欧洲标准EN1918-4 >i-"<jG
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地下岩洞储库的功能推荐规范 5i{j' {_(8
燃料气供应系统--地下燃料气储库 cPc</[x[W
第4部分 -1@<=jX3_
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翻 译: 何 风 友 ges J/I
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校 审: 杨 森 宋 广 贞 1 I",L&S1
李 玉 忠 甘 海 生 %C_HXr@
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青岛英派尔化学工程有限公司 57'4ljvYi
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2004年11月 IRqy%@)
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斯文斯卡标准SS-EN1918-4 Tc3yS(aq
燃料气供应系统--地下燃料气储库--第四部分:地下岩石洞库的功能推荐规范 Z>#i**
欧洲标准EN1918-4:1998具有瑞典标准地位。这个文件包含EN1918-4:1998年正式英文版。与这个标准对应的瑞典标准列在“瑞典标准目录”中。该目录由瑞典标准学会出版发行。根据参考号和瑞典批准标准的年度,标准的目录列出已批准代为瑞典标准的国家标准和欧洲标准以及其它瑞典标准。 LvYB7<zk>
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欧洲标准EN1918-4 1998年2月 RQu(Wu|m.
主题词:储存、天然气、定义、技术要求、环境保护、设计、安全、地质、试验、操作技术要求、维护、验收。 oIj#>1~c%
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地下岩石洞库的功能推荐规范 >[=^_8M
燃料气供应系统-燃料气地下储库 x0w4)Ic5
第4部分 M} v/tRI
1998年1月22日欧洲标准化委员会批准该项欧洲标准。 =^ 50FI|
CEN成员国必须遵守欧洲标准化委员会/欧洲电工标准化委员会的内部章程,根据该章程的规则,本欧洲标准无需任何变更就具有CEN成员国的国家标准地位。与国家标准相关的最新目录和文献参考可以申请,由中央秘书处获得,或从CEN成员处获得。 dT1H
欧洲标准有三种正式版本(英、法、德)。CEN成员有责任把非本国文字的版本翻译为本国文字的版本,报告中央秘书处后,翻译版本与正式版本有同等的地位。 Y#$%iF
CEN成员由以下各国的国家标准团体组成,这些国家为:奥地利、比利时、捷克共和国、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、冰岛、爱尔兰、意大利、卢森堡、荷兰、挪威、葡萄牙、瑞典、瑞士和英国。 oj_3ZsO
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欧洲标准化委员会 .O}%
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目 录 ]R9HyCl&a6
前言 2 [>5-$Y OT
简介 2 +@k+2?]
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1 范围 5 j@uOOhy
2 定义 5 uurh??R
3 概况 7 T&o(N3lW
3.1 长周期储存产品 7 !fR3(=oN
3.2 环境保护 7 +jnJ|h({
3.3 安全 7 en*GM}<V
3.4 监测 8 :; fHDU|
4 设计 8 0-yp,G
4.1 设计原则 8 z]`k#O%%)
4.2 地质勘察 8 "J8vjr1/
4.3 水力密封 10 s6.M \^
4.4 最大操作压力的确定 10 @x'"~"%7b
4.5 洞室稳定 11 b:]V`uF?
4.6 施工参数 11 f-G:uI_
4.7 洞室至地面的管线 11 KP5C}ZK+s
4.8 监测系统 12 iH2n.M
"
4.9 邻近的地下活动 13 A+wv-~3
5 施工 13 }o,z!_^PLQ
6 试验和试运转 14 O:/yAc`
6.1 总则 14 w_4]xgS:
6.2 空气压力试验 14 T\# *S0^
6.3 首次充装燃料气 14 ;C/bJEgdd
7 操作、监测和维修 15 R,!Q
Zxmg
7.1 操作原则 15 o:dR5v
7.2 监测 15 l0Ti Z
7.3 维护 16 x2#qg>`l
fKa\7{R
5[9bWB{
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前言 ZDYJhJ.
'69ZdP/xX
该欧洲标准是由秘书处设在德国标准化学会的欧洲标准化委员会/燃料气供应技术委员会制定的。 iG,t_??
最晚不迟于1998年8月,这项欧洲标准应当通过出版发行该版本或签发文件的形式给予其国家标准的地位,不一致的国家标准应于1998年8月之前废止。 do>"[RO
该地下燃料气储库标准包括以下五部分规定,本规定是其中的第四部分: |__=d+M'
第一部分:含水层储库的功能推荐规定 '!Kf#@';u
第二部分:在油气田中储库的功能推荐规定 [$(R#tZ+
第三部分:在溶盐洞穴中储库的功能推荐规定 =FBpo2^QB;
第四部分:在岩石洞室中储库的功能推荐规定 m>e3vu
第五部分:地面设施储库的功能推荐规定 i!dv0|_
依据CEN/CENELEC内部规定,下列国家的国家标准组织必须遵守这个欧洲标准:奥地利、比利时、捷克共和国、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、冰岛、爱尔兰、意大利、卢森堡、荷兰、挪威、葡萄牙、瑞典、瑞士和英国。 z&3]%t
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简介 snp v z1iS
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挖掘岩洞储库的应用 N\1/JW+
w3D]~&]
不衬砌挖掘洞室技术广泛应用于地下储存: 3rf#Q}"
l 液体(原油、成品油等) 9-bG<`v\E
l 液化石油气 #G,XDW2"w
正在进行的研究和发展项目拓宽了这种技术的应用范围,使得天然气也可在地下岩洞中储存。以下的领域正在进行应用研究: Hwe)Tsh e
l 压缩天然气在衬砌和不衬砌石洞中储存 |AH@ EI>
l 液化天然气在衬砌和不衬砌石洞中储存 -lRhz!E]
与地下溶盐洞室相比,在挖掘的岩石洞室内建地下储库是一种有吸引力的选择方案,特别是对于在预选的地址内,工程地质没有预定的盐层,或盐层特性不适宜溶解开采的情况。 _NdLcpBT?
倘若正确实施,该技术适合以下的地质情况: 9 K
l 硬火层盐或变质盐,如花岗岩、片麻岩、安山岩、页岩 vh>{_
#
l 沉积岩,如石灰岩、凝结砂岩、石英岩、白垩岩或页岩 af+}S9To
l 泥灰岩 '3kcD7
对不衬砌的地下储库的主要先决条件是在洞库上有足够的地下水压头,保证储存产品的水力密封;并且岩体质量应保证开挖洞室的持久稳定,如果需要,可采用预应力结构。 ~k4W<
在挖掘的岩石中的地下洞库是液化石油气大量进口储备的一种安全方法,可建在邻近生产、进口港和消费中心附近,如: Ew^ @Aq
l 炼油厂,进、出口油品终端 2N6=8Xy5K
l 以液化石油气为原料的大型石油化工厂 o;-<|W>
l 靠近居民市场装瓶站的地方季节性调峰油库 _&
4its
l 地方中转原料库(由汽车、火车或轮船配送) +3bfD
EN1918的这一部分针对的是在不衬砌的地下挖掘洞室中储存液化石油气。本部分不包括冷冻石油气体的储存。 ?Nl"sVCo
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技术说明 iTNqWU-o
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地下挖掘岩石洞库的可靠运行主要取决于以下三个关键的因素: T }uE0Z,
l 长周期的稳定性 n'64;J5
l 没有漏损,不影响环境 6|;0ax4:P
l 在储存期间产品质量不受影响 z-0:m|=yH
在储存期以后,交付的产品质量要满足用户的要求(需要或不需要地面处理手段)。 j=.g:&r)
一般说来,一座挖掘岩石洞库由一个或几个通过入口竖井或斜巷道开挖的洞室组成,洞室应位于地下足够的深度,确保储存的产品的水力密封。 A:Rw@B$
入口巷道工程首先用于挖掘洞室,可能包括: qZG-Lh
l 一个斜向入口施工巷道; 2%]hYr;
l 一个或几个带提取设备的竖井; 2Yyb#Ow
l 由一个或几个竖井和一个斜向施工巷道的组合。 o*7y ax
在储库投用之前,邻近洞室入口,洞室与施工入口竖井或斜巷道之间用混凝土塞墙隔开,竖井和施工巷道充满水。 gB CC
根据岩石的类型和深度,储库由不同断面的洞室组成,洞室的长度取决于洞室的布置形式(通常是平行的)和洞室的需要容积。 ':;LrTc'K
连接通道的断面通常较小,它们连接主要洞室。在施工建设阶段,连接通道可用来流通人员、材料、设备及通风。在运行阶段,连接通道可用来流通处于洞室内不同高度的水和产品。连接通道增加了储库的容量。 4IGxI7~27#
在坚硬的岩石中,通常使用的掘进方法是钻孔和爆破。其它可供选择的方法有使用巷道掘进机和隧道机。各种方法的选择主要依据岩石的性质,开挖的尺寸,但也要依据造价及设备的可用性。 ~440#kj<
地下洞室与地面的连接是通过设置在一个或多个操作竖井或操作井中的一系列管道,操作井钻后,加套管,注水泥。这些管道包括: dV$!JTsd
l 入口管道 rqvU8T7A
l 输出产品的浸没式泵的出口管道 .g-3e"@
l 裂隙水管线及泵 cy:;)E>/
l 各种仪表管线 j3P RAe
l 放空管线 !5;t#4=
操作管道安装在一个竖井内,锚固在紧靠洞室顶部的混凝土塞子内。管道安装后,在投产之前,竖井应充满水。 tvWH04T
有些情况,使用水平和/或垂直水幕来增强朝向洞室的永久地下水流。 \FI^Vk
水平水幕由小断面的洞室组成,小洞室一般位于储存洞室的上边,其上钻出水平孔。 f0F#Yi{fw
垂直水幕由从地表或特定设计的洞室钻成的垂直或接近垂直的钻孔组成。垂直水幕主要用于避免两个或多个洞室之间产生相互的水文地质影响,允许每座洞室单独操作。 2v|qLfe1
图1说明一座挖掘岩石洞库的断面图。 A. Nz_!
+IsWI;lp
工作原理 G(i\'#5+
]b\WaS8I
在不衬砌的地下洞室中储存液化石油气利用的是水压密封原理,该原理是靠洞室四周岩体中地下水的压力来密封液化石油气。洞室坐落的深度要保证其周围岩石中流向洞室的水能阻止所储产品向外泄露。可以认为转移压力界限的有利利用可增加洞室运行的安全性。 [>uwk``_
轻于水且难溶于水的产品就这样靠水压密封于洞室内。 f
sX;Nj]
在运行过程中,洞室内收集的水,用泵排出洞外,经处理后排掉或循环回注。 x[m'FsR4
此外,依据要求的商品规格,如果需要,产品在出库期间,在地面采用凝聚过滤器或干燥器进行处理。排出的裂隙水在排掉或回注之前,采用汽提塔进行处理。 U3q5^{0d/
~M[>m~8
$PfV<Yj'B
1 范围 WRMz]|+}4
2<.Vv\
=
这项标准所规定的步骤和实践是安全和环保所允许的。 mSj76'L#
这项标准包含了地下岩石气体洞库功能推荐规范,包括自下而上直到套管顶部法兰的地下岩洞储气设施的设计、施工、试验、试运转、运行和维护。它不包括地下冷冻气库。 j[T%'%
地下储气库所必须的地面设施,在EN1918-5内规定。 k <}I<Or
在本文中规定的“气体”是15℃,1巴压力下呈气态的气体燃料。 cd"wNH-
本标准规定气体供应系统的基础原理,其使用者应当知道,更多的详细的国家标准和/或应用规定,存在于欧洲标准化委员会的成员国中。 M7H~;S\3IM
本标准应与这些国家标准和/或应用规定配合使用,不能取代它们。 8c?8X=|D7
本标准不适用衡量已存在的项目。 s#Q_Gu
Hrv),Ce
;G$)MS'nB
2 定义 vcD'~)G(*
&1$8q0
为本标准的使用,提供如下定义: w\v&3T
2.1 套管(用于岩石洞库) tYI]=:
由围绕连接洞室与地面的管道的一个或一组通过丝扣联接或焊接串联在一起的管道。 Pu/lpHm|
2.2 水泥注浆 Gm*Uv6?H?
用泵抽水泥浆,使其通过套管进入井内,后又向上进入套管与井孔之间的环行空间。 0eaUorm)
2.3 密封 IHfSkFz`j
洞室防止储存的碳氢化合物泄漏的能力。 ][N) 2_^M
2.4 钻进 f8F1~q
建设一个井筒的所有技术活动。 'v`~(9'Rcj
2.5 勘察 R mgxf/
与现场地质调查研究相关的所有技术活动。 kBUufV~
2.6 测量记录 8|_K
根据井深对任何物理参数的测量。 o9^$hDs,si
2.7 最大操作压力(MOP)(对于岩石洞库) K+t];(
在正常运转和维修状态下,洞室能允许的任何储存的流体压力的最大值。 zrTY1Asw;4
注1:定义的参考点一般指洞室顶。 up7x)w:
注2:定义的值是保证产品的储量。 z+2u-jG
2.8 模拟图 ma`w\8a
从收集的信息资料生成的结构图形。 :'b%5/ ^q
2.9 数据模拟 8Y]}Gb!
计算机模拟系统。例如:稳定性分析,掘洞四周的水力流动型式。 Bzwx0c2VY8
2.10 渗透率 FRD<0o /`
通过岩石裂隙允许流体流出的量。 (T`q++
注:用试验方法测定,一般用“达西”表示。 iPJ9Gh7
2.11 孔隙率 @YbZ8Uc
在一个岩组内孔隙空间的体积(孔隙)以在孔隙中含有物质的总体积百分数表示。 !}C4{Bgt*
2.12 饱和度 xP{m9_Qj
物质内部流体占孔隙空间的百分数。 rQuOt
2.13 地下安全阀 @<%oIE~]F
为了在事故状态下阻止气体流动,安装在井口之下的管道或套管上的阀门。 4I+.^7d
2.14 管道 >cSi/a,L
流体注入或排出洞室所通过的一条或几条以螺纹连接、焊接或法兰连接管道,。 +&zb^C`J
O\:;q*]
u<J2p?`\&`
3 概况 ]
+sSg=N7i
N_*u5mfQX
本条款是关于地下燃气储库的一般要求,对溶盐地下气库的更多具体要求,见条款4、5、6和7。 Y#.6d
"&s9cO.H
3.1 长周期储存产品 <(ubZ
储库的设计应保证其可连续长周期地储存产品。 fa/P%9db
先决条件: e*6U |+kJ
l 预先获得建设地下储库处的充分的地质组成资料和地质环境资料。 1XC*|
l 获得施工建设和生产运行所需参数、界限的所有相关信息。 L)j]~^P$-
l 说明储库的水力力学的完整性能确保储库可长期储存产品。 G<Th<JF)Q
设施的施工建设和生产运行应当能够保证储存的完整性。 _g^E%@'W
不允许其它的将影响储存完整性的安装或活动。 u>j 5`OXo
a'o}u,e5
3.2 环境保护 1'gKZB)TG7
3.2.1 地下 FL5ibg
储库设施的设计、施工、生产运行应当防止对环境产生任何不允许的影响。 U=_~{[/
其先决条件是,周围的构造已经得到鉴别,有关的特性已经确定,而且被充分的保护。 lsN/$M|}
3.2.2 地面环境 LJ:mJ#
储库设施的设计、施工、生产运行不能导致任何不允许的地面运动,应当防止对环境产生任何不允许的影响。 nDwq!LEx%5
DHSU?o#jY
3.3 安全 A;b=E[iv
储库设施的设计、施工、生产及维修不能对操作者及社会造成任何不允许的危害。 Q;d+]xj
除了常规的应用于类似工业安装的安全规定和安全推荐规范之外,还应采取措施减少爆裂和泄露的风险与不良后果。 U`HXsq
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3.4 监测 0#2T0zk
为了证实以上推荐标准得到执行,应当实施监测制度和程序。 i,C0o
-%7Jj;yA
4 设计 Mt]=v}z
YY1{v?[
4.1 设计原则 zWP.1 aA&
地上和地下的安装设计应控制工艺及辅助流体满足在确定的操作条件范围内任何压力和温度组合的要求。储存系统的每个部件都应遵守现行规范。 :%+^}
对于分析和计算应使用成熟的技术,所有相关的数据应形成文件。 r|u6O F>
若可能,应当使用在石油和石油气工业中成熟的技术。 |SwZi'p
设计应依据书面的程序,由胜任的人员和单位进行。 u-]vK
应当制定应急程序。 !4DGP28
所有与设计有关联的数据(尤指洞室布置图、竖井、竖井口设备、几何测量、操作规程,材料和试验文件资料)应形成文件资料,并提供给业主和储库操作人员。 1oXz[V
应该监控安全和环境要求的执行情况。 Wo<PmSt9i
<Hq6]\<
4.2 地质勘察 ~4p]E'b
通过适当的方法和手段,如:地质和地球物理勘测、钻井、试验、水分析等,进行地质勘察,以获得充分的地质现场资料来确定岩石洞室作为地下储库的地质条件的可行性。 _#y(w%
首先,在预可行性研究中,应收集当地的地下工程经验和实践的地质和水文地质资料(如现有的巷道,下水道等)。 ^59YfC<f
在预可行性研究中还要包括拟建项目的基本数据,如储存什么产品,拟建储库的容积,每年周转量等等。 t1*BWY
地质勘探工作集中点如下: [MSDk"o&