[发明专利]一种用于地下水封石洞油库的洞罐氮气置换方法

说明书

技术领域

本发明属于石油储存领域，具体涉及一种地下水封石洞油库的洞罐氮气置换方法。

背景技术

地下水封石洞油库相比地上储油库具有安全、环保、省地、省钱的优势，在国外已有五十年的建设历史，而在国内才刚刚开始建设地下水封石洞油库，目前国家石油储备第二期项目中有四座地下水封石洞油库正在建设或筹建过程中。地下水封石洞油库的主体工程是地下岩石洞储油罐(简称洞罐)，洞罐是由2～3个隧道形状的长形岩石洞室(截面尺寸一般为30m×18m)组成的密闭储油空间，其结构形式如图1所示，储油洞罐的两个洞室之间设置有3个连接巷道(截面尺寸一般为10m×8m)，其中距离管道竖井最近的上部连接巷道的顶部标高与洞室顶部标高相近，距离管道竖井最远的下部连接巷道的底部标高与洞室底部标高一致，中部连接巷道与洞室的连接处位于洞室中间高度处。连接巷道在施工过程中用作人员和运石车辆的通道，洞罐建成投用后，上部连接巷道用作两个洞室的气相通道，下部连接巷道用作两个洞室的液相通道，中部连接巷道在使用过程中基本无用。地下水封石洞油库洞罐施工完成后，在第一次注油前需要用氮气将洞罐内的空气置换处理，以保障洞罐在储油过程中不发生爆炸事故，确保洞罐安全。目前国外已采取和国内拟采取的洞罐氮气置换方法有以下两种：

1，氮气稀释置换法：通过进油管道(安装在进油管道竖井内)向洞室内注入氮气，达到0.1MPa～0.2MPa后，打开排气管道(安装在出油管道竖井内)阀门排气，使洞室内压力恢复至常压；进行2到3次这样的循环，直至洞室内氧气浓度低于8％。

2，洞室终端管道通气置换法：洞室的进油管道竖井和出油管道竖井一般设置在洞室的一端，该法需专门设置氮气管道，并通过进油管道竖井延伸至洞室相对竖井端的另一端，以保证不存在氮气置换不到的盲肠段。空气通过洞室进油管道和洞室排气管道排出。专利号为US3392530的专利就采用的该方法，其涉及用管道向储存有液态烃类物质的地下洞穴内注入惰性气体置换空气的技术，通过专设的管道向洞穴内注入惰性气体，且该管道要沿整个洞室长度敷设。

但是，现有方法存在以下问题：氮气稀释置换法需要消耗2到3倍洞室容积的氮气。洞室终端管道置换法只需消耗1倍多一点洞室容积的氮气，但是需设置较长的氮气管道。以某建设中的库容为300万立方米的地下水封石洞油库为例，该洞库有8个储油洞室(单个洞室长956米)，每2个洞室组成一个密闭储油洞罐(75万立方米)，2个洞室之间设置有上、中、下3个连接巷道。氮气稀释置换法需要消耗700万立方米～900万立方米氮气，费用约为2100万元～2700万元人民币。而洞室终端管道通气置换法需敷设DN200氮气管道4400米，工程造价约200万元人民币，加上氮气费用共约1300万元人民币。总之，这两种氮气置换法费用均较高。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种地下水封石洞油库的洞罐氮气置换方法，实现高效、省钱、简便易行的洞室氮气置换。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种地下水封石洞油库的洞罐氮气置换方法，所述方法涉及的储油洞罐包括两个洞室，分别为第一储油洞室9与第二储油洞室5，在两个洞室之间设置有3个用于连通两个洞室的连接巷道，分别为上部连接巷道6、中部连接巷道7和下部连接巷道8，其中距离管道竖井最近的上部连接巷道6的顶部标高与洞室顶部标高相近，距离管道竖井最远的下部连接巷道8的底部标高与洞室底部标高一致，中部连接巷道7与洞室的连接处位于洞室中间高度处；

所述方法首先用封闭体封闭中部连接巷道7和上部连接巷道6，并在上部连接巷道6中的封闭体的上部设置可移除窗口；然后进行洞罐氮气置换；最后打通所述可移除窗口，进而打开第一储油洞室9与第二储油洞室5的气相通道。

所述封闭体采用封闭实体墙12，所述可移除窗口包括双层玻璃窗11。

所述用封闭体封闭中部连接巷道7和上部连接巷道6，并在上部连接巷道6中的封闭体的上部设置可移除窗口具体包括以下步骤：

步骤一，分别用封闭实体墙12封闭上部连接巷道6和中部连接巷道7，只保留靠近洞室端头的下部连接巷道8为畅通状态，形成可充分进行氮气置换的单一通道；

步骤二，在上部连接巷道6的封闭实体墙12的上部开至少两个贯通孔，在每个贯通孔内均设置双层玻璃窗11，所述双层玻璃11将该贯通孔封闭；

步骤三，在每个双层玻璃窗11的两层玻璃之间安置电启动的爆破装置，所述爆破装置的启动按钮设置在洞罐外的地面上，由电线连接爆破装置和启动按钮。