Подземная группа резервуаров хранения нефти и нефтепродуктов
UNDERGROUND GROUP OF OIL AND OIL PRODUCT STORAGE RESERVOIRS

Изобретение относится к области способов и средств хранения нефти и нефтепродуктов, а именно к заглубленным или подземным паркам.
Известны способы заглубленного хранения экологически опасных материалов [1] (патент RU №2180033 С2, з-ка 2000107054, «Сейсмостойкое монолитное бетонное хранилище»). Резервуар образован стенкой тороидальной емкости внутренней стороны тора, стенка, крышка и днище хранилища выполнены предварительно напряженными с внутренними и наружными металлическими обшивками, в центре хранилища шарнирно смонтирована сборная трубобетонная опорная стойка. Изобретение отличает большая сложность изготовления, обусловленная необходимостью выполнения стенок с криволинейной поверхностью.
Известно также подземное хранилище для газа, нефти и продуктов их переработки полезная модель [2] (патент №RU 35323 U1 «Подземное хранилище для газа, нефти и продуктов их переработки»), которое выполнено в горной выработке и включает емкость, оборудованную всеми необходимыми системами. Область применения данной модели ограничена, и может быть использована при выполнении работ в горной местности. Недостатком данного решения является привязка хранилища к территориям с гористой местностью при наличии горных выработок, которая может быть неудобной с точки зрения логистики.
Аналогичный недостаток еще более ярко проявляется в решении на способ хранения нефти в каменной соли [3] (патент RU №2264965 С2 «Способ сооружения подземного резервуара в каменной соли»). Предлагаемое техническое решение относится к строительству подземных емкостей через скважины в каменной соли путем ее растворения. Область применения данной модели ограничена, и может быть использована при выполнении работ по добыче каменной соли.
Наиболее близкими к предлагаемому решению являются прямоугольные железобетонные резервуары [4] (см. рис. 1.13, 1.14 в кн. Проектирование железобетонных резервуаров: Учебное пособие / В.А. Яров, О.П. Медведев - М.: изд-во AGB, 1997. - 160 стр.). Данное техническое решение предусматривает вертикальные плоские стенки, ограничивающие зону хранения, плоское днище, покрытие с сеткой колонн, обеспечивающих распределенное опирание покрытия.
2
2
Недостатком таких резервуаров является то, что согласно [5] СП 155.13130.2014 «Склады нефти и нефтепродуктов. Требования пожарной безопасности», прямоугольные резервуары выполняются глубиной до 4,8 м с максимальной площадью «зеркала» одного резервуара 7000 м, а общая площадь зеркала группы подземных резервуаров - 14000 м. Наличие оговоренных нормативами расстояний существенно увеличивает площадь парка, оставляя, значительную часть площади размещения группы резервуаров незадействованной в технологическом процессе хранения нефтепродуктов.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности использования площади парка, а именно, увеличение объемов хранения, приходящихся на единицу площади хранения в группе.
Указанный технический эффект достигается применением групп подземных железобетонных резервуаров, содержащих вертикальные плоские стенки, ограничивающие зону хранения, плоское днище, покрытие, приемо-раздаточные устройства, технологические патрубки, отличающихся тем, что каждый резервуар группы выполнен в виде тонкостенной шестигранной призмы с вертикальными стенками, а каждая из стен, формирующих шестигранную форму одного резервуара группы, обращенная к соседнему резервуару группы, является одной из стен, формирующих шестигранную форму этого соседнего резервуара, при этом каждая вертикальная стена, формирующая шестигранную форму резервуара группы, окантована по всему периметру П-образной закладной деталью, боковые части которой охватывают стену, формирующую шестигранную форму резервуара группы, а перемычка между боковыми частями перекрывает торцовую часть стены, формирующей шестигранную форму резервуара группы, причем, на вертикальной линии пересечения теоретических плоскостей размещения трех соседних стен, формирующих шестигранную форму резервуаров группы, размещается ось трехгранного элемента, каждая грань которого выполнена в виде полосы, которая одной стороной приварена по всей высоте к перемычке между боковыми частями закладной П-образной детали, а другой - сварена с одноименными сторонами двух других таких же полос примыкающих друг к другу трех стен, формирующих шестигранную форму резервуара группы; в днище группы резервуаров выполняются полосовые закладные, расположенные на проекции стен, формирующих шестигранную форму резервуара группы, и выступающие за контур проекции стен, при этом, П-образная закладная деталь приваривается к полосовым закладным с обеих сторон герметизирующим сварным швом; покрытие резервуаров группы осуществляется самонесущими купольными или коническими каркасными крышами, при этом, крепление элементов каркаса или краев самонесущей крыши осуществляется к П-образным закладным деталям в верхней части стен, формирующих шестигранную форму резервуаров группы, при этом в верхней части трехгранного элемента размещается заглушка, выполненная заподлицо с верхней поверхностью перемычек.
На рисунках 1-7 показаны схема и основные элементы резервуаров группы.
Группа подземных железобетонных резервуаров, содержащих вертикальные плоские стенки, ограничивающие зону хранения, плоское днище, покрытие, приемо-раздаточные устройства, технологические патрубки, отличается тем, что каждый резервуар (1) группы выполнен в виде тонкостенной шестигранной призмы с вертикальными стенами (2), а каждая из стен (2), формирующих шестигранную форму одного резервуара 1 группы, обращенная к соседнему резервуару 1 группы, является одной из стен (2), формирующих шестигранную форму этого соседнего резервуара (1), при этом каждая вертикальная стена (2), формирующая шестигранную форму резервуара 1 группы, окантована по всему периметру П-образной закладной деталью (3), боковые части (4) которой охватывают стену (2), формирующая шестигранную форму резервуара 1 группы, а перемычка (5) между боковыми частями (4) перекрывает торцовую часть стены (2), формирующей шестигранную форму резервуара 1 группы, причем на вертикальной линии пересечения теоретических плоскостей размещения трех соседних стен (2), формирующих шестигранную форму резервуаров 1 группы, размещается ось трехгранного элемента (6), каждая грань (7) которого выполнена в виде полосы, которая одной стороной приварена по всей высоте к перемычке (5) между боковыми частями (4) закладной П-образной детали (3), а другой - сварена с одноименными сторонами двух других таких же полос примыкающих друг к другу трех стен (2), формирующих шестигранную форму резервуара 1 группы; в днище (8) группы резервуаров (1) выполняются полосовые закладные (9), расположенные на проекции стен (1), формирующих шестигранную форму резервуара 1 группы, и выступающие за контур проекции стен (2), при этом П-образная закладная деталь (3) приваривается к полосовым закладным (9) с обеих сторон герметизирующим сварным швом; покрытие (10) резервуаров 1 группы осуществляется самонесущими купольными или коническими каркасными крышами, при этом, крепление элементов каркаса или краев самонесущей крыши осуществляется к П-образным закладным деталям (3) в верхней части стен (2), формирующих шестигранную форму резервуаров 1 группы, при этом в верхней части трехгранного элемента (6) размещается заглушка (11), выполненная заподлицо с верхней поверхностью перемычек (5).
На рисунке 1 показано схематичное размещение резервуаров в группе.
Устройство работает согласно технологическим регламентам: через приемные патрубки продукт подается в резервуары 1 группы, где осуществляется хранение продукта. При необходимости, продукт отгружается потребителю через раздаточные патрубки. Контроль за состоянием продукта, уровень продукта в резервуарах осуществляются штатными средствами измерения и контроля резервуаров.
Возведение резервуаров группы предусматривает разработку котлована для обеспечения подземного размещения резервуаров 1 группы. В котловане закладывается фундамент под днище (8), которое может быть выполнено как ростверк на свайном основании. На днище (8) выполняются полосовые закладные (9), на которых устанавливаются стены (2) и привариваются к ним через закладные П-образной детали (3), формируя тонкостенную шестигранную призму. Далее формируются стенки трех соседних резервуаров 1 группы посредством приварки перемычек (5) стенок (2) к трехгранному элементу (6). Трехгранный элемент (6) приваривается к закладной (9) днища (8) - в нижней части, в верхней части приваривается заглушка (11), за счет чего верхний контур стенок формируется в одном уровне, обеспечивая герметичность зоны соединения стенок (2) к покрытию (10).
Ниже приведено сравнение показателей объема хранения в подземных резервуарах различной конфигурации.
2
На рисунке 7 изображены три варианта компоновки групп резервуаров: первый с прямоугольными резервуарами, второй - цилиндрическими, третий - шестигранными. Цилиндрические резервуары приведены для сравнения как одни из самых распространенных конструкций заглубленных резервуаров, требования по полезной площади такие же, как и для прямоугольных. В качестве элемента сравнения был принят максимальный диаметр группы из прямоугольных резервуаров, т.е. общая полезная площадь группы одинаковая и составляет 14000 м (в соответствии с СП 155.13130), сравнивались неэффективные площади.
Красным выделена площадь, образованная максимальным диаметром из группы; зеленым - площадь, образованная группой цилиндрических резервуаров; синим - площадь, образованная группой шестигранных резервуаров.
При сравнении вариантов компоновки резервуарных парков (рисунок 7) из цилиндрических, прямоугольных и шестигранных резервуаров можно сделать следующие выводы:
При одной и той же полезной площади («зеркала») резервуарной группы, неэффективная площадь будет больше для первых двух вариантов;
Неэффективная площадь парка для варианта с правильными шестигранниками минимум в 3 раза меньше, чем у группы прямоугольных резервуаров;
Для прямоугольных резервуаров существует ограничение по глубине (не более 5 м), связанное с устойчивостью (прочностью) стенок, а для резервуаров шестигранной формы глубину можно делать минимум 10 м. Как следствие, объем резервуаров шестигранной формы больше объема прямоугольного резервуара минимум в 2 раза.
Форма сот позволяет при минимальном использовании материалов максимально эффективно компоновать резервуары на отведенной площади (рисунок 1). Кроме того, шестигранная форма придает ячейке большую прочность.
Количество резервуаров в группе - семь, количество резервуарных парков неограниченно, расстояние между парками не менее 15 м.
Библиография
1. Патент по з-ке 2000107054,  RU №2180033 С2 «Сейсмостойкое монолитное бетонное хранилище».
2. Патент RU №35323 U1 «Подземное хранилище для газа, нефти и продуктов их переработки».
3. Патент RU №2264965 С2 «Способ сооружения подземного резервуара в каменной соли».
4. Проектирование железобетонных резервуаров; Учебное пособие / В.А. Яров, О.П. Медведев - М.: изд-во АСВ, 1997. - 160 стр.
5. СП 155.13130.2014 «Склады нефти и нефтепродуктов. Требования пожарной безопасности».