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當綠色能源革命席卷全球,地下空間儲能憑借其大容量、長時程、低成本等核心優勢,成為新能源發展的重要方向。中石化工程院依托鹽穴壓縮空氣儲能創新示范項目,組建跨學科專業團隊,攻關形成地質評價-工程設計-工具研發一體化技術體系,為復雜鹽穴儲能地下工程提供了系統解決方案。
創新形成了復雜鹽穴腔體地下空間展布精細刻畫技術
采鹽老腔分布密集、腔體形態展布復雜、邊界層位不清、演化機制多變,給井位部署、井身結構設計、軌跡控制帶來巨大挑戰。面對地質基礎數據粗糙、腔體形態預測誤差大的困境,團隊多專業人才精誠協作,創新形成了復雜鹽穴腔體地下空間展布精細刻畫技術,采用三維地震定性分層描述,鄰井測錄井數據刻畫修正,聲吶測腔數據工程場地級反演,構建精細工程地質模型,并通過工程實施中井-腔-地工程數據持續迭代更新,實現復雜鹽腔邊界與展布形態的精準識別和刻畫,助力鉆井設計一次通過率、層位預測符合率、入腔成功率三個“100%”。
持續打造鹽穴壓氣儲能鉆完井工程一體化解決方案
針對高含沉渣、復雜形態鹽腔注采排和井筒密封性難題,先后創建了注采井中完層位與安全裸眼長度設計方法、大斜度排鹵井井眼軌道設計與導向控制方法、排鹵管柱高效排鹵-清洗設計方法、鹽穴腔體連通性測試方法及井筒整體密封性檢測方法,構建了全流程壓縮空氣儲能庫安全監測系統方案。圍繞“全尺寸覆蓋+結構創新”兩大方向,重點突破形成?273.1mm、?339.7mm、?473.1mm三類注采井筒尺寸工程方案,并攻克無中心管井筒在高頻周期載荷下的完整性設計難題,系統構建了鹽穴壓氣儲能鉆完井設計方法。
成功研發大尺寸儲能封隔器及配套工具
聚焦鹽穴壓氣儲能領域對大尺寸封隔器的迫切需求,歷經多輪技術攻關與試驗優化,成功研發了地下工程核心完井工具——大尺寸儲能封隔器及配套工具,突破了窄間隙安全下入和長期密封可靠性技術難題。這款大尺寸儲能封隔器及配套工具在設計與制造上實現了多重技術突破,采用切割解封結構,既確保了長期服役穩定可靠,又提高了應急反應能力;實現了大尺寸V0級密封,有效杜絕泄漏風險;分析了高速注采引發的管柱振動問題,設計了支撐減振方案,大幅提升了可靠性與安全性。
攻關形成的相關技術成果,在全球在建最大單機功率350MW壓縮空氣儲能項目——山東泰安350MW壓縮空氣儲能創新示范項目中成功應用,目前正在全力支持云南首個壓縮空氣儲能項目——昆明安寧350MW壓縮空氣儲能示范項目。應用該成果有效提升了項目的整體工程質量和建設水平,為壓縮空氣儲能產業的規模化、高質量發展提供了堅實的技術支撐。

壓縮空氣儲能系統示意圖 |