gornik eksploatacji otworowej 811[01] z3 02 u

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Zbigniew Gmiński

Magazynowanie ropy naftowej i gazu ziemnego
811[01].Z3.02

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:

mgr inż. Jadwiga Ida

mgr inż. Władysław Kozioł

Opracowanie redakcyjne:

mgr inż. Zbigniew Gmiński

Konsultacja:

mgr inż. Teresa Sagan

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 811[01].Z3.02
„Magazynowanie ropy naftowej i gazu ziemnego”, zawartego w modułowym programie
nauczania dla zawodu górnik eksploatacji otworowej.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Magazynowanie paliw płynnych

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Magazynowanie wód złożowych

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Magazynowanie ropy naftowej

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Podziemne magazynowanie gazu (PMG)

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

4.5. PMG w wyeksploatowanych strukturach złóż węglowodorów

4.5.1. Materiał nauczania

4.5.2. Pytania sprawdzające

4.5.3. Ćwiczenia

4.5.4. Sprawdzian postępów

4.6. PMG w kawernach solnych

4.6.1. Materiał nauczania

4.6.2. Pytania sprawdzające

4.6.3. Ćwiczenia

4.6.4. Sprawdzian postępów

4.7. PMG w warstwach wodonośnych

4.7.1. Materiał nauczania

4.7.2. Pytania sprawdzające

4.7.3. Ćwiczenia

4.7.4. Sprawdzian postępów

4.8. PMG w wyrobiskach górniczych

4.8.1. Materiał nauczania

4.8.2. Pytania sprawdzające

4.8.3. Ćwiczenia

4.8.4. Sprawdzian postępów

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9. Opis procesu technologicznego zatłaczania i odbioru gazu

4.9.1. Materiał nauczania

4.9.2. Pytania sprawdzające

4.9.3. Ćwiczenia

4.9.4. Sprawdzian postępów

4.10. Przepisy prawne

4.10.1. Materiał nauczania

4.10.2. Pytania sprawdzające

4.10.3. Ćwiczenia

4.10.4 Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o magazynowaniu paliw płynnych.

W poradniku znajdziesz:

−

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,

−

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

−

materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej,

−

zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,

−

ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,

−

sprawdzian postępów,

−

sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi
opanowanie materiału całej jednostki modułowej,

−

literaturę uzupełniającą.

Schemat układu jednostek modułowych

811[01].Z3

Zagospodarowanie kopalin

811[01].Z3.01

Oczyszczanie gazu ziemnego

811[01].Z3.02

Magazynowanie ropy naftowej

i gazu ziemnego

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

czytać ze zrozumieniem treść nauczania,

−

analizować tekst źródłowy,

−

korzystać z Internetu,

−

posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu górnictwa naftowego,

−

czytać tekst podręcznika ze zrozumieniem,

−

przeliczać jednostki w układzie SI,

−

współpracować w grupie,

−

oceniać własne możliwości w działaniach indywidualnych i zbiorowych.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

–

dobrać ogólne przepisy dotyczące magazynowania paliw płynnych i gazowych,

–

wyjaśnić cel i wymienić metody magazynowania kopalin ciekłych i gazowych,

–

scharakteryzować rodzaje i budowę zbiorników magazynowych ropy i gazu,

–

scharakteryzować proces stabilizacji ropy,

–

obliczyć ilości gazu w zbiorniku dla warunków rzeczywistych i normalnych,

–

określić ilość ropy w zbiorniku magazynowym,

–

określić cele budowy Podziemnego Magazynu Gazu,

–

scharakteryzować warunki geologiczne struktur geologicznych wykorzystywanych do
budowy PMG,

–

wyjaśnić schemat uzbrojenia powierzchniowego na terenie PMG,

–

zastosować przepisy techniczne i Urzędu Dozoru Technicznego (UDT) dotyczące
zbiorników do magazynowania paliw płynnych,

–

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej oraz
ochrony środowiska dotyczące magazynowania ropy i gazu.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Magazynowanie paliw płynnych

4.1.1. Materiał nauczania

Paliwa płynne – charakterystyka

Pojęcie ,,paliwo płynne” dotyczy produktów naftowych o różnych cechach

fizykochemicznych. Ich podział na poszczególne rodzaje przedstawia się następująco:[4]

−

paliwa silnikowe stosowane do napędu silników spalinowych,

−

paliwa lotnicze do napędu silników odrzutowych,

−

oleje napędowe do silników wysokoprężnych,

−

oleje opałowe służące do opalania kotłów parowych różnych typów,

−

gazy płynne.

Paliwa płynne wymagają odpowiednich warunków przechowywania i magazynowania, co
związane jest z projektowaniem i budową specjalnych do tego celu zbiorników. Zbiorniki te
zostaną omówione w sposób chronologiczny. Wcześniej jednak należy zapoznać się
z właściwościami paliw płynnych, ich przechowywaniem i magazynowaniem. Podstawowe
własności paliw płynnych przedstawia tabela 1. Natomiast warunki techniczne, jakim
powinny odpowiadać magazyny, bazy, zbiorniki i stacje paliw płynnych określa
rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia. 20.09.2000 r. (Dziennik Ustaw nr 98, poz. 1067)
[11]. W dalszej części rozporządzenia zawarte są definicje, których znajomość jest konieczna
w tym zakresie nauczania:

−

baza paliw płynnych – to zespół obiektów budowlanych przeznaczonych do
magazynowania lub przeładunku ropy naftowej i produktów naftowych, nie
posiadających cech stacji paliw płynnych. A zatem baza paliw płynnych to obiekty
przeznaczone do magazynowania lub przeładunku paliw płynnych,

−

stacje paliw płynnych – to zespoły obiektów budowlanych stałych lub tymczasowych
przeznaczone do magazynowania i dystrybucji detalicznej silnikowych paliw płynnych,
olejów i smarów oraz gazu płynnego,

−

obiekty magazynowe o pojemności ponad 200 m

nie będące stacjami paliw nazywamy

składami.

Do magazynowania paliw płynnych służą także różnego rodzaju zbiorniki naziemne
i podziemne oraz specjalne podziemne magazyny tworzone w strukturach geologicznych –
rodzaje tych zbiorników i magazynów zostaną kolejno omówione. Wcześniej jednak należy
zapoznać się z warunkami magazynowania produktów naftowych, a szczególnie z zasadami
bezpieczeństwa i ochrony środowiska w procesach magazynowania. Do najważniejszych
zasad przestrzegania bezpieczeństwa zalicza się niżej wymienione postanowienia:[5]

−

magazyn paliw płynnych napowierzchniowy powinien stanowić specjalnie wydzielony
i oznakowany teren, na którym nie mogą być składowane inne towary,

−

produkty paliw płynnych powinny przebywać możliwie jak najkrótszą drogę transportu
od momentu przyjęcia do momentu wydania,

−

produkty naftowe należy składować oddzielnie,

−

organizacja magazynu paliw płynnych zależy od ilości dostarczanych i wydawanych
produktów, oraz od rodzaju transportu zaopatrującego magazyny.

Zasady bezpiecznego magazynowania ściśle związane są z przepisami bezpieczeństwa
przeciwpożarowego, dlatego paliwa płynne zostały podzielone na klasy bezpieczeństwa
pożarowego. (Klasy bezpieczeństwa pożarowego przedstawia tabela nr 2.) Ponadto przy

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

składowaniu paliw płynnych należy przestrzegać zasady, aby wszystkie produkty naftowe
były magazynowane w specjalnie do tego przeznaczonych opakowaniach i wyznaczonych
pomieszczeniach zapewniających utrzymanie ich na niezmienionym poziomie wymaganej
jakości. Tu jako przykład można podać stacje paliw, które powinny posiadać instalacje do
monitorowania – pomiaru stanu magazynowanych produktów i urządzeń zabezpieczające
przed:

−

przenikaniem produktów naftowych do gruntu i wód gruntowych, cieków, rzek
i zbiorników wodnych,

−

emisją par produktów naftowych I klasy do powietrza atmosferycznego przy napełnianiu
zbiorników magazynowych i stacji paliw. Z tego też powodu wymagane jest, aby stacje
paliw były wyposażone w instalacje wodociągowe, sanitarne, deszczowo-przemysłowe
oraz urządzenia oczyszczające.

Tabela 1. Ogólna charakterystyka produktów naftowych [2, s. 7]

Ciężar

objętościowy

Temperatura

krzepnięcia

Produkt

kN/m

Benzyna samochodowa

7,5÷7,7

-60

Benzyna lotnicza

7,0÷7,6

-60

Olej napędowy do silników wysokoprężnych

8,6÷8,7

-60÷-10

Oleje samochodowe

9,1÷9,3

-30÷0

Oleje lotnicze

8,9÷9,0

-20÷-10

Ropa naftowa

8,3÷10,1

—

Tabela 2. Klasy niebezpieczeństwa pożarowego paliw płynnych [2, s. 9]

Klasa niebezpieczeństwa

pożarowego

Temperatura zapłonu

produktu K

Rodzaj produktu

niższa od 294 K (21

benzyna, ropa naftowa

294 do 328 K (21÷55

nafta, paliwa lotnicze, oleje
napędowe, oleje opałowe

III

powyżej 328 K (55

oleje smarowe, smary

W procesie przechowywania i magazynowania paliw płynnych należy zwrócić szczególną
uwagę na pary tych paliw, które tworzą mieszaniny wybuchowe

Znajomość tych

podstawowych cech paliw płynnych jest szczególnie istotna dla zapewnienia bezpieczeństwa
magazynowania, przechowywania, transportu a także przy prowadzeniu prac remontowych
pustych zbiorników, w których magazynowane były paliwa.
W przemyśle górnictwa naftowego i gazownictwa magazynuje się gaz ziemny i ropę naftową
oraz pochodne produkty tych surowców. W tej części podręcznika zostanie przedstawiona
krótka charakterystyka gazu ziemnego i ropy naftowej.

Gaz ziemny
Gaz ziemny jest paliwem pochodzenia naturalnego, należy do grupy paliw pierwotnych
(kopalnych). Występuje w przyrodzie oddzielnie lub łącznie z ropą naftową. Gaz ziemny jest
bezwonny, bezbarwny, lżejszy od powietrza i aby mógł być wyczuwalny przez człowieka
dodawane są do niego środki nawaniające. W Polsce, w ramach kompleksowej gazyfikacji
kraju, rozprowadzane są dwa rodzaje gazu ziemnego:

−

gaz ziemny wysokometanowy – GZ 50 ( grupa E),

−

gaz ziemny zaazotowany – GZ 35 (grupa L

)

i GZ 41 (grupa L

)

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zalety gazu ziemnego

−

przesyłany jest gazociągami do miejsca użytkowania, nie wymaga więc przeładowywania
i magazynowania u odbiorcy,

−

nowoczesne urządzenia gazowe umożliwiają łatwą regulację i automatyzację procesu
spalania, co pozwala na uzyskanie wysokiej sprawności energetycznej,

−

gaz ziemny jest paliwem ,,wygodnym”, bez zbędnego wysiłku i pracy możemy używać
go do ogrzewania pomieszczeń, podgrzewania wody czy przygotowywania posiłków,

−

odbiorcy gazu mają możliwość pełnej kontroli ilości zużywanego surowca,

−

moc grzewczą gazu możemy dostosować do temperatury zewnętrznej i wewnętrznej
ogrzewanych pomieszczeń,

−

konstrukcja urządzeń opalanych gazem jest stosunkowo prosta, co zwiększa stopień jej
niezawodności i daje możliwość łatwej konserwacji,

−

dobrze utrzymane urządzenia gazowe są całkowicie bezpieczne i wygodne
w użytkowaniu,

−

przy spalaniu gazu ziemnego nie powstają zanieczyszczenia środowiska dwutlenkiem
siarki, sadzą, popiołami, żużlem i pyłami,

−

emisja dwutlenku węgla i związków azotu ze spalania gazu jest znacznie niższa niż
w przypadku innych paliw.

Zalety te powodują, że gaz ma szerokie zastosowanie, jest niedrogim i czystym paliwem
zarówno przy produkcji jak i zużyciu. Nie stwarza zagrożeń dla środowiska, co czyni go
paliwem ekologicznym. Właściwości fizyczne i chemiczne powodują, że jest paliwem, które
nie zawiera szkodliwych substancji takich jak: siarka, fluor, chlor, a spaliny nie
zanieczyszczają atmosfery.

Ropa naftowa

Ropa naftowa jest mieszaniną węglowodorów (parafiny, alkany, nafteny, cykloalkany,

olefiny alkeny i węglowodory), pozostałość, około 20% stanowią związki organiczne
zawierające tlen, azot lub siarkę, a także sole i wodę. Ropa naftowa ma zmienny skład
chemiczny, zależy on od miejsca jej występowania. Ze względu na rodzaj ropy naftowej (tak
zwane wskaźniki strukturalne i technologiczne), upowszechnił się jej podział na siedem klas
i dwanaście grup.[3]

Surowa ropa naftowa wydobywana ze złoża jest cieczą ciemnobrunatną

o ostrym zapachu, nierozpuszczalną w wodzie. Jest cieczą palną. Rozróżnia się cztery klasy
ropy: A, B, C i D o różnych własnościach.

Zbiorniki przeznaczone do magazynowania paliw płynnych

Budowa zbiorników przeznaczonych do magazynowania paliw płynnych uzależniona jest

od następujących czynników: [1]

−

ekonomicznych (zminimalizowanie strat przy napełnianiu i opróżnianiu zbiorników),

−

inwestycyjnych (zminimalizowanie nakładów inwestycyjnych przy budowie zbiorników),

−

bezpieczeństwa strategicznego (zapewnienie stałych dostawa paliw płynnych),

−

bezpieczeństwa ekologicznego (ograniczenie zużycia węgla).

Wymienione warunki, oraz potrzeby magazynowania zmiennych ilości przyczyniły się do
zapotrzebowania na konstruowanie różnych typów zbiorników. Najczęściej jednak zbiorniki
posiadają formę cylindryczną. Zbiorniki takie są łatwe do wykonania. Dla pojemności do ok.
200 m

– zbiorniki budowane są w postaci poziomej, a o większych pojemnościach

dochodzących do kilkudziesięciu tysięcy m

buduje się zbiorniki w kształcie walca o osi

pionowej.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. Zbiorniki cylindryczne pionowe z dachami stałymi
Zbiorniki cylindryczne pionowe z dachami stałymi ze względu na łatwy montaż uważane są
za najbardziej ekonomiczne. Ich pojemności mają znaczną rozpiętość od ok. 200 m

kilkudziesięciu tysięcy m

. W tej grupie zbiorników wyróżnia się zbiorniki dachowe, które

projektowane są na niskie ciśnienie 2–2,5 kPa, z przeznaczeniem do magazynowania olejów
napędowych, opałowych i olejów smarowych. Zbiorniki cylindryczne poziome i pionowe
z dachami stałymi mogą być budowane jako zbiorniki naziemne i podziemne. Dachy
zbiorników o osiach pionowych mogą byś stałe lub pływające. Schemat konstrukcji takiego
zbiornika przedstawia rys. 1.

Rys. 1. Schemat konstrukcji zbiornika cylindrycznego pionowego z dachem stałym:1 – płaszcz zbiornika,

2 – środkowa część dna zbiornika, 3 – pierścień obrzeżny dna, 4 – właz wyczystkowy, 5 – właz dolny, 6 – właz

wentylacyjny, 7 – zawór oddechowy, 8 – właz oświetleniowy, 9 – balustrada, 10 – schody

Profile dachów zbiorników cylindrycznych o osi pionowej budowane są najczęściej w formie
kopulastej lub stożkowej. Dach taki posiada na całym obwodzie balustradę o odpowiedniej
wysokości.[1] W zbiornikach o niewielkiej pojemności (do 750 m

) stosuje się drabiny

pionowe z osłoną koszową, oraz zawory oddechowe. Zasadę działania tego rodzaju zbiornika
przedstawia rys. 2.

Rys. 2. Zasada działania zaworu oddechowego hydraulicznego:

a) równowaga ciśnień, b) nadciśnienie w zbiorniku, c) podciśnienie w zbiorniku [1, s. 9]

2. Zbiorniki cylindryczne pionowe z dachami pływającymi
Główną zaletą rozwiązania konstrukcyjnego tego typu zbiornika jest zastosowanie dachu
pływającego, który całkowicie eliminuje straty spowodowane oddechem. Zbiorniki te mają
największe zastosowanie przy przechowywaniu lekkich paliw płynnych i częstej zmienności
magazynowanego paliwa. Pojemności tego rodzaju zbiorników w Polsce sięgają do 50 000
m

, a za granicą nawet do 200 000 m

. Schemat konstrukcji zbiornika z dachem pływającym

pokazuje rys. 3.

Rys. 3. Schemat konstrukcji zbiornika cylindrycznego pionowego z dachem pływającym:

1 – płaszcz zbiornika, 2 – środkowa część dna zbiornika, 3 – pierścień obrzeżny dna, 4 – schody przesuwne,

5 – podpierak dachowy, 6 – schody zewnętrzne, 7 – prowadnice schodów przesuwnych, 8 – ponton,

9 – membrana, 10 – pierścień wiatrowy [1, s. 14]

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rozwiązanie konstrukcyjne tego zbiornika pozwala na jego eksploatację zarówno w klimacie
ciepłym jak i umiarkowanym, w którym mogą występować np. duże opady śniegu, a tym
samym obciążenia. Dlatego w zbiornikach montuje się dach pływający, który niwelowane
obciążenia. W szczelinie między płaszczem zbiornika i dachem pływającym montowane są
elementy uszczelniające, (oddzielone od siebie hermetyczne komory), które zabezpieczają
przed awarią zbiornika. Zbiorniki o małej pojemności nieprzekraczającej 5000 m

najczęściej

przykryte są dachami o konstrukcji dwupłytowej jak przedstawia to rys. 4.[1] Dodatkową
zaletą tego rozwiązania konstrukcyjnego jest izolacja, która chroni przechowywane paliwo.

Rys. 4. Zbiornik z dachem pływającym dwupłytowym [1, s. 10]

Zbiorniki z konstrukcją dwupłytową, są bardziej wyciszone - eliminują drgania spowodowane
np. podmuchami wiatru. Jednak zbiorniki te posiadają wady: są podatne na zniekształcenia
membrany w wyniku parcia pary produktu naftowego oraz na drgania wywołane
podciśnieniem. Dlatego membranę dachu usztywnia się żebrami, które mogą być ułożone
w formie: żeber kolistych, promieniowych, przemiennie – odcinkowych tak jak ilustruje to
rys. 5.

Rys. 5. Usztywnienie konstrukcji membrany dachu pływającego:

a) żebra koliste, b) żebra promieniowe, c) żebra ułożone przemiennie – odcinkowe [1, s. 11]

Badania wskazują, iż najkorzystniejszym rozwiązaniem jest ułożenie użebrowań w formie
kolistej (najbardziej równomierny rozkład naprężeń i najmniejsze ugięcia). Ponadto
uszczelnienie dachu pływającego zapewnienia szczelność zbiornika nawet w przypadku
niedokładności montażowych lub odkształceń wywołanych działaniem wiatru i słońca.
Spełnienie tego warunku szczelności jest trudne biorąc pod uwagę fakt, działania dużej siły
poziomej, dociskającej uszczelnienie do płaszcza zbiornika. Metody uszczelnień można
podzielić na dwie grupy:[1]

−

uszczelnienia mechaniczne,

−

uszczelnienia miękkie.

Uszczelnienia mechaniczne tworzą blachy ślizgowe dociskane do płaszcza zbiornika,
połączone z pontonem dachu pływającego z elementem elastycznym z tworzywa
benzynoodpornego. Natomiast uszczelnienie miękkie wykonane jest z elastycznego
tworzywa. Schematy przykładowych rozwiązań pokazano na rys. 6. Należy nadmienić,
że uszczelnienia mechaniczne nie zapewniają całkowitej szczelności dachów pływających.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 6. Schematy uszczelnień dachu pływającego:

a) uszczelnienie mechaniczne typu Horton: 1 – płaszcz zbiornika, 2 – blacha ślizgowa, 3 – membrana gumowa,

4 – pantograf dźwigniowy, 5 – ponton dachu pływającego, 6 – obciążnik pantografu

b) uszczelnienia miękkie: 1 – płaszcz zbiornika, 2 – ponton dachu pływającego, 3 – uszczelnienie elastyczne,

4 – blacha osłaniająca [1, s. 14]

3. Zbiorniki cylindryczne pionowe z dachami stałymi i pływającymi pokryciami
Te rodzaje zbiorników mają szczególne zastosowanie w magazynowaniu paliw w rejonach
o dużych opadach śniegu i deszczu. Bowiem w takich rejonach dodatkowymi
zanieczyszczeniami magazynowanych paliw jest woda opadowa.[1] Dlatego dachy tych
zbiorników tworzą stałe zabezpieczone przed zanieczyszczeniem paliwa magazynowanego
w zbiorniku. Dodatkowo pokrycie pływające zabezpiecza zawartość zbiornika przed stratami,
które powstają wskutek parowania paliwa. Schemat opisanego typu zbiornika przedstawia
rys.7.

Rys. 7. Schemat zbiornika z dachem stałym i pokryciem pływającym:

1 – płaszcz zbiornika, 2 – dach stały, 3 – słup podpierający, 4 – pokrycie pływające, 5 – podpierak porycia

pływającego [1, s. 13]

4. Zbiorniki cylindryczne pionowe – podziemne
Zbiorniki cylindryczne podziemne służą do składowania benzyn przez dłuższy okres czasu.
Ich usytuowanie zapewnia stałą temperaturę w zbiorniku. Zbiorniki te montowane są
w żelbetowych obudowach, które mają za zadanie przyjąć parcie gruntu. Schemat zbiornika
przedstawia rys. 8.

Rys. 8. Zbiornik cylindryczny pionowy podziemny:

1 – izolacja termiczna dachu, 2 – obudowa żelbetowa, 3 – słup podpierający konstrukcję dachu,

4 – kratownica wiązara dachowego, 5 – kanał wentylacyjny [13, s. 120]

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. Zbiorniki cylindryczne poziome
Zbiorniki cylindryczne poziome - to małe zbiorniki nieprzekraczające 200 m

pojemności.

Wykonane są najczęściej w całości i przeznaczone są do transportu na miejsce ich
posadowienia. Umiejscawiane mogą być zarówno na powierzchni gruntu jak i pod ziemią.
Zbiorniki te służą do przechowywania lekkich paliw płynnych. Na rys. 9 przedstawiono
schematycznie usytuowanie zbiornika poziomego.

Rys. 9. Zbiornik cylindryczny poziomy:

a) usytuowanie naziemne, b) usytuowanie podziemne

1 – usztywnienie płaszcza, 2 – zasypka piaskowa [13, s. 134]

Opomiarowanie zbiorników na paliwa płynne
W praktyce wyróżnia się dwie metody pomiarów ilościowych w zbiornikach:[9]

−

pomiar masy,

−

pomiar objętości.

W metodzie pomiaru masy wykorzystywany jest pomiar ciśnienia hydrostatycznego
wywieranego przez słup produktu. W metodzie „objętościowej” wykonuje się pomiar
poziomu cieczy i temperatury. Niezależnie od stosowanej metody, opomiarownie zbiornika
jest istotnym elementem. Przy zbiorniku o pojemności – przykładowo 10000 m

błąd pomiaru

może wynosić 0,01%, co odpowiada pojemności 1 m

.[13] Opomiarowanie zbiorników ma

znaczenie przy obsłudze i konserwacji zbiornika, zachowaniu bezpieczeństwa wycieku cieczy
ze zbiornika oraz jego dokładności pomiarowej. Z tego też względu istnieje cały szereg
czujników pomiaru poziomu, a do najpopularniejszych należą:[13]

−

sondy ultradźwiękowe, które służą do ciągłego bezkontaktowego pomiaru poziomu
cieczy.

Pomiar

polega

określeniu

czasu

pomiędzy

wysłaniem

sygnału

ultradźwiękowego a odebraniem echa. Schemat pomiaru przedstawia rys. 10.

Rys. 10. Pomiar poziomu sondą ultradźwiękową [13, s. 124]

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

sondy pojemnościowe, służą do ciągłego pomiaru poziomu cieczy. Zasada ich działania
polega na pomiarze pojemności ilości cieczy, która zmienia się wraz ze zmianą poziomu
medium wokół elektrody. Elektroda tworzy ze zbiornikiem i mierzonym medium
kondensator, którego zasadę działania przedstawiono na rys.12.

Rys. 11. Pomiar poziomu sondą pojemnościową [13, s. 123]

−

sondy hydrostatyczne służą do pomiaru poziomu cieczy w zbiornikach otwartych
i ciśnieniowych. Pomiary te wyróżniają się wysoką dokładnością (błąd ok. 0,1 %),
i polegają na określeniu ciśnienia hydrostatycznego słupa cieczy działającego na
membranę pomiarową sondy. Ugięcie membrany powoduje zmianę pojemności
kondensatora pomiarowego, w tym czasie układ elektroniczny przetwarza sygnał
wejściowy na sygnał prądowy. Pomiar taki przedstawia rys.12.

Rys. 12. Pomiar poziomu sondą hydrostatyczną [13, s. 122]

−

sondy elektromechaniczne służą do pomiaru poziomu cieczy. Urządzenie to opuszcza
ciężarek zawieszony na lince pomiarowej w głąb zbiornika, a po dotknięciu powierzchni
materiału następuje zmiana kierunku obrotów silnika. Podczas ruchu w górę mierzona
jest długość linki i określany jest poziom cieczy. Ciężarek (pływak) może spoczywać
cały czas na powierzchni cieczy i w ten sposób podawać natychmiastową informację,

−

sondy magnetostrykcyjne służą do ciągłego dokładnego pomiaru poziomu cieczy
w zbiorniku (dokładność – 0,01% zakresu). Sonda zbudowana jest z części elektronicznej
zamkniętej w obudowie oraz czujnika umieszczonego w stalowej rurze. Sonda
montowana jest od góry zbiornika. Przetwornik sondy określa aktualne położenie
pływaka, a tym samym poziom cieczy w zbiorniku.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Urządzenia naziemne do magazynowania gazu

1. Metalowe zbiorniki na gaz skroplony (LNG)

Metalowe zbiorniki na gaz skroplony (LNG) mają zastosowanie w każdym terminalu

przyjmującym i wysyłającym ten produkt, a także w instalacjach skraplania i regazyfikacji
(powtórne przywrócenie postaci gazowej) gazu ziemnego. W tym miejscu należy wspomnieć,
że gaz skroplony (LNG) to czysty metan. Nazwa pochodzi od pierwszych liter angielskiej
nazwy tego gazu, czyli Liquefied Natural Gas. LNG skrapla się w warunkach ciśnienia
atmosferycznego w temperaturze -162

C. Objętość tego gazu w przybliżeniu jest równą

1/600 objętości gazu ziemnego w warunkach normalnych. Tak skondensowany gaz LNG jest
tani w transporcie. Skroplenie gazu ziemnego wykonuje się w temperaturze między
-120 a -170 °C (metan skrapla się przy -161 °C i w ciśnieniu rzędu 1-60 atmosfer).

Ze względu na specyfikę tego gazu – w procesie magazynowania stosuje specjalne

metalowe zbiorniki, które posiadają zewnętrzny płaszcz ochronny wykonany ze stali
węglowej. Drugi płaszcz znajduje się wewnątrz zbiornika. Płaszcz wewnętrzny wykonany jest
z metalu, który nie zmienia swoich własności w niskiej temperaturze.[9] Korpus i dach
zbiornika skonstruowany jest w formie kopuły wykonanej ze sprężonego betonu, wewnętrzna
powierzchnia korpusu wyłożona jest stalą odporną na działanie bardzo niskich temperatur.
Pomiędzy stalą a betonem znajduje się prześwit około 1,3 m wypełniony trzywarstwową
izolacją cieplną: watą żużlową, folią aluminiową i spienionych tworzyw, dodatkowo dno
zbiornika jest izolowane gąbczastym tworzywem.

Montaż tego typu zbiornika wymaga specjalnego posadowienia na palach o długości
kilkunastu metrów lub rurach stalowych o długości do 30 m. Do zbiorników tych można
magazynować duże ilości gazu, pojemność ich sięga od kilku do kilkudziesięciu milionów m

gazu, co odpowiada ilości 600 razy mniejszej objętości gazu w stanie skroplonym. Dlatego
też zbiorniki takie buduje się na końcowych odcinkach gazociągów przesyłowych oraz
w rejonach największego zapotrzebowania na gaz. Zbiorniki te także współpracują
z instalacjami do skraplania gazu ziemnego oraz w zakładach, które umożliwiają wyrównanie
nierówności zapotrzebowania na gaz Rys. 13. przedstawia uproszczony schemat zbiornika na
LNG.

Rys. 13. Uproszczony schemat zbiornika na LNG:

1 – obudowa zewnętrzna – ochronna, 2 – zewnętrzny płaszcz ze stali węglowej, 3 – izolacja specjalna,

4 – wewnętrzny płaszcz ze stopów aluminiowych lub stali niklowej,

5 – rurociągi do zatłaczania i odbioru LNG (górą zbiornika), 6 – dach wewnętrzny [4, s. 355]

2. Zbiorniki naziemne częściowe zakopane w ziemi

Ten rodzaj zbiornika naziemnego przeznaczony jest do magazynowania różnorodnych
produktów, zarówno cieczy niebezpiecznych dla środowiska naturalnego (produkty naftowe,
substancje chemiczne itp.), jak i cieczy całkowicie bezpiecznych. Zbiorniki naziemne ustawia
się na podporach stalowych na utwardzonej nawierzchni. Poprzez zastosowanie
wewnętrznych powłok ochronnych można w znacznym stopniu zwiększyć wszechstronność

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zastosowania zbiornika (np. magazynowanie produktów spożywczych, paliw lotniczych,
agresywnych produktów chemicznych). Jednak bez względu na magazynowane produkty,
każdy zbiornik musi posiadać standardowe wyposażenie.
Do podstawowego wyposażenia zbiorników należy: [13]

−

osprzęt technologiczny, w tym: właz, z króćcem oddechowym z zaworem typu ZO 2

(zawór różnicowo ciśnieniowy z wbudowanym bezpiecznikiem ogniowym) i zaworem
zapobiegającym przedostawaniu się paliwa do przewodów oddechowych, a tym samym
mieszaniu się paliw,

−

rura załadunkowa z syfonem hydraulicznym i szybkozłączem do cysterny (przystosowana

do montażu zaworu przeciwprzepełnieniowego),

−

rury pomiarowej zakończonej zamknięciami,

−

króciec przestrzeni międzypłaszczowej, oraz króciec detektora przecieku (na zbiornik

dwupłaszczowy),

−

monitoring szczelności w systemie „mokrym” tj. detektor wycieku wypełnienia płynem

detekcyjnym przestrzeni międzypłaszczowej, lub w monitoring szczelności w systemie
„suchym” (zbiornik dwupłaszczowy),

−

podpory stalowej spawanej (na zbiorniku).

Do tego podstawowego wyposażenia można zamontować dodatkowe wyposażenie według
potrzeb zamawiającego np.:

−

pomost obsługowy z drabinką wejściową,

−

zawory oddechowe, ssące oraz inne elementy armatury zbiornika,

−

listwy pomiarowe oraz innego rodzaju urządzenia służące do pomiaru poziomu produktu

w zbiorniku,

−

grzałki i wężownice grzejne,

−

izolacje termiczne zbiorników.

W zakładach górniczych wydobywających kopaliny, gaz propan-butan uzyskiwany z ropy
naftowej w procesie separacji, przechowywany jest w odpowiednio posadowionych
zbiornikach.
Przy posadowieniu zbiornika należy zwrócić uwagę na to, że:[14]

−

zbiornik nie może stać w zagłębieniu w pobliżu rowów, studni ani na obszarach

podmokłych, (LPG jest cięższy od powietrza i w przypadku rozszczelnienia instalacji
,,ściele” się przy gruncie, co może spowodować powstawanie mieszanin wybuchowych),

−

należy zachować minimalne odległości od budynków, dróg, granicy elektrycznych linii

napowietrznych,

−

zbiornik naziemny ustawia się na płycie fundamentowej,

−

przy montażu zbiornika naziemnego odległości te można zmniejszyć o połowę, pod

warunkiem jednak, że zbiornik zostanie odizolowany tzw. ścianą oddzielenia ogniowego
o odporności 120 minut, a ściana ta powinna mieć wymiary: dla zbiornika o pojemności
2700 litrów: wysokość 1,8 m i długość 4,6 m, dla zbiornika o pojemności 4850 litrów:
wysokość 1,8 m i długość 8,5 m.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 14. Zbiornik naziemny na gaz płynny LPG [źródło: www.vpsv.cz/lpg]

Stalowe zbiorniki magazynowe wytwarzane są wg procedur i dokumentacji zatwierdzonej
przez Urząd Dozoru Technicznego tzw. zaświadczenie UDT.[11]. Poza tym do każdego
zbiornika winna być dołączona pełna dokumentacja w dwóch egzemplarzach w skład, której
wchodzi:
1) rysunek zbiornika,
2) ogólna instrukcja eksploatacji zbiornika,
3) poświadczenie Badania Budowy i Próby Ciśnieniowej wystawione przez Inspektora

Oddziału UDT,

4) decyzja o zatwierdzeniu zbiorników przez Główny Urząd Miar (GUM),
5) deklaracja zgodności,
6) karta gwarancyjna,
7) atesty i certyfikaty dotyczące osprzętu zbiornika.

Zbiorniki podziemne

1. Zbiorniki dwupłaszczowe podziemne na LPG
Zbiorniki dwupłaszczowe przeznaczone są do przechowywania i dystrybucji materiałów
ciekłych zapalnych, a w szczególności paliw płynnych: benzyn, olejów napędowych
i opałowych, zaliczanych do I, II i III klasy niebezpieczeństwa pożarowego. Konstrukcja tych
zbiorników musi spełnić wszelkie wymogi zabezpieczeń przeciwpożarowych i ochrony
środowiska oraz odpowiadać aktualnym przepisom obowiązującym w branży paliw płynnych.
Zbiorniki te zabezpiecza się:

−

dwoma stabilnymi elastycznymi płaszczami stalowymi,

−

zewnętrzną

izolacją

poliuretanową,

stanowi

monitoring

przestrzeni

międzypłaszczowej.

Zbiorniki podziemne na LPG mają największe zastosowanie jako zbiorniki na stacjach paliw
do magazynowania tzw. autogazu, lub jako element instalacji grzewczej budynków
mieszkalnych, obiektów biurowych i przemysłowych. Ich podstawowym atutem użytkowym
jest bezpieczna lokalizacja pod ziemią, co jednocześnie jest estetyczne dla otoczenia (zbiornik
jest niewidoczny). Ze względu na aspekty bezpieczeństwa oraz niekwestionowane walory
estetyczne obserwowany jest stopniowy proces przechodzenia ze zbiorników naziemnych na
zbiorniki podziemne - trend

ten szczególnie zauważalny jest w rozwiniętych krajach Europy

Zachodniej, gdzie większość zbiorników grzewczych stanowią takie zbiorniki.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 15. Instalacja zbiornika podziemnego [materiały wewnętrzne PGNiG SA]

Konstrukcja i bezpieczeństwo zbiorników
Zbiorniki podziemne podobnie jak zbiorniki naziemne wytwarzane są zgodnie z normą
PN-EN 12285-1:2003 i na podstawie dokumentacji technicznej uzgadnianej z UDT.
Konstrukcja zbiorników podziemnych umożliwia ich posadowienie w gruncie i przykrycie
warstwą ziemi o grubości do 1,5 m. Przed posadowieniem zbiornika konieczne jest
wykonanie izolacji zewnętrznej z powłoki poliuretanowej odpornej na przebicie napięciem
14 000 V. Wysoka jakość powłok charakteryzuje się doskonałą odpornością na działanie
niekorzystnych czynników zewnętrznych, na jakie narażone są zbiorniki w gruncie (korozja
itp.). Zbiorniki te charakteryzują się zwiększoną trwałością oraz bezpieczną i długotrwałą
eksploatacją.

Kontrola szczelności zbiorników
Warunki techniczne oraz przepisy bhp nakazują dokonywanie okresowych badań szczelności
zbiorników. Okresy kontroli uzależnione są od czasu użytkowania zbiornika:[13]

−

do 20 lat eksploatacji kontrole szczelności przeprowadza się, co 10 lat,

−

powyżej 20 lat eksploatacji kontrolę szczelności przeprowadza się, co 5 lat.

Ponadto użytkownicy zobowiązani są zabezpieczać zbiorniki przed przenikaniem ich
magazynowanych substancji naftowych do gruntu i wód gruntowych. Konstrukcja zbiornika
dwupłaszczowego umożliwia prowadzenie takich kontroli szczelności poprzez monitoring
przestrzeni międzypłaszczowej.
W zależności od wymagań zbiornik taki może być przystosowany do:

−

„mokrego” systemu kontroli szczelności poprzez mierzenie poziomu płynu
międzypłaszczowego,

−

„suchego” systemu kontroli szczelności poprzez wytworzenie i utrzymywanie
nadciśnienia lub podciśnienia w przestrzeni międzypłaszczowej, która uruchamia alarm
w przypadku przecieku.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co to są paliwa płynne?
2. Jakie są klasy bezpieczeństwa pożarowego paliw płynnych?
3. Jakie rozróżnisz rodzaje zbiorników do magazynowania paliw płynnych?
4. Jakie potrafisz wymienić różnice między magazynem LNG i LPG?
5. Jakie zabezpieczenia muszą posiadać zbiorniki naziemne?
6. W jakich zbiornikach magazynuje się LPG?
7. Co to jest kontrola szczelności zbiornika i jak często powinna być prowadzona?

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Opisz metodę pomiaru ilości paliwa płynnego w zbiorniku, przy pomocy sondy

hydrostatycznej. Naszkicuj zbiornik z miejscem usytuowania sondy pomiarowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać uważnie treść polecenia,
2) przeanalizować materiał nauczania,
3) opisać metodę pomiaru i uzasadnić po wykonaniu szkicu, dlaczego sonda musi być

usytuowana w dnie zbiornika,

4) określić warunki bezpieczeństwa, jakie są wymagane przy magazynowaniu paliw.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

materiały piśmienne.

Ćwiczenie 2

Napisz jakie wyposażenie powinien posiadać dach pływający oraz jakie cele i funkcje

pełni dach pływający w zbiorniku magazynowym paliw płynnych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować materiał nauczania na temat paliw płynnych,
2) przeanalizować podstawowe obiekty magazynowania paliw płynnych,
3) zdefiniować pojęcie dachu pływającego,
4) opisać wyposażenie i funkcje dachu pływającego.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

materiały piśmienne.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zdefiniować pojęcie paliwa płynnego?



2) wymienić przykłady zastosowania paliw płynnych?



3) określić cel magazynowania paliw?



4) wymienić różnice między zbiornikami cylindrycznymi naziemnymi

na LNG i LPG ?



5) określić, trudności w magazynowaniu LNG?



6) określić zadanie zbiornika podziemnego w instalacji przedstawionej

na rys.15?



Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Magazynowanie wód złożowych

4.2.1. Materiał nauczania

Wody złożowe wydobywane są w trakcie eksploatacji ropy naftowej i gazu ziemnego.

Są to wody wysoko mineralizowane, zawierają znaczne ilości soli oraz inne związki zależne
od struktury geologicznej, z której pochodzą. Charakteryzują się one różnym składem
fizykochemicznym, zależnym od procesów naturalnych i technologicznych. Dlatego też wody
te powinny być zagospodarowane w sposób minimalizujący ich niekorzystne oddziaływanie
na środowisko naturalne. W praktyce górniczej istnieją możliwości zagospodarowania tych
wód poprzez:

−

wykorzystanie ich do odzysku jako surowców chemicznych (produkcji soli),

−

deponowanie w górotworze,

−

magazynowanie w zbiornikach.

Czynności te wykonuje się ze względów bezpieczeństwa ekologicznego, bowiem
odprowadzanie wód złożowych np. do wód powierzchniowych, czy gleby stwarza zagrożenie
dla środowiska. Dlatego na każdej kopali prowadzi się składowanie wód złożowych,
w zależności od ilości tych wód – magazynuje się w różny sposób. Małe ilości przechowuje
się w zbiornikach sztucznych, a następnie po napełnieniu wywozi się w specjalnie do tego
przystosowane miejsca. Niewskazane jest długotrwałe gromadzenie wód złożowych na
powierzchni, ze względu na niekorzystny ich wpływ na poziomy wodonośne. Uzdatnianie zaś
tych wód jest niezwykle kosztowne. Z tego też powodu najlepszym rozwiązaniem jest
zatłaczanie wód do górotworu.
Najczęściej zatłacza się wody złożowe do „pustek” poeksploatacyjnych (por kolektora)
powstałych po sczerpaniu złóż ropy naftowej i gazu ziemnego. Zatłaczanie wód do górotworu
jest naturalnym procesem umieszczania ich w miejscu pierwotnego powstawania.
Technologię tą wykorzystuje się od wielu lat i jest to najkorzystniejsza forma zabezpieczenia
ochrony środowiska naturalnego przed niekorzystnymi oddziaływaniami wód złożowych.

Rys. 16. Zatłaczanie wody złożowej w górotworze [materiały wewnętrzne PGNiG SA]

Jednak unieszkodliwianie wód złożowych (kopalnianych) stanowi zawsze poważny

problem.

Przed zatłaczaniem

do górotworu, wykonuje się analizy chemiczne tych wód.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Badane wody różnią się stopniem zasolenia, zawartością wapnia i magnezu, a przede
wszystkim występowaniem metali ciężkich.

Z uwagi na różnorodność składników chemicznych prowadzi się zabezpieczenia wód

gruntowych

środowiska naturalnego. Najlepszym zabezpieczeniem mogą być

nieprzepuszczalne warstwy geologiczne otaczające górotwór. Dodatkowym czynnikiem
zabezpieczenia jest konstrukcja odwiertu, przez który wtłacza się wody złożowe. Na całej
swej długości otwór zabezpieczony jest czterema kolumnami stalowych rur związanych
z otaczającym je płaszczem cementowym. Wewnątrz tych rur biegnie specjalna kolumna rur
tłocznych (tzw. syfonówka), która jest dodatkowo uszczelniona na jej dolnym końcu
(tzw. paker). Przestrzeń ponad pakerem wypełnia się specjalną cieczą (tzw. płyn
nadpakerowy). Wierzch odwiertu uzbraja się głowicę eksploatacyjną używaną na otworach
wydobywających ropę naftową lub gaz ziemny.

Taki proces magazynowania wód złożowych zabezpiecza powierzchnię ziemi, czyli

wszystkie miejsca, gdzie możliwe byłyby wycieki wody złożowej.
Miejscami tymi są: stanowiska roztankowywania autocystern, zespoły pomp i tereny
zbiorników magazynowych. Dodatkowo miejsca te wykłada się specjalnymi polietylenowymi
foliami zwanymi geomembranami (zbiornik wykopany w ziemi). Geomembranę układa się na
podsypce ochronnej i przykrywa płytami betonowymi.

Rys. 17. Obwałowanie zbiornika (geomembrany) na wodę złożową.

[materiały wewnętrzne PGNiG SA]

1. podsypka ochronna
2. geomembrana
3. warstwa przejściowa
4. warstwa drenażowa
5. rura drenarska
6. humus
7. biomasa
8. humus
9. ażurowa płyta chodnikowa
10. podsypka ochronna
11. korpus obwałowania
12. humus

Zabezpieczenia te uniemożliwiają kontakt zatłaczanych wód złożowych z horyzontami
wodonośnymi. Ponadto na terenie kopalń w celu zwiększenia bezpieczeństwa ochrony
środowiska naturalnego (wody, gleby, powietrza), zakłada się sieci monitoringowe, które
kontrolują zmiany chemiczne wód gruntowych pierwszej warstwy wodonośnej. W skład
monitoringu wchodzą piezometry wykonane wokół instalacji technologicznej. Z tych

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

punktów pobierane są systematycznie próby wody do analizy chemicznej. Jak już wcześniej
wspomniano, małe ilości wody złożowej magazynuje się w specjalnych zbiornikach
naziemnych. Schemat takich zbiorników obrazuje rys. 18.
Obsługa i konserwacja tych zbiorników jest analogiczna do wcześniej omówionych
zbiorników magazynowych. Różnica polega tylko na tym, że magazynuje się inny produkt, –
jakim jest woda złożowa. Jednak i tu należy zachować wszystkie ostrożności i przepisy bhp
oraz zasady obsługi zbiorników zgodnie z ich instrukcją.

Rys. 18. Schemat zbiornika wody złożowej i zbiornika zrzutowego cieczy złożowej [1, s. 4]

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co to woda złożowa?
2. Jakie składniki chemiczne posiadają wody złożowe?
3. Jakie znasz metody magazynowania wody złożowej?
4. Jakie jest najbezpieczniejsze magazynowanie wody złożowej?
5. Co to jest geomembrana i do czego służy?

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Narysuj schemat instalacji do zatłaczania wody złożowej w górotworze, zaznacz

strzałkami kierunki przepływu wody w skałach.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować materiał nauczania na temat magazynowania wód złożowych,
2) przeanalizować metodę najkorzystniejszego magazynowania wód złożowych,
3) na kartce papiery A4 narysować schemat zatłaczania wody złożowej do górotworu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

materiały piśmienne.

Ćwiczenie 2

Narysuj obwałowanie zbiornika na wodę złożową (geomembrana). Wyjaśnij, w jaki

sposób chroni się w tym przypadku wody gruntowe i glebę przed zanieczyszczeniem wodą
złożową (solanką).

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować metody zabezpieczania zbiornika wód złożowych przed wyciekami,
2) na kartce A4 naszkicować zabezpieczenie zbiornika przed wyciekiem cieczy złożowej,
3) opisać szkic tego zabezpieczenia,
4) wyjaśnić ochronę wód gruntowych.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

materiały piśmienne.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zdefiniować, pojęcie wody złożowej?



3) wymienić metody magazynowania wody złożowej?



3) wyjaśnić, cel budowy geomembrany?



4) określić właściwości górotworu (warstw chłonnych), do którego

można zatłaczać wody złożowe?



Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Magazynowanie ropy naftowej

4.3.1. Materiał nauczania

Podziemne magazynowanie paliw płynnych (ropy naftowej i produktów jej przetworzenia

w postaci benzyn i olejów opałowych oraz gazowych: gazu ziemnego, propanu butanu
(w formie ciekłej) odbywa się w naturalnych magazynach zlokalizowanych:[5]

−

w wyrobiskach w soli kamiennej,

−

w wyrobiskach starych kopalń,

−

w sczerpanych złożach.

Podstawowymi wymogami takich magazynów jest ich bezwzględna szczelność oraz brak

reakcji paliwa ze skałą otaczającą. Pożądana jest też odpowiednia lokalizacja głównego
odbiorcy (aglomeracje miejskie i przemysłowe) oraz rozbudowana sieć rurociągów.

Magazynowanie ropy naftowej i paliw w zbiornikach podziemnych to obecnie obowiązujący
w Polsce standard i konieczność wynikająca z krajowych przepisów prawnych oraz
uregulowań Unii Europejskiej. Uregulowania te dotyczą zapewnienia bezpieczeństwa
energetycznego państwa, które jest możliwe poprzez składowanie pod ziemią surowców
energetycznych.

Jedynym zakładem w Polsce i jednym z nielicznych w Europie jest magazyn ropy

naftowej znajdujący się w Górze k/Inowrocławia. Podziemne magazynowanie ropy naftowej,
benzyny bezołowiowej i oleju napędowego to rzadkość na skalę krajową. Aby składowanie
tych mediów było możliwe, konieczne jest zapewnienie odpowiednich warunków
geomechanicznych i hydrotechnicznych. Warunki takie spełnia omawiany magazyn, który
powstał na bazie komór eksploatacyjnych Kopalni Soli Góra. Pojemność tego magazynu to
1,5 miliona m

pojemności eksploatacyjnej. Zaczął on funkcjonować pod koniec 2002 r.

i pełni przede wszystkim rolę strategiczną, operacyjną oraz interwencyjno-koniunkturalną.
Dzięki temu istnieje możliwość świadczenia usług przechowywania mediów (tj. ropy
naftowej oraz paliw) na rzecz innych podmiotów.

Proces magazynowania

Magazynowanie ciekłych węglowodorów w złożach soli kamiennej nie jest łatwe.

Polega na zatłaczaniu składowanego produktu poprzez odpowiednio wykonany i wyposażony
odwiert do celowo wykonanej pustki zwanej komorą. Komora taka jest umieszczona
wewnątrz górotworu solnego na głębokości kilkuset metrów poniżej poziomu terenu.
Wytypowanie odpowiedniej pustki skalnej poprzedzają badania geologiczne i geofizyczne,
które sprawdzają szczelność potencjalnego magazynu.

Proces magazynowania – zatłoczenia odbywa się poprzez pompownię ropy i paliw.

W trakcie tej operacji zatłaczania – z komór magazynowych wypływa solanka, którą
magazynuje się do zbiorników. W procesie zatłaczania do komory – magazynowanego
produktu i równoczesnego usuwania solanki, otwór musi być wyposażony w kolumnę rur
wydobywczych oraz w głowicę eksploatacyjną połączoną rurociągami solankowymi
z powierzchniową instalacją.

Solanka uzyskana w wyniku ługowania (tworzenia) komory

magazynowej jest sprzedawana,

np. zakładom chemicznym jako produkt handlowy.

W przypadku, gdy następuje proces napełniania zbiornika paliwem, solanka znajdująca się
w komorze magazynowej jest wytłaczana z komory. Wytłaczanie solanki jest możliwe dzięki
ciśnieniu hydrostatycznemu magazynowanego (zatłaczanego) paliwa. Po wytłoczeniu solanka
jest magazynowana w zbiornikach roboczych, do momentu, kiedy paliwo ze zbiornika będzie
pobierane. Na odwrotnej zasadzie odbywa się proces wytłaczania ropy i paliw z komory.
W tym przypadku do komór magazynowych wtłaczana jest solanka, która powoduje
wypłynięcie magazynowanych produktów i które to automatycznie są kierowane do

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

pompowni ropy i paliw, a stamtąd rurociągami dalekosiężnymi do odbiorców. System
transportu do magazynu i z magazynu odbywa się rurociągami dalekosiężnymi
o zróżnicowanych trasach przesyłu w zależności od danego medium. Przy podziemnym
magazynowaniu ropy i paliw w naturalnych komorach niezmiernie ważna jest ochrona
środowiska i bezpieczeństwo pracy. W tym celu stosuje się stały monitoring tła zwierciadła
solnego za pomocą otworów pizometrycznych. Zabieg ten ma zapobiec przedostaniu się
magazynowanych produktów do warstw wodonośnych. Dodatkowym zabezpieczeniem są
badania geomechaniczne komór. Mają one zapewnić szczelność magazynu. Jest to bardzo
ważna kwestia, ponieważ właściwości fizyczne magazynowanych mediów mają bardzo duży
wpływ na kształtowanie się ciśnień w komorach.

Komory napełniane np. olejem napędowym winny mieć takie samo ciśnienie w części

solankowej, jak

podczas wypełnia

nia

kawerny solanką

Jeżeli warunek ten nie jest spełniony,

efekt można uzyskać poprzez podwyższenie ciśnienia w magazynowanym medium.
Dodatkowo zwraca się uwagę na kształt komór, które muszą mieć określony kształt
i wymiary. Wszystkie parametry winne być tak dobrane, aby stan naprężeń górotworu był
bliski naprężeniom pierwotnym i nie zmieniał się w czasie eksploatacji magazynu.

Ponadto zwraca się dużą uwagę na metody profilaktyki zabezpieczania przed różnymi

zagrożeniami wynikającymi z magazynowania ropy i paliw [5]. W tym celu prowadzi się
obserwacje w pobliżu komór magazynowych, które umożliwiają zaobserwowanie zmian
wody w otworze, pobiera się próbki wody w celu badania skażenia. Przestrzeganie tych zasad
zapewnia bezwzględną szczelność i bezpieczeństwo obiektu. Warto dodać, że
magazynowanie węglowodorów ciekłych w kawernach solnych jest kilkakrotnie tańsze niż
w zbiornikach powierzchniowych, co może być niezwykle ważnym argumentem promującym
ten typ składowania.

19.

Rys. 19. Makieta naziemnej instalacji podziemnego magazynu ropy i paliw płynnych (PMRiP) w Górze

k/Inowrocławia (http://www.logistykafirm.com/sa.php?aid=679&cat=26&catname=)

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Magazynowanie naziemne ropy naftowej i paliw płynnych
Magazynowanie naziemne to składowanie ropy w specjalnie do tego celu przeznaczonych
zbiornikach. Zbiorniki na ropę w zależności od przeznaczenia można podzielić na grupy:[2]
1) zbiorniki roboczo – technologiczne,
2) zbiorniki magazynowe.
W zbiornikach roboczo - technologicznych gromadzona jest ropa naftowa bezpośrednio po jej
wydobyciu z odwiertu i wstępnej separacji. Zazwyczaj zbiorniki naziemne tworzą tzw.
,,zespół zbiorników” połączonych ze sobą rurociągami, z możliwością przetłaczania ropy
pomiędzy zbiornikami. Ropa ze zbiorników roboczych przetłaczana jest instalacją
technologiczną (rurociągami) w celu poddania jej procesom stabilizacji (wygrzewania,
wtórnej separacji). Stabilizacja ropy polega na jej odgazowaniu, po czym przetłacza się ją do
zbiorników magazynowych.
Zbiorniki magazynowe służą do gromadzenia takiej ilości ropy, której wywóz jest
ekonomicznie opłacalny. Wielkość bazy magazynowej zbiorników dostosowana jest do
poziomu produkcji na danej kopalni i może ona mieć pojemność od kilku m

do kilkuset m

Przykładem takiego magazynowania ropy jest baza na Kopali Ropy Naftowej i Gazu
Ziemnego ,,Dębno”.

Rys. 20. Baza magazynowa ropy naftowej i gazu ziemnego KRNiGZ Dębno [Materiał PGNiG SA]

Największe zbiorniki magazynowe na ropę zlokalizowane są na terenie Płocka i Gdańska. Są
to naziemne zbiorniki, których lokalizacja nie jest przypadkowa, bowiem stanowią one
uzupełnienie infrastruktury rafineryjnej [6]. Magazyny (zbiorniki) takie mają dużą pojemność
i gromadzona jest w nich ropa dla wszystkich klientów i dalszej dystrybucji na teren całego
kraju (Zbiorniki magazynowe zostały scharakteryzowane w części pt. Magazynowanie paliw
płynnych).

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Czy potrafisz określić lokalizację podziemnych magazynów ropy naftowej i paliw

płynnych?

2. Czy znasz lokalizację największego PMRiP w Polsce?
3. Jak obywa się proces magazynowania ropy w podziemnym magazynie?
4. Jakie są podstawowe wymagania tworzenia podziemnego magazynu przeznaczonego na

składowanie ropy?

5. Jakie ilości ropy magazynuje się w zbiornikach naziemnych?

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Opisz proces magazynowania ropy w Podziemnym Magazynie Ropy i Paliw w wysadach

solnych. Wymień urządzenia instalacji naziemnej i podziemnej zbiornika, wyjaśnij zadania
każdej z instalacji.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) przeczytać uważnie treść polecenia,
2) przeanalizować materiał nauczania w zakresie magazynowania ropy naftowej,
3) opisać PMRiP uzasadniając jego lokalizację, opisać proces magazynowania, wyjaśnić

zadania wymienionych elementów instalacji.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

materiały piśmienne.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić, do czego służy podziemny magazyn paliw płynnych?



2) określić warunki, jakie musi spełniać struktura geologiczna na PMRiP?



3) określić, dlaczego magazynujemy ropę naftową i paliwa?



Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Podziemne magazynowanie gazu (PMG)

4.4.1. Materiał nauczania

Wzrastające zainteresowanie problematyką budowy podziemnych magazynów gazu oraz

zwiększającą się potrzebą zaspokojenia i pokrycia szczytowych zapotrzebowań na gaz
ziemny, zwłaszcza w okresie zimy doprowadziły do wykorzystywania naturalnych struktur
geologicznych na podziemne magazyny gazu. Metody tego magazynowania można podzielić
na dwa typy:[4]
Magazyny sztuczne: Podziemne Zbiorniki Gazu (PZG), służące do niewielkiego
magazynowania (rodzaj tych magazynów został już wcześniej omówiony).
Magazyny w naturalnych strukturach geologicznych – jako Podziemne Magazyny Gazu
(PMG), które są sztucznie wytworzonym nagromadzeniem (zmagazynowaniem) gazu
w strukturach geologicznych (naturalne środowisko) na dość znacznej głębokości – rzędu
kilkuset i więcej metrów. Do struktur tych zatłoczony jest gaz.
Składowany gaz podzielony jest na gaz czynny (zatłaczany i odbierany z magazynu) i gaz
buforowy. Gaz buforowany spełnia określone zadania technologiczne:

−

utrzymuje odpowiednie ciśnienia powstrzymując tym samym napływ wody w głąb złoża,

−

utrzymuje właściwą miąższość strefy gazowej,

−

zapewnia określone parametry wydajności odbioru gazu z magazynu,

−

pozostaje w magazynie przez cały czas jego eksploatacji.

Ze względu na struktury geologiczne, w jakich znajdują się PMG dzielimy na:[6]
1) zbiorniki w wyeksploatowanych złożach węglowodorów,
2) zbiorniki w wyługowanych kawernach wysadów solnych,
3) zbiorniki w warstwach wodonośnych,
4) w wyeksploatowanych wyrobiskach górniczych.

Rys. 21. Przestrzenny obraz PMG Wierzchowice [materiały wewnętrzne PGNiG SA]

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Podziemne magazynowanie to wykorzystanie wolnej przestrzeni porowej skał, która jest
„tymczasowo wolna” po wyeksploatowanych węglowodorach. Obiekty te są ograniczone
pojemnościowo, ich wielkość magazynowania uzależniona jest od warunków geologicznych,
złożowych i hydrogeologicznych.

Każda z struktur geologicznych musi posiadać określone cechy i odpowiednie parametry:[5]
1) porowatości,
2) szczelności,
3) przepuszczalności.
Poza tym bardzo istotne jest uszczelnienie struktury, bowiem im większa głębokość
składowania, tym większe występuje ciśnienie złożowe, które pozwala zmagazynować więcej
gazu. Każda ze struktur geologicznych zostanie omówiona w kolejnych podrozdziałach.
Wcześniej jednak konieczne jest zapoznanie się z początkami rozwoju budowy podziemnych
magazynów. A zatem warto wspomnieć, że jako pierwsze próby podziemnego
magazynowania w Polsce datuje się od 1954 r. na ziemi krośnieńskiej w rejonie złoża
Roztoki.[10]

PMG w Polsce

−

1954 r. – PMG Roztoki koło Jasła,

−

1976 r. – PMG helu w Tarchałach koło Ostrowa Wielkopolskiego,

−

1979 r. – PMG Brzeźnica,

−

1979 r. – PMG Swarzów,

−

1982 r. – PMG Strachocina,

−

1987 r. – PMG Husów,

−

1995 r. – PMG Wierzchowice,

−

1997 r. – PMG Mogilno.

Tabela 3. Podziemne Magazyny Gazu Ziemnego [źródło: opracowanie własne]

Nazwa

Pojemność robocza

(mln m

)

Maksymalna wydajność

pobierana (mln m

/dzień

)

Strachocina

100

1,2

Husów

400

5,7

Brzeźnica

0,9

Swarzów

1,2

Mogilno

331

20,0

Wierzchowice

500

4,3

Razem

1.486

33,3

Charakterystyka istniejących magazynów

1. PMG Brzeźnica – 1979 r. – jest magazynem zbudowanym w sczerpanym złożu gazu

ziemnym na głębokości 382-400m o bardzo dobrych właściwościach porowatości
i wysokiej przepuszczalności.

2. PMG Swarzów – 1979 r. – magazyn zbudowany na głębokości 620-690 m, posiada dużą

porowatość i przepuszczalność.

3. PMG Strachocina – 1982 r. – magazyn zbudowany na starym złożu z 1928 r.

o skomplikowanej strukturze geologicznej. Poziom magazynowania usytuowany jest
w warstwach istebniańskich na głębokości 800 m.

4. PMG Husów – 1987 r. – magazyn znajduje się w utworach piaszczystego miocenu na

głębokości 1250 m o pojemności 400 mln m

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. KPMG Mogilno – 1996 r. jest to pierwszy kawernowy obiekt magazynowy,

zabezpieczający sezonowy i szczytowy popyt na gaz ziemny. Magazyn stanowi
kilkanaście kawern na różnej głębokości. Ogólna ich pojemność wynosi ponad 410mlm

a po dalszej planowanej jego rozbudowanie będzie mógł gromadzić znacznie większe
ilości gazu. Magazyn wykorzystany jest do potrzeb tranzytowych.

6. PMG Wierzchowice – 1995 r. jest magazynem zlokalizowanym w utworach wapienia

podstawowego na głębokości od 1500 do 1600m. Docelowa pojemność czynna tego
magazynu wynosi 3,5 mld m

. Wybór lokalizacji poprzedziły dwuletnie prace projektowo

– badawcze, w których analizowano problem magazynowania gazu wysokometanowego
w sczerpanym złożu gazu zaazotowanego. Obecnie prowadzona jest rozbudowa tego
magazynu, tym samym zwiększy się jego pojemność. Oznacza to, że pod ziemią można
będzie zgromadzić taką ilość gazu, która będzie odpowiadała blisko jednej trzeciej
polskiego zaopatrzenia. Na takie rozwiązanie pozwalają dogodne warunki geologiczno-
złożowe występujące na złożu Wierzchowice. Ze względu na wielkość przedstawionego
magazynu i zastosowanie najnowszej technologii, PMG Wierzchowice jest obiektem
strategicznym dla krajowego systemu paliwowo-energetycznego.

PMG Jaśniny – 1999 r. jest to eksperymentalny magazyn typu strukturalnego na

głębokości 780-830 m o warunkach wodno-naporowych oraz dobrej porowatości.
W latach 1995-2000 zatłoczono w nim ponad 32,0 mln m

gazu.[8]

Zielona Góra, wrzesień 2006 r.

Wymagane pojemności magazynowe

500

1000

1500

2000

2500

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

mno

ść

zyn

a P

ln m

]

podetap 1,2 mld m

- rozbudowa

potrzeby han

dlowe

potrzeby

handlo

PMG Mogilno

PMG istniej

(

Hus

Swarz

Brze

nica

Strachocina

)

PMG Wierzchowice

etap „0” - istniej

ący

Rys. 22. Wymagane pojemności magazynowania na przestrzeni lat 2002–2010

[ materiały wewnętrzne PGNiG SA]

Wymienione magazyny mają za zadanie:

−

umacniać bezpieczeństwo energetyczne państwa,

−

zabezpieczać zapotrzebowania handlowe,

−

wyrównać sezonowe nierównomierności zużycia gazu.

Do realizacji tych zadań w dalszej przyszłości rozpatrywana jest rozbudowa istniejących
magazynów, oraz budowa nowych a także budowa małych zbiorników lokalnych
w wyeksploatowanych złożach gazu. Konieczność budowy magazynów podyktowana jest
bezpieczeństwem energetycznym, ale także wymogami Unii Europejskiej i powiązań
tranzytowych. Budowa magazynów pozwoli także na sprostanie zwiększającym się
zapotrzebowaniom i dostaw gazu wynikających ze zmiany struktury zarówno w odniesieniu
do ilości przesyłanego gazu, jak i poboru szczytowego.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Warszawa

Gda

ńsk

Gustorzyn

Olsztyn

Pozna

Kraków

Piotrków
Trybunalski

Jaros

ław

Wroc

ław

Katowice

PMG Wierzchowice

–

na tle istniej

cego systemu przesy

owego

KPMG

Mogilno

0,4 mld m

PMG

Swarzów

PMG

Brze

źnica

PMG

Husów

PMG

Strachocina

PMG

śminy

PMG

Wierzchowice
0,4-1,2 mld m

Źródła

krajowe

2 mld m

/rok

Źródła

krajowe

3 mld m

/rok

1 mld m

/rok

2,5-5

mld m

/rok

run

odn

run

hodn

ok. 2,8 mld m

/rok

0-2 mld m

/rok

0,8 mld m

Rys. 24. Lokalizacja PMG na terenie kraju [materiały wewnętrzne PGNiG SA]

Podziemne magazyny gazu we wstępnych fazach koncepcyjnych
Do planów budowy przyszłych podziemnych magazynów PGNiG S.A opracowuje projekty
na niżej wymienione magazyny:

PMG Kałuszyn

Struktura zawodniona zlokalizowana w pobliżu Warszawy. Planowana realizacja magazynu
o pojemności ok. 600 mln m

, mogąca zapewnić utrzymanie 90-dniowych zapasów gazu

dla systemu przesyłowego.

PMG Bonikowo
Magazyn gazu LW (gaz zaazotowany) planowana pojemność 200mln m

. Magazyn będzie

wybudowany w utworach wapienia podstawowego.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 25. Mapa strukturalna wapienia cechsztyńskiego [materiały wewnętrzne PGNiG SA]

KPMG Kosakowo
Magazyn ten – to Kawernowy Podziemny Magazyn Gazu, budowany będzie w utworach soli
cechsztyńskiej.

PMG Daszewo

Magazyn ropno-gazowym złoża Daszewo w miejscowości Krzywopłoty, magazyn ten będzie
miał za zadanie pokrywanie nierównomierności zużycia gazu w rejonie Koszalin-Kołobrzeg.
Jednocześnie umożliwi zwiększenie wydobycia i maksymalne wykorzystanie gazu
z pozostałych złożach lokalnych. Projektowana docelowo pojemność czynna – 30 mln m

PMG Chabowo
Magazyn wybudowany będzie w strukturze zawodnionej w okolicach Szczecina. Jego
lokalizacja jest bardzo korzystna, bowiem znajduje się w pobliżu nowego kierunku dostaw
gazu z Norwegii (Niechorze). Planowanymi dużymi odbiorcami gazu jest Elektrownia Dolna
Odra, EC Szczecin. Projektowana docelowa pojemność czynna – 500 mln m

Tendencje rozwoju i budowy podziemnych magazynów gazu w kraju i Europie,
spowodowane zostały wieloma czynnikami, a do najważniejszych zaliczyć można [5]:

−

prawidłową i optymalną lokalizację PMG w poszczególnych krajach i w sąsiedztwie
gazociągów przesyłowych, co stwarza możliwość budowy sieci PMG wzdłuż
projektowanych tras tych gazociągów,

−

prawidłową rejonizację wpływu PMG w określonym regionie kraju, co z kolei ma wpływ
na ich optymalną lokalizację, zwłaszcza w sąsiedztwie dużych odbiorców gazu,

−

systematyczny wzrost konsumpcji energii, której istotną część tego wzrostu może
zapewnić gaz ziemny uważany za konkurencyjne i czyste ekologicznie paliwo,

−

rozwój i rozbudowa tranzytowych gazociągów przesyłowych z różnych kierunków,

−

wzrost zużycia gazu ziemnego w sektorze odbiorców komunalno-bytowych
i w energetyce dla produkcji energii elektrycznej, (mimo nieznacznego spadku zużycia
gazu w dużym energochłonnym sektorze przemysłowym),

−

możliwość zabezpieczenia bezpieczeństwa i równomierności dostaw gazu,

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

możliwość zastosowania bardziej efektywnych technologii oraz nowej techniki wierceń
specjalnych otworów dla PMG, co gwarantuje uzyskanie optymalnych parametrów PMG,

−

obniżenie kosztów budowy PMG w wyniku zastosowania najnowszych rozwiązań
zastępując część „buforu” gazem obojętnym,

−

możliwość uzyskania dużych mocy PMG oraz dużych wydajności odwiertów,

−

możliwość budowy tzw. „szczytowych” PMG pracujących przy dużej wydajności lub
przy wysokich ciśnieniach z tłoczeniem gazu i podniesieniem ciśnienia w okresie
mniejszych zapotrzebowań na gaz ziemny,

−

obniżenie ceny zakupu gazu - do magazynu zakupuje się gaz najtańszy,

−

niwelowanie różnic cenowych występujących w wielu krajach europejskich - większe
zróżnicowanie cen letnich i zimowych, oraz cen gazu dla odbiorców za usługi awaryjne
i za tzw. „gaz szczytowy” [5].

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co to są Podziemne Magazyny Gazu?
2. W jakich strukturach geologicznych budowane są PMG?
3. Co to jest gaz „buforowy”?
4. W jakim celu buduje się PMG?
5. Z czego wynika zmienne zapotrzebowanie na gaz i jakich okresów dotyczy?
6. Kto jest największym odbiorcą gazu?
7. Do jakich celów służą gazociągi?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Naszkicuj strukturę geologiczną, w której może być zlokalizowany PMG. Wymień zalety

takiego zbiornika.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać uważnie treść polecenia,
2) przeanalizować materiał nauczania,
3) opisać struktury geologiczne, w których buduje się PMG.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

materiały piśmienne.

Ćwiczenie 2

Wymień różnice w sposobie napełniania gazem magazynu w wysadach solnych

i wyeksploatowanym złożu gazu Wymień (i uzasadnij) okresy, kiedy są napełniane te
zbiorniki.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) przeczytać uważnie treść polecenia,
2) przeanalizować materiał nauczania,
3) wymienić i scharakteryzować PMG w Polsce oraz wskazać różnice w ich eksploatacji.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

materiały piśmienne.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wymienić struktury geologiczne w których znajdują się PMG?



2) podać przykłady PMG w wyeksploatowanych złożach?



3) określić cele budowy PMG?



4) określić, jakie właściwości skał są najważniejsze przy budowie PMG?



5) określić, co to jest gaz ,,buforowy”?



6) określić pod jakim ciśnieniem może być magazynowany gaz w PMG?



Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5. PMG w wyeksploatowanych strukturach złóż węglowodorów

4.5.1. Materiał nauczania

Magazynowanie gazu w strukturach złóż węglowodorów odbywa się poprzez wtłaczanie

gazu do sczerpanych złóż, czyli wyeksploatowanego złoża lub warstwy skalnej o dużej
porowatości (kolektory piaszczyste i piaskowce). Jest to obecnie najbardziej dogodny sposób
magazynowania gazu. Jednak, aby magazyn taki mógł powstać należy odpowiednio wybrać
czas przerwania wydobycia gazu z danego złoża, które ma być później dostosowane do
pełnienia funkcji podziemnego magazynu gazu, czyli należy odpowiednio szybko zakończyć
eksploatację złoża, które ma stać magazynem gazu oraz budową tzw. pojemności buforowej
(poduszki gazowej). Jak wcześniej już wspomniano poduszka buforowa konieczna jest do
utrzymania minimalnego ciśnienia wewnątrz zbiornika (magazynu) [10].

Magazyny w wyeksploatowanych złożach węglowodorów są najlepszymi naturalnymi

zbiornikami (strukturami geologicznymi), gdy od góry są ograniczone geologiczną warstwą
nieprzepuszczalną (jest to warunek konieczny). Magazyny takie stanowią najczęściej
sczerapne złoża gazu, ropy, które po zbadaniu geologicznym i specjalnym przygotowaniu
spełniają warunki do przechowywania i magazynowania gazu.
Budowa PMG w wyeksploatowanych złożach wymaga odpowiednio długiego czasu
przygotowania, niekiedy nawet wielu lat. Jednak z uwagi na rozwój technologii
i zastosowaniu specjalistycznych rozwiązań technicznych – okres przygotowania złoża na
adaptację magazynu można skrócić. Dotyczy to głównie obiektów w wyeksploatowanych
złożach gazu ziemnego, gdzie istnieją dogodne warunki do tworzenia magazynów
w stosunkowo krótkim okresie czasu. Dlatego w takich też sczerpanych złożach
węglowodorów znajduje się najwięcej magazynów, czyli ponad ¾ istniejących wszystkich
magazynów na świecie.

Rys. 26. Przekrój struktury geologicznej PMG Wierzchowice [materiały wewnętrzne PGNiG SA]

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co znaczy sczerpane złoże?
2. W jakich strukturach geologicznych zbudowany jest PMG Wierzchowice?
3. Jak odbywa się magazynowanie gazu w sczerpanym złożu?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Naszkicuj strukturę geologiczną PMG Wierzchowice. Wyjaśnij zmiany parametrów

złożowych w czasie napełniania zbiornika.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać uważnie treść polecenia,
2) przeanalizować materiał nauczania,
3) naszkicować strukturę geologiczną PMG Wierzchowice,
4) przeanalizować zmiany ciśnień w obrębie wyeksploatowanego złoża, w czasie

zatłaczania magazynowanego gazu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

materiały piśmienne.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

scharakteryzować warunki w sczerpanym złożu węglowodorów?



określić, jak odbywa się magazynowanie w sczerpnym złożu
węglowodorów?



określić, jakie są najlepsze warstwy geologiczne w sczerpanych
złożach węglowodorów do magazynowania gazu?



Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6. PMG w kawernach solnych

4.6.1. Materiał nauczania

Tworzenie magazynów w kawernach solnych jest skomplikowane. Trudności te

spowodowane są między innymi ługowaniem, które dokonuje się po przez otwory wiertnicze
za pomocą wody. Zabieg ten, choć konieczny stwarza później problem z zagospodarowaniem
solanki. Istnieje jednak możliwość przerobu takiej solanki przez zakłady chemiczne, – co
wymaga dodatkowych nakładów inwestycyjnych. Wyługowanie kawern (komór)
magazynowych na gaz ziemny w złożu soli kamiennej jest możliwe przy spełnieniu
określonych warunków geologicznych, które musi posiadać złoże [10]:

−

odpowiednią formę,

−

wielkość i głębokość zalegania,

−

zawierać sól o odpowiednim składzie.

Warunki te określa się poprzez badania geologiczne i geochemiczne właściwości górotworu.
Takie rozpoznanie umożliwia dokonanie optymalnego wyboru kształtu, wielkości i liczby
kawern a także warstw sąsiadujących w obszarze planowanego magazynu. Istotnym
czynnikiem jest zapewnienie bezpiecznej eksploatacji magazynu, która nie wpłynęłaby na
zmniejszenie czasokresu żywotności podziemnych kawern. Dlatego budowę komór (kawern)
rozpoczyna się od odwiercenia otworu do odpowiedniej głębokości, następnie bada się
laboratoryjnie próbki skał (soli) uzyskanych z wiercenia. Po takim badaniu ustala się
głębokość posadowienia komory. W przypadku pozytywnych wyników, instaluje się
i cementuje rury eksploatacyjne do głębokości ok. 30 m powyżej planowanego stropu
komory. Po wykonaniu tych czynności umieszcza się w otworze dwie współśrodkowe
kolumny rur ługowniczych, których wylot zostaje zaopatrzony w specjalną głowicę,
umożliwiającą regulowany przepływ wody, solanki oraz medium izolującego. Ługowanie
komór odbywa się od dołu ku górze podnosząc okresowo kolumny rur ługowniczych oraz
izolację stropu. Uzyskany kształt i objętość w poszczególnych fazach ługowania mierzony
jest echosondą zapuszczoną do komory. Po etapie zakończenia ługowania i sprawdzeniu
szczelności całej komory przystępuje się do pierwszego zatłaczania, które polega na
zastąpieniu solanki gazem ziemnym. Z uwagi na bardzo duże ilości solanki, które należy
odebrać z komory, proces pierwszego napełniania gazem ziemnym trwa kilkanaście miesięcy
i ze względów technicznych nie można go przyspieszyć. Po napełnieniu komory gazem, rury
solankowe zostają usunięte poprzez tak zwane śluzowanie [10]. Przykładem budowy takiego
magazynu jest PMG – Mogilno, jest to magazyn zlokalizowany na tym samym wysadzie soli,
co kopalnia soli. Wysad solny jest szczelny z racji plastyczności, jakiej nabywa sól pod
ciśnieniem. Ta cecha soli jest bardzo ważna przy budowie podziemnych zbiorników,
podobnie jak zwięzłość i jednorodność złoża oraz brak reakcji soli z gazem.

Dla potrzeb budowy i eksploatacji magazynu w Mogilnie koło Inowrocławia utworzony

został obszar górniczy w rejonie wsi Huta Palędzka o powierzchni ok. 88 ha. Budowę
magazynu podzielono na dwa etapy. Pierwszym etapem była realizacja budowy 8 kawern
(aktualnie eksploatuje się 10 kawern). Drugi etap to rozbudowa o kolejne kawerny, co
umożliwi zmagazynowanie gazu w ilości 1,154 mld m

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 27. Umiejscowienie kawerny w pokładzie soli [materiały wewnętrzne PGNiG SA]

Rys. 28. Schemat komory magazynowej

[materiały wewnętrzne PGNiG SA]

Magazynowanie gazu w tego rodzaju strukturze geologicznej odbywa się w sezonie letnim
odbiór gazu następuje w okresie szczytowego poboru (zimą). Z tego względu zbiorniki
w kawernach solnych przewidziane są do pokrywania krótkotrwałych odbiorów i dużych
deficytów dobowych gazu występujących w sytuacjach szczytowych i awaryjnych. Magazyny
w kawernach solnych mogą być napełniane i opróżniane wielokrotnie w ciągu jednego
sezonu.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zalety magazynowania w kawernach solnych:

−

możliwość zatłoczenia do kawerny dużej ilości gazu latem i jego odbioru zimą,

−

kawerny solne działają podobnie jak magazyny powierzchniowe – „odkręca się kurek”,

−

magazyny te pozwalają na bardzo szybkie pokrycie niedoborów paliw na rynku, dlatego

też pełnią one rolę magazynów operacyjnych,

−

kawerny solne są bardzo szczelne, co wynika z plastycznego zachowania się soli

kamiennej pod naciskiem skał otaczających,

−

wielkość i kształt magazynów w kawernach solnych można dowolnie kształtować przez

wypłukiwanie soli z wnętrza komory,

−

po zakończeniu eksploatacji komory solnej (magazynu) można w niej bezpiecznie

składować inne substancje.

4.6.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. W jakiej strukturze geologicznej buduje się magazyny kawernowe?
2. Co to jest kawerna?
3. Do jakiego celu służą PMG w kawernach solnych?
4. Wymień zalety PMG w kawernach solnych.
5. Dlaczego sól posiada korzystne właściwości na tworzenie w niej kawern (magazynów)?

4.6.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Naszkicuj kawernę wyługowaną w wysadzie solnym i wyjaśnij proces jej tworzenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać uważnie treść polecenia,
2) przeanalizować materiał nauczania,
3) opisać zalety kawern solnych, przedstawić graficznie kawernę solną, wyjaśnić proces

ługowania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

materiały piśmienne.

Ćwiczenie 2

Opisz proces magazynowania gazu w kawernach solnych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać uważnie treść polecenia,
2) przeanalizować materiał nauczania,
3) wypisać zalety i wady procesu magazynowania w PMG w kawernach solnych.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

materiały piśmienne.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić, co to jest kawerna?



2) określić, do jakiego magazynowania gazu służą PMG w kawernach

solnych?



3) określić, dlaczego sól posiada korzystne właściwości do budowy PMG?



4) określić, parametry pracy PMG w kawernach solnych?



5) określić, zalety PMG w kawernach solnych?



Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7. PMG w warstwach wodonośnych

4.7.1. Materiał nauczania

Możliwość budowy podziemnego magazynu gazu ziemnego w warstwie wodonośnej istnieje
tylko wówczas, gdy spełnione są dwa podstawowe warunki geologiczne:

−

warstwa, do której będzie się wtłaczać gaz, musi być zbudowana ze skał o dużej

porowatości (piasku, piaskowca),

−

nad warstwą porowatą musi znajdować się nieprzepuszczalny nadkład (pokrywa)

zapobiegający ucieczkom magazynowanego gazu [10].

Warunki te muszą być spełnione, bowiem wtłaczany gaz do warstwy porowatej wypycha
z niej wodę, która zawraca w miarę późniejszego pobierania gazu. Granica zetknięcia gazu
z wodą przesuwa się, a więc ruchoma woda zamyka i uszczelnia magazyn. Objętość gazu,
jaką można maksymalnie zmagazynować w warstwach wodonośnych zależy od:

−

objętości warstwy,

−

porowatości warstwy,

−

temperatury i średniego ciśnienia, pod którym gaz ma być magazynowany,

−

gazu buforowego, który ma mniejszy udział w ogólnej pojemności magazynu,

−

naporu wody, która stanowi dodatkową energię złoża.

Zalety magazynów tworzonych w warstwach wodonośnych:

−

warstwy wodonośne posiadają doskonałe własności zbiornikowe,

−

magazyny utworzone w warstwie wodonośnej znajdują się często w bliskim sąsiedztwie

dużych odbiorców i aglomeracji miejskich.

Wady:

−

struktury zawodnione wymagają bardzo dużej ilości otworów obserwacyjnych

i kontrolnych,

−

budowa magazynów w takich strukturach geologicznych jest pracochłonna i kosztowna,

−

kosztowne i konieczne jest przeprowadzenie prac badawczych szczelności całego

magazynu i nadległych warstw uszczelniających,

−

magazyny te wymagają specjalistycznych rozwiązań technicznych i technologicznych,

−

warstwa, do której zatłacza się gaz musi być zbudowana ze skał o dużej porowatości

(piasku, piaskowca),

−

nad warstwą porowatą musi znajdować się nieprzepuszczalny nadkład (pokrywa)

zapobiegający ucieczkom zmagazynowanego gazu.

Struktury wodonośne przydatne do adaptacji na PMG zlokalizowane są w centralnej
i północnej części Polski. Jest to m. in. struktura Kałuszyn koło Warszawy, Gostynin
w okolicach Łodzi i Chabowo koło Szczecina. Inne struktury, które mogą być kwalifikowane
na budowę przyszłych magazynów to: Bodzanów, Drobin, Bielsk (w pobliżu Płońska), każda
o pojemności czynnej w granicach 1–2,5 mld m

4.7.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie warunki musi spełniać struktura wodonośna, by mogła być PMG?
2. Jakie znasz cechy warstw wodonośnych, które uniemożliwiają utworzenie w nich PMG?
3. W jakich rejonach Polski mogą być zlokalizowane magazyny gazu w warstwach

wodonośnych?

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przedstaw wady tworzenia PMG w warstwach wodonośnych i uzasadnij ich

występowanie.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać uważnie treść polecenia,
2) przeanalizować materiał nauczania,
3) wymienić wady tworzenia PMG w warstwach wodonośnych wraz z uzasadnieniem ich

występowania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

materiały piśmienne.

4.7.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić, warunki budowy PMG w warstwach wodonośnych?



2) określić, wady i zalety PMG w warstwach wodonośnych?



3) określić właściwości warstw wodonośnych sprzyjające tworzeniu

PMG?



4) określić, w jakim rejonie Polski usytuowane są struktury przydatne

dla budowy PMG w warstwach wodonośnych?



Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.8. PMG w wyrobiskach górniczych

4.8.1. Materiał nauczania

Wyrobiska górnicze to stare kopalnie lub sztucznie wytworzone wyrobiska skalne,

w których można magazynować gaz. Przy wyborze najodpowiedniejszego wyrobiska na
przyszłe podziemne magazyny gazu należy kierować się głównie stopniem zawodnienia
kopalń oraz grubością i szczelnością nadkładu złoża. Preferuje się kopalnie suche o małym
dopływie oraz małej mineralizacji wód podziemnych. Ponadto należy brać pod uwagę:

1) odległość od pracujących podziemnych kopalń uniemożliwiającą przebicie się gazu do

czynnej kopalni,

2) konieczność obróbki przed wysłaniem gazu do odbiorców, np. poprzez oddzielenie pary

wodnej, wzbogacenie propanem.

Jednak wyrobiska górnicze są trudną strukturą do magazynowania, szczególnie tam, gdzie
znajduje się struktura węgla – trudno jest dokładnie uszczelnić podłoże i przewidzieć
pojemność podziemnego magazynu. Z tego też powodu mało jest magazynów tak
zlokalizowanych a te pojedyncze, które istnieją, mają ograniczony zasięg i występują tylko
w niektórych krajach. Zazwyczaj ich przeznaczenie służy do lokalnego wykorzystania.
Magazyny w likwidowanych kopalniach węgla, mają jednak duże szanse na składowanie
metanu pochodzącego z odmetanowania kopalń, co przyczynia się do [6]:

−

poprawy bilansu energetycznego,

−

obniżki kosztów eksploatacji węgla,

−

poprawy bezpieczeństwa pracy w czynnych kopalniach.

Składowanie metanu może się odbywać łącznie z gazem naturalnym (ziemnym) lub
oddzielnie. Takim przykładem są magazyny w sczerpanych kopalniach węgla w Belgii, które
zostały przekształcone w podziemne magazyny gazu o pojemności ok. 8 mln m

. W Polsce

też podjęto próby magazynowania metanu w związku z jego niskim i nierównomiernym
wykorzystywaniem otrzymywanym z procesu odmetanowania pokładów węglowych. Zabiegi
takie dokonuje się w celu zwiększenia bezpieczeństwa – przeciwdziałaniu wybuchu metanu.

Takie metody podjęto w kopalniach „Pniówek”, „Zofiówka”, „Brzeszcze” oraz

„Krupiński”. W kopalni „Morcinek” próba składowania metanu zakończyła się wybuchem
gazu, co spowodowało likwidację kopalni węglowej. Natomiast w kopalni „Nowa Ruda”
i tzw. „Polu, Słupiec”, które to kopalnie nie łączą się z wyrobiskami macierzystych kopalń
zaprojektowano podziemny magazyn w dwóch wariantach: wysokociśnieniowy (1,0–4,0 MPa)
i niskociśnieniowy (0,2–1,0 MPa). Wersja magazynowania niskociśnieniowa objęła wszystkie
wyrobiska korytarzowe pola górniczego „Słupiec”, oraz pozostawione w złożu resztki węgla.
Objętość geometryczną tych wyrobisk oszacowano na 7,6–12,5 mln m

, co przy ciśnieniu 1,0

MPa pozwoliłoby na zmagazynowanie 76–125 mln mn

gazu. Do wersji wysokociśnieniowej

wybrano wyrobiska spośród chodników wydrążonych w skałach podłoża krystalicznego, co
miało gwarantować szczelność magazynu (duża wytrzymałość, bardzo niska porowatość tych
skał).

Objętość geometryczna wyrobisk w tym wariancie wynosiła około 220 tys.m

, co przy

ciśnieniu roboczym 4,0 MPa, odpowiada zdolności magazynowej 8,8 mln m

gazu.

Jednak wysoki koszt wszystkich prac oraz brak możliwości pozyskania potencjalnego
inwestora dla tych podziemnych zbiorników – spowodowało przerwanie robót, a następnie
ostateczne odstąpienie od idei budowy magazynów. Poza tym zaistniały dodatkowe problemy
geotechniczne związane z [10]:

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

utrzymaniem nieprzepuszczalnej dla gazu warstwy wodonośnej w górotworze,

wynikającej ze spiętrzenia wód podziemnych ponad planowany strop magazynu,

−

wyeliminowaniem połączeń między wyrobiskami PMG a powierzchnią starych (70-

letnich) wyrobisk przecinających warstwę wodonośną,

−

zaprojektowaniem i wykonaniem statecznych tam ciśnieniowych w wyrobiskach

wychodzących na zewnątrz PMG,

−

zaprojektowaniem i wykonaniem systemu monitorowania ruchu gazu oraz przemieszczeń

górotworu poza obszarem PMG,

−

przeprowadzeniem likwidacji szybów w sposób zapewniający szczelność magazynu.

Kończąc zagadnienia związane z podziemnym magazynowaniem warto wspomnieć, że
istnieje jeszcze podziału PMG z uwagi na zadania. Tym sposobem wyróżniamy magazyny:

−

operacyjne PMG – to głównie sezonowe lub bazowe magazyny, które służą do

regulowania sezonowej nierównomierności zapotrzebowania na gaz. Magazyny te
charakteryzują się względnie stabilnymi reżimami zatłaczania i odbioru gazu,

−

rezerwowe PMG – służą do zabezpieczeń pewnej rezerwy gazu, która jest

wykorzystywana w określonych wyjątkowych sytuacjach np. w przypadku przerwy
w dostawach gazu. W magazynach tych utrzymuje się określoną rezerwę gazu typu
,,rezerwy handlowej” lub „strategicznej.” Rezerwę taką można również tworzyć
w magazynach operacyjnych.

4.8.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co to jest wyrobisko górnicze?
2. Dlaczego w wyrobiskach górniczych trudno jest uszczelnić podziemny magazyn?
3. W której kopalni była przeprowadzana próba składowania metanu, i czy zakończyło się

magazynowanie?

4. Jakie są przyczyny braku podziemnych magazynów gazu w wyrobiskach górniczych?
5. Do jakiego celu służą PMG rezerwowe?

4.8.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przedstaw wady tworzenia PMG w wyrobiskach górniczych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać uważnie treść polecenia,
2) przeanalizować materiał nauczania,
3) wymienić wady tworzenia PMG w wyrobiskach górniczych.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

materiały piśmienne.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.8.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zdefiniować pojęcie ,,wyrobisko górnicze”?



2) określić, co najkorzystniej jest magazynować w wyrobisku

górniczym?



3) scharakteryzować, wady wyrobisk górniczych jako potencjalnych

magazynów gazu?



4) scharakteryzować, zadania magazynów rezerwowych?



5) określić,

jakie

trudności

występują

magazynowaniu

paliw płynnych i gazów w wyrobiskach górniczych?



Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9. Opis procesu technologicznego zatłaczania i odbioru gazu

4.9.1. Materiał nauczania

Technologia zatłaczania do podziemnego zbiornika

Gaz z systemu gazowniczego przesyłany jest gazociągiem przesyłowym, następnie

rurociągami technologicznymi kierowany jest do instalacji oczyszczania z zanieczyszczeń
stałych i ciekłych. Po tym procesie i po przejściu przez filtry przeciwpyłowe kierowany jest
do pomiarowni. Po zmierzeniu ilości i zbadaniu jakości gazu w pomiarowni – gaz przesyłany
jest rurociągiem przez filtry do kolektora ssącego tłoczni gazu. Po sprężeniu, gaz przesyłany
jest na oddzielacze oleju i kolektorem zbiorczym na odcinki redukcyjno-pomiarowe
poszczególnych odwiertów. Po tym etapie oraz oczyszczeniu na ODS-ach (oddzielacze
stojące) gaz zatłaczany jest do odwiertów. Indywidualne odcinki pomiarowe wyposażone są
w zestaw urządzeń umożliwiających ciągły pomiar i rejestrację zatłaczanego gazu. Proces
zatłaczania gazu obrazuje rys. 29.

Rys. 29. Zatłaczanie gazu do PMG Wierzchowice [materiały wewnętrzne PGNiG SA]

(kierunek zatłaczania oznakowany jest grubą kreską – strzałką)

środek

grupowy A

5 odw.

środek

grupowy B

7 odw.

Filtry

centralne

Stacja rozdzia

łu gazu

łady regulacyjno-pom.

Stacja osuszania

absorbery reg.

glikolu

Stacja

pomiarowa

gazu

łocznia gazu

Stacja redukcji

śnienia

turboekspanderem

kierunek
Odolanów

ŚRODEK

CENTRALNY

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Technologia odbioru z podziemnego zbiornika

Do odbioru gazu ziemnego z PMG wykorzystywana jest instalacja zatłaczania i odbioru

przez użycie odpowiednich zasuw odcinających tj.: gaz z odwiertów, po oddzieleniu wody
złożowej na ODS-ach, przez odcinki redukcyjno-pomiarowe, kolektorem zbiorczym
przesyłany jest do instalacji osuszania gazu. Po osuszeniu, gaz przesyłany jest rurociągiem na
filtry przeciwpyłowe, a następnie kierowany jest do pomiarowi zdawczo-odbiorczej.
Następnie po dokonanym pomiarze i rozliczeniu ilości gazu, surowiec ten przesyłany jest
gazociągiem do systemu przesyłowego. W przypadku konieczności odbioru gazu przez
tłocznię złożową, gaz po osuszeniu, kierowany jest na tłocznię, a następnie po sprężeniu
kierowany jest do pomiarowni zdawczo-odbiorczej. Proces ten przedstawia rys. 30.

–

[materiały wewnętrzne PGNiG SA]

(kierunek odbioru oznakowany jest grubą kreską – strzałką)

Pomiary gazu dla potrzeb PMG realizowane są na odcinkach pomiarowych:

−

pomiar indywidualny gazu zatłaczanego/odbieranego z poszczególnych odwiertów

odbywa się na odcinkach pomiarowych indywidualnych znajdujących się w węźle
rozdzielczym (redukcyjno-pomiarowym).

środek

grupowy A

5 odw.

środek

grupowy B

7 odw.

Filtry

centralne

Stacja rozdzia

łu gazu

łady regulacyjno-pom.

Stacja osuszania

absorbery reg. glikolu

Stacja

pomiarowa

gazu

łocznia gazu

Stacja redukcji

śnienia

z turboekspanderem

ŚRODEK

CENTRALNY

kierunek
Odolanów

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Odcinki pomiarowe wyposażone są w kryzy (specjalny rodzaj zwężki pomiarowej)
i urządzenia pomiarowe. Pomiar składu gazu dla wybranych odwiertów realizowany jest
codziennie, przy jego przy odbiorze

−

pomiar rozliczeniowy zdawczo/odbiorczy odbywa się na ciągu rozliczeniowym zdawczo-

odbiorczym do pomiarów handlowych z PMG,

−

pomiar wody złożowej oddzielonej od gazu ziemnego w separatorach odbywa się

w wyskalowanym zbiorniku pomiarowym, skąd woda podawana jest do zbiornika wody
złożowej V=50 m

Ilości zatłaczanego i odbieranego gazu ziemnego z PMG są rejestrowane na bieżąco przez
komputer i dokumentowane w odpowiednich zestawieniach z możliwością wydruku.
Ilość zatłoczonego/odbieranego gazu raportowana jest za okres dobowy, miesięczny oraz od
początku roku kalendarzowego i od początku cyklu zatłaczania i odbioru.

Zakresy, rodzaje i częstotliwości pomiarów parametrów złożowych i eksploatacyjnych:

1. W trakcie zatłaczania gazu do PMG dokonuje się:

–

pomiaru ilościowego zatłaczanego gazu indywidualnie dla wytypowanych do
zatłaczania odwiertów ( pomiaru dokonuje się codziennie),

–

pomiaru ilościowego zatłoczonego gazu do PMG – pomiaru dokonuje się na
bieżąco,

–

pomiaru ciśnień głowicowych ruchowych w cyklu – (pomiaru dokonuje się dwa
razy w miesiącu),

–

analizy składu chemicznego zatłaczanego gazu – (codziennie).

2. W przerwie międzycyklowej (zatłaczanie/odbiór, odbiór/zatłaczanie) dokonuje się:

–

pomiaru ciśnień głowicowych na wszystkich odwiertach w cyklu – (pomiaru
dokonuje się trzy razy w tygodniu w celu ustabilizowania ciśnienia,

–

pomiaru ciśnień dennych statycznych i temperatury na wszystkich odwiertach PMG
– dokonuje się każdorazowo podczas stójki - pomiędzy zatłaczaniem a odbiorem
i odbiorem a zatłaczaniem; (pomiar dokonuje się według programu zatwierdzonego
przez Kierownika Ruchu Zakładu Górniczego),

–

pomiaru analiz składu gazu w odwiertach obserwacyjnych dokonuje się
każdorazowo po pomiarach wgłębnych.

3. W trakcie odbioru gazu dokonuje się:

–

pomiaru ilościowego odbieranego gazu indywidualnie – pomiaru dokonuje się
codziennie dla każdego wytypowanego odbioru,

–

pomiaru ciśnień głowicowych ruchowych w cyklu dokonuje się dwa razy
w miesiącu,

–

pomiaru analiz składu chemicznego gazu – dokonuje się codziennie indywidualnie
dla wybranych odwiertów,

–

pomiaru analiz średniego składu chemicznego gazu dokonuje się codziennie,

–

pomiaru ilości wody złożowej oddzielonej od gazu ziemnego dla każdego
wytypowanego do odbioru odwiertu – dokonuje się codziennie,

–

pomiaru ilości gazu odbieranego z PMG – dokonuje się na bieżąco.

Pomiar ciśnień dennych i skład gazu dokonywany jest po zakończeniu fazy odbioru
całościowo po ustabilizowaniu się ciśnień dennych.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie urządzenia instalacji napowierzchniowej biorą udział w procesie zatłaczania gazu

do PMG?

2. Jakim procesom jest poddawany gaz w czasie wytłaczania z PMG?
3. Jakie urządzenia instalacji napowierzchniowej PMG pozwalają gaz wprowadzić do

gazociągów przesyłowych?

4. Do czego służą w instalacji naziemnej PMG urządzenia tłoczni gazu i stacja redukcyjno-

pomiarowa?

4.9.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Naszkicuj naziemne urządzenia PMG i wyjaśnij proces zatłaczania gazu do magazynu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać uważnie treść polecenia,
2) przeanalizować materiał nauczania,
3) opisać proces zatłaczania gazu do magazynu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

materiały piśmienne.

4.9.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wymienić parametry gazu, które zmieniają się w czasie zatłaczania

do PMG?



2) określić zadania instalacji tłoczącej PMG?



wyjaśnić procesy, które zachodzą w tłoczni gazu przy zatłaczaniu
Gazu do PMG?



Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.10. Przepisy prawne

4.10.1. Materiał nauczania

W zakładach górniczych i na ich terenie obowiązuje bezwzględne przestrzeganie

przepisów i uregulowań prawnych dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy, a także
w szerokim zakresie ochrony środowiska naturalnego, czyli: ochrony wód podziemnych,
powierzchniowych, powietrza, gleby i lasów. Przepisy prawne dotyczące tych zagadnień
zawarte są w:

−

Prawie Geologicznym i Górniczym,

−

Rozporządzeniu Ministra Gospodarki z dnia 28 czerwca 2002 r. (w sprawie

bezpieczeństwa

higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego

zabezpieczenia przeciwpożarowego w zakładach górniczych wydobywających kopaliny
otworami wiertniczymi) – Dz. U. nr 109, poz. 961., z późn. zm.),

−

Rozporządzeniach Głównego Urzędu Górniczego,

−

Zarządzeniach Kierowania Zakładu Ruchu Górniczego,

−

Kodeksie Pracy,

−

Normach ds. Górnictwa Nafty i Gazu,

−

Normach ds. Gazownictwa,

−

Prawie Administracyjnym,

−

Prawie Ochrony Środowiska,

−

Prawie Wodnym,

−

Ustawie o odpadach,

−

Prawie Budowlanym,

−

Instrukcjach stanowiskowych,

−

Instrukcjach obsługi urządzeń technicznych,

−

Dyrektywie Unii Europejskiej.

Unormowania prawne dotyczą przed wszystkim ochrony życia i zdrowia pracowników
zatrudnionych w miejscach zagrożonych, np. wybuchem i skażeniami przy wykonywaniu
prac związanych z: wydobyciem ropy i gazu, transporcie tych substancji i magazynowaniu.
Wymagania prawne mają na celu poprawę stanu bezpieczeństwa, warunków pracy, ochronę
zdrowia pracowników i ochronę środowiska. Dodatkowymi przepisami zobowiązującymi
pracodawcę do zapewnienia bezpiecznej pracy i ochrony środowiska są wdrażane przepisy
Unii Europejskie w myśl ujednolicenia przepisów krajów stowarzyszonych w UE. Szczególne
obwarowania dotyczą pracy w zakładów górniczych, gdzie bezwzględnie muszą być
przestrzegane wymienione akty prawne ze szczególnym uwzględnieniem Dokumentu
Bezpieczeństwa.
W Dokumencie Bezpieczeństwa szczególną uwagę zwraca się na:

−

identyfikację i ocenę zagrożeń wybuchem spowodowanych przez urządzenia techniczne,

procesy technologiczne i surowce,

−

prawdopodobieństwo występowania oraz uaktywniania się źródeł zapłonu,

−

ocenę skali niepożądanych skutków pracy na terenie zakładu o podwyższonym ryzyku

bezpieczeństwa,

−

określeniu środków zapobiegawczych na wypadek awarii technologicznych,

−

przestrzeganiu bezpieczeństwa i higieny pracy,

−

identyfikacji zagrożeń ekologicznych a w tym przestrzeganiu:

−

Prawa Ochrony Środowiska,

−

Prawo Wodnego,

−

Ustawy o odpadach,

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Poza tym w opracowanym Dokumencie Bezpieczeństwa zwraca się uwagę na warunki pracy
przy magazynowaniu gazu i paliw płynnych z wyszczególnieniem zagrożeń, do których
zalicza się:

−

zagrożenia pochodzące zarówno od gazu i od par cieczy palnych,

−

zagrożenia instalacji produkcyjnej ciśnieniowej i bezciśnieniowej,

−

zagrożenia instalacji i stref zagrożonych wybuchem,

−

zagrożenia różnorodnymi źródłami zapłonu, które mogą spowodować wybuch,

−

zagrożenia zbiorników magazynowych gazu i cieczy palnych,

−

zagrożenia skażenia środowiska naturalnego (skażenie terenu, wody, gleby, lasów).

Z powodu tak dużych zagrożeń w Dokumencie Bezpieczeństwa umieszcza się:

−

informację o identyfikacji zagrożeń na terenie zakładu górniczego (na terenie Pi PMRiP),

−

informację o podjętych środkach zapobiegających zagrożeniom i awariom, np.

zagrożeniom wybuchem, wyciekiem paliwa, awariom instalacji technologicznych itp.,

−

wyszczególnienie środków zarówno technicznych jak i organizacyjnych w przypadku

powstania awarii,

−

wykaz najważniejszych telefonów alarmowych,

−

elementy zarządzania bezpieczeństwem w przedsiębiorstwie w zakresie zapobiegania

awariom chemicznym, pożarom i wybuchom,

−

informacje o skutkach zagrożenia oraz minimalizowaniu ich powstawania,

−

informacje o urządzeniach zabezpieczających i alarmujących o awariach i zagrożeniach.

Źródła zagrożeń środowiska naturalnego występujące na terenach PMG i PMRiP

Eksploatacja PMG i PMRiP może mieć niekorzystny wpływ na środowisko naturalne
poprzez:

−

emisję spalin ze sprężarek,

−

emisję spalin z kotłowni,

−

emisję hałasu pochodzącego z pracy sprężarek i węzłów redukcyjnych,

−

wyciek ścieków socjalno-bytowych,

−

niewłaściwego gromadzenia odpadów niebezpiecznych itp.

W celu zminimalizowania negatywnego wpływu na środowisko naturalne wykonuje się:

−

konstrukcje hal sprężarek przy użyciu materiałów dźwiękoszczelnych,

−

prowadzi się zamknięty proces technologicznego przygotowania gazu,

−

prowadzi się centralny zbiór wód i ścieków oraz ich mechaniczno-biologiczne

oczyszczanie,

−

wyznacza się strefy ochronne dla poszczególnych odwiertów, gazociągów i urządzeń

technologicznych,

−

wyznacza się strefy zagrożenia wybuchowego i pożarowego.

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Gospodarki z dnia 28.06.02. (Dz.U. Nr.109, poz. 961,
z późn. zm.) w przypadku niekontrolowanego przedostania się substancji z magazynu do
gleby lub wód dalsze postępowanie odbywa w sposób najbardziej niwelujący te zagrożenia:

−

w razie awarii urządzeń, instalacji mogącej zagrozić środowisku, należy niezwłocznie

powiadomić o tym zdarzeniu właściwy organ państwowy nadzoru górniczego i właściwy
organ ochrony środowiska, (podając jednocześnie terminy usunięcia skutków awarii oraz
podjęte doraźnych środki zabezpieczających),

−

w razie powstania, zagrożenia dla ludzi lub środowiska poza terenem zakładu górniczego,

Kierownik Ruchu Zakładu Górniczego w porozumieniu z właściwymi organami
terenowej administracji państwowej niezwłocznie podejmie środki zabezpieczenia
i likwidacji powstałego zagrożenia.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. Ochrona powierzchni ziemi i wód powierzchniowych

−

zbiorniki magazynowe i rurociągi muszą być szczelne i czytelnie oznakowane,

−

systematycznie należy sprawdzać ilość cieczy, (w celu wykrycia nieszczelności
zbiorników i rurociągów technologicznych). Dlatego na terenie PMG muszą
znajdować się urządzenia umożliwiające wychwycenie przecieku,

−

przed rozpoczęciem zatłaczania gazu prowadzi się monitorowanie geochemiczne
terenu wokół podziemnego magazynu.

2. Ochrona wód podziemnych

−

nawiercone warstwy wodonośne podczas wierceń muszą być odpowiednio
zarurowane, zacementowane i odizolowane, co eliminuje zagrożenie dla wód
podziemnych i powierzchniowych,

−

wody opadowe i roztopowe muszą być odprowadzane poprzez studzienki
osadnikowi do rowów melioracyjnych na podstawie pozwolenia wodnoprawnego,

−

woda złożowa wydobyta wraz z gazem ziemnym winna być oddzielana
w separatorach i po pomiarze gromadzona do zbiorników wody złożowej.

3. Ochrona powietrza

−

w wyniku eksploatacji instalacji PMG (spalania w kotłowniach, silnikach,
regeneratorach) – następuje nieznaczna emisja zanieczyszczeń gazowo-pyłowych do
powietrza atmosferycznego. Eksploatacja tych instalacji, jeśli nie przekracza
nominalnej mocy 15 MW, nie wymaga pozwolenia na wprowadzanie gazów lub
pyłów do powietrza.

4. Ochrona przed hałasem i wibracjami

W zależności od lokalizacji PMG, mogą występować uciążliwe zakłócenia spowodowane

pracą urządzeń napowierzchniowych, które wywołują źródła hałasu. Urządzeniami takimi są:

−

tłocznie gazu,

−

pompownie wody złożowej,

−

kotłownie,

−

pompownie glikolu,

−

węzły redukcyjno-pomiarowe.

Urządzenia napowierzchniowe nie stwarzają zagrożenia hałasem w normalnych warunkach
eksploatacji. W warunkach awaryjnych i w porze nocnej strefa dokuczliwości hałasem nie
może wykracza poza teren zakładu górniczego. Na obiektach magazynowanych stosuje się
procedury ochrony przed wibracjami: kontrolę poziomu drgań i wibracji. Ponadto
przeprowadza się kontrole maszyn, urządzeń i instalacji. W przypadku stwierdzenia
zwiększenia poziomu drgań na tych urządzeniach wykonuje się pomiary poziomu drgań
i zapobiega się ich występowaniu poprzez:

−

dobór maszyn, urządzeń oraz konstrukcję orurowania (na etapie projektowania i budowy
obiektu) w sposób zapewniający minimalizację drgań i wibracji,

−

utrzymuje się maszyny i urządzenia w prawidłowym stanie technicznym gwarantującym
utrzymanie drgań na poziomie założonym przez producenta,

−

dla zachowania bezpieczeństwa i uniknięcia ewentualnych szkód zaleca się utrzymywać
podaną 100 metrową strefę ochronną (od zabudowań, studni, konstrukcji budowlanych,
zabytków itp.),

−

prace wymagające użycia hałaśliwych urządzeń, prowadzi się wyłącznie w porze
dziennej,

−

prace należy prowadzić w sposób ograniczający uciążliwości dla terenów sąsiednich,
obszar oddziaływania przedsięwzięcia na środowisko, w tym oddziaływania na zdrowie
ludzi, (dotyczy m.in. emisji zanieczyszczeń gazowych, emisji hałasu) winien zamknąć się
w granicach terenu górniczego.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. Ochrona przed odpadami

Wszelkie odpady ropopochodne na terenie zakładu górniczego mogą być niebezpieczne

dla środowisk, dlatego też ustala się z miejscowymi przedstawicielami (starostami gmin)
zezwolenia na wytwarzanie i sposoby postępowania z tymi odpadami. Pozwolenie na
wytwarzanie odpadów niebezpiecznych podpisuje wojewoda. Decyzje takie są załącznikiem
do planu ruchu, zgodnie, z którymi następuje zobowiązanie do:

−

prowadzenia ewidencji ilościowej i jakościowej powstających odpadów na terenie PMG,

−

postępowania z odpadami zgodnie z gospodarką odpadami,

−

oleje smarowe niezawierające związków chlorowcoorganicznych gromadzi się w miejscu
wydzielonym w zbiornikach metalowych,

−

lampy fluorescencyjne i inne odpady zawierające rtęć gromadzi się w oddzielnych
kontenerach z blachy ocynkowanej,

−

baterie i akumulatory ołowiowe gromadzi się w miejscu wydzielonym w pojemniku
z blachy kwasoodpornej,

−

zużyte materiały filtracyjne gromadzi się w miejscu ich powstawania i gromadzi się je
w szczelnych pojemnikach,

−

wyznacza się miejsca na gromadzenie odpadów komunalnych. Odpady muszą być
selekcjonowane,

−

odpady bytowo-gospodarcze wywożone są na składowiska przez uprawnioną do tej
działalności firmę wywozową,

−

pojemniki, jak i miejsca składowania odpadów muszą być utrzymane w czystości
i okresowo dezynfekowane odpowiednimi środkami,

−

przewóz odpadów musi odbywać się taborem specjalnie do tego przystosowanym,
niestwarzającym zagrożenia dla obsługi ani dla otoczenia,

−

wszystkie odpady niebezpieczne powinny być unieszkodliwione lub zagospodarowane
jako surowce wtórne przez wyspecjalizowane w tym zakresie firmy.

Zachowanie bezpieczeństwa przy obsłudze zbiorników naziemnych
W celu zapewnienia wysokiej niezawodności i bezpieczeństwa zbiorników magazynowych
należy przeprowadzać trzy rodzaje kontroli:
1) oględziny (kontrola wzrokowa i słuchowa),
2) próby działania i regulacje urządzeń,
3) przegląd urządzeń.

Oględziny należy przeprowadzać minimum jeden raz w miesiącu. Oględziny (kontrolne)
przeprowadzają pracownicy posiadający zaświadczenia kwalifikacyjne w zakresie
eksploatacji urządzeń energetycznych i po odbytym instruktażu.
Natomiast próby działania i regulacje przeprowadza się w celu sprawdzenia urządzeń
w zakresie

bezpieczeństwa

układów

technologicznych.

Próby

powinny

być

przeprowadzane nie rzadziej niż dwa razy w roku (przez serwis zewnętrzny). Przy
wykonywaniu tych czynności należy przestrzegać zasad producenta, a wyniki z przeglądu
należy odnotować w ,,Książce Kontroli Urządzenia”, wynika to z obowiązujących przepisów
(zbiorniki magazynowe są urządzeniami podlegającymi kontroli przez Urząd Dozoru
Technicznego i podlegają dodatkowym badaniom):
1) rewizji zewnętrznej – co 2 lata,
2) rewizji wewnętrznej – co 10 lat,
3) próbie szczelności

– co 10 lat.

Dodatkowo w zbiornikach należy okresowo kontrolować ich stan zewnętrznej powłoki
antykorozyjnej (wszelkie ubytki powłoki należy na bieżąco usuwać), raz na kwartał należy

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

sprawdzać i konserwować zawory oddechowe. W trakcie przeprowadzania konserwacji
należy zwrócić uwagę na:

−

przestrzeganie opracowanego harmonogramu przeglądów i konserwacji urządzeń

technologicznych,

−

terminową wymianę materiałów eksploatacyjnych i zużywających się w okresie

zalecanym przez producenta,

−

zbiorniki magazynowe wraz z wyposażeniem, orurowaniem i armaturą powinny być

utrzymane w należytym stanie technicznym zapewniającym bezpieczeństwo obsługi.

Dlatego w celu wyeliminowania ewentualnych zagrożeń należy:

−

w miejscu powstania zagrożenia wybuchu (w widocznym miejscu) umieścić tablice
informacyjne z podaniem wielkości stref zagrożenia,

−

na terenie PMG obowiązkowo zapoznać pracowników z instrukcjami obsługi wszystkich
urządzeń technicznych – co wynika z obowiązków w sprawie przestrzegania przepisów
bhp i ppoż. jak również z obowiązków zawodowych, do których należy:

−

znajomość instrukcji obsługi zbiornika,

−

znajomość instrukcji bhp i ppoż.,

−

znajomość zasad udzielania pierwszej pomocy,

−

znajomość sposobu doraźnego usuwania drobnych nieszczelności zbiornika,

−

zawiadomienie osoby dozoru ruchu o wszelkich nieprawidłowościach,

−

obowiązek noszenia odzieży ochronnej przez pracowników,

−

obowiązek zgłaszania awarii przełożonym i zapisywaniu ich w książce raportów.

Jednocześnie zabrania się pracownikom:

−

eksploatować urządzenia bez wyposażenia zabezpieczającego i ochronnego,

−

zabrania

się

pracy

uszkodzonymi

urządzeniami

kontrolno-pomiarowymi

i sygnalizacyjnymi,

−

zabrania się w strefach zagrożenia pożarowego palić, iskrzyć i przechowywać materiałów
łatwopalnych.

Przestrzegane powyższych zasad pozwala na bezpieczną pracę przy obsłudze zbiorników
nadziemnych, wykonywanie pomiarów oraz pracy na terenie PMG.
Pomiary wykonuje się za pomocą narzędzi:

−

ręcznych (łaty pomiarowe),

−

wodnych (poziomowskazy),

−

urządzeń pomiarowych (przepływomierze).

Każdy zbiornik winien być wyposażony w sygnalizację napełniania zbiornika (zawór
oddechowy i zawór bezpieczeństwa). Ponadto zbiorniki winny być uzbrojone w urządzenia
do napełniania i opróżniania oraz manipulacji pomiędzy zbiornikami. Dodatkowym
wyposażeniem zbiorników są urządzenia do pomiaru i rejestracji przepływu cieczy w celu
rozliczania ilości wydobytej i wyekspediowanej ropy.

Zachowanie bezpieczeństwa przy obsłudze zbiorników na LPG
Za pomocą dwóch niezależnych systemów pomiarowych zaleca się rejestrowanie
podstawowych parametrów:

−

ciśnienia płynu w komorze,

−

poziomu pomiaru płynu.

Eksploatacja obiektów wchodzących w skład urządzeń magazynowania gazu płynnego
powinna być zgodna z instrukcjami obsługi oraz z Dokumentem Bezpieczeństwa, gdzie
zawarte są zasady:

−

rozruchu urządzenia,

−

eksploatacji,

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

warunków zagrożenia,

−

konserwacji i naprawy urządzeń.

Każdą komorę, w której jest zmagazynowany gaz płynny LPG zaleca się wyposażyć
dodatkowo w aparaturę kontrolno-pomiarową do monitorowania wielkości:

−

ciśnienia głowicowego,

−

poziomu LPG,

−

poziomu wody,

−

stanu magazynowego,

−

stanu operacyjnego.

Przy kontroli przepływu płynu należy dokonywać pomiarów wszystkich substancji gazowych
i płynnych zatłaczanych lub odbieranych z obiektu magazynowego. Pomiary powinny być
sprawdzone przy użyciu wskaźników poziomu substancji w komorze. Jeżeli wykonany bilans
masowy wskazuje na wyciekanie z komory węglowodorów należy bezwzględnie sprawdzić
szczelność systemu składowania i jego wypływ na obszary poza granicami obiektu.
Tu należy dodać, że od pracodawcy wymaga się, aby każde stanowisko pracy, narzędzia
pracy, a także urządzenia zabezpieczające i alarmujące były bezpieczne. Ten zapis jest bardzo
istotny, bowiem kierownik danego obiektu bierze na siebie odpowiedzialność za
bezpieczeństwo pracowników, których jednocześnie zobowiązany jest przeszkolić i zapoznać
z Dokumentem Bezpieczeństwa.

4.10.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Gdzie składuje się odpady ropopochodne na terenie PMG?
2. Dlaczego w rejonach zagrożonych wybuchem zabrania się iskrzyć, używać ognia

i przechowywać materiałów łatwopalnych?

3. Jak należy postępować przy obsłudze zbiornika na LPG?
4. Jakie zagrożenia środowiska naturalnego występują na terenie PMG i PMRiP?
5. Jakie akty prawne obowiązują przy przestrzeganiu bezpieczeństwa i higieny pracy oraz

ochrony środowiska naturalnego?

4.10.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Opisz zagrożenia środowiska naturalnego występujące na terenie PMG.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać uważnie treść polecenia,
2) przeanalizować zapisy na temat zagrożenia środowiska naturalnego na PMG,
3) wypisać zagrożenia środowiska naturalnego występujące na terenie PMG.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

materiały piśmienne.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Wymień podstawowe akty prawne, które obowiązują na terenie zakładu górniczego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeczytać uważnie treść polecenia,
2) przeanalizować materiał nauczania,
3) wymienić akty prawne, które bezwarunkowo muszą być przestrzegane na terenie zakładu

górniczego.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

Poradnik dla ucznia,

−

materiały piśmienne.

4.10.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zdefiniować, zagrożenia środowiska naturalnego na terenie PMG?



2) zdefiniować pojęcie bezpiecznej pracy?



3) określić, jak często prowadzi się badania szczelności magazynów?



4) wymienić akty prawne dotyczące bezpieczeństwa i higieny pracy?



5) określić, dlaczego w rejonach zagrożonych wybuchem zabrania się

iskrzyć, używać ognia i przechowywać materiałów łatwopalnych?



Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań. Do każdego zadania dołączone są 4 odpowiedzi. Tylko jedna jest

prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce

znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie, bo wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

8. Na rozwiązanie masz 45 minut.

Powodzenia!

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Paliwa płynne należą do klasy niebezpieczeństwa pożarowego

a) I, II ,III klasy.
b) IV klasy.
c) VII klasy.
d) 0 klasy.

2. Strefa największego zagrożenia wybuchem oznakowana jest symbolem

a) I I.
b) O.
c) III.
d) IV.

3. W zbiornikach cylindrycznych podziemnych można magazynować

a) wszystkie paliwa płynne, oprócz LNG.
b) wszystkie paliwa płynne.
c) tylko LPG.
d) tylko paliwa gazowe.

4. Metalowe zbiorniki na LNG służą do magazynowania

a) ropy.
b) każdego rodzaju gazu.
c) skroplonego metanu.
d) benzyny.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. Zbiorniki naziemne na LPG muszą być usytuowane w odpowiedniej odległości od

a) bramy wjazdowej zakładu.
b) rowów i zagłębień terenu.
c) instalacji do oczyszczania gazu.
d) zbiornika na wody złożowe.

6. W zbiornikach podziemnych na LPG magazynuje się

a) autogaz.
b) ropę naftową.
c) gaz naazotowany.
d) każdy rodzaj gazu.

7. Podziemne Magazyny Gazu w wysadach solnych znajdują się w

a) wypiętrzonych solach cechsztynu.
b) formacjach solnych Wieliczki.
c) warstwach porowatych i przepuszczalnych.
d) warstwach wodonośnych.

8. Zbiorniki na ropę to zbiorniki

a) wysokociśnieniowe.
b) niskociśnieniowe.
c) mokre.
d) odkryte.

9. Podziemne Magazyny Gazu to

a) zbiorniki wykonane w fabryce.
b) sztucznie wytworzone nagromadzenia gazu w utworach geologicznych.
c) to każdy rodzaj zbiornika na gaz.
d) wyprodukowane na specjalne zamówienie użytkownika.

10. Magazynowanie gazu w strukturach złóż węglowodorów odbywa się poprzez

a) wtłaczanie gazu do sczerpanego złoża.
b) samoistne nagromadzenie gazu.
c) specjalne urządzenia gazownicze.
d) nie magazynuje się gazu w strukturach złóż węglowodorów.

11. Ługowanie komór solnych na PMG to proces

a) topienia soli przez wygrzewanie.
b) rozpuszczanie soli przy pomocy kwasu.
c) zatłaczanie wody, rozpuszczanie soli i wytłaczanie solanki na powierzchnię.
d) zatłaczanie solanki.

12. Magazyny w warstwach wodonośnych lokalizowane są

a) bardzo daleko od wszelkich aglomeracji.
b) w pobliżu dużych odbiorców i aglomeracji.
c) nie buduje się już takich magazynów.
d) tylko na stacjach CPN.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13. PMG w wyrobiskach górniczych należą do

a) najbezpieczniejszych w eksploatacji magazynów.
b) niebezpiecznych w eksploatacji magazynów.
c) nie ma takich magazynów.
d) magazynów zlokalizowanych tylko w warstwach soli.

14. Urządzenia do zatłaczania gazu do PMG to

a) reduktory ciśnienia.
b) separatory.
c) sprężarki tłoczni gazu.
d) pompy tłokowe.

15. Gaz pozostający w sczerpanym złożu jest dla PMG gazem

a) naazotowanym.
b) sprężonym.
c) zanieczyszczonym.
d) buforowym.

16. Magazyn PMG Wierzchowice zlokalizowany jest

a) w zachodniej części Polski.
b) na wschodzie Polski.
c) na północy Polski.
d) w południowej części Polski.

17. Kawerny solne są to

a) bardzo szczelne zbiorniki naturalne.
b) nieszczelne zbiorniki sztuczne.
c) wyrobiska górnicze.
d) pozostałości po składowanym węglu kamiennym.

18. Magazyny rezerwowe służą do magazynowania

a) rezerw strategicznych.
b) magazynowania gazu na potrzeby bieżące.
c) nie ma takich magazynów.
d) do magazynowania gazu na stacjach CPN.

19. Dużą pojemność magazynowa PMG wynika z magazynowania gazu

a) pod wysokim ciśnieniem.
b) w postaci skroplonej.
c) przed oczyszczaniem.

d) z zawartością pary wodnej.

20. Zbiorniki na paliwa płynne mogą obsługiwać

a) wszyscy pracownicy.
b) przeszkoleni pracownicy w zakresie ochrony środowiska.
c) przeszkoleniu pracownicy w zakresie obsługi zbiorników.
d) przeszkoleni pracownicy w zakresie bhp i ppoż.

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko.............................................................................................................................

Magazynowanie ropy naftowej i gazy ziemnego

Zakreśl poprawną odpowiedź

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem:

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

1. Europex Energetyka gazowa. Praca zbiorowa. Europex 2003
2. Kudowicz A.: Jakość paliw w procesie magazynowania. Paliwa, oleje i smary,

Nr 76, 1999

3. Molenda J.: Gaz ziemny. WNT, Warszawa 1993
4. Molenda J.: Gaz ziemny. Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa 1974
5. Nowak K.: Problemy rozwoju infrastruktury krajowego przesyłu gazu ziemnego. AGH,

Kraków 2001

6. Osiadacz A., Tokarzewski J.: Liberalizacja rynku gazu ziemnego w Polsce. AGH,

Kraków 2003

7. PN-EN 1127-1:2001 Zapobieganie wybuchowi i ochrona przed wybuchem.
8. PN–EN 60079-10 Urządzenia elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem
9. PN-IEC 60300-3-9:1999 Analiza ryzyka w systemach technicznych. Zarządzanie

niezawodnością. Przewodnik zastosowań.

10. Reinisch R.: Wybrane istotne aspekty Podziemnych Magazynów Gazu (U progu XXI

wieku). PLJ, Warszawa 2000

11. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 28 czerwca 2002 r. w sprawie

bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego
zabezpieczenia przeciwpożarowego w zakładach górniczych wydobywających kopaliny
otworami wiertniczymi (Dz. U. Nr 109, poz. 961 z późn. zm.)

12. Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 29 maja 2003 r.

w sprawie minimalnych wymagań dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy
pracowników zatrudnionych na stanowiskach pracy, na których może wystąpić atmosfera
wybuchowa (Dz. U. Nr 107, poz. 1004).

13. Sefafin J.: Konstrukcje zbiorników do transportu morskiego LNG w aspekcie

stosowanych materiałów i metod ich łączenia. AGH, Kraków 1976

14. Wilk Z.: Gaz ziemny. Śląsk, Katowice 1964
15. Ziółko J.: Zbiorniki metalowe na ciecze i gazy. Arkadia, Warszawa 1986
16. www.vps.cz/lpg