地下水封洞库储油原理
地下水封储油研究综述
2019年12月地下水封储油研究综述彭杨（海军勤务学院供应管理系，天津300450）摘要：文章介绍了国内外水封油库的发展与建设概况，论述了地下水封储油设计与施工的主要工艺与技术原理，以及建库选址的原则；探讨了目前尚未解决的技术难题；对相关的研发课题提出了思考。
关键词：地下水封；技术原理；研究思考根据国际能源组织（IEA ）关于石油安全储存量的规定，我国距离90天上年进口量的标准还有很大一段距离，国家能源安全受到严峻考验。
近年来，随着我国国力的日渐增强，国家对战略石油储备的重视程度也日渐加大。
地下水封储油作为一种重要的储油方式正在成为主流。
自2000年来，我国已开始着手建立石油储备体系。
其中一期建成4处石油储备基地全部为地面罐储库（大连、黄岛、镇海、岱山，1620万方），二期开建的8处石油储备基地中有4处为地下水封油库，而目前规划的国家石油储备库三期工程已确定全部采用地下水封洞库形式。
由于我国地下水封油库的建设工程起步较晚，且为实验性质，很多技术难题有待解决。
研究地下水封油库施工原理及技术，具有重要战略意义。
1概述1.1国外地下水封油库发展概况地下水封油库作为一种重要储油方式，一直在各国建立的战略能源储备体系中扮演主要角色。
地下水封储油方法的起源要追溯至19世纪30年代战争时期，瑞典岩石力学和石油储备之父哈根博士提出石油产品应该储存在处于水下的混凝土容器中,以便更加安全地储备军用燃油。
1939年H.Jansson 申请了一项储油专利,其取消了之前常用的混凝土钢衬,石油直接存储在位于地下水位以下的不衬砌岩洞中。
这就是后来著名的石油储存“瑞典法”。
从20世纪70年代，现代储油技术应用以及岩土施工技术的发展使得利用地下水封油库能够用来满足不同油品的地下储存，包括原油、液化石油气，成品油等。
随着潜水泵的出现也使得固定水床储油法得以实现，地下水封储油的经济性和适应性明显提高。
上世纪八十年代以来，地下水封油库在世界各国蓬勃建设。
水封岩洞储油库工程相关技术
地下油库一般选在稳定地下水位下岩体中。
它利用岩体中人工开挖或自然形成的洞室, 通过地下水充满裂隙实现密封。
地下油库同其他大型地下洞室一样, 具有边墙高、跨度大、结构复杂(洞库与巷道、竖井呈多层、架空等状态) 等特点。
石油储备洞库两个显著特点是: 洞库无衬砌, 周围水压力大于库室内油压力。
地下油库对库址区水文地质工程地质条件要求较高。
地下油库类型及运行原理这种油库的储油原理十分简单。
它是在地下储油构造的启发下, 经多次实践证实确有储油效果和经济效益之后才发展起来的。
其原理即是使储油洞库周边的地下水压永远大于被储油品压力、由压力差而使油、气不能外逸, 以达储油目的，为产生这种压力差, 必须使洞库永远保持在地下水位以下, 并须通过地下水缓慢流入库内, 依靠油、水比重差将渗入的水排至库外这样一种循环过程才能完成。
由储油结构不难看出, 这种油库在地质方面的要求十分严格、它涉及储油结构的两大根本问题, 即洞库稳定和水封条件的可靠性问题。
前者主要决定于洞库围岩的岩体性质、结构特征和组合、地应力和地震的分布和强度、地形等。
后者则与正确判断多年最低地下水位和适宜的渗水量有关。
此二者应通过选库和在已选定的理想库区内, 以调正洞库埋深和洞库方位等方法来得到满足。
因此, 洞库埋深和布置常常是衡量技术标准和经济效益的综合重要指标。
( 1)据洞库中水垫层变化与否, 地下储油方式分两种: 固定水垫层法和变动水垫层法。
在洞室中注入油品后, 油品周围会存在一定压力差: 任一油面上水压力都大于油压力, 使油品不会沿裂隙漏失。
由于油比水轻以及油水不能混合, 因此流入洞内的水沿洞壁汇集到洞底部形成水垫层当洞内油量变化时, 水面h3保持不变, 而油面h2 改变, 即洞库中水垫层的水位固定, 过多的水流入泵坑, 并由浸没式水泵将水抽出, 此储油方法为固定水垫层法[ 19 ]。
变动水垫层法是洞库内油面位置固定, 底部水垫层水位随贮出油而变化。
水封洞库的储油原理
水封洞库的储油原理
嘿，咱今天就来唠唠水封洞库的储油原理！你说这水封洞库啊，就像是个超级大的秘密基地。
想象一下，在地下有那么一大片空间，被巧妙地利用起来存油。
水封洞库就好比是一个聪明的守护者，它用特殊的方法把油好好地保护起来。
水，在这里可是起到了至关重要的作用。
就好像是给油围上了一层柔软但又很牢固的保护罩。
这水呀，就像是一群忠诚的卫士，把油紧紧地包围在中间，不让它受到一丁点儿外界的干扰。
那它到底是怎么做到的呢？其实很简单啦！洞库里面有空间用来放油，然后周围用水填满。
这些水就像是一道坚固的防线，把油和外界隔离开来。
而且啊，水的压力还能起到稳定油的作用呢，就像是给油一个安稳的家。
你说这神奇不神奇？这水封洞库不就是大自然和人类智慧的完美结合嘛！这样一来，油就能安全地待在里面，不用担心会有什么意外发生。
咱再想想，如果没有这水封洞库，那油该怎么存放呢？放在露天的话，风吹日晒雨淋的，多不安全呀！说不定还会有什么杂质跑进去，影响油的质量呢。
但是有了水封洞库就不一样啦，一切都变得井井有条。
而且哦，这水封洞库还特别环保呢！它不会对周围的环境造成太大的影响，不像有些储油方式可能会有污染什么的。
这多好呀，既保证了油的安全，又保护了我们的环境。
你说这水封洞库是不是个了不起的发明？它就像是一个默默守护着我们能源的大英雄！它让我们的生活变得更加便利，让我们不用担心油的储存问题。
总之呢，水封洞库的储油原理就是这么神奇又实用。
它让我们看到了人类的智慧是多么的强大，能够想出这么巧妙的办法来解决问题。
难道不是吗？以后看到那些储油设施，可别忘记了这背后的神奇原理哦！。
地下水封洞库储能原理
地下水封洞库储能原理
地下水封洞库储能这事儿，就像是在地下挖了一个超级大的地下室，用来藏能源。
但这地下室不简单，它四周和顶上都是水，形成了一个天然的大水池，这就厉害了。
想象一下，我们要把天然气这种宝贵的能源暂时存起来。
怎么做呢？我们通过管道把这些天然气悄悄地送到这个地下水下的“秘密基地”。
因为天然气比水轻，它就会自动浮在水面上，就像是气球飘在空中一样，而水呢，就自然而然地成了保护罩，把天然气牢牢“抱”在下面，这就是水封的神奇。
等到哪天需要用这些天然气了，就像打开水龙头一样，轻轻拧开阀门，天然气受到水的压力，就会顺着管道自己跑出来，供给我们使用。
这样的存储方式，安全得很，因为水层能有效防止天然气泄漏，对环境也友好，不会影响到地面上的花草树木和小动物。
而且，这种方式成本不高，因为大部分工作都是大自然帮我们完成的，我们只需要适时管理一下，就像照顾自家后院的小池塘一样简单。
总的来说，地下水封洞库储能就像是给能源找了个既安全又隐蔽的水下藏身之处，需要时拿出来用，方便又可靠。
地下水封洞库选址探索与研究
地下水封洞库选址探索与研究摘要：地下水封洞库是近年来国内兴起的一种新的储油方式。
选择合适的库址对该工程是非常重要的环节。
本文拟对照烟台万华地下水封LPG洞库的选址勘察，结合洞库现已开挖阶段的地质条件，为国内其他洞库的选址提出可行的具体参考方案，并对目前洞库选址方法进行评价，并提出建议。
关键词：地下水封LPG洞库，选址，因素Exploration and Research of Underground Cavern Location——with Yantai Wanhua Underground LPG Cave As an ExampleWang Wei( Shandong University of Science and TechnologyGeological science and Engineering College, Shandong Qingdao, 266510)Abstract: the underground cavern in China in recent years is the rise of a new storage mode. Select the appropriate storage location for the project is a very important link. This paper is intended to control Yantai Wanhua underground LPG cavern sitting investigation, combined with the tunnel excavation is now stage of the geological conditions, the other depot location presents feasible specific reference scheme, and the depot location methods for evaluation, and puts forward some suggestions.Key words: underground LPG depot, site selection, factors1、地下水封洞库的储油原理地下水封洞库处于稳定的地下水位线以下一定的深度(5m为宜)，通过人工在地下岩石中开挖出一定容积的洞室，利用稳定地下水的水封作用密封储存在洞室内的石油。
地下水封石洞文字报告
地下水封石洞文字报告地下水封岩洞油库的密封原理地下水封岩洞油库就是在地下水位以下的人工凿岩洞内，利用"水封〃的作用储存油品，由于岩壁中充满地下水的静压力大于储油静压力，油品始终被封存在有岩壁和裂隙水组成的一个封闭的空间里，使油品不会渗漏出去。
由于油和水的比重不同油和水不会相混，同时利用水比油重的原理，将油置于水的包围之中，只能水往洞内渗，而油不可能往洞外渗漏，油始终在水之上，从而达到长期储存油品的目的。
地下储油库的水封形式（1）自然水封；（2）人工水封；（3）上述两种方法的结合。
水封系统受到岩层的水理特性或有无相邻洞室及地下水含水量等的影响。
地下水封储油洞库直径规模一般比地下发电站小，而比通常的公路交通隧道断面要大，地下洞室不衬砌或仅做少量结构处理。
所以，地下水封储油库对库址区的水文地质和工程地质条件要求较高。
地下水封岩洞油库有如下优点（1）安全性好。
建地下油库可使地震减低1。
左右，因为巷道错综兔杂，可减弱震级。
（2）节省投资。
当库容达到一定规模时,地下洞库比地上洞库投资节省。
（3）适合战备要求。
当前,核大国之间的核战争发生可能性很小，但地区间小规模的常规战时有发生，人肉炸弹式的恐怖袭击更为频繁,地下洞库一般都处在地下水位线下20~30m,一般的枪、炮、炸弹对其不会有破坏，而这恰恰是地上油库的弱点。
（4）占地面积少。
地下洞库一般建在山体的岩石下面,地面设施很少,我国是一个山多、耕地少、绿地少的国家,建设大规模的地上储罐必将占用大量的土地资源。
地下洞库的建设可解决这一矛盾。
（5）呼吸损耗可回收。
地下洞库的大呼吸损耗位置集中,如果周转次数较大时，可以考虑建设回收设施解决大呼吸损耗问题,回收设施投资约需增加500万元左右。
地面油库耗油量大,呼吸难以回收。
（6）节省外汇。
地上钢制油罐大部分钢板需进口,需大量外汇,以建设300x10^4m7储备库为例,每座地下洞库可节约600万美元。
（7）维修费用低。
地下水封储油库
我国的石油资源不足,原油产量不能满足经济发展的需求。
对进口石油依赖度不断增大,2007 年已超过1159 ×10(8) t, 国际石油市场价格波动对我国经济的影响越来越大。
根据国际能源组织机构(IEA) 规定,各成员国的应急石油储备量应相当于上年90 天的消费量,以此为据,2015 年我国应保有5000 ×10(4) t 以上的石油储备量,需建设约七千多万立方米的储备油库。
然而,我国一期在建的4 个石油储备基地的地表及地下储油库至2008 年全部竣工后,储油能力仍然不能满足需求,还需要修建更多的战略石油储备基地。
由于地下储油库具有安全性能高,不占或少占耕地,投资省、损耗少,运营管理费用低,使用寿命长,污染小,装卸速度快等优点[1] 越来越多地被广泛应用。
早在20 世纪30 年代末,瑞典就将石油产品储存在地下混凝土的储油罐内,用地下水来密封。
20 世纪60～70 年代,地下油库建设进入发展时期,每年建设几百万立方米地下油库,储存原油、石油产品、LPG 及重质燃料油。
我国20 世纪70 年代在山东青岛和浙江象山自行设计和建造了小型的地下水封岩洞油库,分别储存了原油和柴油,其附近还建有地表储油罐(库) 。
后来青岛地表储油罐发生火灾,造成重大损失,而附近的地下油库却安然无恙,进一步证实了地下油库的安全性。
近年来,国外公司先后在汕头和宁波建造了2 个地下LPG 水封洞库,积累了一些经验。
本文根据大型战略石油储备基地的选择原则,以及地下水封油库的工程特点和发展要求,探讨其选址和设计过程中应注意的水文地质工程地质问题。
[b]1 地下水封洞库储油原理[/b]地下水封洞库处于稳定的地下水位线以下一定的深度(5m为宜) ,通过人工在地下岩石中开挖出一定容积的洞室,利用稳定地下水的水封作用密封储存在洞室内的石油。
洞室开挖前,地下水通过节理裂隙等渗透到岩层的深部并完全充满岩层空隙。
如图1 所示,当储油洞库开挖形成后,周围岩石中的裂隙水就向被挖空的洞室流动,并充满洞室。
2.2-2.3.地下水封油库、岩盐油库
固定水位法使用范围: 适用性: (1) 周转量低的储备油库 ( 如美国10、20年/次 ) (2) 减少建立大规模水处理设施的费用 缺点： (1) 蒸发损耗、油气处理量大 (大型库常可达到近2000吨的处理当量) 损耗随存储量的减少 而 增大 (2) 对安全性要求高，发生火灾及爆炸事故的几率高。
五、人工水封油罐
单层(油水接触) 双层(油水不接触)
第三节 地下岩盐油库
一、地下盐岩油库储油的优缺点食盐？ 溶解度？ Fra bibliotek盐？ 溶解度？
原理： 1. 油和盐岩不相溶； 2. 盐岩密封性好，油品储存在里面不渗漏。
组成： 组成： 可溶性盐类 + 非可溶性杂质 粘土、白云石、硬石膏等) (粘土、白云石、硬石膏等)
无气体空间 油温基本恒定 无小呼吸
缺点： 1. 库址选择受限制；
2. 地质情况复杂 地质情况复杂，需要详细的地质勘察资料；
非开挖，如何保证施工 非开挖， 速度和质量
3. 需要复杂的溶造技术；
形状、体积？ 形状、体积？ 溶造技术？ 溶造技术？
4. 大量盐水有时难于处理和排放。
二、在岩盐中溶造洞穴的方法
我国的地下储备油库(黄岛)： 深度：90m、常压储油、固定水位法、水垫层厚度约2%、20万方
每年损耗的油气量：火炬损失 1-2千万；活性炭吸附损失2500万元。 要求，尽量存储质量上等的油品；但我国原油的问题
四、地下水封油库洞罐区
1、罐体； 2、施工通道； 3、一层施工通道 4、二层施工通道 5、三层施工通道 6、操作通道 7、操作间 8、竖井 9、泵坑 10、水封墙 11、施工通道口 12、操作通道 13、码头
4、双井冲刷法
优点： 该方法可以溶造大容积洞穴，操作简便， 能耗低，生产效率高。 缺点： 开始阶段两个洞穴底槽贯通困难。
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地下水封洞库储油原理 地下水封洞库处于稳定的地下水位线以下一定的深度(5m 为宜)通过人工在地下岩石中开挖出一定容积的洞室,利用稳定地下水的水封作用密封储存在洞室内的石油。
洞室开挖前,地下水通过节理裂隙等渗透到岩层的深部并完全充满岩层空隙。
当储油洞库开挖形成后,周围岩石中的裂隙水就向被挖空的洞室流动,并充满洞室。
在洞室中注入油品后,油品周围会存在一定的压力差,因而在任一油面上,水压力都大于油压力,使油品不能从裂隙中漏走。
同时利用油比水轻,以及油水不能混合的性质,流入洞内的水则沿洞壁汇集到洞底部形成水垫层,可由水泵抽出
地下储油库选址基本原则
地下储油库选址首先必须要满足两个基本的地质条件:一是岩体的完整性,即应选出无深性断层和断裂、裂隙不甚发育的结晶岩体,以保证有足够的可用岩体范围;二是密封,即满足必要的水封条件。
其次,还要结合我国国情,因地制宜,根据我国规划建设地下储油库的需求和特点,考虑以下外部依托条件
(1) 根据拟建储油库的建库地带及周围可供应地区对今后石油的战略储备量需求,确定适宜的地理位置和储油库的规模。
(2) 优良的海港和相应规模的码头设备。
储备油品品种主要是进口原油,库址选择应考虑现有良好海港,可接纳大吨位(20 ×10(4)～30 ×10(4)t 以上) 的油轮,并有良好的原油码头设备。
(3) 靠近国家大型进口原油加工基地。
(4) 建库费用经济合理。
起步阶段在沿海地区选择若干地点建设储备基地;中远期规划除沿海外,应结合俄罗斯原油和哈萨克斯坦原油的进口情况,在东北和西北内陆地区管道运输枢纽站附近选择地点.
(5) 储油库的安全性。
建库地带要有一个庞大的腹地,能够建立起完善的配套设施,以保障地下水封储油洞库的建设和运行使用期间的安全性。
(6) 由良好的输油交通条件 。
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