ГАЗОВОЕ ХРАНИЛИЩЕ

ГАЗОВОЕ ХРАНИЛИЩЕ природный
или искусств, резервуар для хранения газа. Различают Г. х. наземные (см. Газгольдер)
и подземные. Осн. пром. значение имеют подземные Г. х., способные вмещать
сотни млн. м³ (иногда млрд. м³) газа. Они
менее опасны и во много раз экономически эффективнее, чем наземные. Удельный
расход металла на их сооружение в 20-25 раз меньше. В отличие от газгольдеров,
предназначенных для сглаживания суточной неравномерности потребления газа, подземные
Г. х. обеспечивают сглаживание сезонной неравномерности. В зиму 1968-69 из подземных
Г. х. в Москву в сутки подавалось до 20 млн. м³ природного
газа, а из газгольдеров - только 1 млн. м³. Летом, когда резко
уменьшается расход газа, особенно за счёт отопления, его накапливают в Г. х.,
а зимой, когда потребность в газе резко возрастает, газ из хранилищ отбирают
(рис.). Кроме того, подземные Г.
х. служат аварийным резервом топлива и хим. сырья.

Газотранспортная система, рассчитанная
на макс, потребность в газе, на протяжении года будет не загружена, если же
исходить из минимальной подачи, то город в отдельные месяцы не будет полностью
обеспечен газом. Поэтому газотранспортную систему сооружают исходя из средней
её производительности, а вблизи крупных потребителей газа создают Г. х. Сезонную
неравномерность потребления газа частично выравнивают с помощью т. н. буферных
потребителей, к-рые летом переводятся на газ, а зимой используют др. вид топлива
(обычно мазут или уголь).

График газопотребления промышленного
города по месяцам.

Подземные Г. х. сооружаются двух типов:
в пористых породах и в полостях горных пород. К первому типу относятся хранилища
в истощённых нефтяных и газовых месторождениях, а также в водоносных пластах.
В них природный газ обычно хранится в газообразном состоянии. Ко второму типу
относятся хранилища, созданные в заброшенных шахтах, старых туннелях, в пещерах,
а также в спец. горных выработках, к-рые сооружаются в плотных горных породах
(известняках, гранитах, глинах, каменной соли и др.). В полостях горных пород
газы хранятся преим. в сжиженном состоянии при темп-ре окружающей среды и при
давлении порядка 0,8-1,0 Мн/м² (8-10кгс/см²) и
более. Обычно это пропан, бутан и их смеси. С нач. 60-х гг. применяется в пром.
масштабах подземное и наземное хранение природного газа в жидком состоянии при
атмосферном давлении и низкой темп-ре (т. н. изотермические хранилища).

Наиболее дёшевы и удобны Г. х., созданные
в истощённых нефтяных и газовых залежах. Приспособление этих ёмкостей под хранилища
сводится к установке дополнит, оборудования, ремонту скважин, прокладке необходимых
коммуникаций. В тех районах, где нужны резервы газа, а истощённые нефтяные и
газовые залежи отсутствуют, Г. х. устраивают в водоносных пластах. Г. х. в водоносном
пласте представляет собой искусственно созданную газовую залежь, к-рая эксплуатируется
циклически. Для устройства такой залежи необходимо, чтобы водоносный пласт был
достаточно порист, проницаем, имел бы ловушку для газа и допускал оттеснение
воды из ловушки на периферию пласта. Обычно ловушка - это куполовидное поднятие
пласта, перекрытое непроницаемыми породами, чаще всего глинами. Газ, закачанный
в ловушку, оттесняет из неё воду и размещается над водой. Плотные отложения,
образуя кровлю над пластом-коллектором,
не позволяют газу просочиться вверх. Пластовая вода удерживает газ от ухода
его в стороны и вниз. При создании Г. х. в водоносном пласте осн. трудность
состоит в том, чтобы выяснить, действительно ли разведываемая часть пласта представляет
собой ловушку для газа. Кроме того, необходимо в условиях обычно значит, неоднородности
пласта наиболее полно вытеснить из него воду, не допуская при этом ухода газа
за пределы ловушки. Создание Г. х. в водоносном пласте продолжается в среднем
3- 8 лет и обходится в неск. млн. руб. Срок окупаемости капитальных затрат составляет
2-3 года. Г. х. в водоносных пластах устраивают обычно на глуб. от 200- 300
до 1000-1200 м.

В СССР на основе теоретич. работ И.
А. Парного разработано и впервые в мире осуществлено в пром. масштабах вблизи
Ленинграда (Гатчинское подземное Г. х.) хранение газа в горизонтальных и пологопадающих
водоносных пластах (1963). Этот метод основан на том, что газовый объём, находящийся
в водонасыщенной пористой среде (при достаточно больших его размерах), расплывается
в горизонтальном пласте очень медленно и утечки не имеют существенного значения.
Хранение газа без ловушек представляет большой практич. интерес, поскольку во
многих газопотребля-ющих районах отсутствуют благоприятные условия для создания
водоносных газохранилищ обычного типа.

Из Г. х. в полостях горных пород наибольшее
значение имеют хранилища, сооружённые в отложениях каменной соли. Создание такой
ёмкости в 10-20 раз дешевле, чем в др. горных породах. Ёмкость в каменной соли
создаётся обычно путём выщелачивания её водой через скважины, к-рые используются
затем при эксплуатации хранилища. Объём одной каверны достигает 100-150 тыс.
м³. Размыв такой каверны продолжается 3-4 года. Хранилище
в соли сооружают на глуб. от 80-100 до 1000 м и более. Для хранения природного
газа целесообразны глубокие хранилища, т. к. в них можно поддерживать более
высокие давления и, следовательно, содержать в заданном объёме больше газа.

Особое место занимают изотермич. подземные
Г. х. (напр., для сжиженного метана), к-рые представляют собой котлован с замороженными
стенками. Верхняя часть резервуара укреплена бетонным кольцом, на к-рое опирается
стальная крыша с теплоизоляц. материалом. Для сооружения изотермич. хранилища
по его периметру бурится кольцевая батарея скважин, с помощью к-рых грунт вокруг
будущего хранилища на период строительства замораживается. После сооружения
ёмкости и заполнения её сжиженным метаном надобность в морозильных скважинах
отпадает. Сжиженный метан хранится при атм. давлении и темп-ре -161, -162 °С.
Толщина замороженных грунтовых стенок резервуара медленно растёт и достигает
10-15 м. Потери тепла со временем уменьшаются. Низкая темп-pa в хранилище
поддерживается за счёт испарения части метана (2-4% в месяц). Пары собираются,
сжижаются и возвращаются в хранилище. Отбор метана производится погружными центробежными
насосами и последующей регазификацией жидкости на спец. установках. Изотермич.
Г. х. создают в различных условиях, в т. ч. и в слабоустойчивых грунтах. Геометрич.
ёмкость их достигает 80 тыс. м³. Изотермическое хранение метана
обычно значительно дороже, чем хранение его в газообразном состоянии в водоносных
пластах. Для хранения углеводородов в жидком состоянии применяются и наземные
ёмкости-стальные резервуары с двойными стенками, между к-рыми помещён теплоизоляц.
материал. Наземные изотермич. Г. х. относительно дороги и металлоёмки, поэтому
они распространены мало.

Историч. справка. Первое подземное Г.
х. сооружено в Канаде (1915) в истощённой залежи. Наибольшее развитие подземное
хранение газа получило в США, где в 1968 насчитывалось 330 Г. х., общая
ёмкость к-рых составляла 124 млрд. м³. Подземные Г. х. имеются
также в ГДР, Польше, Чехословакии, ФРГ, Франции и др. странах. В СССР первым
было сооружено Башкатовское Г. х. в Куйбышевской обл. (1958) на базе истощённой
газовой залежи. В 1959 началось заполнение газом Калужского водоносного газохранилища,
и с 1963 оно эксплуатируется. Его объём -400 млн. м³. Позднее
в водоносном пласте было создано одно из крупнейших в мире - Щёлковское Г. х.;
в нём хранится ок. 3,0 млрд. м³ газа, макс, давление - 11
Мн/м² (110 кгс/см²). Рабочий расход газа
по этому хранилищу достигает 15 млн. м³ в сутки.

В СССР газ в пром. масштабах отбирается
из 5 Г. х., созданных в истощённых залежах, и из 7- в водоносных пластах; два
Г. х. сооружены в отложениях каменной соли (1969). Два крупных подземных Г.
х. созданы в истощённых газовых месторождениях Саратовской обл. В них производится
закачка газа из мощной системы газопроводов Средняя Азия - Центр. Начаты работы
по сооружению крупнейших Г. х. на базе истощённых месторождений Зап. Украины,
Башкирии и Азербайджана. Значительно расширяются Калужское, Щёлковское (РСФСР)
и Олишевское (УССР) хранилища; заполняются газом Краснопарти-занское (УССР),
Инчукалнское (Латв. ССР) и др. хранилища. К 1975 общую ёмкость отечеств, подземных
Г. х. намечено довести до 51 млрд. м³.

Лит.: Сидоренко М. В., Подземное
хранение газа, М., 1965; Xеин А. Л., Гидродинамический расчёт подземных хранилищ
газа, М., 1968; Хранение газа в горизонтальных и пологозалегающих водоногчых
пластах, М., 1968. Е. В. Левыкин.