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La présente invention concerne un procédé de stockage souter- rain de gaz sous pression.
On sait que le stockage de gaz naturel ou provenant d'une fa- brication industrielle peut se faire de l'une ou l'autre des deux manières suivantes.
Tout d'abord, il est connu dans ce but, de faire usage de grands réservoirs métalliques dénommés gazomètres qui peuvent être de plus leurs types; ainsi, on rencontre les gazomètres du type humide ou sec à basse pression ou du type réservoir sous pression.
Suivant une autre méthode, il est possible d'emmagasiner le gaz dans le sol dans des couches terrestres poreuses appropriées' quand celles-ci comportent des cavités en forme de dômes ménagées naturellement à la suite d'accidents géologiques ; il faut évidemment que dans ce cas, la cavité soit située sous au moins une couche de terrain imperméable au gaz.
Si cette dernière méthode peut être avantageuse parce qu'elle permet de constituer à bas prix des réserves de gaz pouvant être énormes, elle n'est malheureusement que d'un emploi très limité car l'application de cette méthode est strictement dépendante de l'existence de cavités convenables tant au point de vue capacité que situation et étanchéité. Il est donc impossible d'avoir recours à cette méthode là où ne se rencontrent pas les formations géologiques voulues.
D'un autre côté, l'usage des gazomètres entraîne à des frais de construction et d'entretien assez élevés pour des capacités qui ne sont que très limitées.
Actuellement il s'est avéré d'une importance primordiale dans la distribution du gaz de pouvoir en constituer des stocks importants en vue de répondre aux variations de plus en plus marquées des besoins saisonniers.
La présente invention ayant comme but de supprimer les inconvénients des méthodes de stockage actuelles, consiste en un procédé de stockage souterrain de gaz sous pression pouvant être appliqué à un endroit quelconque à la seule condition qu'il existe dans le sous-sol, au point choisi, à une profondeur suffisante une couche épaisse d'un terrain imperméable aux gaz et pouvant être constitué, par exemple, par de l'argile, de la marne, du kaolin etc....
Suivant une caractéristique du présent procédé, dans une couche géologique étanche, on creuse artificiellement une chambre à peu près sphérique que l'on remplit par une masse poreuse imprégnée d'un fluide liquide que l'on refoule hors de la dite masse en amenant, sous pression, dans la chambre, le gaz à stocker fourni par une station de compression ce qui a pour effet de refouler dans un réservoir auxiliaire le liquide provenant d' une station de compression lequel est ramené par pompage dans la dite cham- bre au fur et à mesure de la consommation de gaz soumis ainsi à la pression hydrostatique du liquide.
Dans un mode avantageux d'exécution de ce procédé, on effectue, tout d'abord, un forage vertical pénétrant dans la couche étanche jusqu'à une profondeur minimum voisine de deux fois le diamètre de la chambre à réaliser.
Au moyen d'explosifs brisants, on pratique dans la dite couche étanche des chambrages successifs jusqu'à obtenir une chambre à peu près sphé- rique du volume désiré ; cette chambre, qui est ensuite remplie par une masse poreuse constituée, par exemple, par un mélange en parties égales de sable et d'eau, on amène le gaz sous pression par un conduit aboutissant à peu près à mi-hauteur de la dite chambre et qui est avantageusement logé à l'intérieur du forage.
La présente invention sera plus aisément comprise par la descrip- tion suivante des dessins annexés qui montrent, à titre exemplatif, un mode
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d'application du procédé.
La figure est une vue schématique partiellement en perspective et partiellement en coupe d'une installation réalisée suivant l'invention.
A l'endroit désiré pour l'établissement du stock de gaz, on effectue tout d'abord, pour autant que de besoin, des sondages préliminaires afin de rechercher la couche de terrain étanche au gaz. Sur la figure celle-ci est schématisée en 3 sous le niveau du sol 2. On procède ensuite au forage jusqu'à la profondeur convenable c'est-à-dire que ce forage pénètre dans la dite couche étanche d'environ deux fois le diamètre de la cham- bre à réaliser. Alors en se servant, par exemple d'explosifs brisants, on réalise des chambrages successifs jusqu'à obtenir une chambre de stockage à peu près sphérique 4..
Etant donné qu'au cours des explosions successives., la couche 3 est ébranlée jusqu'à une certaine distance du centre d'explosion ce qui peut provoquer des fissures et nuire à l'étanchéité de la chambre, il faut que la couche soit d'une épaisseur égale au moins au double du diamètre de la dite chambre. Celle-ci ainsi réalisée se comblerait sous la pression des terrains c'est pourquoi, suivant l'invention, on remplit immédiatement la chambre 4 par une masse poreuse au gaz à emmagasiner et qui peut être constituée par un mélange de sable et d'eau en quantités égales. Pour la réalisation de cette masse poreuse avec du sable, il est nécessaire que celui-ci soit d'une granulométrie uniforme.
Entre les grains de sable subsiste un espace libre que l'on remplit par un liquide, de l'eau par exemple, amenée par un conduit 5 à partir d'une station 6 de filtration et de pompage hors du réservoir 7.
Coaxialement à la partie verticale 5a du conduit 5 on place un tube 9 qui se prolonge jusqu'en 9a à peu près au centre de la chambre 4 où on amène sous pression le gaz provenant de la station de compression 8.
L'eau qui imprègne la masse poreuse est expulsée et refoulée par le conduit 5 jusqu'au réservoir auxiliaire 7. Quand toute l'eau sera évacuée de la masse poreuse on ferme l'orifice de sortie de l'eau et on peut poursuivre l'introduction du gaz jusqu'à ce qu'il atteigne une pression maximum fonction de la profondeur de la chambre et de la densité des terrains qui la recouvrent.
Le gaz ainsi emmagasiné sous pression peut sortir de la chambre au fur et à mesure de la consommation jusqu'à ce que la pression y soit tombée à la pression d'utilisation minimum requise, après quoi il suffit de faire à nouveau pénétrer l'eau dans la chambre pour provoquer l'évacuation du gaz restant, sous l'effet de la pression hydraulique.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de stockage souterrain de gaz sous pression dans lequel, dans une couche géologique étanche au gaz, on crée artificiellement une chanbre à peu près sphérique, on remplit cette chambre par une masse poreuse imprégnée d'un fluide liquide que l'on refoule hors de la dite masse en y amenant le gaz sous pression provenant d'une station de compression.
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The present invention relates to a method for underground storage of pressurized gas.
It is known that the storage of natural or industrial gas can be done in one of the following two ways.
First of all, it is known for this purpose to make use of large metal tanks called gasometers which can also be their types; thus, there are gasometers of the wet or dry type at low pressure or of the pressure tank type.
According to another method, it is possible to store the gas in the ground in suitable porous terrestrial layers' when these include domed cavities naturally formed as a result of geological accidents; in this case, the cavity must obviously be located under at least one layer of soil impermeable to gas.
If this last method can be advantageous because it makes it possible to constitute at low cost gas reserves which can be enormous, it is unfortunately only of a very limited use because the application of this method is strictly dependent on the existence of suitable cavities from the point of view of capacity, location and tightness. It is therefore impossible to use this method where the desired geological formations do not meet.
On the other hand, the use of gasometers entails fairly high construction and maintenance costs for capacities which are only very limited.
Currently, it has proven to be of paramount importance in the distribution of gas to be able to build up large stocks in order to meet the increasingly marked variations in seasonal needs.
The present invention, which aims to eliminate the drawbacks of current storage methods, consists of a method for underground storage of pressurized gas which can be applied to any location on the sole condition that it exists in the basement, at the point chosen, at a sufficient depth, a thick layer of soil impermeable to gases and which may be constituted, for example, by clay, marl, kaolin, etc.
According to one characteristic of the present process, in a sealed geological layer, an approximately spherical chamber is artificially hollowed out, which is filled with a porous mass impregnated with a liquid fluid which is forced out of said mass by bringing, under pressure, in the chamber, the gas to be stored supplied by a compression station, which has the effect of discharging into an auxiliary reservoir the liquid coming from a compression station which is pumped back into said chamber as time goes by. and measuring the consumption of gas thus subjected to the hydrostatic pressure of the liquid.
In an advantageous embodiment of this method, a vertical drilling is carried out first, penetrating into the waterproof layer to a minimum depth close to twice the diameter of the chamber to be produced.
By means of high explosives, successive chamberings are made in the said sealed layer until a more or less spherical chamber of the desired volume is obtained; this chamber, which is then filled with a porous mass consisting, for example, of a mixture of equal parts of sand and water, the gas is brought under pressure through a conduit ending approximately at mid-height of said chamber and which is advantageously housed inside the borehole.
The present invention will be more easily understood from the following description of the accompanying drawings which show, by way of example, one embodiment.
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application of the process.
The figure is a schematic view partially in perspective and partially in section of an installation produced according to the invention.
At the desired location for establishing the gas stock, first of all, if necessary, preliminary soundings are carried out in order to find the layer of gas-tight ground. In the figure, this is shown diagrammatically at 3 below the level of the ground 2. The drilling is then carried out to the suitable depth, that is to say that this drilling penetrates into the said waterproof layer of approximately twice the depth. diameter of the chamber to be made. Then using high explosives, for example, successive chamberings are carried out until a roughly spherical storage chamber is obtained.
Given that during successive explosions, layer 3 is shaken up to a certain distance from the explosion center, which can cause cracks and impair the sealing of the chamber, the layer must be d 'a thickness equal to at least twice the diameter of said chamber. The latter thus produced would fill up under the pressure of the soil, which is why, according to the invention, the chamber 4 is immediately filled with a mass porous to the gas to be stored and which may be constituted by a mixture of sand and water. in equal quantities. In order to produce this porous mass with sand, it is necessary that the latter be of a uniform particle size.
Between the grains of sand remains a free space which is filled with a liquid, water for example, brought by a pipe 5 from a filtration and pumping station 6 outside the tank 7.
Coaxially with the vertical part 5a of the duct 5, a tube 9 is placed which extends to 9a approximately in the center of the chamber 4 where the gas coming from the compression station 8 is brought under pressure.
The water which impregnates the porous mass is expelled and delivered through line 5 to the auxiliary tank 7. When all the water has been evacuated from the porous mass, the water outlet is closed and the water outlet can be continued. introduction of gas until it reaches a maximum pressure depending on the depth of the chamber and the density of the soil covering it.
The gas thus stored under pressure can exit the chamber as it is consumed until the pressure has dropped there to the minimum required operating pressure, after which it is sufficient to allow the water to penetrate again. in the chamber to cause the evacuation of the remaining gas, under the effect of the hydraulic pressure.
CLAIMS.
1. A method of underground storage of pressurized gas in which, in a gas-tight geological layer, an almost spherical chamber is artificially created, this chamber is filled with a porous mass impregnated with a liquid fluid which is driven back out of said mass by bringing the pressurized gas from a compression station.