ΥΠΟΓΕΙΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗ Υπόγεια Αποθήκευση Υδρογονανθράκων A. Μπενάρδος Λέκτορας ΕΜΠ Δ. Καλιαμπάκος Καθηγητής ΕΜΠ
Αποθήκευση 180.000 m3 πετρελαιοειδών σε γειτνίαση με τον αστικό ιστό Σοβαρά περιβαλλοντικά προβλήματα
Το Πρόβλημα Η ύπαρξη επιφανειακών δεξαμενών αποθήκευσης πετρελαιοειδών εντός του αστικού ιστού, ακριβώς δίπλα των κατοικιών Η κατάληψη ζωτικής έκτασης 300 στρεμμάτων Η κυκλοφοριακή επιβάρυνση της περιοχής από βυτιοφόρα διακίνησης καυσίμων
Η Απάντηση Υπεδαφική Αποθήκευση Υδρογονανθράκων Η αποθήκευση υγρών υδρογονανθράκων και υγροποιημένου φυσικού αερίου σε τεχνητές ή φυσικές κοιλότητες στο υπέδαφος
Βασικοί Τύποι Υπόγειας Αποθήκευσης Υδρογονανθράκων Κοιλότητες σε δόμους ορυκτού άλατος Εγκαταλελειμμένα ορυχεία Υδροφόροι ορίζοντες Εξαντλημένα κοιτάσματα αερίου και πετρελαίου Τεχνητοί υπόγειοι θάλαμοι
Γιατί υπογειοποίηση των δεξαμενών? Περιορισμένες ανάγκες επιφανειακών χώρων και εγκαταστάσεων Υψηλή περιβαλλοντική προστασία Υψηλή προστασία έναντι δολιοφθορών Κόστος κατασκευής τουλάχιστον συγκρίσιμο με αυτό των επιφανειακών δεξαμενών Μειωμένο κόστος συντήρησης Δυνατότητα δημιουργίας στρατηγικών αποθεμάτων πετρελαίου Δυνατότητα χρησιμοποίησης του προϊόντος εξόρυξης
Υπογείων Αποθηκών Πετρελαίου
Υπογείων Αποθηκών Πετρελαίου Lavera (France) Συνολική Δυναμικότητα: 400.000 m 3
Βασικές Αρχές Σχεδιασμού Εγκλωβισμός του προϊόντος μέσα σε υδροδυναμικό φράγμα το οποίο δημιουργείται από τον υδροφόρο ορίζοντα Πέτρωμα κατάλληλης σύνθεσης ώστε να μην είναι δυνατή η αλληλεπίδρασή του με το αποθηκευμένο προϊόν Αποθηκευμένο προϊόν αδιάλυτο στο νερό
Βασικές Αρχές Σχεδιασμού Αποτελούνται συνήθως από περισσότερες από μια μεγάλες υπόγειες εκσκαφές, παράλληλα τοποθετημένες μεταξύ τους Υπάρχει δυνατότητα αποθηκεύσεως διαφορετικών τύπων υδρογονανθράκων Χρειάζεται προσοχή: Ύπαρξη πετρωμάτων ικανοποιητικής αντοχής ώστε να είναι οικονομική η δημιουργία μεγάλων θαλάμων Ύπαρξη υδροφορέα με σταθερή στάθμη ή δημιουργία τεχνητού (water curtain)
Βασικές Αρχές Σχεδιασμού Εμπλουτισμός μέσω τεχνητού υδροφόρου
Τύποι Αποθηκών : Οριζόντιες Μορφή σήραγγας μεγάλης διατομής Πλέον συνήθεις στο διεθνή χώρο Οικονομική κατασκευή Δεν τίθενται περιορισμοί σχετικά με το ύψος υπερκειμένων
Τύποι Αποθηκών : Κατακόρυφες Κατασκευάζονται υπό τη μορφή φρεάτων Ευνοϊκότερες συνθήκες ευστάθειας Καλύτερες συνθήκες προστασίας της ποιότητας των καυσίμων
Παραδείγματα από Διεθνή Χώρο Site Storage Type Products Rock Formation Capacity, m 3 Completion Lavera1 (France) Mined Cavern Propane Butane Limestone 123.000 184.000 1971 1984 Lavera2 (France) Mined Cavern Propane Limestone 83.000 1997 Gargenville (France) Mined Cavern Propane Chalk 130.000 1977 Donges (France) Mined Cavern Propane Gneiss 80.000 1977 Sennecey le Grand (France) Mined Cavern (RP) Propane Limestone 8.000 1996 Killingholme (U.K.) Mined cavern Propane Butane Chalk 120.000 120.000 1985 1986 Yosu (S.Korea) Mined caverns Propane 173.000 1983 Butane 123.000 Seoul (S.Korea) Mined caverns Diesel Oil Granite 251.000 1982 Ulsan (S. Korea) Mined caverns Propane Andesite, sandstone 310.000 1988 Butane metasedimentary 240.000 Pyongtaek (S.Korea-Knoc) Mined caverns Propane Gneiss 610.000 1989 Butane 120.000 Pyongtaek (S.Korea-SkGas) Mined caverns Propane Gneiss 270.000 1999 Inchon (S.Korea) Mined caverns Propane Gneiss 343.000 2000 Butane 136.000 Yosu (S.Korea) Mined caverns Propane Andesite, Conglomerate 173.000 1983 Butane 123.000 Shantou (China) Mined caverns Propane Granite 111.000 1999 Butane 108.000 Mogstad (Norway) Mined cavern Oil 1.300.000 Sture (Norway) Mined cavern Oil 950.000 1989 Porvo (Finland) Mined cavern Oil Gneis, Granite 5.200.000 1970- Oxelosund (Sweden) Mined cavern Oil Products 1.000.000 Preem petroleum (Sweden) Mined cavern Crude oil Diesel, fuel oil 800.000 (4) 287.000 (4) Brofjorden (Sweden) Mined cavern Oil Granite 2.600.000 1982 Tornio (Finland) Mined cavern LPG 83.000 85.000 1993 2003 Kikuma (Japan) Mined cavern Oil 1.500.000 1994 Kuji (Japan) Mined cavern Oil 1.750.000 1993 Kushikino (Japan) Mined cavern Oil 1.750.000 1994 Sines (Portugal) Mined cavern Propane Gabbro 83.000 2001 Sydney (Australia) Mined cavern Propane Sandstone 130.000 2000 Harare (Zimbambue) Mined cavern Petrol, Diesel, Granite, Dolerite 450.000 1995 Jet Fuel Goteborg-Skarvik (Sweden) Mined cavern Fuel oil 200.000 Norrkoping (Sweden) Mined cavern Heavy Fuel oil 100.000 Oskarshamn (Sweden) Mined cavern Clean products 97.000 (7)
Βασικές Αρχές Σχεδιασμού
Δεδομένα Βασικά Ερωτήματα Θέση Κατασκευής Ποιότητα Βραχόμαζας Τι προϊόντα και ποια η δυναμικότητα του συγκροτήματος Διαστάσεις θαλάμων Βάθος κατασκευής Πια τα χαρακτηριστικά των υποστηρικτικών έργων
Θέση Κατασκευής Θέση A Θέση Β
Θέση Κατασκευής Κριτήριο Εξέτασης Χρησιμοποίηση Υπάρχοντος Εξοπλισμού Θέση Α Σχεδόν το σύνολο του εξοπλισμού Θέση Β Έκταση Περιοχής Περιορισμένη Μεγάλη Δημιουργία Νέων Εγκαταστάσεων Απελευθέρωση Επιφανειακών Εκτάσεων Μετεγκατάσταση λοιπών δραστηριοτήτων εταιρειών Βελτίωση Κυκλοφοριακών Συνθηκών Γεωλογικές Συνθήκες Όχι Περίπου το 50% των υφιστάμενων Ναι Καμία Μεταβολή Πρόβλημα στα ανώτερα στρώματα που δομούνται από χαλαρούς σχηματισμούς Μόνο των λιμενικών εγκαταστάσεων Ναι (αντλιοστασίων, νησίδων φόρτωσης, αγωγών, κ.λ.π.) Περίπου το 90% των υφιστάμενων Όχι (λήψη απόφασης) Ριζική Βελτίωση Εκσκαφή εξ ολοκλήρου εντός του ασβεστολιθικού σχηματισμού
Προσανατολισμός Εκσκαφής
Ειδικό βάρος πετρώματος: 2,65 kg/cm3 (2,6 2,8 kg/cm3) Μέση τιμή αντοχής σε μονοαξονική θλίψη: 55 ΜPa (29-87 ΜPa) Μέση τιμή αντοχής σε εφελκυσμό: 5 ΜPa (3,8-6,5 MPa) Μέση τιμή Μέτρου Ελαστικότητας πετρώματος: 15 GPa (2,5-98 GPa) Λόγος Poisson: 0,20 (0,20-0,23) Γεωτεχνική Ταξινόμηση Βραχόμαζας: RMR 89 : 60 Q: 5,9 GSI: 57 Χαρακτηρισμός: Μέτρια ως Καλή Mohr-Coulomb Hoek-Brown c m (kpa) 1148 m b 2,584 φ m ( o ) 48 s 0,0084 a 0,504
Διαστάσεις Έργων - Δυναμικότητα Χωρίς στρατηγικά αποθέματα Μέγιστο πλάτος θαλάμων: 12m Μέγιστο ύψος θαλάμων: 18m Μήκος θαλάμων: 260m Όγκος εκσκαφής: 49.000 m3 Δυναμικότητα θαλάμου: 40.000 m3 Με στρατηγικά αποθέματα Προϊόν Ποσότητα Θάλαμοι Ποσότητα Θάλαμοι Diesel κίνησης Diesel θέρμανσης Βενζίνη αμόλυβδη Βενζίνη σούπερ Σύνολο 80.000 40.000 40.000 40.000 200.000 2 1 1 1 5 120.000 40.000 40.000 40.000 240.000 3 1 1 1 6
Διαστάσεις Έργων Στοά προσπέλασης Στοές προσαγωγής νερού Φρέατα άντλησης Μήκος: 660m, κλίση:12% Συν. Μήκος: 520m, επίπεδο:-10m 4 φρέατα, Συν. Μήκος: 500m
Βάθος Εκσκαφής Υψηλή Εξάρτηση από τη Σ.Υ.Ο. Κάλυμμα τουλάχιστον 20 m εντός υδροφόρου πετρώματος
Διαμόρφωση
Υποστήριξη Χρήση κοχλιών μήκους τουλάχιστον 5 m (1,5m x 1,5 m) Εφαρμογή ινοπλισμένου εκτοξευόμενου σκυροδέματος υψηλής αντοχής (Ι45) σε πάχος 150 mm Μη χρησιμοποίηση μεμβράνων και τελικής επένδυσης Πιθανά Προβλήματα Πτώση ή ολίσθηση σφηνών Συνάντηση ρηγματωμένης ή αποσαθρωμένης ζώνης Εισροή υδάτων
συγκλίσεων Μοντέλα προσομοίωσης
Βασικές Αρχές Σχεδιασμού
Βασικές Αρχές Σχεδιασμού
Βασικές Αρχές Σχεδιασμού