Устройство для герметизации подземных шахтных газонефтехранилищ

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (6I ) Дополнительный к патенту (22} Заявлено 1409.71 (21} 1695305/22 — 03 (23} Приоритет — (82) 08. 10. 70 (81) Ир 5 и 150553 (33) тдр

<>654189

Союз Советскнк

Сецналнстнческн х

Республнк (S3} М. Кл.

Е 21 Р 17/16

В 65 G 5/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53} УДК 621. 646 (088.8) Опубликовано 2503.79. Бюллетень № 11

Лата опубликования описания 250379

Иностранцы

Рудольф Лаубе, Манфред Ширмер, Вальтер Хайэе, Харри Гримм, Гюнтер Клаусницер, Иоахим Фойгтлендер, Мартин Шмидтхаус, Гюнтер Бюттнер, Петер Зитц и Зигфрид Ферстер (72} Авторы изобретения

Иностранное предприятие.ФЕБ Мансфельд Комбинат Вильгельм Пик (ГДР) (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ

ШАХТНЫХ ГАЗОНЕФТЕХРАНИЛИШ

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при создании подземных шахтных газонефтехранилищ.

Известна водоупорная перемычка для 5 герметизации горных выработок, состоящая из опорного основания, выполненного из бетона или железобетона и заделанного в опорные врубы со скошенными краями, которые выполнены в подошве, боках и кровле выработки, и герметично закрывающихся металлических дверей. Герметичное прилегание . дверей к дверным коробкам обеспечивается уплохняющими прокладками иэ резины, просмоленной парусины, свинцовых полос и.т.п., а также надежными запорами и шарнирами (1).

Однако такую герметизирующую пере-. мычку невозможно использовать для герметизации подземных шахтных газонефтехранилищ.

Известно устройство для герметизации подземных шахтных хранилищ, включающее бетонный корпус-пробку, диаметр которого превышает диаметр герметизируемой выработки, гидравлический затвор, выполненный в аиде цилиндра и установленный по периметру бетонного корпуса-пробки, поверхностный комплекс, средства для по дачи раствора и трубопроводы, причем кольцевое пространство, образованное цилиндром и горной породой, соединено трубопроводом с поверхностным комплексом и заполнено солевым глинистым промывочным раствором, давление которого превышает давление хранимого продукта (2).

Недостатком известного устройства является плохая герметизация подземных шахтных хранилищ, сооруженных в солончаках, иэ-эа неконтролируе- мого растворения соли вмещающих пород в зоне установки устройства раствором, закачиваемым в гидрозатвор.

Цель изобретения — улучшение герметизации подземных шахтных хранилищ, сооруженных в солончаках.

Это достигается тем, что устройство снабжено дополнительным уплотнением с трубопроводом, плитой перекрытия и насосом, при этом дополнительное уплотнение выполнено в виде эластичного баллона кольцеобразной формы, внутренняя полость которого соединена трубопроводом с насосом, промежуточное пространство между баллоном и горной породой заполнено эпоксидной смолой, а дополнительная плита пере654189 крытия жестко прикреплена к внутренне му периметру кольцевого баллона, причем с указанным баллоном соединен один конец цилиндра гидравлического затвора, второй конец которого размещен .в кольцевом пазу, выполненном в горном массиве вокруг герметизируе- 5 мой выработки со стороны хранилища и заполненном уплотнительным материалом. Кроме того, эластичный баллон может быть установлен на бетонном корпусе-пробке с противоположной сто-10 роны от хранимого продукта, а уплотнительный материал может быть выполнен в виде трех последовательно расположенных слоев, состоящих, например из глинистого рассола, битума 15 и суспензии цемента, приготовленной на основе рассола.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 вариант выполнения устройства, снабженного только пазовым уплотнением, разрез; на фиг. 3 — вариант выполне" ния устройства, снабженного только эластичными баллонами уплотнения, разрез; на фиг. 4 — вариант выполнения устройства, снабженного только одним эластичным баллоном уплотнения, разрез; на фиг. 5 — вариант выполнения устройства, соответствующего изображенному на фиг. 1, с вертикальным эластичным баллоном, разрез.

Устройство состоит из помещенного в цилиндрической полости 1, выполненной в шахтном стволе на горизонте залегания солончака, под бетонной пробкой 2, эластичного баллона 3 35 кольцеобразной формы, расположенного на опорах 4, из перекрывающей плиты

5 перекрытия, жестко прикрепленной к внутреннему периметру баллона 3, цилиндра 6 гидравлического затвора, который, располагаясь на некотором расстоянии от стенки полости 1, образует с ней кольцевое пространство

7 гидрозатвора. Один конец цилиндра

6 соединен с баллоном 3, а другой его конец размещен в кольцевом пазу

8, выполненном на основании цилиндрической полости 1 в горном массиве вокруг герметизируемой выработки со стороны хранилища. В указанном пазу 8 по обеим сторонам цилиндра б расположен уплотнительный материал

9, например, в виде трех последовательно расположенных слоев, состоящих из глинистого рассола 9а битума

9 b и суспензии цемента 9 е, приго- 55 товленной на основе рассола. Промежуточное пространство 1Î между элас-. тичным баллоном и горной породой стенок полости 1 заполнено эпоксидной смолой или другим удлотняющим 6() материалом.

С полостью эластичного баллона

3 соединен трубопровод ll с насосом для подачи воздуха с поверхности.

С пространством 7 гидрозатвора соеди- @; нены трубопровод 12 для выпуска воз- духа или для подачи дополнительного раствора, и трубопровод 13 для подачи промывочного раствора. С полостью ниже герметизирующего устройства соединен трубопровод .14, служащий для запитывания хранилища и выпуска из него хранимого продукта. Внутреннее пространство 15 цилиндра 6 заполнено бетоном, который образует собственно корпус-пробку устройства.

При эксплуатации хранилища герме- . тизация его достигается тем, что в пространство 7 размещенного в вскрывающей хранилище . вырабо=ке устройства, например, в стволе шахты, по трубопроводам 12 и 13 закачивается солевой глинистый промывочный раствор. Этот промывочный раствор поддерживает краевую зону горной породы стенок полости 1, проникает в трещины, заполняет и уплотняется в них, сжимает уплотнительные слои 9 в кольцевом пазу 8 и.создает контрдавление относительно размещенного под давлением продукта в хранилище. При закачке промывочного раствора давление- закачки принимается выше давления продукта, например газа, в хранилище, чтобы газопроницаемые краевые зоны полости 1 скорее диффундировались закачиваемым раствором; чем хранимьм газом.

Дополнительная герметизация достигается тем„ что кольцевой паз 8 и пространство 10 заполнены стойким относительно пропускания газа уплотняющим материалом, а эластичный баллон заполняется средой давления, например воздухом, с помощью насоса по трубопроводу 11. При этом за счет растяжения баллона уплотнительный материал, например эпсксидная смола, плотно прижимается к горной породе и обеспечивает герметизацию зазора между устройством и стенками полости

1, уплотняя одновременно горную породу в зоне полости 1.

Для различных условий хранения продукта возможны различные варианты выполнения устройства. Так например, вместо эластичного баллона в кровле полости 1 может быть расположено уплотнение в виде кольцевого паза 8, в который введен конец цилиндра б и который заполнен уплотняющим материалом 9 (см. фиг. 2). Такой вариант устройства может быть использован в случае, если сопротивление срезу горной породы недостаточно при воздействии на нее давления, испытываемого эластичным баллоном, При стабильных прочных г зрных породах уплотнение в виде заполненного уплотняющим материалом 9 кольцевого паза 8 может быть заменено вторым эластичным баллоном 3 (см. фиг. 3).

Третий вариант выполнения устройства (см. фиг. 4) предполагает применение.только одного эластичного баллона 3, который примыкает к кров654189

)ле и основанию полости 1 при заполнении пространства 10 уплотняющим материалом н запирает с помощью перекрывающей плиты 5 поперечное сечение выработки, Пространство 7, образованное стенкой полости 1 и эластичным баллоном 3 для уплотнения краевой зоны полости 1, заполняется по трубопроводу 12 и (или) 13 промывочным раствором.

При выполнении предлагаемого устройства имеется также возможность варьирования положением эластичного баллона 3, а именно: он может быть смонтирован так, что в вертикальном разрезе его сечение может иметь вид вертикально-удлиненной фигуры {см.

Фиг. 5). Этим достигается прилегание уплотнения, расположейного в пространстве 10, к боковой стенке полости 1.

Изобретение может быть применено как для перекрытия шахтных стволов, так и для перекрытия горизонтальных выработок, вскрывающих подземное шахтное хранилище, например штреков.

Кроме указанных преимуществ, использование изобретения позволяет осуществлять контроль за проникновением газа в пространство 7, что по существу является осуществлением контроля герметичности перекрытия выработки, вскрывающей хранилище.

Контроль осуществляется с помощью трубопроводов 12 и (или) 13, по которым попавший в пространство 7 газ отводится на поверхность, где и определяется его наличие. Если проникновение газа остается в пределах допустимой нормы, то он отводится с помощью одного из трубопроводов 12 или 13, при этом устройство продолжает эксплуатироваться, а проникающий газ не.остается без контроля.

При увеличении количества проникающего газа имеется возможность увеличения давления промывочного раствора, причем это не приводит к разгерметизации хранилища, так как устройство снабжено дополняющими гидрозатвор уплотнениями.

Формула изобретения

1. Ус ройство для герметизации подземных шахтных газонефтехранилищ, включающее бетонный корпус-пробку, диаметр которого превышает диаметр герметизируемой выработки, гидравлический затвор, выполненный в виде цилиндра и установленный по периметру бетонного корпуса-пробки, поверхностный комплекс, средства для подачи раствора и трубопроводы, причем кольцевое пространство, образованное цилиндром и горной породой, соединено трубопроводом с поверхностным комплексом и заполнено солевым глинистым промывочным раствором, давление которого превышает давление хранимого продукта, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения герметизации подземных шахтных хранилищ, сооруженных

s солончаках, устройство снабжено дополнительным уплотнением с трубопроводом, плитой перекрытия и насосом, при этом дополнительное уплотнения выполнено в виде эластичного баллона кольцеобразной формы, внутренняя полость которого соединена трубопроводом с насосом, промежуточное пространство между баллоном и горной породой заполнено эпоксидной смолой, а дополнительная плита перекрытия жестко прикреплена к внутреннему периметру кольцевого баллона, причем с указанным баллоном соединен один конец цилиндра гидравлического затвора, второй конец которого размещен в кольцевом пазу, выполненном в горном массиве вокруг герметизируемой выработки со стороны хранилища и заполненном уплотнительным материалом.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что эластичный баллон установлен на бетонном корпусе-пробке с противоположной стороны от хранимого продукта.

3. Устройство по пп.1 и 2, о л и ч а ю щ е е с я тем, что уплотнительный материал выполнен в виде трех последовательно расположенных слоев, состоящих, например, из глинистого рассола, битума и суспензии цемента, приготовленной на основе рассола.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Бухман Я.3. и Молотков П.Г., Шахтные перемычки. Госгортехиздат, 19б2, с. 97-100.

2. Авторское свидетельство СССР

9 305109, М.кл. В 65 G 5/00 „ 1970.

654189 д

Ус

Составитель В. Петрищев

Техред -М.Петко Корректор Е. Дичннская

Редактор Т. Зубкова

Закаэ 134П/4 Тираж 656 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4