DK153830B - Fremgangsmaade til indfoering af et afskaermningsmedium i en grotte - Google Patents

Description

DK 153830B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde af den i krav 1's indledning angivne art tilindføring af et afskærmningsmedium i en en saltopløsning indeholdende kaverne, d.v.s. et naturligt eller kunstigt frembragt, underjordisk hulrum. Sidstnævnte kan være dannet ved boring, udgravning, sprængning eller ved opløsning, udskylning eller lignende fremgangsmåder afhængig af, om hulrummet bliver dannet i underjordiske formationer af klippe, kalk eller salt.

Fra USA-patent nr. 2.942.424 kendes en fremgangsmåde af nævnte art, hvor afskærmningsmediet ledes ind i kavernen, førend hele saltopløsningen er fjernet derfra. Indfyldningen af afskærmningsmediet sker altså først, når saltopløsningen praktisk taget er blevet fjernet. Som følge af, at denne fjernelse sker ved, at et lagermedium indføres, kommer dette lagermedium i hvert fald ved den første fyldning af kavernen i berøring med saltopløsningen og bibringes derved en højere fugtigheds-grad.

For at undgå den ved denne fremgangsmåde ellers uundgåelige fugtighed i lagermediet anvendes et filter og separator, som væsentligt fordyrer anlægget til kavernens drift.

Der kan benyttes de forskelligste afskærmningsmedier, som opfylder kravene i henseende til formindskelsen af diffusionen, selvhelende egenskaber ved ødelæggelse, f.eks. ved nedfaldende klippestykker, flydeforhold og lignende betingelser. De indføres i flydende form, efter at saltopløsningen er fjernet. Det betyder, at gassen i det saltopløsningsfrie rum i kavernen under fjernelsen og før indførslen af afskærmningsmediet både kommer i berøring med saltopløsningen og med de saltopløsningsfugtige vægge i kavernen og derved optager en stor andel vanddamp. Fjernelsen af saltopløsningen sker ved ind-presning af lagermedium, såsom lagergas, altså eksempelvis naturgas, således at lagergassen ved den første fyldning af kavernen optager en stor fugtighedsandel, som gør en efterfølgende tørring nødvendig. Først efter flere udskiftninger

DK 153830 B

2 af lagergassen synker fugtighedsgraden langsomt, således at der først senere opnås tørringsgrader, for hvilke afskærmningsmediet mod sumpen spiller en rolle.

I nævnte USA-patent er anført, at afskærmningsmediet enten indføres med saltopløsningen eller lagermediet. Indføringen af saltopløsningen tjener til uddrivning af lagermediet. Lagermediet befinder sig altså allerede i kavernen og dermed i berøring med saltopløsningen, før afskærmningsmediet kan træde i funktion. Indføres afskærmningsmediet sammen med lagermediet, kommer sidstnævnte uundgåeligt også i kontakt med saltopløsningen og får derfor en fugtighedsforøgelse. Begge nævnte alternativer for tilførsel af afskærmningsmedium fører derfor uundgåeligt til en forøgelse af lagermediets fugtindhold, således at et tørringsanlæg altid behøves. Et sådant er ganske vist efter flere fyldninger og tømninger af kavernen under visse omstændigheder ikke mere nødvendigt, hvorved imidlertid nok driftsomkostningerne, men ikke anlægsomkostningerne derved kan undgås.

Opfindelsens formål er at angive en fremgangsmåde af nævnte art, der er fri for de kendte fremgangsmåders ulemper, og hvorved afskærmningsmediet kan blive fuldt virksomt allerede ved den første påfyldning, hvor desuden lagermediet undgår kontakt med saltopløsningen til undgåelse af behovet for et tørringsanlæg.

Opfindelsen formål opnås ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne.

Ifølge opfindelsen indføres afskærmningsmediet ikke i kavernen efter fjernelse af saltopløsningen, men allerede før, altså på et tidspunkt, hvor der endnu ikke findes nævneværdige gasmængder i kavernen.

Ved indpresningen af gas med det formål at fjerne saltopløsningen synker det på saltopløsningen flydende afskærm-

DK 153830B

3 ningsmedium ned sammen med saltopløsningsoverfladen og hindrer dermed til stadighed kontakt mellem saltopløsningen og den indpressede gas, således at denne er beskyttet mod en fugtforøgelse. Hvis den derved indførte trykgas, som det er sædvane, er lagergas, f .eks. na-tuirgas, så er denne beskyttet mod fugtforøgelse, således at en tørring af lagergassen efter fjernelsen ikke længere er nødvendig, heller ikke efter den eller de første påfyldninger.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen har derudover den fordel, at med sikkerhed også i lommer tiloversblevne saltopløsningsrester i sidevægsområderne ligeledes dækkes. Dermed er der ingen fare for, at vand fra disse saltvandsopløsningsrester ved flere påfyldninger beriger lagergassen med fugtighed og derved nødvendiggør anvendelse af tørringsanlæg ved fjernelse af den oplagrede gas.

Ifølge den i krav 3 angivne videreudformning for fremgangsmåden ifølge opfindelsen fjernes den saltopløsningsandel, der skal fjernes via den til kavernens bund forløbende rørstreng, ved indføring af trykgas i kavernen. Derefter følger en tryksænkning på ^assiden og indfyldning af afskærmningsmediet via en ind i kavernen førende rørstreng. På grund af tryksænkningen kan afskærmningsmediet indfyldes ved hjælp af tyngdekraften, således at en indpresning under tryk ikke er nødvendig. Faktisk er også indføringen af mediet mulig uden trykreduktion med en højtrykspumpe.

Derved er det ifølge en videreudformning hensigtsmæssigt at anvende den til kavernens bund forløbende påfyldningsrør- . streng for indføring af afskærmningsmediet til fjernelse af saltopløsningen. I dette tilfælde synker afskærmningsmediet gennem rørstrengen på grund af det deri herskende statiske overtryk ned til kavernens bund, udtræder der og stiger gennem saltopløsningen til dennes overflade i det frie kavernerum, indtil dette er helt eller i det væsentlige fyldt med afskærmningsmedium. Denne fremgangsmåde har den 4

DK 153830B

fordel, at ømfindtlige dele eller målesonder i borehullets nederste område ikke kommer i berøring med afskærmningsmediet og derfor heller ikke kan påvirkes heraf. Dette gælder altid, når indføringen af afskærmningsmediet sker gennem en rør streng, hvis nederste ende udmunder i en mindre dybde end de ømfindtlige deles dybde.

Da der ved trykaflastningen for de til delvis fjernelse af saltopløsning anvendte trykgasser optræder en volumenreduktion af det tilvejebragte, saltopløsningsfrie rum, er det hensigtsmæssigt ligeledes at tage hensyn hertil ved den saltopløsningsvolumenandel, der skal fjernes, og at gøre denne mindst så meget større end volumenandelen af det afskærmningsmedium, der skal indføres, at det saltopløsningsfrie rums volumen efter trykaflastningen er lige så stort eller fortrinsvis noget større end afskærmningsmediets ønskede volumen.

Den til fuldstændig fjernelse af saltopløsningen indførte trykgas kan i princippet have en hvilken som helst ønsket beskaffenhed, forudsat at trykgassens egenskaber ikke har betydning for kavernens senere anvendelse. Hvis kavernen imidlertid tjener som brugsgasoplagring, f.eks. til oplagring af naturgas, er det naturligvis hensigtsmæssigt direkte at anvende brugsgassen, fortrinsvis naturgas, som trykgas.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret under henvisning til tegningen, hvor fig. 1-3 illustrerer en første udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fig. 4-6 en anden udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen, og fig. 7-9 en tredie udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Fig. 1-3 viser en kaverne 1, hvis bunddel danner en sump 2, 5

DK 153830B

og til hvilken et borehul 3 fører, som er foret med en foringsstreng 4, gennem hvilken der strækker sig en transportstreng 5, som ender i kavernens øverste område. Gennem transportstrengen 5 forløber en saltopløsningsrørstreng 6, som forløber ned i sumpens 2 område ved kavernens bund. Mellem saltopløsningsrørstrengen 6 og transportstrengen 5 dannes der således et ringkammer 7. Ringkammeret mellem transportstrengen 5 og foringsstrengen 4 er tætnet ved hjælp af en pakning 8.

Efter afslutning af en saltlejeudskylnings- og kavernedannelsesproces er kavernen 1 helt fyldt med saltopløsning 9, ligeledes ringkammeret 7 og saltopløsningsrørstrengen 6.

Dernæst indføres afskærmningsmedium 10 i ringkammeret 7, hvorved samtidig saltopløsning strømmer ud via saltopløsningsrørstrengen 6. Fig. 1 viser dette fremgangsmådetrin, i hvilket afskærmningsmediet allerede delvist har udbredt sig øverst i kavernen 1.

Hvis den ønskede mængde afskærmningsmedium er indført, indpresses naturgassen i ringkammeret 7 under tryk, således som antydet med pile 11 i fig. 2. Derved undviger saltopløsning i pilens 12 retning gennem saltopløsningsrørstrengen, således at saltopløsningens 9 spejl i kavernen 1 synker yderligere og dermed også afskærmningsmediet 10, som flyder på saltopløsningens overflade. Et mellemstadium er vist i fig. 2.

Fig. 3 viser slutstadiet, hvor saltopløsning 9 kun befinder sig i sumpen 2 og der er afskærmet via afskærmningsmediet 10. Rummet over afskærmningsmediet 10 er nu helt fyldt med under tryk stående naturgas 13. Da saltopløsningen 9 hele tiden under kavernens fyldning med naturgas 13 er afskærmet af afskærmningsmediet 10, er der på intet tidspunkt mulighed for en vanddampdiffusion og dermed en berigelse af jordgassen 13 med vanddamp.

Fig. 4-6 illustrerer en anden udførelsesform for fremgangs-

DK 153830 B

6 måden ifølge opfindelsen. I modsætning til udførelsesformen i fig. 1-3 monteres saltopløsningsrørstrengen 6, således at den kun når ned i det øverste kaverneområde, således at et rum 14 er defineret over et ved dens nederste ende bestemt niveau, fra hvilket rum saltopløsning fjernes via saltopløsningsrørstrengen 6 ved indføring af trykgas gennem ringkammeret 7. Derpå reduceres gastrykket ved gastilbage-tagning.

Dernæst indfyldes afskærmningsmedium 10 ifølge fig. 5 gennem saltopløsningsrørstrengen 6 i den ønskede mængde, således at det saltopløsningsfrie rum 14 praktisk taget er fyldt med afskærmningsmedium. Da tegningen ikke er i rette målestoksforhold, er dette ikke tydeligt i fig. 4 og 5.

I tilslutning til indføringen af afskærmningsmediet 10 bliver .saltopløsningsrørstrengen 6 sænket ned i sumpens 2 område, hvorefter der på samme måde som vist i fig. 2 tilføres trykgas gennem ringkammeret 7 i pilens 11 retning og saltopløsning fjernes i pilens 12 retning gennem saltopløsningsrørstrengen 6. Til slut hersker der de samme forhold som forklaret i forbindelse med fig. 3.

Fig. 7-9 viser en yderligere udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen. Ifølge fig. 7 indledes først trykgas i pilenes 11 retning, således at det saltopløsningsfrie rum 14 dannes, hvorved saltopløsning fjernes gennem rørstren gen 6. Dernæst følger en trykaflastning af rummet 14, og afskærmningsmedium 10 tilføres som vist i fig. 8 gennem rørstrengen 6, således at mediet 10 strømmer ned i sumpens 2 område og derfra stiger op og til sidst samler sig på saltopløsningens 9 overflade og afskærmer denne. Indføringen af afskærmningsmediet 10 via rørstrengen 6 sker derved i det væsentlige ved hjælp af tyngdekraften, i givet fald ved hjælp af tryktilførsel. Til fuldstændig udtrykning af det i saltopløsningsrørstrengen 6 tilbageværende afskærmningsmedium kan der i givet fald foretages en indføring af trykgas eller væske i rørstrengen 6, indtil denne er fuldstændig tømt.

7

DK 153830B

I fig.. 9 vises tydeligere, at naturgas 13 ved fremgangsmåderne ifølge fig. 1-3 og 4-5 som sidste fremgangsmådetrin indledes under tryk i pilens 11 retning i kavernen, indtil saltopløsningsspejlet med det derpå flydende afskærmningsme-dium 10 er sunket ned til en dybde lige over rørstrengens 6 nederste ende.

Claims (8)

1. Fremgangsmåde til indføring af et afskærmningsmedium i en en saltopløsning indeholdende kaverne, kendetegnet ved, at afskærmningsmediet (10) indføres i den med en saltopløsning (9) praktisk taget fyldte kaverne.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der først af saltopløsningen (9) fjernes en volumenandel, som er lige så stor eller noget større end det nødvendige volumen afskærmningsmedium (10), at afskærmningsmediet indledes i det således tilvejebragte frie rum, og at saltopløsningen (9) dernæst fjernes via en ned til kavernens bund forløbende rørstreng (6).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at fjernelsen af saltopløsningens (9) volumenandel sker samtidig med indføringen af afskærmningsmediet (10).

4. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at fjernelsen af saltopløsningsvolumenandelen sker ved fortrængning af saltopløsningen (9) med afskærmningsmediet (10).

5. Fremgangsmåden ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den volumenandel af saltopløsningen (9), som skal fjernes, fjernes via den til kavernens (1) bund forløbende rørstreng (6) ved indledning af trykgas i kavernen (1), at trykket i det således tilvejebragte saltopløsningsfrie rum (14) reduceres, og at afskærmningsmediet (10) dernæst indføres via en i kavernen (1) forløbende rørstreng.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at der som rørstreng til indføring af afskærmningsmediet (10) benyttes den til kavernens bund forløbende rørstreng (6) til fjernelse af saltopløsning (9) eller ringkammeret (7) mellem rørstrengen (6) og en i afstand fra og denne omsluttende transportstreng (5). DK 153830B

7. Fremgangsmåde ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at det således tilvejebragte, saltopløsningsfrie rums (14) volumen i kavernen (1) efter trykaflastningen er det samme eller fortrinsvis noget større end afskærmningsmediets (10) ønskede volumen.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den i rummet over afskærmningsmediet (10) til fjernelse af saltopløsning (9) indpressede gas er en brugsgas, fortrinsvis naturgas (13).