文档介绍：黄岛油库渗流数值模拟 1/17 1目录黄岛油库的工程背景黄岛油库的基本工作原理黄岛油库的数学建模渗流量的计算及相关结果分析数值模拟的目的和意义 2/17 <第#页> 黄岛油库的工程背景金属罐储油地下水封油库储油露在地面埋于地下缺点:金属罐容易腐蚀,导致原油泄漏。优点:对地质条件的要求不高。埋于地下,用水封住原油缺点:对地质条件要求高。优点:存储安全方便,节省大量的钢材。国内外使用水封油库的现状: (1)国外情况①水封油库最早出现在瑞典等欧美国家。②在韩国、日本、中东等地也建有很多地下水封岩洞油库。韩国建有四个地下洞库,总库容 1830 万m 3。日本建有 3座地下洞库,总库容 500 万m 3。(2)国内情况①山东黄岛地下水封油库, 1976 年建成,库容积 15万m 3。②浙江象山地下水封油库, 1976 年建成,库容积 4万m 3。③汕头地下水封 LPG 库④宁波地下水封 LPG 库由于黄岛地质条件较好,故而选择了地下水封油库 3/17 <第#页> 黄岛油库的基本工作原理地下水封油库应具备两个条件:一是密封;二是具有一定的强度,以保证油品不渗不漏,不易挥发。工作原理: 当储油洞库开挖形成后,周围岩石中的裂隙水就向被挖空的洞室流动,并充满洞室。在洞室中注入油品后,油品周围会存在一定的压力差,因而在任一油面上,水压力都大于油压力,使油品不能从裂隙中漏走。同时利用油比水轻以及油水不能混合的性质,流入洞内的水则沿洞壁汇集到洞底部形成水床,并由水泵抽出。这就是水封油库的原理。 4/17 <第#页>图2 黄岛油库的基本工作原理 5/17 <第#页> 数值模拟的目的和意义一、计算渗流量以便于决定排水能力,选择水泵的类型。二、计算出水位的动态变化过程数值模拟可以较好地模拟水封油库岩体渗流场的变化和洞库区地下水位变化过程,为水封石油洞库工程中水幕系统的合理决策提供参考依据。 6/17 <第#页> 黄岛油库的数学建模内容提要: 一、实际工程中油洞的尺寸二、模型选取的尺寸三、模型控制方程的选取和边界条件的设定一、实际工程中油洞的尺寸储油洞室长度:根据可用岩体范围,储油库规模, 储油洞室的组数等来确定,一般情况 500 ~1000m 。储油洞室的断面形状:如图 3所示地下水位距离库顶的距离可取: 20m ~25m 储油洞室净间距: 综合考虑埋深、地应力大小、围岩条件、断面形状等因素,确保洞室之间岩体有足够宽度的非破坏区,一般取洞室跨度的 ~ 倍。图3 7/17 <第#页> 黄岛油库的数学建模二、模型尺寸的选取储油洞室长度:取 500m 。储油洞室的断面形状:如图 4所示。地下水位距离库顶的距离:取 25m 。储油洞室净间距: 30m 选取洞室和洞室周围的岩体作为研究对象,分析渗流量。模型选取了单洞和双洞两种情况来分析,尺寸见图 5和图 6 O1 O2 O3 20m 30m 80° 图48/17 <第#页> 黄岛油库的数学建模图6双洞尺寸单位: m 图5单洞尺寸单位: m 9/17 <第#页> 黄岛油库的数学建模三、模型控制方程的选取和边界条件的设定模型控制方程的选取: 由于油库周围岩体的渗流是从非饱和到饱和的过程,因此,选用的控制方程是理查德方程。边界条件的设定: 洞库库壁处设为定压边界 。模型上边界设为大气边界即压强为 0。模型左右边界设为随深度变化的定压边界即 -y 。模型下边界设为不流动边界 10/17 <第#页>