Физико-технические основы крупномасштабного подземного аккумулирования энергоносителей

Рассмотрены крупномасштабные подземные аккумуляторы газообразных и жидких энергоносителей как необходимый элемент функционирования топливно-энергетического комплекса страны, так как неравномерность потребления энергоносителей в условиях Российской Федерации является объективной реальностью.

Приведены классификация подземных аккумуляторов, методология их проектирования, соленосные бассейны на территории Российской Федерации, пригодные для строительства подземных аккумуляторов, описание геологоразведочных работ, необходимых для проектирования.

Приводятся методика расчета основных параметров подземных резервуаров, технология их строительства, в том числе подземные резервуары с нетрадиционной геометрической формой и в нетрадиционных горных породах.

Рассмотрены способы и технологии эксплуатации подземных аккумуляторов, процессы тепло- и массообмена при их эксплуатации, работы по геолого-гидрогеологическому сопровождению процесса эксплуатации. Изложены технологии ремонта, консервации и ликвидации подземных аккумуляторов.

Приводятся способы использования подземных аккумуляторов энергоносителей в различных отраслях экономики, а также варианты коммерциализации их строительства и эксплуатации.

Монография предназначена для научных и инженерно-технических работников топливно-энергетического комплекса, а также для студентов и аспирантов соответствующего профиля.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПОДЗЕМНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ — НЕОБХОДИМЫЙ ЭЛЕМЕНТ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА СТРАНЫ
1.1. Подземные аккумуляторы — необходимый элемент функционирования единой системы газоснабжения страны
1.2. Подземные аккумуляторы — необходимый элемент системы снабжения нефти и нефтепродуктами страны
1.3. Подземные аккумуляторы — необходимый элемент функционирования системы электро- и теплоснабжения

ГЛАВА 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ ГАЗООБРАЗНЫХ И ЖИДКИХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ
2.1. Подземные аккумуляторы жидких энергоносителей
2.2. Подземные аккумуляторы газообразных энергоносителей

ГЛАВА 3. МЕТОДОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ ГАЗООБРАЗНЫХ И ЖИДКИХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ
3.1. Особенности проектирования подземных аккумуляторов газов и жидкостей
3.2. Основные этапы проектирования подземных аккумуляторов газов и жидкостей
3.3. Горно-геологические и гидрогеологические критерии оценки условий строительства подземных аккумуляторов в отложениях каменной соли
3.4. Соленосные бассейны на территории Российской Федерации, пригодные для строительства подземных аккумуляторов
3.5. Геологоразведочные работы для проектирования подземных аккумуляторов в отложениях каменной соли
3.6. Оценка длительной устойчивости выработок-емкостей подземных аккумуляторов газов и жидкостей, созданных в отложениях каменной соли
3.7. Проектирование рассолохранилищ

ГЛАВА 4. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА СОЗДАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТОК-ЕМКОСТЕЙ В КАМЕННОЙ СОЛИ
4.1. Растворение каменной соли в ограниченном пространстве при строительстве подземных выработок-емкостей
4.2. Методика расчета основных параметров технологии сооружения подземных выработок-емкостей в каменной соли

ГЛАВА 5. СТРОИТЕЛЬСТВО ПОДЗЕМНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В ОТЛОЖЕНИЯХ КАМЕННОЙ СОЛИ
5.1. Технология подземного растворения каменной соли для ее добычи
5.2. Технология создания подземных выработок-емкостей в отложениях каменной соли
5.3. Интенсификация процесса подземного растворения каменной соли и формирования выработки-емкости
5.4. Особенности строительства скважин подземных резервуаров в отложениях каменной соли
5.5. Строительство рассолохранилищ
5.6. Строительство вспомогательных объектов для сооружения подземных аккумуляторов
5.7. Экологический мониторинг при строительстве подземных аккумуляторов

ГЛАВА 6. ТЕХНОЛОГИЯ СООРУЖЕНИЯ ВЫРАБОТОК-ЕМКОСТЕЙ С НЕТРАДИЦИОННЫМИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИМИ ФОРМАМИ И В НЕТРАДИЦИОННЫХ ГОРНЫХ ПОРОДАХ
6.1. Технология строительства подземных резервуаров тоннельного типа
6.2. Технология строительства подземных резервуаров двухъярусного типа
6.3. Технология строительства подземных резервуаров в многолетнемерзлых породах
6.4. Технология строительства подземных резервуаров в отложениях подземного льда

ГЛАВА 7. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ ГАЗООБРАЗНЫХ И ЖИДКИХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ
7.1. Неравномерность потребления природного газа и жидких углеводородов
7.2. Способы эксплуатации подземных аккумуляторов газообразных и жидких энергоносителей
7.3. Тепло- и массообмен при эксплуатации подземных аккумуляторов газообразных и жидких энергоносителей
7.4. Первое заполнение подземного резервуара хранимым энергоносителем
7.5. Комплекс работ по геологическому, гидрогеологическому, геофизическому и экологическому сопровождению эксплуатации подземных аккумуляторов газов и жидкостей

ГЛАВА 8. ЭКСПЛУАТАЦИЯ РАССОЛОХРАНИЛИЩ ПОДЗЕМНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ ГАЗООБРАЗНЫХ И ЖИДКИХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ
8.1. Эксплуатация наземных рассолохранилищ
8.2. Водный баланс наземных рассолохранилищ
8.3. Солевой баланс наземных рассолохранилищ
8.4. Тепловой и радиационный баланс рассолохранилищ
8.5. Эксплуатация подземных рассолохранилищ

ГЛАВА 9. ИЗМЕНЕНИЕ КАЧЕСТВА И КОЛИЧЕСТВА ХРАНИМОГО ЭНЕРГОНОСИТЕЛЯ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЗЕМНОГО АККУМУЛЯТОРА
9.1. Изменение влажности природного газа при эксплуатации подземных аккумуляторов, созданных в отложениях каменной соли
9.2. Сроки хранения газообразных и жидких энергоносителей в подземных резервуарах, созданных в отложениях каменной соли
9.3. Определение герметичности подземных резервуаров, созданных в отложениях каменной соли
9.4. Определение вместимости подземных резервуаров, созданных в отложениях каменной соли

ГЛАВА 10. РЕМОНТ ПОДЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ
10.1. Конструкция эксплуатационных скважин подземных резервуаров газообразных и жидких энергоносителей
10.2. Ремонт скважин подземных резервуаров, созданных в отложениях каменной соли

ГЛАВА 11. КОНСЕРВАЦИЯ И ЛИКВИДАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ ГАЗООБРАЗНЫХ И ЖИДКИХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ
11.1. Консервация подземных аккумуляторов газообразных и жидких энергоносителей
11.2. Ликвидация подземных аккумуляторов газообразных и жидких
11.3. Ликвидация наземного технологического комплекса

ГЛАВА 12. ПРИМЕНЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ ГАЗООБРАЗНЫХ И ЖИДКИХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ЭКОНОМИКИ
12.1. Подземные аккумуляторы газов и жидкостей, используемые в газовой промышленности
12.2. Подземные аккумуляторы, созданные в отложениях каменной соли, используемые в нефтяной промышленности и в системе снабжения нефтепродуктами
12.3. Подземные аккумуляторы энергоносителей, используемые в комплексах по регулированию неравномерности электропотребления
12.4. Подземные аккумуляторы энергоносителей, входящих в состав комплексов возобновляемых источников энергии
12.5. АЭС и подземные аккумуляторы энергоносителей
12.6. Применение подземных аккумуляторов газов и жидкостей, могильников твердых отходов для решения экологических проблем

ГЛАВА 13. КОММЕРЦАЛИЗАЦИЯ ЭТАПОВ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ ГАЗООБРАЗНЫХ И ЖИДКИХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ
13.1. Коммерциализация этапа строительства подземных аккумуляторов газообразных и жидких энергоносителей
13.2. Коммерциализация этапа эксплуатации подземных аккумуляторов природного газа
13.3. Способ поставки водорода и водородосодержащих энергоносителей в заправочные станции транспортных средств

ГЛАВА 14. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ ХРАНИМЫХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ И ГОРНЫХ ПОРОД, ВМЕЩАЮЩИХ ПОДЗЕМНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ ГАЗОВ И ЖИДКОСТЕЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА СОЗДАНИЯ ВЫРАБОТКИЕМКОСТИ В ОТЛОЖЕНИЯХ КАМЕННОЙ СОЛИ
9ПРИЛОЖЕНИЕ 3. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА СОЗДАНИЯ ВЫРАБОТОКЕМКОСТЕЙ В ОТЛОЖЕНИЯХ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОД
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА СОЗДАНИЯ ВЫРАБОТКИ-ЕМКОСТИ В ОТЛОЖЕНИЯХ ЛЬДА
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. РАСЧЕТ ВМЕСТИМОСТИ ПОДЗЕМНОГО РЕЗЕРВУАРА ГАЗА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ДЛЯ СВЕРХЗВУКОВЫХ ТЕЧЕНИЙ ПРИРОДНОГО ГАЗА
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. ТРЕХМЕРНЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТОКЕМКОСТЕЙ, СОЗДАВАЕМЫХ В ОТЛОЖЕНИЯХ КАМЕННОЙ СОЛИ, НАХОДЯЩИХСЯ НА ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ИЛИ ОКОНЧАТЕЛЬНЫХ ЭТАПАХ ИХ СТРОИТЕЛЬСТВА
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. МОНОГРАФИИ И УЧЕБНИКИ, НАПИСАННЫЕ АВТОРОМ ДАННОЙ КНИГИ И В СОАВТОРСТВЕ С КОЛЛЕГАМИ, ПОСВЯЩЕННЫЕ СПОСОБАМ АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ