DE2032101C3

DE2032101C3 - Verfahren zum Herstellen von dichten Untertagekammerspeichern für die Speicherung von Gasen oder Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE2032101C3
Application number: DE2032101A
Authority: DE
Inventors: Ingvar Prof. Djursholm Janelid (Schweden)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-06-30
Filing date: 1970-06-29
Publication date: 1974-06-27
Also published as: CA935293A; FR2051326A5; FI52603C; NO131715C; GB1310254A; SE333547B; FI52603B; NO131715B; DE2032101B2; DE2032101A1; SE333547C; US3670503A

Description

beispielsweise durch Betoninjektionen, und daß der Druck und die Menge der zugeführten Flüssigkeit gesteuert und auf einem geeigneten Wert gehalten werden.

Es ist von Vorteil, wenn die Flüssigkeit dem Gebirge unter einem solchen Druck /.ugeführt wird, daß der Flüssigkeilsdruck im Gebirge nächst der Speicherkamnier höher ist als der maximal mögliche natürliche Grundwasserdruck. Dies bedeutet, daß der Flüssigkeitsdruck im Gebirge einem gedachten Grundwasserspiegel entspricht, der höher liegt als die Erdoberfläche.

Decke der Speicherkarnmer 1 gebohrt. Die Bohrlocher können zuerst zum Beton Injizieren des Gebirges benutzt werden. Dann werden die Bohrungen bis zur gewünschten Tiefe weiter geführt und in die Bohrlöcher Rohre 12 eingesetzt. Der untere Teil der Bohrlöcher wird dann mit Beton 13 dicht verschlos

sen.

AiIe Rohre 12 der Bohrlöchei sind an eine Druckwasserleitung 14 angeschlossen. Auf diese Weise wird im Gebirge über der Speicherkammer 1 ein gleichbleibender Überdruck aufrechterhalten. Es ist wichtig, daß in den Bohrlöchern 11 der Wasserdruck allmählich aufgebaut wird, während die Speicherkammer 1 sich im Bau befindet. Bohrlöcher 11 α mit

Als Flüssigkeit für die Abdichtung eines Gebirges,

das voller Risse ist, eignet sich insbesondere unter „

Druck stehendes Wasser. Stattdessen kann ein Aus- 15 Druckwasserrohren werden deshalb schon dann hertreten des Inhalts aus der Speicherkammer auch da- gestellt und mit Druckwasser beaufschlagt, wenn die durch verhindert werden, daß nicht Wasser, sondern " " ^J"° ^J"~ ^" eine andere Flüssigkeit oder möglhherweise auch

Gas unter Druck dem Gebirge zugeführt wird.

F i g. 1 und 2 zeigen einen Vertikal- bzw. Horizontalschnitt durch ein Speicherkammersystem, das nach einem Verfahren gemäß der Erfindung abgedichtet ist,

F i g. 3 und 5 erläutern Alternativverfahren zur Durchführung der Abdichtung,

F i g. 4 ist eine Detailansicht der F i g. 3 in größerem Maßstab, und

Transportstrecke aufgefahren wird, so daß das Gebirge nicht austrocknet. .

_o ..._o-_- _. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 sind

In Verbindung mit der Zeichnung wird die Erfin- 20 von der Erdoberfläche über der geplanten Speicherdung näher erläutert. " kammer 1 aus mehrere vertikale Bohrlöcher 15 hergestellt worden. Die Bohrlöcher sind dann auf die gleiche Weise wie bei F i g. 3 dazu benutzt worden, dem Gebirge, nächst der Erdoberfläche, Beton zu m-25 jizieren. Die Bohrungen werden dann bis zur gewünschten Tiefe weiter geführt. In jedes Bohrloch wird ein Rohr 16 eingesetzt und das Loch mit Beton 17 verschlossen. Die Rohre 16 werden dann an eine Druckwasserleitung 18 angeschlossen. Wenn der

Fig. 6 zeigt, wie die Abdichtung mit zwei ver- 30 Wasserdruck angelegt worden ist, beginnt das Aufschiedenen Flüssigkeiten durchgeführt werden kann. fahren der Speicherkammer 1. Infolgedessen bleibt In F i g. 1 und 2 ist eine Anzahl von Speicherkam- das Gebirge während der gesamten Bauperiode mit mcrn 1 dargestellt, die über einen Schacht 2 mit Wasser eesättigl.

einem von einer Gasturbine angetriebenen Kraft- Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 5

werk3 und über einen Schacht4a und Stollen Ab 35 wird das Wasser nur oberhalb der Speicherkammer mit einem See 5 in Verbindung stehen. Wenn über- zugeführt, um die Speicherkammer nach oben abzuschüssige Leistung zur Verfügung steht, wird sie dazu
benutzt, die Speicherkammern 1 mit Druckluft von
einem Kompressor zu füllen, der von der Gasturbine
angetrieben wird. Dadurch wird eine entsprechende 40
Menge Wasser durch den Schacht 4 hinauf zum See 5
gedruckt. Wenn das Kraftwerk die volle Leistung abgeben muß, kann Wasser durch den Schacht 4 in die
Speicherkammer 1 gelangen, und die Druckluft fließt

dichten.

F i g. 6 zeigt, wie die Speicherkammer auf allen Seilen abgeschirmt werden kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist die Speicherkammer 1 von einer Reihe von inneren Strecken 20, von denen vertikale und horizontale Bohrlöcher 22 ausgehen, sowie von einer Reihe von äußeren Sn ecken 21 umgeben, zu der die Bohrlöcher

durch den Schacht 2 nach oben zur Gasturbine, so ₄₅ 23 gehören. Die Bohrlöcher bilden einen inneren und

einen äußeren Schirm um die Speicherkammer herum und werden mit Wasser oder einer anderen unter Druck stehenden Flüssigkeit über Leitungen 24, 25 gespeist.

Die Anordnung mehrerer Schutzlagen oder Schirme um die Speicherkammer herum beruht auf der Überlegung, daß in der Speicherkammer ein Medium gespeichert werden soll, das nicht für die direkte Berührung mit Wasser geeignet ist. Deswegen

daß die normalen Luftkompressoren nicht benutzt werden müssen.

Auf einem Niveau, das etwas höher liegt als die Speicherkammern, ist eine Anzahl von horizontalen Strecken 6 aufgefahren. Von diesen Strecken aus sind mehrere horizontale Löcher 7 gebohrt, die sich über die Speicherkammern 1 erstrecken. Durch einen Schacht oder ein Bohrloch 8 wird den Strecken 6 und den Bohrlöchern 7 unter Druck stehendes Wasser zu

geführt. Der Wasserdruck in den Bohrlöchern 7, d.h. ₅₅ stellt man ein "wirksames Abschirmsystem her, bei

der Druckwasser-Druck zuzüglich dem durch den Niveauunterschied erzeugten Druck, soll höher sein als der maximal zulässige Druck des Speichermediums in den Speicherkammern 1.

Die Strecken 6 und die Bohrlöcher 7 werden vor oder gleichzeitig mit der Speicherkaminer vorbereitet, und der Wasserdruck wird vor oder gleichzeitig mit dem Zeitpunkt, an dem mit dem Auffahren der Felsenkammern 1 begonnen wird, zugeführt. Die

dem der innere Sch'irm ein Medium, eine Flüssigkeit oder ein Gas enhält, welches die Speicherkammer von dem unter Druck stehenden Wasser im äußeren Schirm trennt.

Bei dieser Anordnung ist es auch möglich, daß die Speicherkammer ein Gas oder eine Flüssigkeit mit einer Temperatur enthält, die sich beträchtlich von der des umgebenden Gebirges unterscheidet. Wenn die Temperatur in der Speicherkammer extrem nie-

Strecken 9, 10 sind Transportstiecken, die verschlos- 65 drig ist, kann beispielsweise in das innere Schirmsy-

sen werden, wenn der Bau des Systems vollendet ist. stern ein Medium gepumpt werden, das bei der nie-

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und 4 drigen Temperatur nicht friert, sondern alle Risse um

ist eine Anzahl von Löchern 11 nach oben in die die Speicherkammer herum ausfüllt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Speichermedium, beispielsweise Druckluft oder Bezin oder Öl, in einem Untertagespeicher zu speichern Patentansprüche: und durch künstliche Wasserzufuhr zu dem die Speicherkammer umgebenden Gebirge zu verh.n-

1. Verfahren zum Herstellen eines dichten Un- 5 dem, daß das Speichermedmm durch Risseund tertagekammerspeichers für die Speicherung von Spalte im Gebirge entweicht. D.e Zufuhr von Wasser Gasen oder Flüssigkeiten der durch künstliche verhindert, daß das Gebirge aus rocknet. Da alle Zufuhr von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, in Risse mit Wasser gefüllt werden, das unter höherem das die Speicherkammer umgebende Gebirge, ab- Druck steht, als der in der Speichcrkammer herrgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, xo scnende Druck beträgt, kann der Inhalt der Spuchcrdaß die Flüssigkeit dem Gebirge vor oder wäh- kammer nicht austreten. _

rend des Auffahrens der Speicherkammer züge- Gewöhnlich werden bei der Herstellung eines Ln-

führt wird tertagespeichers zunächst d.e Speicherkammer aufge-

2. Verfallen nach Anspruch 1, dadurch ge- fahren und die Bohrlöcher gebohrt die zur kunst ikennzeichnet, daß über der herzustellenden 15 chen Wasserzufuhr dienen sollen, wenn die Speicherkammer eine Anzahl von im wesentli- Speicherkammer in Benutzung genommen werden chen horizontalen Strecken aufgefahren und von soll, beginnt man mit der Zufuhr des wassers fc* diesen Bohrlöcher gebohrt werden, denen die wurde jedoch festgestellt, daß wahrend des Auttah-Flüssigkeit zugeführt wird. rens der Speichcrkammer das umgebende Gebirge

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 20 stark entwässert und der naturliche Grundwasserkennzeichnet, daß mit dem Auffahren der haushalt gestört wird. Dies kann schwerwiegende Speicherkammer in deren Decke mehrere im we- Folgen haben, wenn der Untertagespeicher zur Speisentlichen vertikale Löcher gebohrt werden, de- cherung von Gas oder Flüssigkeit in Benutzung genen dann die Flüssigkeit nach Abdichten der Lö- nommen wird. Es hat sich gezeigt, daß sich die Risse eher zugeführt wird. a₅ im Gebirge durch natürliche oder künstliche Wasser-

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- zufuhr erst nach langer Zeit und häufig nur unvollkennzeichnet, daß eine Anzahl von im wesentli- ständig wieder mit Wasser füllen. Wenn man also nut chen vertikalen Bohrlöchern von über Tage aus der künstlichen Wasserzufuhr gleichzeitig oder kurz über der herzustellenden Speicherkammer ge- vor der Zeit beginnt, zu der die Speicherkammer in bohrt werden, denen die Flüssigkeit zugeführt 30 Benutzung genommen wird, kann die Gefahr bestewird. hen. daß nicht alle Risse genügend Zeit haben, sich

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- mit Wasser zu füllen. Die hydraulichen Verhältnisse kennzeichnet, daß ein System von Strecken und sind dann unzureichend, ein Entweichen des von diesen ausgehende Bohrlöchern auf allen Sei- Speichermediums zu verhindern. Wenn aber das Entten der herzustellenden Speicherkammer herge- 35 weichen von Speichermedium an einem Punkt aufstellt wird, denen die Flüssigkeit zugeführt wird. getreten ist, besteht die große Gefahr, daß das

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge- Speichermedium allmählich das Wasser aus dem Gekennzeichnet, daß außen um die Strecken und birge verdrängt, so daß die undichte Stelle größer Bohrlöcher herum ein zweites System aus Strek- wird. Damit dies vermieden werden kann, muß in ken und Bohrlöchern zur Flüssigkeitszuführung 40 vielen Fällen lange gewartet werden, bevor die hergestellt wird. Speicherkammer in Benutzung genommen wenden

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis kann, nämlich so lange, bis alle Risse entweder 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Bohrlöchern durch natürliche oder künstliche Wasserzufuhr ge-Druckwasser zugeführt wird. füllt sind, der natürliche Grundwasserhaushalt aus-

45 geglichen ist und der erforderliche hydraulische Druck in den Rissen vorhanden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem der Un-

tertagespeicher schon kurz nach der Herstellung in

50 Benutzung genommen werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß das Speichermedium in das die Speicherkammer umgebende Gebirge eindringt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel- löst, daß die Flüssigkeit dem Gebirge auch vor oder len eines dichten Untertagekammerspeichers für die 55 während des Auffahrens der Speicherkammer künst-Speicherung von Gasen oder einer Flüssigkeit, der lieh zugeführt wird. Eis wird dadurch erreicht, daß durch künstliche Zufuhr von Flüssigkeit, insbeson- das die Speicherkammer umgebende Gebirge zu keiderc Wasser, in das die Speicherkammer umgebende ner Zeit austrocknet. In diesem Fall kann die Gebirge abgedichtet ist. Speicherkammer unmittelbar nach ihrer Fertigstel-

Es ist bekannt, ein Speichermedium mit sehr nie- 60 lung in Benutzung genommen werden. Die künstliche driger Temperatur, z. B. ein verflüssigtes Gas, in Zufuhr der Flüssigkeil:, die zweckmäßig durch eine einem Untertagespeicher zu bevorraten und das die Anzahl von Bohrlöchern in der Nahe der herzustel-Speicherkammer umgebende Gebirge unter Wasser lendcn Speicherkammer erfolgt, erhöht zwar den zu setzen, welches unter dem Einfluß des Speicher- Flüssigkeitszufluß in die Speicherkammer. Dieser mediums friert und so einen Eismantel ausbildet, der 65 Flüssigkeitszufluß kann aber dadurch in erträglichen das Entweichen des Speichermediums durch das Ge- Grenzen gehalten werden, daß das Gebirge m in den birge verhindert Wänden der Speicherkammer während ihrer Herstcl-

Es ist auch bekannt, gasförmiges oder flüssiges lung in bekannter Weise zusätzlich abgedichtet wird,