Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Efektywność magazynowania gazu ziemnego i wodoru w kawernach solnych

Ślizowski J., Urbańczyk K., Łaciak M., Lankof L., Serbin K.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 5

994--998

PL

Określono pojemności kawern magazynowych gazu ziemnego i wodoru w zależności od warunków geologiczno-górniczych. Na tej podstawie porównano ilość energii zgromadzoną w analizowanych gazach. Opracowano odpowiednie mapy izoliniowe obrazujące ilość energii, jaką można zmagazynować w przeliczeniu na jednostkę powierzchni terenu. Analiza dotyczy pokładu soli kamiennej w rejonie Zatoki Gdańskiej.

EN

Storage capacity of the gases was estd. depending on the geol. and mining conditions of NaCl salt bed located in the region of Gdańsk Gulf in northern Poland. Special maps were elaborated showing the amt. of energy that can be accumulated in the analyzed gases per unit area of land.

2

Matematyczno-fizyczny opis procesu ługowania (Proces ługowania kawern solnych cz. II)

Urbańczyk K.

Przegląd Solny

|

2017

|

T. 13

47--66

PL

Omówiono najważniejsze podejścia do określenia równań składających się na matematyczno-fizyczny opis procesu ługowania. Podstawową rolę odgrywa tu turbulentne mieszanie wywołane zróżnicowaniem gęstości. Niezrozumienie tej roli i brak jej opisu stanowią podstawowe braki dotychczasowych propozycji. Dość dobrym przybliżeniem jest model, w którym stężenie i przepływ przez kawernę zależą jedynie od głębokoci i czasu.

EN

The most important approaches to formulate the equations constituting the physical and mathematical description of the leaching process are discussed. Turbulent mixing caused by density differentiation plays the principal role here. Poor understanding of this role and lack of its description are the fundamental deficiencies of past proposals. Model where brine concentration and flow through the cavern are dependent only on depth and time, is sufficiently good approximation.

3

A quasi-stationary model of salt leaching

Rybka J., Urbańczyk K.

Przegląd Solny

|

2017

|

T. 13

66--74

EN

In classical models of the cavern leaching process, brine concentration is determined by calculating the increase (or decrease) of concentration in successive time-steps, based on the salt balance. In a quasi-stationary model it is assumed that changes in brine concentration are negligible in the balance. Consequently, a concentration needs to be found at which the leaching rate allows temporary concentration stability to be achieved. Here, both types of models are compared, using the simplest case possible, namely the beginning of initial cut leaching by the method of direct water and brine circulation with an isolated cavern roof. In the case of cylindrical shape of the cavern, both models are compatible. The quasi-stationary model does not take into account the leaching history, as it determines its variable asymptote rather than the brine concentration itself. In the case considered, the formula of the quasi-stationary model is so simple that calculations can be made using an MS Excel spreadsheet. However, in the general case, the algorithm of the quasi-stationary model is much more complicated than that of the classical model, especially if the cavern shape is complex and the method of reverse circulation is applied during the cavern leaching process.

PL

W klasycznych modelach procesu ługowania kawern stężenie solanki wyznacza się przez obliczenie jego przyrostu (lub spadku) w kolejnych krokach czasowych na podstawie bilansu soli. W quasi-stacjonarnym modelu zakłada się, że przyrost stężenia jest pomijalny i wyznacza się takie stężenie, przy którym szybkość ługowania zapewnia chwilową stacjonarność stężenia. Oba modele są tu porównane na najprostszym przypadku – początku ługowania wrębu, w prawym obiegu wody i solanki oraz z izolacją stropu. Oba modele są zgodne, dopóki kształt kawerny jest walcem. Model quasi-stacjonarny nie bierze pod uwagę historii ługowania i nie tyle wyznacza stężenie, ile jego zmienną asymptotę. W rozpatrywanym przypadku formuła quasi-stacjonarnego modelu jest tak prosta, że obliczenia można wykonać w arkuszu MS Excela. W ogólnym przypadku algorytm modelu jest dużo bardziej skomplikowany niż w modelach klasycznych, zwłaszcza gdy kształt kawerny nie jest prosty i stosuje się obieg lewy.

4

Wybrane aspekty termodynamiczne magazynowania wodoru w kawernach solnych

Urbańczyk K.

Przegląd Solny

|

2016

|

T. 12

92--97

PL

Przestawiono wybrane rezultaty modelowania termodynamicznych procesów związanych z magazynowaniem wodoru w kawernach solnych. Do symulacji użyto programu KAGA w którym zaimplementowano cztery różne równania stanu dla wodoru.

EN

Selected results of modeling thermodynamic processes connected with underground storage of hydrogen in salt caverns are presented. KAGA software was used for the simulation with four different equation of state for hydrogen.

5

Źródła wiedzy o procesie ługowania kawern solnych (Proces ługowania kawern solnych cz. I)

Urbańczyk K.

Przegląd Solny

|

2015

|

T. 11

32--43

PL

W pracy szczegółowo omówiono źródła naszej wiedzy o procesie ługowania. Są to laboratoryjne testy na próbkach soli, fizyczne modele w blokach soli, doświadczenie górnicze z ługowania kawern oraz eksperymenty in situ. Rozkładem stężenia solanki w kawerni rządzi turbulentne mieszanie. Można w kawernie wyróżnić dwie strefy: całkowitego mieszania, powyżej buta rury wodnej oraz strefę stratyfikacji poniżej.

EN

Sources of our knowledge about leaching process are in details discussed in the paper. There are laboratory tests on salt samples, physical models in salt blocks, mining experience with cavern leaching and leaching experiments in situ. Distribution of brine concentration in the cavern is governed by turbulent mixing processes. Two main zones can be found in the salt cavern: zone of total mixing, above the water tubing shoe and stratification zone below.

6

Komputerowe wspomaganie zarządzania w przedsiębiorstwie górniczym. Część 10. Portal Aukcji Publicznych w systemie SZYK2

Urbańczyk K., Cieśla C., Wroński B.

Wiadomości Górnicze

|

2013

|

R. 64, nr 11

691--701

PL

Portal Aukcji Publicznych (SZYK2/KLM/LAIP) jest narzędziem wspomagającym postępowania o udzielenie zamówienia publicznego. Uczestnicy aukcji – wykonawcy logują się do portalu na imienne konta użytkownika, podane w zaproszeniu do aukcji wysłanym przez zamawiającego. Złożenie postąpienia w toku aukcji elektronicznej jest ofertą. Do udziału w aukcji, zgodnie z wymogami ustawy Prawo Zamówień Publicznych, niezbędne jest posiadanie tzw. bezpiecznego podpisu elektronicznego weryfikowanego za pomocą kwalifikowanego certyfikatu. Portal umożliwia wszystkim użytkownikom aukcji po jej zakończeniu podgląd wyników. Po aukcji elektronicznej w ramach postępowania przetargowego o udzielenie zamówienia publicznego, zamawiający dokonuje wyboru najkorzystniejszej oferty na podstawie wyników aukcji.

EN

Public Auctions Portal (SZYK2/KLM/LAIP) is a tool assisting the proceedings for awarding a public contract. Participants of the auction — the contractors are logging on to the portal on the registered user's account specified in the invitation to the auction sent by the client. Submission of acting in the course of the electronic auction is an offer. In order to participate in the auction, as required by the Public Procurement Act, one must have the so called secure electronic signature verified by a qualified certificate. The portal enables all participants of the auction to preview its results after its termination. After an electronic auction, within the tendering procedure for awarding of a public contract, the contracting party shall select the most favorable offer on the basis of the results of the auction.

7

Podziemne magazynowanie energii: wodór w kawernach solnych – aspekty ekonomiczne

Kunstman A., Urbańczyk K.

Przegląd Solny

|

2013

|

T. 9

20--25

EN

In energy systems of developed EU countries, the serious problem is periodic surplus of electricity production, following by deficiencies of electricity. They are particularly important in systems, where renewable energy sources (wind/solar) are significant. These are irregular power sources, depending on season and day time. Power installed in such stations is much less used than power installed in thermal or nuclear power stations. Problem is growing with increase of renewable energy share, in conjunction with the pro-ecological EU policy and continuous support for renewable energy sources. For example, in Germany (in 2011) 20% of produced electricity comes from renewable sources, in 2020 it has to be 35%, and 80% in 2050, because of nuclear plants closing and reducing the CO2 emission. Total power of wind stations there is 29 GW and of solar is 24 GW, despite the unfavorable, as it seems, climate. Germany becomes a world leader in the solar power, and power installed there is similar to total solar plants power in the rest of the world. And plans for 2050 are: 80 GW (wind) and 65 GW (solar). Such a situation in neighboring country, with similar climate, considerably more developed, indicates that similar trends will be present also here. Currently, we are at the beginning - in 2011 total power of wind stations in Poland was 2 GW, and of solar stations – 2 MW. This means the lowest use of both energies among EU, per capita and per 1 km2. In coming years the share of renewable energy sources in Poland must radically increase. Planning in Poland for 2030 is 19% of energy from renewable sources, in comparison with 6% at present (mainly hydro and biomass). Irregularities in electricity production from wind/sun, make this energy still quite expensive. If usage of this energy periodic surpluses would be practically solved, resulting prices would be lower. Problem of electricity storage has not yet been generally solved. There are hydro pumped plants, but they cannot be applied larger, because specific terrain layout is required and the impact on environment is high. Future of surplus electricity storage lies under the ground, in caverns leached in salt deposits, where one can store energy as hydrogen obtained by water electrolysis or as compressed air. This would give much greater density of stored energy than pumped hydro, without the negative environmental impact. In Poland we have appropriate salt deposits, and proven technology of salt caverns building. We already have efficiently working storages in salt caverns: KPMG Mogilno (Cavern Underground Gas Storage - owner PGNiG) and PMRiP Góra (Underground Storage of Oil and Fuels - owner SOLINO/ORLEN). In EU, both such magazines, besides of Poland, are built only in Germany and France. CHEMKOP was the initiator, originator and designer of both Polish underground storages, and specialized computer software for cavern designing, developed in CHEMKOP Sp. z o.o. was purchased (licenses) by 30 leading companies from all over the world. Salt caverns, similar to natural gas storage caverns, after due designing, may be successfully built for hydrogen, and in this form may store the excess energy. Hydrogen will be produced by water electrolysis using excess electricity, stored in salt cavern and afterwards used in different ways: as supplement to natural gas in gas network, as fuel for fuel cells or electro generators or as a raw material in petrochemical industry. The key issue is the salt caverns – they should be located where disposing of brine is possible. Hydrogen storage should be located near potential places of its use. At present, few hydrogen storage salt caverns are existing in UK and USA, but for petrochemical use, not for energy purposes. Special hydrogen pipeline in USA, 300 miles long, connected storage caverns with hydrogen producers and users. The first storage cavern for hydrogen produced from surplus electricity will be built in Etzel (Germany). Pilot peak power stations, working on compressed air from salt caverns are working in Germany (Huntorf) and in USA (McIntosh). Currently most of the research related to hydrogen storage takes place in Germany. It is associated with energy balance of Germany, with large amount of salt deposits and with high level of technologies for underground storage. Matter is urgent, because problem of periodic local energy surpluses in German network is so serious, that Poland and Czech Republic are forced to build special devices on border network connections, to reduce the impact of these irregularities on their own networks. In next few years, as expected, Germany will develop more economical hydrogen electrolysis technology and adequate electrolyzers will be produced. The surface equipment for hydrogen pumping stations will be also available. Poland has periodic surpluses of electricity production even now and very good possibility of salt caverns construction in comparison with others. Most countries do not have appropriate salt deposits, so we can become one of the European champions in storage of hydrogen – the fuel of future. It is necessary, however, to start the research work for such a storage just now. In the authors opinion, the research works should include: • identify the needs for energy storage in Poland, estimate a surplus of energy for storage in hydrogen or compressed air caverns, determine recommendation for hydrogen production by water electrolysis on a wider scale, • define possibility of storage caverns construction for hydrogen in Polish salt deposits, • determine specificity of storage caverns construction for hydrogen: size and shape, working pressures, recommendations for drilling/completion, used materials, • examine geomechanical stability of hydrogen storage caverns in their specific pressure conditions, using special computer model, • examine thermodynamic behavior of hydrogen storage caverns in their specific temperature conditions, using computer model for hydrogen cavern, • compare and evaluate hydrogen storage and compressed air storage technologies for energy surpluses (HYES/ CAES), looking for their usefulness in Polish conditions. Further research work will help to create a sound basis for taking decision to build underground energy storage by specifying: storage policies, applied technology, location of storage caverns and scenarios of their work. Final remarks • Technical and economical problems with proper use of renewable energy sources will be increasing in Poland in nearest future year by year, similarly as currently in Germany. • The problem cannot be solved in other way than storage of energy surplus for use during deficiency periods. • The best solution, at present, is energy storage in salt caverns in the form of hydrogen. • In Poland, we have both appropriate salt deposits and large experience in designing and construction of salt cavern storages. • We are world leaders in computer modeling of development and operation of salt cavern. • Our experience can be extended to the hydrogen storage, provided that relevant research work will start and be performed. • So, there is a chance that Poland will become one of the leading country in storage of hydrogen – a clean fuel of the future.

8

Sprawozdanie z konferencji ługowniczej SMRI, York 2-5 października 2011

Kunstman A., Urbańczyk K.

Geology, Geophysics and Environment

|

2012

|

Vol. 38, no. 1

99-101

9

Sprawozdanie z 7. Konferencji "Mechanical Behavior of Salt", Paryż 16-19 kwietnia 2012

Urbańczyk K.

Geology, Geophysics and Environment

|

2012

|

Vol. 38, no. 1

103-104

10

An attempt to asses suitability of Middle-Poland salt domes for natural gas storage

Ślizowski J., Urbańczyk K.

Archives of Mining Sciences

|

2012

|

Vol. 57, no. 2

335--349

EN

The aim of the paper is to assess geological conditions in Middle-Poland salt domes and their suitability for natural gas storage. The starting point to the assessment were statistical distributions of caverns depth and volume in Mogilno CUGS. The distributions were generalized to other domes using the part of anticline forms in the salt mirror surface. The expected average cavern volumes, depths with their standard deviations are evaluated. Storing capacity of the caverns and the risk of a borehole unsuitable for cavern location are also given.

PL

Artykuł jest próbą oceny możliwego zróżnicowania pojemności magazynowej kawern w wysadach solnych okręgu środkowopolskiego, których lokalizację przedstawia rys. 1, na podstawie ich budowy geologicznej oraz danych uzyskanych podczas projektowania i eksploatacji KPMG Mogilno. W pierwszej kolejności określono potencjalne objętości maksymalne kawern w wysadach solnych ograniczone jedynie warunkami geomechanicznymi i ługowniczymi. Stwierdzono, że w takim przypadku objętość kawern określona wzorem (1) mogłaby przekraczać 1 mln m3. Objętości zaprojektowanych do chwili obecnej 15 kawern były mniejsze w niektórych przypadkach nawet kilkakrotnie z przyczyn geologicznych oraz błędów technologicznych i technicznych. Pojemność magazynowa kawern zależy również od głębokości ich posadowienia oraz ograniczeń technologicznych na wartości minimalnego i maksymalnego ciśnienia magazynowania. Z przeprowadzonej analizy (rys. 2 i 3) wynika, że optymalna głębokość środka kawerny, przy której pojemność jest największa wynosi od 1150 m p.p.t. przy dużej konwergencji do 1350 m p.p.t. przy konwergencji dwukrotnie niższej. Zlokalizowanie komory na głębokości optymalnej rzadko jednak będzie możliwe w rozpatrywanych wysadach ze względu na możliwość występowania w interesującym interwale głębokości warstw nienadających się do ługowania komory. Mogą to być warstwy soli magnezowo-potasowych, soli ilastych (zubrów) oraz anhydrytu. Kolejną część pracy stanowi statystyczna analiza głębokości posadowienia i objętości komór w KPMG Mogilno, przedstawionych na rys. 4. Na podstawie tych danych sporządzono histogram, określający prawdopodobieństwo ulokowania komory na danej głębokości a następnie do otrzymanego histogramu dopasowano rozkład trapezowy o gęstości prawdopodobieństwa wyrażonej wzorem (3). Parametry a, b, c, d otrzymanego rozkładu oraz jego wartość oczekiwaną μ i odchylenie standardowe σ zawiera tabela 1, zamieszczona w rozdziale czwartym. Uzyskana wartość oczekiwana niewiele odbiega od optymalnej głębokości posadowienia kawerny w przypadku wysokiej wartości konwergencji. Drugą analizowaną wielkością była objętość analizowanych kawern, która mieści się w przedziale 182 tys. m3 do 562 tys. m3. Na podstawie rzeczywistych danych objętości komór określono empiryczną gęstość rozkładu prawdopodobieństwa możliwości wyługowania kawerny o danej objętości w danym otworze do którego dopasowano rozkład trójkątny, o gęstości prawdopodobieństwa wyrażonej wzorem (6) otrzymując wartość oczekiwaną 349,7 m3, zaś odchylenie standardowe 114,9 m3. Dystrybuantę rozkładu oznaczającą prawdopodobieństwo wyługowania komory nie mniejszej niż dana wartość przedstawia rysunek 6. Zasadniczym celem pracy jest uogólnienie danych z KPMG Mogilno na inne wysady, które różnią się głębokością położenia zwierciadła solnego i procentowym udziałem warstw nadających się do wyługowania komory. W wysadach solnych okręgu środkowopolskiego występują sole powstałe w czterech cyklotemach cechsztynu PZ1, PZ2, PZ3 i PZ4 w skład których wchodzą odpowiednio sole najstarsze, starsze, młodsze i najmłodsze. Dodatkowo w każdym cyklotemie występuje anhydryt, w cylotemach PZ3 i PZ4 duże ilości soli ilastych (zubrów brunatnych i czerwonych), w cyklotemach PZ2 i PZ3 sole magnezowo-potasowe, a w cyklotemie PZ1 skały wapienne. Do lokowania kawern magazynowych najodpowiedniejsze są sole występujące w cyklotemach PZ1 (o ile występuje) i PZ2 ulokowane najczęściej w formach antyklinalnych. Przykładowe rozmieszczenie soli PZ2, PZ3 i PZ4 dla wysadów Damasławek i Łanięta na głębokości zwierciadła solnego przedstawia rysunek 7. Proporcje obu rodzajów soli są różne w różnych wysadach, przy czym zaobserwować można, że udział soli najstarszych i starszych maleje nieliniowo ze wzrostem powierzchni wysadu solnego, co przedstawia rysunek 8. Oznaczając symbolem A powierzchnię form antyklinalnych a symbolem P całkowitą powierzchnię zwierciadła solnego, zależność tę można przybliżyć wzorem (9). Określając hipotetyczne pojemności kawern magazynowych, przyjęto, że zarówno rozkład prawdopodobieństwa ulokowania komory na danej głębokości, jak i jej objętość zależą od wartości współczynnika A/P. Przyjęto więc hipotezę, że odchylenie standardowe rozkładu głębokości posadowienia w rozpatrywanym wysadzie σ ma się tak do odchylenia standardowego w wysadzie Mogilno σM jak odpowiednie stosunki A/P. Analogicznie określono wstępne wartości pozostałych parametrów rozkładu trapezowego a, b, c, d. Ostateczne wartości parametrów wyznaczono dostosowując je do głębokości zwierciadła solnego, a w razie możliwości, również do głębokości optymalnej. Powierzchnię wysadów P, ilorazów A/P, maksymalną głębokość zwierciadła soli oraz otrzymanych ostatecznie wartości parametrów rozkładu trapezowego wraz z wartością średnią μ i odchyleniem standardowym σh przedstawiono w tabeli 1. Kryterium A/P posłużyło również do wyznaczenia przeciętnej objętości komór w poszczególnych wysadach Vav, które przyjęto zgodnie z zależnością (11) a uzyskane wartości przeciętne wraz z odchyleniem standardowym σV przedstawiono w tabeli 1. W tabeli podano również ryzyko odwiercenia otworu negatywnego. Przyjęto, że taka sytuacja będzie mieć miejsce jeśli do głębokości 1850 m p.p.t. nie zostanie znaleziona warstwa soli odpowiedniej miąższości, nadająca się do lokalizacji kawerny. Przeciętne pojemności początkowe komór magazynowych (Cav) w analizowanych wysadach równe są w przybliżeniu iloczynowi przeciętnej objętości i różnicy ciśnienia maksymalnego i minimalnego dla przeciętnej głębokości (wzór (2) ze współczynnikiem k = 1). Poniższe rysunki 9 i 10 przedstawiają natomiast odpowiednio pojemności początkowe oraz po 20 latach jakie posiadać będą komory, jeśli zostaną zlokalizowane na określonej głębokości. Zgodnie z przyjętą hipotezą sytuacja w wysadach o większej powierzchni zwierciadła solnego niż wysad Mogilno może być jeszcze mniej korzystna. Polepszenie efektywności gospodarowania będzie możliwe przy lepszym rozpoznaniu budowy wysadów i wprowadzeniu nieregularnych siatek otworów. Duże nadzieje można tu wiązać z radarem otworowym, którym przeprowadzono pomiary w części eksploatacyjnej kopali Mogilno, jednak złożoność budowy wewnętrznej środkowopolskich wysadów solnych i znaczna odległość otworów sprawia interpretacja wyników pomiarów georadarowych jest bardzo skomplikowana.

11

Analiza zmienności polskich pokładów soli kamiennej w aspekcie magazynowania gazu

Ślizowski J., Urbańczyk K., Lankof L., Serbin K.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2011

|

T. 28, z. 1-2

431-443

PL

Do chwili obecnej jedynymi mapami geologicznymi wykorzystywanymi przy projektowaniu lokalizacji podziemnych magazynów gazu w pokładach soli kamiennej były mapy miąższościowe i mapy głębokości stropu lub spągu pokładów. Na ich podstawie wytypowano m.in. potencjalne lokalizacje takich magazynów na monoklinie przedsudeckiej i wyniesieniu Łeby. Dane te nie pozwalają jednak na określenie optymalnej lokalizacji, która w przypadku komór magazynowych gazu jest wypadkową miąższości i głębokości posadowienia. W publikacji przedstawiony zostanie sposób konstrukcji map ilustrujących atrakcyjność analizowanych rejonów pod kątem krótko- i długotrwałej pojemności magazynowej. Zaprezentowane rezultaty stanowią pierwszy etap prac i dotyczą wyłącznie analizy warunków geologiczno-górniczych.

EN

Until now, the only geological maps used in design of the location of underground gas storage facility in rock salt beds were contour maps showing thickness and depth of the deposit. On their basis, the possible locations of such storage facilities on the Foresudetic Monocline and the Leba elevation have been selected. Nevertheless, these types of maps are not sufficient enough to determine the optimal location, which in the case of gas storage caverns is a function of thickness and depth of the deposit. In the paper it is explained how maps of the attractiveness of the regions in terms of short-term and long-term storage capacity have been constructed. The presented results represent the first stage of the research and relate only to the analysis of geological and mining conditions.

12

Sprawozdanie z konferencji ługowniczej SMRI w Lipsku, 3-6 października 2010

Urbańczyk K.

Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2011

|

T. 37, z. 2

335-337

13

"Salary Ameryki Południowej" - sprawozdanie z wyprawy naukowej PSGS

Urbańczyk K.

Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2011

|

T. 37, z. 2

323-334

PL

Wyprawa "Salary Ameryki Południowej" odbyła się w dniach 24.08-17.09.2011 roku. Salary to miejsca, w których można zobaczyć, jak współcześnie powstają złoża soli. Dla osób związanych z geologią soli i eksploatacją jej złóż są to obserwacje bezcenne. Wyprawa miała też, obok celu ściśle naukowego, aspekt turystyczny.

14

Wytrzymałość doraźna i odkształcenie niszczące w laboratoryjnych badaniach soli kamiennej

Ślizowski J., Urbańczyk K., Serbin K.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2010

|

nr 77

57-65

PL

W pracy omówiono dwa kryteria wytrzymałościowe stosowane dla soli kamiennej, polegające na określeniu dopuszczalnej wartości maksymalnych naprężeń głównych i maksymalnych odkształceń głównych w zależności od wartości najmniejszego naprężenia głównego. Bazę doświadczalną stanowiły wyniki badań jedno- i trójosiowego konwencjonalnego ściskania uzyskane podczas badań rdzeni z nowo budowanych komór w wysadzie Mogilno i komór w złożu pokładowym Mechelinki. Stwierdzono, że pomimo dużego rozrzutu wyników i różnego kształtu krzywych aproksymacyjnych rezultaty wykazują jedno charakterystyczne podobieństwo. Wyrazy wolne występujące w analizowanych wzorach są takie same dla naprężeń, jak i odkształceń. Ich wartości odpowiadają również wartości naprężeń i odkształceń niszczących podczas jednoosiowego ściskania. Choć sam efekt może być przypadkowy i powinien być potwierdzony innymi rodzajami testów to wskazuje na dużą przydatność omawianych kryteriów do oceny stateczności wyrobisk górniczych wykonanych w złożach soli.

EN

The paper discusses two strength criteria, which are used for the rock salt. The criteria determine ultimate value of maximum principal stresses and maximum principal strains, depending on the value of the smallest principal stress. The authors analyzed the conventional uniaxial and triaxial compression tests of samples taken from the drilling cores extracted during the construction of caverns in the Mogilno salt dome and in Mechelinki bedded salt. It was found that, despite the wide range of the obtained results and various shapes of approximation curves, an interesting coincidence in the results is observed. Free terms in the formulas are the same for the stress and strain. Their values also correspond to the values of failure stresses and strains during uniaxial compression. Although the effect could appear by chance and should be confirmed by other types of tests, the analysis showed these criteria being very useful to assess the stability of excavations carried out in rock salt.

15

Numeryczna analiza konwergencji pola komór magazynowych gazu w wysadzie solnym

Ślizowski J., Urbańczyk K., Serbin K.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2010

|

T. 26, z. 3

85-93

PL

W artykule analizowany jest całkowity ubytek objętości pola komór magazynowych gazu w wysadzie solnym, w którym komory zlokalizowane są na różnych głębokościach oraz różnią się objętością i wartościami minimalnego i maksymalnego ciśnienia magazynowania. Konwergencje poszczególnych komór opisane są formułami, będącymi iloczynem funkcji potęgowej, której argumentem jest: różnica ciśnienia pierwotnego górotworu i ciśnieniem gazu w komorze oraz wykładniczej funkcji temperatury, analogicznie jak w prawie pełzania Nortona. Współczynniki funkcji dopasowano na podstawie studium parametrycznego obejmującego: obliczenia metodą elementów skończonych dla 8 głębokości posadowienia komory (pomiędzy 750 i 1800 m p.p.t.) i kilku wartości ciśnienia magazynowanego gazu. Na obecnym etapie badań założono brak wzajemnego oddziaływania komór oraz przyjęto niezależność konwergencji względnej komory od jej objętości geometrycznej. Dopasowane współczynniki analizowanej funkcji są różne od współczynników przyjętych dla opisu prawa pełzania stacjonarnego Nortona. Przedstawiony jest przykład harmonogramu eksploatacji magazynu, zapewniający minimalizację sumarycznej konwergencji komór w trakcie ich opróżniania i napełniania. Zgodnie z oczekiwaniem w pierwszej kolejności powinny zostać opróżnianie komory położone najpłycej, w przypadku napełniania zaś odwrotnie. Występujące odstępstwa od tej reguły związane są z maksymalną dopuszczalną wydajnością poszczególnych komór, co również zostało uwzględnione w opracowanym algorytmie. Przedstawione prace są pierwszym etapem badań prowadzonych w ramach grantu badawczo-rozwojowego nr R09 01 017 01. Ich celem jest opracowanie algorytmu sterującego pracą magazynu gazu w Mogilnie zapewniającego minimalizacje jego konwergencji całkowitej.

EN

The paper presents analyses of the convergence of gas storage caverns placed in salt dome. The caverns are located at different depths which results in different values of minimum and maximum storage pressures and various total storage capacities of each cavern. The convergence of each cavern is described by formulas, which have the same shape as Norton creep law, i.e. power function of pressure difference (primary pressure in rock massif minus gas pressure in the cavern), multiplied the exponential function of temperature. Coefficients of convergence function were fitted based on parametric study including: the finite elements method calculation for the 8 deep foundations of the cavern (between 750 and 1800 m b.s.) and several values of gas storage pressure. The fitted coefficients are different from those describing the stationary creep of salt. At the current stage of research no interaction between caverns and no influence of cavern geometric volume on its relative convergence is assumed. An example of how the storage facility operation should be arranged to assure the minimal total convergence of storage caverns area during the withdrawing and injection processes are presented. Generally, as expected, the caverns located at lowest depth should be empted at first place, in the case of injection the sequence should be opposite. The exceptions from this rule are connected with the maximum withdrawal rate from the individual caverns, which is also included in the developed algorithm. Presented work is the first part of research program, aimed at developing of an algorithm to control the operation of KPMG Moglino gas storage facility to ensure a minimization of the total convergence. The work was carried out within Research and Development Project nr R09 01 017 01.

16

WinUrbo dla platformy .NET - nowa implementacja, nowe możliwości

Kunstman A., Urbańczyk K.

Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2010

|

T. 36, z. 3

459-464

17

Sprawozdanie z Konferencji Ługowniczej SMRI w Krakowie, 26-29 kwietnia 2009

Urbańczyk K.

Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2010

|

T. 36, z. 3

483-484

18

Ocena możliwości lokalizacji detektora do badań astrofizycznych w pokładzie soli kamiennej kopalni Polkowice-Sieroszowice

Ślizowski J., Urbańczyk K., Lankof L., Serbin K.

Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2010

|

T. 36, z. 3

451-457

19

Geologiczne i górnicze aspekty budowy magazynowych kawern solnych

Kunstman A., Poborska-Młynarska K., Urbańczyk K.

Przegląd Geologiczny

|

2009

|

Vol. 57, nr 9

819-928

EN

In the last two decades two underground storage facilities were constructed by leaching caverns in salt domes in Poland. Although the storage facilities appeared successful, many wrong ideas about geological and technical problems connected with the underground storage in salt caverns are still popular. Therefore, the paper presents a brief review of the most important aspects of this subject along with history of underground storage in salt caverns, types of storage facilities and geological and technical conditions to be met in selection of the site. Moreover, the problems of water supply and brine recycling or disposal are also discussed and issues connected with spacing, shape and size of caverns and tightness and operation pressure ranged are presented.

20

Ciśnienie i temperatura gazu na głowicy kawernowego podziemnego magazynu - symulacja komputerowa wieloletniej eksploatacji w porównaniu z danymi rzeczywistymi

Kunstman A., Urbańczyk K., Gąska K.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2005

|

R. 44, nr 4-5

59-68

PL

Pierwszy polski magazyn gazu ziemnego w kawernach solnych - KPMG Mogilno, którego właścicielem jest PGNiG, a operatorem INVESTGAS jest ulokowany w wysadzie solnym Mogilno w woj. Kujawsko-Pomorskim i w chwili obecnej obejmuje osiem kawern napełnionych gazem, a dwie kolejne są w trakcie napełniania. Najstarsze kawerny gazowe pracują już od siedmiu lat. CHEMKOP był głównym projektantem części podziemnej magazynu - tzn. wykonawcą projektów wierceń, geomechanicznego posadowienia kawern, technologii ługowania i pomiarów echometrycznych. Gdy pierwsze kawerny zostały napełnione gazem, CHEMKOP dostarczył specjalistyczne oprogramowanie KAGA dla symulacji procesów zachodzących w kawernie i wokół niej. KAGA jest pakietem programów komputerowych symulujących termo-hydrodynamiczne procesy zachodzące w trakcie eksploatacji kawerny magazynującej gaz. Może modelować pojedyncze etapy zatłaczania gazu, jego poboru, czy przerwy, jak również scenariusze składające się z wielu etapów. Podczas symulacji komputer może dostarczyć informacji odnośnie ilości gazu w kawernie, jego gęstości, temperatury i ciśnienia zarówno w kawernie jak i na głowicy kawerny oraz rozkładu temperatury w otaczającym kawernę górotworze solnym. Stosując model KAGA, można prześledzić dotychczasowe operacje kawerny gazowej i poznać aktualny stan gazu w kawernie oraz aktualny stan termiczny otaczającego ją górotworu. Posiadając na bieżąco takie dane, można optymalizować dalszą pracę kawerny w oparciu o symulacje modelem KAGA. Artykuł przedstawia wyniki dopasowania parametrów modelu KAGA do kawern KPMG Mogilno. Szereg parametrów zostało dopasowanych na początku modelowania - np. rozkład temperatury w górotworze solnym wokół komory, współczynniki wymiany ciepła itd. Po właściwym dopasowaniu model może być uważany za model wiarygodny i rezultaty symulacji będą dobrze pasować do rzeczywistości przez okres następnych wielu lat. Dwie najstarsze kawerny zostały użyte jako przykład dla przedstawienia i przedyskutowania wyników właściwego

EN

The first Polish natural gas storage plant in salt caverns KPMG Mogilno owned by Polish Oil and Gas Company PGNiG , and operated by INVESTGAS is located in salt dome in northern Poland and now 8 gas caverns are in operation, 2 successive caverns in first filling with gas. The oldest caverns have been in operation for 7 years. CHEMKOP was the main designer for underground part of the project - e.g. for drilling designs, geomechanics, leaching technology and sonar measurements. When the first cavern was filled with gas, CHEMKOP delivered the specialised computer code KAGA for simulation of thermodynamical behaviour of gas cavern. KAGA is the software package to simulate thermo-hydrodynamical processes occurring during the operation of an underground natural gas storage cavern. It can simulate different kinds of operations modelling single stages of injection, withdrawal or idling, as well as scenarios consisting of several operation stages. During simulation, the computer can provide information about the amount of gas in the cavern, its density, temperature and pressure, its parameters at the wellhead, temperature distribution along the exploitation tubing and in the rock salt formation, etc. Using KAGA Package for controlling natural gas cavern operation one can trace the past cavern operations and find the current status of gas inside the cavern and surrounding rock salt formation. Being supplied with these data one can optimize further cavern operations also with help of the KAGA package. Results of application of the KAGA package for the KPMG Mogilno caverns are presented in the paper. Several parameters were adjusted at the beginning of modelling, e.g. temperature distribution in the rock salt massif around the modelled cavern, heat exchange coefficients. They were verified and fitted basing on the field data from the initial period of the gas cavern exploitation. After the proper fitting, the model can be considered as a true model and the results of simulation will match satisfactorily the field measurements for the next many-years period. Two oldest caverns are used as an example to discuss and present effects of proper adjustment of the KAGA model parameters and obtaining the true models of these gas caverns.