Abstract
Taking into account the impurity and creep of rock salt, a new model is proposed to predict the time-dependent subsidence of the surface above underground gas storage caverns in bedded salt formations. In this model, the shape of the storage cavern is assumed to be a sphere. Formulae are developed for the volume and volume reduction of the cavern over time during both the construction and the operating periods. A probability integral method is adopted to determine the shape of the subsidence regions, and corresponding formulae are derived for the time-dependent surface subsidence, radial tilt and radial curvature. FLAC3D was used to verify the proposed prediction model. Using the proposed model, parametric analyses are carried out to study the influences of draw angle, volume adjusting coefficient, brine withdrawal rate, internal pressure, cavern depth, material properties of the rock salt, cavern diameter, and operating time on the surface subsidence. The results show that: the subsidence increases with an increase of the draw angle, volume adjusting coefficient, brine withdrawal rate, cavern diameter, material properties of the rock salt, and time, but decreases with an increase of internal pressure. Subsidence increases first and then decreases with increasing cavern depth. Draw angle, volume adjusting coefficient, cavern depth, cavern diameter, material properties of the rock salt, time and internal pressure have a large influence on the subsidence, but there is little influence from the brine withdrawal rate and salt impurity
چکیده
با در نظر گرفتن ناخالصی و خزش سنگ نمک، مدل جدیدی برای پیش بینی فرونشست وابسته به زمان سطح بالای غارهای ذخیره سازی گاز زیر زمینی در سازند های نمکی لایه ای پیشنهاد می شود. در این مدل، فرض می شود که شکل غار ذخیره سازی کروی است. برای حجم و کاهش حجم غار در طول زمان در طی دوره های ساخت و دوره های عملیاتی، فرمول هایی ایجاد شده اند. برای تعیین شکل مناطق فرونشست یک روش انتگرال احتمال اتخاذ شده است و فرمول های مشابهی برای فرونشست سطحی وابسته به زمان، شیب شعاعی و انحنای شعاعی بدست آمده است. FLAC3D برای بررسی مدل پیش بینی پیشنهاد شده استفاده شد. با استفاده از مدل پیشنهادی، آنالیزهای پارامتریک برای مطالعه اثرات زاویه کشش، ضریب تنظیم حجم، نرخ بیرون کشیدن شورابه، فشار داخلی، عمق غار، خصوصیات متریال سنگ نمک، قطر غار و مدت زمان عملیات بر روی فرونشست سطحی، انجام شد. نتایج نشان می دهد که فرونشست با افزایش زاویه کشش، ضریب تعدیل حجم، نرخ بیرون کشیدن شورابه، قطر غار، خصوصیات متریال سنگ نمک و زمان افزایش می یابد و با افزایش فشار داخلی کاهش می یابد. فرونشست در ابتدا افزایش پیدا می کند و سپس با افزایش عمق غار کاهش می یابد. زاویه کشش، ضریب تعدیل حجم، عمق غار، قطر غار، خصوصیات متریال سنگ نمک، زمان و فشار داخلی اثر زیادی بر روی فرونشست دارند، نرخ بیرون کشیدن شورابه و ناخالصی نمک اثرات کمی دارند.
1-مقدمه
امکانات ذخیره سازی گاز زیر زمینی، نوسانات فصلی در تقاضا برای گاز را ملایم می کنند، بارهای اوج را کاهش می دهند و انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان در عرضه گاز رافراهم می کنند. ظرفیت تعدیل اوج امکانات ذخیره سازی گاز زیر زمینی اجازه استفاده موثر تر انرژی را می دهد. زمانی که عرضه بیش از تقاضای برق است، برق اضافی برای فشرده کردن هوا استفاده می شود، که به امکانات ذخیره سازی گاز زیر زمینی تزریق می شود، زمانی که تقاضا بر عرضه پیشی می گیرد، هوای فشرده شده از امکانات ذخیره سازی استخراج شده و به توربین های گازی تولید کننده الکتریسیته داده می شود...