合理性讨论的重要性和方法论

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：由式可知，裂隙中的水力梯度一定小于1，即i＜1。因此，不满足Aberg提出的垂直水力梯度准则。根据式建议的水封准则，可方便确定出水幕系统的最小设置高度Hmin=L和最小水封压力pmin=pa。如果洞库内气相设计压力取0.2MPa，那么根据式可得水封厚度为35m；按照式得到的水封厚度为20m。式给出的判别关系简单明了、概念清晰，在实际工程中应用时，不用进行复杂的水力梯度计算，便于工程设计人员理解和使用。

根据式（13.10），不管裂隙中的水柱高度如何取值，如果储油压力pg取1个大气压，即pg=pa，在岩体中的裂隙为铅直情况下，由式（13.10）可知，水力梯度i将恒等于1，即满足Aberg提出的垂直水力梯度准则。

而在实际储油工况，洞库上方的油气压力因原油的挥发等作用会不断增加，而原油挥发形成的油气是不允许直接进入大气层的，因此洞库中的油气压力一定大于大气压力，即pg＞pa。由式（13.10）可知，裂隙中的水力梯度一定小于1，即i＜1。因此，不满足Aberg提出的垂直水力梯度准则。但根据式（13.12）或式（13.15），即使i＜1，但只要裂隙中的水柱高度满足式（13.15），油气在裂隙水的重力及裂隙水流阻力作用下，仍然会被有效地封存在洞库中。

根据式（13.15）建议的水封准则，可方便确定出水幕系统的最小设置高度Hmin=L和最小水封压力pmin=pa。当水幕孔设置高度h＜Hmin，为了使得式（13.15）的关系式满足要求，必须要增大裂隙上端水幕孔位置处的水压，即通过增加注水孔内的压力来使得式（13.15）右端的数值降低，从而最终满足不等式（13.15）。

我国现行《地下水封石洞油库设计规范》（GB 50455—2008）借鉴了国外的工程实践经验，要求“洞室拱顶距设计稳定地下水位垂直距离应按下式计算且不宜小于20m”，即

式中：Hw为设计稳定地下水位至洞室拱顶的垂直距离，m；p为洞室内的气相设计压力，MPa。

如果洞库内气相设计压力取0.2MPa，那么根据式（13.16）可得水封厚度（设计稳定地下水位至洞室拱顶的垂直距离）为35m；按照式（13.15）得到的水封厚度为20m。由此可见，现行规范的做法是合理可行、且具有一定的安全余度的。

油气逃逸准则的水封实质：要么通过足够的天然水体厚度来封存洞库中聚集的油气；要么利用水幕系统通过人为增大裂隙水压力来封存洞库中聚集的油气。

式（13.15）给出的判别关系简单明了、概念清晰，在实际工程中应用时，不用进行复杂的水力梯度计算，便于工程设计人员理解和使用。因此，式（13.15）给出的准则是一个实用性很强的准则。

合理性讨论的重要性和方法论

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