用于防止油气储库泄露的双幕式系统的设计方法技术方案

本发明专利技术提出了一种用于防止储库泄露的双幕式系统的设计方法。设计方法包括以下步骤：步骤一，得到储库区域的地质详勘资料；步骤二，在储库的斜上方设置水幕巷道；步骤三，在水幕巷道的侧壁上设置多个水幕孔，水幕孔包括水平向水幕孔或/和垂直向水幕孔，水平向水幕孔由水幕巷道向储库的上方延伸，垂直向水幕孔由水幕巷道向储库的外侧延伸；步骤四，通过水幕孔进行压水试验以得到储库外围岩层的透水率，当岩层的任一区域的透水率大于预设透水率时，在该区域附近的水幕巷道的周壁上设置多个延伸在水幕孔和储库之间的灌浆孔并进行灌浆，以形成防渗帷幕。该设计方法能有效封闭围岩中的裂缝，避免储藏在储库中的油气的泄露。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地下工程
，尤其是涉及一种用于防止油气储库泄露的双幕式系统的设计方法。
技术介绍
能源是现代社会存在和发展的基本要素，其中燃油和燃气不仅是能源的重要成分，也是重要的化工原料来源。因此，世界各主要工业国家而言，能够保持足够而稳定的石油和燃气来源，在数十年内是关系到其社会发展与稳定的重大问题。我国作为GDP仅次于美国的工业大国，尽管本国的石油产量也十分巨大，但还是不能够满足生产和生活的需要。尤其是在世界动荡、重大危机事件频发的背景下，油气战略储存乃是保障我国经济发展的必要措施之一，而扩展我国国家油气战略储备库势在必行。最早尝试将天然气储存到地下是在1915年，加拿大利用改造过的油气田来储存天然气。随之，越来越多的人将天然气注入具有良好岩性的覆盖层的含水层中来储存。1940年初，瑞典的Jansson首次提出了直接在地下水位以下的不衬砌洞室内储存石油的想法。40年代到70年代，瑞典、挪威、芬兰、美国、法国、美国、加拿大、日本、韩国及中东国家，都修建了地下原油储库。我国于1977年在黄岛建造了国内第一个15万方的地下水封石油储库。在浙江象山建造了第一座0.4万方的成品油库。到上世纪末，全球投入运营的储气库共有602个，工作气储存能力达到3004亿立方米，相当于世界天然气消费量的12.5％。本世纪初第一个十年中，由于能源需求的不断增加、能源储存量的逐步枯竭、国际大环境的动荡不安，亚洲各国尤其是中国更感到了能源地下储备的必要性和重大的战略意义。我国地下油气储库建设我国可以追溯到文化革命后期，但是其规模较小容积不到20万方。之后改革开放初期由于油气自给能力较强，对战略储备考虑较少，
因而储库建设较为缓慢。进入21世纪，我国成为仅次于美国的经济强国，生产与日常消费需求急剧增加，此时美国奉行单边主义造成世界局势动荡，因而使油气战略储备提上议事日程。2006年我国开始战略石油储备的一期工程，8月份启动了镇海地上储备基地的建设。而在我国二期战略储备计划中，考虑到安全问题优先建造地下岩洞储库。近年来，己在山东、辽宁、广东、海南以及福建等地，进行了地下水封洞库的选址和可行性研究。2010年11月，山东某地率先建造我国第一个大型地下水封石油储备库。石油和液化气LG(LPG，LNG)地下贮存的主要方式有地质贮存方式和人工洞室贮存两种。一般情况下，以前最常用的是地质方法，主要包括利用一些废弃的油、气井等来贮存，或直接利用含水层来贮存，另外一种方法就是利用盐岩洞室来贮存液化气。例如我国在江苏金坛就建设了大型岩盐地下储库。由于人工洞室成本高昂，开始时期能源储库使用的比较少，但随着储存量的需求越来越大，新建的储库则越来越多地采用人工开挖的洞室了。现有技术中，可以采用例如围岩灌浆方法以控制洞室围岩渗透系数而提高油气储洞室气密性，但是应用效率和效果不是很理想。
技术实现思路
针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或全部，本专利技术提出了一种用于防止油气储库泄露的双幕式系统的设计方法。该设计方法能有效封闭围岩中的裂缝和集中渗漏通道，减少储库围岩中的渗透压力的下降，避免储藏在储库中的油气的泄漏，同时明显减少渗入储库的水量，和排出储库的污染水量，有利于储库的长期运行并保护储库区域的环境。根据本专利技术提出了一种用于防止油气储库泄露的双幕式系统的设计方法，包括以下步骤：步骤一，得到储库区域的地质详勘资料，步骤二，在储库的斜上方设置水幕巷道，步骤三，在水幕巷道的侧壁上设置多个水幕孔，水幕孔包括水平向水幕孔或/和垂直向水幕孔，水平向水幕孔由水幕巷道向储库的上方延伸，垂直向水幕孔由水幕巷道向储库的外侧延伸，步骤四，通过水幕孔进行压水试验以得到储库外围岩层的透水率，当岩层的
任一区域的透水率大于预设透水率时，在该区域附近的水幕巷道的周壁上设置多个延伸在水幕孔和储库之间的灌浆孔并进行灌浆，以形成防渗帷幕。在一个实施例中，在步骤二中，相邻的两个储库之间的斜上方的水幕巷道重合。在一个实施例中，在步骤四中，灌浆孔包括由水幕巷道朝向储库的洞顶方向斜向下延伸的似水平向灌浆孔，各储库的两侧的似水平向灌浆孔的浆液扩散范围在储库的上方相接。在一个实施例中，似水平向灌浆孔与水平方向的夹角为10-40度。在一个实施例中，在步骤四中，灌浆孔包括由水幕巷道朝向储库的边墙底部方向斜向下延伸的似垂直向灌浆孔。在一个实施例中，似垂直向灌浆孔与垂直方向的夹角为10-40度，并且似垂直向灌浆孔在垂直方向上的投影与垂直向水幕孔深度相同。在一个实施例中，如果相邻的两个储库之间的距离小于或等于预设距离，则在相邻的两储库之间均设置与各所述储库相匹配的似垂直向灌浆孔，如果相邻的两个储库之间的距离大于预设距离，则在相邻的两储库之间可以不设置似垂直向灌浆孔。在一个实施例中，水幕巷道的底板采用现浇混凝土封闭。在一个实施例中，在步骤四中，预设透水率为1吕荣。在一个实施例中，如果试验得到的透水率大于3吕荣时，需要对灌浆孔进行全孔灌浆，并对水幕孔的渗透段实施分段灌浆。与现有技术相比，本专利技术的优点在于，通过设置水幕孔以对储库提供附加的水压，来保证储库的密封性。另外，在实际地质条件下，尤其在花岗岩裂隙渗流为主的岩体中，如果出现水幕压力不能保持而注水量很大的情况，通过设置灌浆孔注浆形成防水帷幕，阻隔水幕孔中的水以保持在储库的围岩内，而不进入储库中，使地下水位的高程更有保证，对储库起到更好的密封效果，而且减少地下水的污染和对污水的处理，有益于环保。附图说明下面将结合附图来对本专利技术的优选实施例进行详细地描述，在图中：图1显示了根据本专利技术的在储库区域布设水幕孔的结构示意图；图2显示了根据本专利技术的在储库区域布设水幕孔和灌浆孔的一个实施例的示意图；图3显示了根据本专利技术的在储库区域布设水幕孔和灌浆孔的另一个实施例的示意图；在附图中，相同的部件使用相同的标号，附图并未按照实际的比例绘制。具体实施方式本专利技术提供一种用于防止油气储库泄露的双幕式系统的设计方法，下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步地详细说明。如图1-3所示，本专利技术提供的用于防止储库1泄露的双幕式系统的设计方法，不仅包括对储库1的水幕巷道2的设计，还包括在水幕巷道2处设置水幕孔3，以及设置灌浆孔4。根据本专利技术，用于防止储库1泄露的双幕式系统的设计方法，主要包括以下步骤：步骤一，得到储库区域的地质详勘资料；步骤二，在储库1的斜上方设置水幕巷道2；步骤三，在水幕巷道2的侧壁上设置多个水幕孔3，水幕孔3包括水平向水幕孔31或/和垂直向水幕孔32，水平向水幕孔31由水幕巷道2向储库1的上方延伸，垂直向水幕孔32由水幕巷道2向储库1的外侧延伸。步骤四，通过水幕孔3进行压水试验以得到储库外围岩层的透水率，当岩层的任一区域的透水率大于预设透水率时，在该区域附近的水幕巷道2的周壁上设置多个延伸在水幕孔3和储库1之间的灌浆孔4并进行灌浆，以形成防渗帷幕。需要说明的是，还可以通过岩层的任一区域的等效渗透系数来判断是否需要设置灌浆孔4。而透水率和等效渗透系数之间的关系是本领域技术人员所熟知的，在此略去详细描述。其中，优选地，在步骤二中，布设的水幕巷道2的布设高程约为距离储库1的洞顶不小于10米的位置处，且位于储库1的约45度角的斜上方。为了施工方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于防止油气储库泄露的双幕式系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，得到储库区域的地质详勘资料，步骤二，在储库的斜上方设置水幕巷道，步骤三，在水幕巷道的侧壁上设置多个水幕孔，水幕孔包括水平向水幕孔或/和垂直向水幕孔，水平向水幕孔由水幕巷道向储库的上方延伸，垂直向水幕孔由水幕巷道向储库的外侧延伸，步骤四，通过水幕孔进行压水试验以得到储库外围岩层的透水率，当岩层的任一区域的透水率大于预设透水率时，在该区域附近的水幕巷道的周壁上设置多个延伸在水幕孔和储库之间的灌浆孔并进行灌浆，以形成防渗帷幕。

【技术特征摘要】
1.一种用于防止油气储库泄露的双幕式系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，得到储库区域的地质详勘资料，步骤二，在储库的斜上方设置水幕巷道，步骤三，在水幕巷道的侧壁上设置多个水幕孔，水幕孔包括水平向水幕孔或/和垂直向水幕孔，水平向水幕孔由水幕巷道向储库的上方延伸，垂直向水幕孔由水幕巷道向储库的外侧延伸，步骤四，通过水幕孔进行压水试验以得到储库外围岩层的透水率，当岩层的任一区域的透水率大于预设透水率时，在该区域附近的水幕巷道的周壁上设置多个延伸在水幕孔和储库之间的灌浆孔并进行灌浆，以形成防渗帷幕。2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，在步骤二中，相邻的两个储库之间的斜上方的水幕巷道重合。3.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，在步骤四中，灌浆孔包括由水幕巷道朝向储库的洞顶方向斜向下延伸的似水平向灌浆孔，各储库的两侧的似水平向灌浆孔的浆液扩散范围在储库的上方相接。4.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，似水平向灌浆孔与水平方向的夹角为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仲奎，陆宝麒，邹静，徐彬，杨华，
申请(专利权)人：清华大学，黄岛国家石油储备基地有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11