эксплуатация вследствие низкой температуры воздуха и силь­ ных ветров технически сложна.

В связи с этим в указанных районах применяют льдогрунтовые хра­ нилища, представляющие собой подземные выработки в вечномерзлых грунтах и имеющие в качестве облицовки покрытия из льда. Принципи-