ES2201252T3 - Procedimiento para escavar una cavidad en una mina de sal de pequeño espesor. - Google Patents
Procedimiento para escavar una cavidad en una mina de sal de pequeño espesor.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO PARA EXCAVAR, POR DISOLUCION, UNA CAVIDAD EN UNA MINA DE SAL DE POCA ALTURA PARA ALMACENAR UN FLUIDO. SEGUN LA INVENCION, EL PROCEDIMIENTO COMPRENDE LAS SIGUIENTES ETAPAS: ECCION (16), UN CONDUCTO DE EXTRACCION (18) Y UN DESBASTE (4) DE ESPACIO DE COMUNICACION QUE ENLAZA LOS CONDUCTOS DE INYECCION Y DE EXTRACCION; EL CIEGO QUE ENLAZA CON EL ESPACIO DE COMUNICACION PARA PERMITIR LA CIRCULACION DEL DISOLVENTE Y LA DISOLUCION DE LA SAL EN EL TUNEL CIEGO; ISOLVENTE EN EL ESPACIO DE COMUNICACION; DUCTO DE EXTRACCION, LA SALMUERA FORMADA POR DISOLUCION DE LA SAL EN CONTACTO CON EL DISOLVENTE. ESTA SOLUCION TIENE LA VENTAJA DE PERMITIR EXCAVAR UNA MINA DE FORMA MECANICAMENTE ESTABLE, DE MAYOR VOLUMEN Y MAS ECONOMICAMENTE QUE CON EL ARTE ANTERIOR.
Description
Procedimiento para excavar una cavidad en una
mina de sal de pequeño espesor.
La invención tiene por objeto un procedimiento
para excavar, por disolución, una cavidad en un terreno que
contiene en su mayoría sal.
La invención se refiere, de una manera más
particular, a la obtención, tras la excavación, de una cavidad que
permita el almacenamiento de un fluido y, principalmente, de gas
natural, en una mina de sal, que comprende una fina capa de sal cuya
altura es aproximadamente de una centena de metros.
El término altura deberá ser entendido a
continuación en la descripción en el sentido de la elevación.
Teniendo en cuenta las solicitaciones, a las que
debe quedar sometida la cavidad durante su explotación para el
almacenamiento del gas, es necesario controlar la propagación de la
disolución con el fin de obtener una cavidad final, que presente una
forma mecánicamente estable.
Ahora bien, aun cuando es relativamente fácil
controlar la disolución cuando la mina alcanza o incluso sobrepasa
un millar de metros, esta operación es más delicada cuando la sal
está estratificada. En efecto, el espesor de sal disponible no
sobrepasa entonces, raramente, algunas centenas de metros, siendo
preciso entonces realizar cavidades cuya anchura sea al menos igual
a la altura.
Ciertamente se ha descrito en la
US-A-5 246 273, para ahuecar una
mina de sal por disolución:
- -
- la realización de un conducto de inyección, un conducto de extracción, un bosquejo de espacio de comunicación que pone en conexión los conductos de inyección y de extracción, y al menos un bosquejo de túnel ciego tal que:
- \bullet
- el túnel ciego se extienda entre una extremidad abierta y una extremidad cerrada, y
- \bullet
- el túnel ciego esté en comunicación, a través de su extremidad abierta, con el espacio de comunicación,
- -
- a continuación la inyección, a través del conducto de inyección, de un disolvente de sal en el espacio de comunicación, con el fin de excavar la cavidad por disolución de la sal en contacto con el disolvente,
- -
- a continuación la extracción, a través del conducto de extracción, de la salmuera formada por la disolución de la sal.
En este documento
US-A-5 246 273, el espacio de
comunicación y el túnel ciego están excavados en la prolongación
entre sí en pendiente descendiente a partir del pozo de inyección
de manera que la extremidad cerrada del pozo de inyección se
encuentra a un nivel mas bajo que su extremidad abierta. El túnel
ciego es un pozo opcional destinado a recuperar los elementos
insolubles que se depositen en el mismo.
Como consecuencia, la técnica utilizada en la
US-A-5 246 273 es costosa puesto
que, con relación al volumen de la cavidad final de forma
mecánicamente estable, el número de operaciones de aplicación es
relativamente importante (en particular la realización de los
conductos y del bosquejo del espacio de comunicación).
Para resolver estos problemas, la invención
propone que se disponga la extremidad cerrada del túnel ciego a una
altura mayor o sensiblemente igual que la de la extremidad abierta,
de tal manera que se excave igualmente el túnel ciego por
circulación del disolvente a través de este túnel, haciendo pasar
por su extremidad abierta el disolvente desde el espacio de
comunicación hasta el citado túnel y que se recupere la salmuera,
formada de este modo, para su extracción.
Como se habrá comprendido, un túnel ciego es un
túnel distinto del espacio de comunicación, que tiene una única
extremidad que comunica con el espacio de comunicación.
Puesto que la salmuera tiene una densidad mayor
que la del disolvente, cuando la extremidad cerrada del túnel ciego
esté dispuesta a una altura menor que la de la extremidad abierta,
la salmuera tendrá tendencia a almacenarse en el lado de la
extremidad cerrada del túnel ciego. De este modo, no existe ya
circulación del disolvente a través del túnel ciego y la excavación
por disolución del túnel ciego tiende a desaparecer. Este fenómeno
es tanto mas pronunciado cuanto más pronunciada sea la pendiente y
cuanto más largo sea el túnel ciego.
Por el contrario, cuando la extremidad cerrada
del túnel ciego se encuentre a una altura mayor o sensiblemente
igual a la de la extremidad abierta, aún cuando el túnel ciego no
favorezca a priori la entrada y la circulación del disolvente,
incluso menos todavía el removido del disolvente y la disolución de
la sal, de manera sorprendente, este fenómeno se produce, lo que
genera el desarrollo del orificio ciego.
Esta solución tiene principalmente como ventaja
la de permitir un abanico variado de formas de cavidad y una
explotación de la amina en numerosas direcciones.
Como consecuencia permite el aumento
sensiblemente del volumen de la cavidad final que se quiere excavar
sin tener que desplazar el conducto de inyección o el conducto de
extracción y conservándose una estabilidad mecánica dada. Por lo
tanto el coste de la operación de excavación, referido al volumen
de la cavidad, es reducido.
Será entonces muy ventajoso multiplicar el número
de bosquejos de túneles ciegos en conexión con el espacio de
comunicación.
En toda la descripción, el término
"bosquejo" designa el estado inicial de un espacio o de un
túnel (antes de la disolución de la sal por el disolvente).
Con el fin de mejorar todavía mas la disolución
en el túnel ciego, la invención propone que se pueda realizar la
extremidad abierta del bosquejo del túnel ciego en la vertical del
espacio de comunicación a la altura de la conexión entre el bosquejo
del espacio de comunicación y el bosquejo del túnel ciego (cuyo
punto podrá estar dispuesto a priori en cualquier lugar a lo largo
del bosquejo de espacio de comunicación entre los dos conductos),
una variante, que permite igualmente mejorar la disolución en el
túnel ciego consiste en:
- -
- la realización de la extremidad abierta del bosquejo del túnel ciego en la proximidad del conducto de inyección,
- -
- la circulación del disolvente a través del conducto de inyección y su salida de este conducto a través de una extremidad que forma punto de inyección en la cavidad,
- -
- la realización del bosquejo del túnel ciego con la parte de su extremidad abierta en la vertical del punto de inyección.
Con el fin de mejorar todavía mas la disolución
en el túnel ciego, la invención propone que:
- -
- se realicen los conductos de inyección y de extracción distantes entre sí,
- -
- se realice una parte alargada en el bosquejo del espacio de comunicación,
- -
- se realice el bosquejo del túnel ciego y la parte alargada del bosquejo del espacio de comunicación sensiblemente en prolongación entre sí, y el conducto de inyección entre el bosquejo del túnel ciego y la parte alargada del espacio de comunicación.
Por el contrario, si se desean reducir los costes
de realización de una cavidad o aumentar el abanico de las formas
realizadas, la invención propone disponer sensiblemente de manera
coaxial los conductos de inyección y de extracción de manera que uno
de estos conductos esté situado en el centro y rodeado por el otro,
al menos sobre una parte de su longitud axial. En este caso
únicamente hay que excavar un orificio para realizar los dos
conductos.
La invención aparecerá todavía de una manera más
clara por medio de la descripción que sigue, hecha con referencia a
los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 muestra, en sección, una primera
forma de bosquejo de cavidad, realizada en una mina de sal,
- la figura 2 muestra, en sección, una primera
forma de cavidad obtenida a partir del bosquejo de la figura 1 tras
excavación por disolución de una parte de la sal contenida en la
mina,
- las figura 3 muestra, en sección, una segunda
forma de cavidad, obtenida tras excavación por disolución de una
parte de la sal contenida en la mina,
- la figura 4 muestra, en sección, una tercera
forma de cavidad obtenida tras excavación por disolución de una
parte de la sal contenida en la mina.
En la figura 1 se ha ilustrado una mina de sal 1,
que se presenta en forma estratificada y que está comprendida entre
dos capas minerales contenidas en el suelo 10. Un conducto de
inyección 16 y un conducto de extracción 18 han sido dispuestos en
dos pozos, tras excavación de los mismos, sensiblemente de manera
vertical entre el nivel del suelo y un bosquejo de la cavidad
excavada en la mina de sal 1.
Estos conductos comprenden una extremidad situada
al nivel del suelo 16a, 18b y una extremidad 16b, 18a, situada en
el bosquejo de la cavidad. Las extremidades 16b, 18a, situadas en
el bosquejo de la cavidad, están conectadas a través de un bosquejo
4 de espacio de comunicación. En este caso, el bosquejo 4 del
espacio de comunicación ha sido perforado a partir del conducto 18.
El eje de perforación 13 ha sido representado en trazos
discontinuos. El diámetro del bosquejo es aproximadamente de 6 cm
y, preferentemente, es menor que 10 cm.
El bosquejo 4 del espacio de comunicación
comprende una parte alargada y sensiblemente rectilínea y
horizontal 4c comprendida entre una parte extrema 4b en comunicación
con el conducto de extracción 18, y otra parte extrema 4a que rodea
el conducto de inyección 16 sobre una parte de su longitud, en la
proximidad de su extremidad 16b, que forma punto de inyección en la
cavidad.
Un bosquejo 2 de túnel ciego ha sido realizado
por prolongación de la parte alargada 4c del bosquejo 4 del espacio
de comunicación mas allá del conducto de inyección 16. Este
bosquejo 2 de túnel ciego comprende así una extremidad cerrada 2b y
una extremidad abierta 2a, que comunica con el bosquejo 4 del
espacio de comunicación. La extremidad abierta 2a se encuentra en la
vertical del punto de inyección 16a de forma que la extremidad
abierta 2a está dispuesta en la proximidad del punto de inyección
16b y que la parte baja de la extremidad abierta 2a se encuentra a
mayor altura que el punto de inyección 16b.
En este caso, el bosquejo 4c de la parte alargada
del espacio de comunicación y el bosquejo 2 del túnel ciego son,
sensiblemente horizontales. Igualmente podría haberse previsto su
realización ligeramente inclinada. En este caso, debido a la mayor
densidad de la salmuera con relación al agua inyectada, la
extremidad abierta de los orificios ciegos deberá encontrarse,
necesariamente, mas baja que la extremidad cerrada y, igualmente,
la parte alargada del espacio de comunicación deberá ser mas baja
por el lado del conducto de extracción por el lado del conducto de
inyección.
En la figura 2, se inyecta un disolvente (en este
caso agua) tal como se ha ilustrado por medio de la flecha 17 por
la extremidad 16a del conducto de inyección 16. El agua sale del
conducto 16 por el punto de inyección 16b en el que es inyectada en
la extremidad 14a del espacio de comunicación tal como se ha
ilustrado por medio de las flechas 15a. Este espacio de
comunicación, igual que el conjunto de la cavidad, está
completamente lleno o al menos casi completamente lleno con agua y
con salmuera. Puesto que el agua inyectada es menos densa que la
salmuera, esta asciende hasta la parte superior de la cavidad 11a.
El agua se inyecta a una presión ligeramente mayor que la presión
que reina en la cavidad.
El agua inyectada circula desde la extremidad 14a
del espacio de comunicación hacia la parte alargada 14c del espacio
de comunicación 14 y hacia el túnel ciego 12. El agua no se
introduce en el túnel ciego debido a la presión de inyección, sino
que lo es bajo la acción de un flujo creado por la disolución de la
sal.
Tal como se ha ilustrado por medio de las flechas
15c, 15e, el agua que llena esta cavidad excava la mina de sal
disolviendo la sal, de manera que, tras la excavación, los
bosquejos 4; 2 del espacio de comunicación y del túnel ciego forman
el espacio de comunicación 14 y el túnel ciego 12 de anchura, de
longitud y de altura mayores que su bosquejo respectivo. El agua
cargada de sal, que forma salmuera, circula entonces por la parte
inferior del espacio de comunicación 14 y del túnel ciego 12 tal
como se ha ilustrado por medio de las flechas 15d, 15f.
La salmuera pasa desde el túnel ciego 12 hacia la
parte alargada y horizontal 14c del espacio de comunicación 14, de
manera que la salmuera formada en el túnel ciego es recuperada en
el espacio de comunicación para ser extraída a través del mismo.
Cuando se aplica una presión de inyección mayor
que la presión de extracción, la salmuera circula desde la parte
alargada 14c del espacio de comunicación 14 hacia el conducto 18 a
través de la extremidad 14b de espacio de comunicación 14, tal como
se ha ilustrado por la flecha 15b.
El túnel ciego 12 comunica con el espacio de
comunicación 14 únicamente a través de la extremidad abierta, que
permite inundar el túnel ciego con agua introduciendo en el mismo
agua en el túnel y recuperar la salmuera formada por disolución de
la sal del túnel ciego.
En la figura 3, los elementos que corresponden a
los de la figura 2 han sido marcados con un número aumentado en 10.
Esta figura se diferencia esencialmente de la figura 2 porque los
circuitos de inyección 26 y de extracción 28 están dispuestos de
manera coaxial. El circuito de inyección 26, que desciende hasta el
nivel mas bajo en la cavidad 21a está situado en el interior y el
circuito de extracción 28 en el exterior. El circuito de extracción
28 rodea al circuito de inyección sobre la mayor parte de su
longitud. Debido a esta conformación particular, el espacio de
comunicación no comprende ya, en este caso, parte alargada
horizontal y se ha realizado completamente alrededor del circuito de
inyección 26, entre las extremidades 26b, 28a de los conductos de
inyección y de extracción. La perforación del bosquejo de espacio
de comunicación podrá obtenerse fácilmente al mismo tiempo que el
que está destinado al conducto de extracción. El eje 23 del
bosquejo del túnel ciego ha sido representado en trazos
discontinuos.
El circuito de agua, y por lo tanto de salmuera,
se ha realizado por medio de una bomba de presión 30, que inyecta
agua bajo presión en el circuito de inyección 26, tal como se ha
indicado por medio de la flecha 27.
En la figura 4, los elementos que corresponden a
los de la figura 3 han sido marcados con un número aumentado en 10.
Esta figura se diferencia esencialmente de la anterior porque se ha
realizado un segundo bosquejo 43 de túnel ciego. Esta figura ilustra
la realización de múltiples túneles ciegos 32, 42 en conexión
fluida a través de su extremidad abierta 32a, 42a con el espacio de
comunicación 34.
El agua inyectada por el punto de inyección 36b
asciende puesto que es menos densa que la salmuera contenida en la
cavidad y puesto que el punto de inyección está situado por debajo
de las extremidades abiertas 32a, 42a, de los orificios ciegos. El
agua se distribuye a continuación entre los diferentes túneles
ciegos y los excava cargándose con sal. La salmuera formada de este
modo tiene tendencia pues a descender en la extremidad 34a, del
espacio de comunicación, tal como se ha ilustrado por medio de las
flechas 35c. En la práctica, el flujo 35a de agua inyectada, dirige
la salmuera hacia al extremidad 38a del tubo de extracción 38, tal
como se ha ilustrado por medio de las flechas 35b. La salmuera es
extraída entonces a través del tubo de extracción 38.
En esta figura 4, la circulación de agua, y por
lo tanto de salmuera, se ha realizado por medio de una bomba de
aspiración 40, que aspira la salmuera por intermedio del tubo de
extracción 38, tal como se ha indicado por medio de la flecha
39.
Evidentemente la invención no está limitada en
modo alguno a los modos de realización descritos anteriormente. De
este modo, podría considerarse invertir los conductos de inyección
y de extracción, sin que esto modifique la invención.
Claims (7)
1. Procedimiento para excavar, por disolución,
una cavidad (1a) en un terreno (1), que contiene en su mayoría sal,
comprendiendo dicho procedimiento las siguientes etapas:
- -
- la realización de un conducto de inyección (16, 26, 36), un conducto de extracción (18, 28, 38), un bosquejo (4) de espacio de comunicación (14, 24, 34) que pone en comunicación los conductos de inyección y de extracción, y al menos un bosquejo (2) de túnel ciego (12, 22, 32, 42) tal que:
- \bullet
- el túnel ciego se extienda entre una extremidad abierta (2a) y una extremidad cerrada (2b), y
- \bullet
- el túnel ciego esté en comunicación, a través de su extremidad abierta, con el espacio de comunicación,
- -
- a continuación se inyecta, a través del conducto de inyección, un disolvente de la sal en el espacio de comunicación (4, 14, 24, 34), con el fin de excavar la cavidad por disolución de la sal en contacto con el disolvente,
- -
- a continuación se extrae, a través del conducto de extracción, la salmuera formada por la disolución de la sal,
caracterizado porque se dispone la
extremidad cerrada del túnel ciego a una altura mayor o
sensiblemente igual que la de la extremidad abierta, de tal manera
que se excave igualmente el túnel ciego por circulación del
disolvente a través de este túnel, haciendo pasar a través de su
extremidad abierta el disolvente desde el espacio de comunicación
hasta el citado túnel y porque se recupera la salmuera, formada de
este modo, para su extracción.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se realiza la extremidad abierta (2a)
del bosquejo (2) del túnel ciego (12, 22, 32, 42) en la vertical del
bosquejo (4) del espacio de comunicación (14, 24, 34) a la altura
de su unión.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque:
- -
- se realiza la extremidad abierta (2a) del bosquejo (2) del túnel ciego (12, 22, 32, 42) en la proximidad del conducto de inyección (16, 26, 36) y,
- -
- se hace circular el disolvente a través del conducto de inyección y sale de este conducto a través de una extremidad (16b, 26b, 36b), que forma punto de inyección en la cavidad,
- -
- se realiza el bosquejo del túnel ciego con su extremidad abierta en la vertical del punto de inyección.
4. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se dispone
sensiblemente de manera coaxial los conductos de inyección (16, 26,
36) y de extracción (18, 28, 38) de manera que uno de estos
conductos esté situado en el centro y este rodeado por el otro, al
menos sobre una parte de su longitud axial.
5. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque:
- -
- se realizan los conductos de inyección (16) y de extracción (18) distantes entre sí,
- -
- se realiza una parte alargada (4c) en el bosquejo del espacio de comunicación,
- -
- se realiza el bosquejo (2) del túnel ciego y la parte alargada (4c) del bosquejo (4) del espacio de comunicación, sensiblemente en prolongación entre sí, y el conducto de inyección (16) entre el bosquejo (2) del túnel ciego y la parte alargada (4c) del bosquejo (4) del espacio de comunicación.
6. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se
realizan varios bosquejos de túneles (33, 43) en conexión con el
espacio de comunicación (34).
7. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se realiza
el bosquejo (2) del túnel ciego con un diámetro menor que 10 cm.
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