Способ превращения гидратов, залегающих на морском дне, в товарное углеводородное соединение

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ превращения гидратов, залегающих на морском дне, в товарное углеводородное соединение, включающий выемку кусков гидрата из морского дна посредством подводного экскаватора и смешивание вынутых кусков гидрата с водой и/или твердыми частицами донного грунта для образования транспортируемой по трубопроводной линии пульпы, содержащей гидрат;

подъем пульпы по вертикальному подъемному трубопроводу к контейнеру с надводной частью, плавающему на водной поверхности, посредством агрегата для подъема пульпы, который соединен с экскаватором, с целью;

разделение пульпы в устройстве для разделения пульпы, находящемся на или около указанного контейнера с надводной частью, на транспортируемый промежуточный продукт, содержащий метан, и поток остатков;

транспортирование промежуточного продукта, содержащего метан, к оборудованию, в котором промежуточный продукт превращают в товарное углеводородное соединение;

при этом пульповый насос агрегата для подъема пульпы приводится в действие с помощью потока остатков.

2. Способ по п.1, в котором поток остатков прокачивают вниз через обратный трубопровод для остатков к агрегату для подъема пульпы с помощью насоса для нагнетания остатков, размещенного в сооружении с надводной частью;

пульповый насос приводится в действие с помощью гидравлического двигателя, который приводится в действие потоком остатков; и

поток остатков выгружают в место сброса остатков на дне моря посредством гибкого трубопровода для удаления остатков, соединенного с выходным патрубком гидравлического двигателя.

3. Способ по п.2, в котором гидравлический двигатель представляет собой двигатель объемного типа, а насос для пульпы представляет собой объемный насос, который нагнетает пульпу, по существу, в турбулентном режиме течения через вертикальный трубопровод.

4. Способ по п.3, в котором объемные насос и гидравлический двигатель представляют собой агрегат, содержащий диафрагменные насос и гидравлический двигатель.

5. Способ по п.4, в котором агрегат, содержащий диафрагменные насос и гидравлический двигатель, содержит гибкую диафрагму, которая установлена внутри корпуса, по существу, в вертикальном положении, так, что она разделяет корпус на камеру, заполненную пульпой с гидратом, и камеру, заполненную потоком остатков.

6. Способ по п.5, в котором камера, заполненная пульпой с гидратом, и/или камера, заполненная потоком остатков, содержат по меньшей мере один патрубок для входа текучей среды и/или для выхода текучей среды, расположенный вблизи нижнего конца указанной камеры.

7. Способ по п.1, в котором обратный трубопровод для остатков и вертикальный трубопровод установлены соосно друг другу, свешиваются вниз от плавучего контейнера и поддерживают агрегат для подъема пульпы.

8. Способ по п.1, в котором устройство для разделения пульпы снабжено нагревателем, который нагревает и превращает куски гидрата в метан и фракции текучей среды, богатые остатками.

9. Способ по п.8, в котором нагреватель представляет собой теплообменник, через который прокачивают воду с поверхности моря, имеющую более высокую температуру, чем вода вблизи морского дна, смешанная с кусками извлеченного гидрата в подводном экскаваторе.

10. Способ по п.8 или 9, в котором давление в устройстве для разделения пульпы поддерживают выше атмосферного давления, а камера этого устройства снабжена средствами для отделения воды и соединена с отводящим трубопроводом для транспортирования фракции текучей среды, богатой метаном, в качестве транспортируемого промежуточного продукта, содержащего метан, к береговому оборудованию для превращения указанного транспортируемого промежуточного продукта, содержащего метан, в топливо, содержащее метан, и/или товарное углеводородное соединение.

11. Способ по п.10, в котором отводящий трубопровод сконфигурирован с возможностью соединения с танкером со сжиженным природным газом (СПГ) для транспортирования транспортируемого промежуточного продукта, содержащего метан, к береговому оборудованию для превращения указанного транспортируемого промежуточного продукта, содержащего метан, в топливо, содержащее метан, и/или товарное углеводородное соединение.

12. Способ по п.1, в котором средства подъема пульпы содержат подводную смесительную камеру, в которой охлажденную жидкость - носитель углеводородов, такую как газойль или дизельное топливо, добавляют к пульпе для превращения пульпы, содержащей гидрат, в охлажденный транспортируемый промежуточный продукт, содержащий метан, имеющий температуру ниже 0°С.

13. Способ по п.12, в котором указанный вертикальный трубопровод содержит нижний, промежуточный и верхний участки; разделительная камера размещена между нижним и промежуточным участками вертикального трубопровода; смесительная камера размещена между промежуточным и верхним участками вертикального трубопровода; верхний участок вертикального трубопровода покрыт теплоизолирующим слоем; и охлажденный транспортируемый промежуточный продукт, содержащий метан, транспортируют через верхний участок вертикального трубопровода, покрытый теплоизолирующим слоем, к контейнеру с надводной частью, и в результате температура охлажденного промежуточного продукта поддерживается ниже окружающей температуры поверхностной воды, окружающей контейнер с надводной частью.

14. Способ по п.13, в котором контейнер с надводной частью снабжен теплоизолированным сборным резервуаром, служащим для накапливания охлажденного промежуточного продукта; теплоизолированными трубопроводами для отвода пульпы, служащими для передачи охлажденного промежуточного продукта в теплоизолированный резервуар челночного танкера и сконфигурированными для транспортирования охлажденного промежуточного продукта к береговому оборудованию для превращения промежуточного продукта в топливо, содержащее метан, и/или товарное углеводородное соединение.

15. Способ по любому из пп.1-14, в котором экскаватор представляет собой дистанционно управляемую гусеничную машину, снабженную гусеничными цепями; и/или оборудование для превращения транспортируемого промежуточного продукта, содержащего метан, в топливо, содержащее метан, и/или другое товарное углеводородное соединение, представляет собой находящееся на удалении от берега или береговое оборудование для производства очищенного природного газа, подходящего для использования в качестве бытового, транспортного и/или промышленного топлива, и/или для производства сжиженного природного газа (СПГ), и/или для производства по технологии GTL (технология перевода газообразного метана в жидкие углеводороды) составов композиций, таких как синтетические смазочные материалы, GTL-топлива и/или GTL-парафины.

Рисунок 1

Текст

Смотреть все

ИСПРАВЛЕННОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ 2010.02.12 СПОСОБ ПРЕВРАЩЕНИЯ ГИДРАТОВ, ЗАЛЕГАЮЩИХ НА МОРСКОМ ДНЕ, В ТОВАРНОЕ УГЛЕВОДОРОДНОЕ СОЕДИНЕНИЕ Способ превращения гидратов, залегающих на морском дне, в товарное углеводородное соединение, включающий выемку пульпы, содержащей гидрат, из морского дна (14) с помощью подводного экскаватора (1); активирование системы подъема пульпы, содержащей пульповый насос (2), приводимый в действие потоком (8) остатков, для подъема пульпы с использованием вертикального трубопровода (3) к плавучему контейнеру (7) с надводной частью; разделение пульпы в устройстве (4) для разделения пульпы, размещенном в или вблизи указанного контейнера(7) с надводной частью, на транспортируемый промежуточный продукт, содержащий метан (CH4), и поток остатков; и транспортирование транспортируемого промежуточного продукта, содержащего метан, к оборудованию, в котором указанный промежуточный продукт превращают в товарное углеводородное соединение. Использование насоса (2) для перекачивания пульпы, содержащей гидрат, приводимого в действие потоком (8) остатков, позволяет экономичным и надежным образом поднимать пульпу к плавучему контейнеру (7) с надводной частью, поскольку по меньшей мере часть энергии и давления, необходимых для подъема пульпы, содержащей гидрат, к водной поверхности (13), направляют обратно в поток (8) остатков, возвращающийся к морскому дну (14). Примечание: библиография отражает состояние при переиздании(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ШЕЛЛ ИНТЕРНЭШНЛ РИСЕРЧ МААТСХАППИЙ Б.В. (NL) Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к способу превращения гидратов, залегающих на морском дне, в товарное углеводородное соединение. Уровень техники Подобный способ известен из опубликованной заявки US 2008/0088171. В известном способе предварительно с помощью подводного выемочного агрегата подготавливают смесь метановых гидратов и грунта и затем с помощью ряда подъемных ковшей, прикрепленных к паре вращающихся цепей, подают в установленный вблизи поверхности воды метановый купол. В метановом куполе гидрат метана накапливают и обеспечивают его разложение на метан и воду, после чего метан удаляют из купола для производства сжиженного природного газа или синтетического жидкого топлива. Недостаток известного способа заключается в том, что метановые гидраты обычно находятся на глубинах более 1 км, и, следовательно, для подъема смеси метановых гидратов и грунта на поверхность воды необходимы очень длинные цепи и большое количество подъемных ковшей. Поэтому для реализации известного способа требуется затратное и тяжелое оборудования, что делает известный способ с выемкой подводного грунта с помощью ковшей неподходящим и неэкономичным для использования в случае больших глубин морского дна. Другие способы выемки подводного гидрата известны из патентных документов US 6209965, US 2003/0136585, WO 98/44078 и CN 101182771. Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении улучшенного способа производства товарного углеводородного соединения из отложения гидрата, залегающего на морском дне, который (способ) является экономичным и подходящим для использования при больших глубинах дна. Сущность изобретения В соответствии с изобретением обеспечивается способ превращения гидратов, залегающих на морском дне, в товарное углеводородное соединение. Предложенный способ включает приведение в действие подводного экскаватора для выемки кусков гидрата из отложения гидрата и смешивания вынутых кусков гидрата с водой и/или частицами донного грунта для образования транспортируемой по трубопроводной линии пульпы, содержащей гидрат; приведение в действие агрегата для подъема пульпы, который соединен с экскаватором, с целью подъема пульпы по вертикальному подъемному трубопроводу к контейнеру с надводной частью, плавающему на водной поверхности; разделение пульпы в устройстве для разделения пульпы, находящемся на или вблизи контейнера с надводной частью, на транспортируемый промежуточный продукт, содержащий метан, и поток остатков; транспортирование транспортируемого промежуточного продукта, содержащего метан, к оборудованию, в котором указанный промежуточный продукт превращают в товарное углеводородное соединение; при этом агрегат для подъема пульпы содержит пульповый насос, который приводится в действие с помощью потока остатков. Преимущество активирования пульпового насоса с помощью потока остатков заключается в том,что для привода в действие пульпового насоса используют относительно большую плотность потока остатков. В результате уменьшается количество энергии, необходимой для подъема пульпы к плавучему контейнеру с надводной частью и/или для нагнетания потока остатка обратно из устройства для разделения пульпы к агрегату для подъема пульпы, в частности, если агрегат для подъема пульпы размещен на глубине в несколько сот метров или несколько километров ниже поверхности воды. Предпочтительно, чтобы поток остатков нагнетали вниз через обратный трубопровод для остатков в агрегат для подъема пульпы с помощью насоса для нагнетания остатков, размещенного в плавучем сооружении, имеющем надводную часть; пульповый насос активизировали с помощью гидравлического двигателя, приводимого в действие потоком остатков; и поток остатков выгружали в место сброса остатка с помощью гибкого трубопровода для сброса остатков, который соединен с выпускным патрубком гидравлического двигателя. Гидравлическим двигателем (гидродвигателем) может быть гидродвигатель объемного типа, а пульповым насосом может служить объемный насос, который нагнетает пульпу, по существу, в режиме турбулентного течения через вертикальный трубопровод. Объемный насос вместе с объемным гидродвигателем могут представлять собой агрегат, включающий в себя диафрагменные насос и гидродвигатель и содержащий эластичную диафрагму, которая расположена в целом вертикально внутри корпуса, так что она разделяет корпус на камеру, заполняемую пульпой с гидратом, и камеру, заполняемую потоком остатков. Предпочтительно, чтобы камера, заполняемая пульпой с гидратом, и/или камера, заполняемая потоком остатков, содержали по меньшей мере один патрубок для впуска и/или выпуска текучей среды,расположенный около нижнего конца камеры для того, чтобы предотвратить закупоривание камеры твердыми частицами, находящимися в пульпе, содержащей гидрат, и/или потоком остатков. Эти и другие особенности, воплощения и преимущества способа согласно изобретению раскрыты в приложенных пунктах формулы изобретения, реферате и нижеприведенном подробном описании не ограничивающих воплощений, иллюстрируемых на сопровождающих чертежах, при этом в описании изобретения используются ссылочные номера позиций, которые относятся к соответствующим номерам позиций, указанным на чертежах. Краткое описание чертежей Фиг. 1 - схематический вид в вертикальном разрезе первого предпочтительного воплощения системы для подъема и обработки пульпы, содержащей гидрат, в которой осуществляется способ, соответствующий изобретению. Фиг. 2 - схематический вид в вертикальном разрезе второго предпочтительного воплощения системы для подъема и обработки пульпы, содержащей гидрат, в которой осуществляется способ, соответствующий изобретению. Фиг. 3 - схематическое трехмерное изображение другого предпочтительного воплощения системы для подъема и обработки пульпы, содержащей гидрат, в которой осуществляется способ, соответствующий изобретению. Фиг. 4 - схема потоков для схемы выемки, подъема и разделения пульпы в соответствии с изобретением. Фиг. 5 - схема выемки, подъема и разделения пульпы в соответствии с изобретением, в которой агрегаты, содержащие гидравлические насос и двигатель, включают в себя диафрагменные насосы и гидродвигатели. Подробное описание иллюстрируемых воплощений Системы, показанные на фиг. 1-5, позволяют поднимать и осуществлять превращение отложений гидрата, залегающего в мелководных отложениях в глубоководных зонах, находящихся на расстоянии от берега, в транспортируемые промежуточные продукты, которые затем с помощью челночного танкера или трубопровода транспортируют к оборудованию, размещенному на суше или на удалении от берега,предназначенному для превращения промежуточного продукта в товарное топливо и/или другое углеводородное соединение. В соответствии с изобретением производят выемку гидратов из подводных отложений гидратов, залегающих на морском дне, используя для этого размещенный на морском дне экскаватор типа, разработанного для глубоководной выемки других сырьевых материалов. Экскаватор может представлять собой дистанционно управляемую гусеничную машину, снабженную гусеничными цепями. Такой экскаватор будет производить пульпу из гидрата, воды и отложения, которая поступает в промежуточное производственное оборудование и от которой отделяют промежуточный продукт и транспортируют к поверхности, как это описано ниже. В воплощении, представленном на фиг. 1, установленный на морском дне экскаватор 1 производит выемку гидратов из отложения 10 гидратов и транспортирует пульпу 17, образованную из метанового гидрата, твердых частиц отложений и морской воды, через гибкий шланг 11 в вертикальный трубопровод 3 для подъема пульпы. На определенной глубине пульпа транспортируется через насосную установку 2,которая повышает давление пульпы 17 внутри вертикального трубопровода и нагнетает е вверх по существу в турбулентном режиме течения через вертикальный трубопровод 3 для подъема пульпы с такой скоростью, что осаждение твердой фазы является минимальным. Вверху вертикального трубопровода 3 для подъема пульпы, вблизи поверхности моря, пульпа поступает в устройство 4 для разделения пульпы при высоком давлении, созданном насосной установкой 2. Кроме того, через входное отверстие 5 для морской воды в теплообменные трубы, установленные внутри указанного разделительного устройства 4,непрерывно вводят теплую поверхностную морскую воду, в результате чего гидрат метана нагревается,что приводит к его разложению на воду и газообразный метан (СН 4) при высоком давлении. Газообразный метан (CH4) отводят из верхней части 6 разделительного устройства 4 и пропускают через ступени осушки и сжатия, прежде чем он будет готов для отвода из контейнера 12 для промежуточного продукта типа столбовидного буя, который плавает на водной поверхности 13 и присоединен к морскому дну 14 с помощью якорных растяжек 15, прикрепленных к самозасасывающимся башмакам 16, которые проникают в морское дно 14. Поток остатков, содержащих остаточную воду и отложение, отводят через днище 7 устройства 4 для разделения пульпы, после чего этот поток поступает в обратный трубопровод 8 для транспортирования остатков обратно в зону морского дна 14, подходящую для сброса 9 остатков. Фиг. 2 иллюстрирует альтернативное воплощение системы для подъема и обработки извлеченных со дна кусков гидрата, в которой осуществляется способ согласно настоящему изобретению. В этом воплощении гидрат метана производят в твердом состоянии в сооружении, имеющем надводную часть, при низкой температуре в объеме пульпы на основе нефти. Основные преимущества такого промежуточного продукта заключается в том, что гидрат при низкой температуре будет проявлять эффект самосохранения и, следовательно, остается метастабильным в виде твердого вещества, которое является удобной фазой для транспортирования, и пульпу можно нагнетать непосредственно на корабль при отсутствии необходимости использования сложного оборудования для удаления твердых примесей. В рассматриваемом варианте размещенный на морском дне экскаватор 21, который может представлять собой дистан-2 019769 ционно управляемую гусеничную машину, снабженную гусеничными цепями, производит выемку гидрата из отложения 30 гидрата на морском дне 31 и направляет пульпу, содержащую гидрат метана, твердые частицы отложения и морскую воду, по гибкому шлангу 32 в устройство 22 для разделения пульпы,содержащей гидрат. В разделительном устройстве 22 отложение быстро опускается вниз, отводится с низа 23 устройства 22 и сбрасывается в виде остатков 33 в подходящем месте. Частицы гидрата всплывают в разделительном устройстве 22 вверх и отводятся с верха устройства 22 в вертикальную подъемную трубу 24 в виде пульпы, содержащей гидрат и воду, которая затем поступает в устройство 25 для приготовления пульпы из воды и нефти. Указанное устройство 25 для приготовления пульпы содержит ленточный транспортер 35 и трубопровод 36 для подачи холодной нефти и размещено на достаточной глубине ниже водной поверхности 34, так, что находится в пределах зоны стабильности газового гидрата(GSHZ), возможно на морском дне 31, прикрепленным к разделительному устройству 22. Гидрат перемещается в пульпу, охлажденную приблизительно до температуры -20 С с помощью хладагента, которым служит подходящий углеводород (например, газойль), и затем пульпа с гидратом протекает вверх по вертикальному трубопроводу 26 к плавучему надводному сооружению 27. Из надводного сооружения 27 пульпа может затем нагнетаться через шланг 28 в челночный танкер 29, где нефть отделяют от пульпы для повторного использования. Челночный танкер 29 транспортирует затем холодный твердый гидрат на берег с целью сбыта. Фиг. 3 иллюстрирует другое воплощение способа, соответствующего изобретению, в котором экскаватор 40 производит выемку пульпы, содержащей гидрат, из гидратного отложения 41, залегающего на морском дне 42, и подает извлеченную со дна пульпу 43, содержащую гидрат, грунт и воду, по гибкому вертикальному шлангу 44 в подводный пульповый насос 45. Подводный пульповый насос 45 прокачивает пульпу через подъемный вертикальный трубопровод 56 для пульпы к надводной эксплуатационной морской платформе 46, плавающей на поверхности 47 воды. Устройство 48 для разделения метана и остатка, установленное на указанной платформе 46, разделяет пульпу на поток 49 остатка и пригодный для перекачивания продукт, содержащий метан, например, состав, содержащий природный газ, или сжиженный природный газ (СПГ). Поток остатков с помощью насоса 50 высокого давления закачивают в обратный трубопровод 51 для остатков, который соединен с гидравлическим двигателем 52. Гидравлический двигатель 52 приводит в действие подводный насос 45, например, за счет монтажа насоса 45 и двигателя 52 на общем валу 53. Насос 45 и двигатель 52 могут представлять собой роторно-динамические агрегаты,такие как гидротурбины или устройства центробежного типа, или это могут быть устройства объемного типа, такие как поршневые насосы и гидравлические двигатели, двухвинтовые насосы и гидравлические двигатели, винтовые насосы, действие которых основано на принципе Муано, и гидравлические двигатели. Поток 49 остатков, отводимый посредством гидравлического двигателя 52, протекает через гибкий трубопровод 54 для удаляемых остатков к месту 88 сброса остатков на морском дне 42. На фиг. 4 представлена диаграмма потоков для системы, иллюстрируемой на фиг. 3, на которой одинаковые элементы обозначены такими же номерами позиций, что и на фиг. 3. Фиг. 4, кроме того, иллюстрирует, как показано стрелкой 57, что относительно теплая морская вода из поверхности 47 воды может быть использована для нагревания содержащей гидрат пульпы 43, извлеченной экскаватором, в устройстве 48 для разделения пульпы на метан и остатки. Фиг. 5 иллюстрирует другое предпочтительное воплощение подводной насосной установки 60 для использования в способе согласно настоящему изобретению. В этом воплощении насосная установка содержит три агрегата 61 А-С с диафрагменными насосом и гидродвигателем. Каждый агрегат 61 А-С содержит сферический корпус, в котором размещена, по существу, вертикальная гибкая эластичная мембрана 62 А-С, которая разделяет внутренний объем корпуса на камеру 63 А-С, заполняемую пульпой, содержащей гидрат, и камеру 64 А-С, заполняемую потоком остатков. Каждая камера 63 А-С, заполняемая пульпой, содержащей гидрат, может быть соединена посредством клапана 65 А-С с гибким вертикальным трубопроводом 66, соединенным с насосом 67, установленным на экскаваторе 68, и посредством второго клапана 68 А-С соединена с вертикальным трубопроводом 69 для пульпы. Вертикальный трубопровод 69 для пульпы проходит подвешенным вниз от контейнера 70 для сбора продукта. Указанный контейнер 70 плавает на поверхности 71 воды и в нем размещено устройство 72 для разделения пульпы, в которое вертикальный подъемный трубопровод 69 для пульпы выгружает пульпу 73, содержащую гидрат, и в котором пульпа 73 разделяется на поток 74 метана (СН 4) и поток 75 остатков. Поток 75 остатков нагнетают с помощью мультифазного насоса 76 высокого давления в обратный трубопровод 77 для остатков, который может быть соединен с каждой из камер 64 А-С, заполняемых потоком остатков, посредством третьего клапана 78 А-С. Каждая из камер 64 А-С, содержащих поток остатков, кроме того, может быть соединена с гибким трубопроводом 79 для удаления остатков посредством четвертых клапанов 80 А-С. Клапаны, с первых по четвертые, сообщаются по текучей среде с входными и выходными патрубками 81 А-С и 82 А-С соответственно, которые установлены вблизи нижнего конца сферических корпусов агрегатов 61 А-С, содержащих диафрагменные насосы и гидродвигатели, для предотвращения накапливания в указанных корпусах отложений твердой фазы. Как показано на фиг. 5, открыты только второй и третий клапаны 68 А и 78 А самого верхнего агрегата с диафрагменными насосом и гидродвигателем, что позволяет потоку остатков, нагнетаемому насосом 76 высокого давления, отжимать мембрану 62 А вправо, как показано стрелкой 85 А, в результате чего происходит нагнетание пульпы, содержащей гидрат, из камеры 63 А, заполненной пульпой, содержащей гидрат, в вертикальный подъемный трубопровод 69 для пульпы. Из двух самых нижних агрегатов 61 В-С, содержащих диафрагменные насос и гидродвигатель, открыты только первые и четвертые клапаны 65 В-С и 80 В-С, что позволяет пульпе 73, содержащей гидрат,нагнетаемой насосом 67, размещенным на экскаваторе, отжимать мембраны 62 В-С влево, как показано стрелками 87 В-С, и в результате происходит нагнетание потоков 75 остатков из камеры 64 В-С, заполненной потоком остатков, в место 88 сброса остатков на морском дне 89. В частности, если подводная насосная установка 60 размещена на большой глубине, от нескольких сот метров до нескольких километров, то в этом случае для привода в действие агрегатов 61 А-С, содержащих диафрагменные насос и гидродвигатель, выгодно использовать поток остатков, поскольку плотность потока остатков превышает плотность окружающей морской воды, и поэтому для нагнетания потока остатков в обратный трубопровод 77 может быть использован насос 76 высокого давления относительно низкой мощности, который, следовательно, создает много большее давление в агрегатах 61 А-С,содержащих диафрагменные насос и гидродвигатель, благодаря гидростатическому давлению потока остатков в указанном обратном трубопроводе 77 для остатков. Агрегаты 61 А-С, содержащие диафрагменные насос и гидродвигатель, компактны и надежны в эксплуатации, и способны значительно повышать давление пульпы 73, содержащей гидрат, до такого высокого давления, что пульпа 73 поднимается вверх в турбулентном режиме течения по вертикальному трубопроводу 69 для пульпы к контейнеру 70 для сбора и подготовки продукта, находящемуся на водной поверхности 71, и в результате предотвращается закупоривание трубопровода 69 отложениями гидрата и/или грунта. Агрегаты 61 А-С, содержащие диафрагменные насос и гидродвигатель, используют в горнодобывающей промышленности, и они способны нагнетать пульпы, содержащие грунт с высоким содержанием твердой фазы, в течение длительных периодов времени. Использование агрегата 61 А-С, содержащего диафрагменные насос и гидродвигатель, и/или насосы для пульпы, приводимые в действие потоком 75 остатков, которые возвращают к морскому дну 89, позволяет экономичным и надежным образом поднимать пульпу 73, содержащую гидрат, к контейнеру 70 с выступающей над поверхностью воды надводной частью, так как по меньшей мере часть энергии и давления, необходимых для подъема пульпы, содержащей гидрат, рециркулирует в возвратный поток 75 остатков, и в результате гидравлическое давление потока 75 остатков в обратном трубопроводе 77 значительно уменьшает энергию и гидростатический напор, которые должен обеспечивать насос 76 высокого давления, размещенный на плавучем контейнере 70, в частности, если агрегат 61 А-С, содержащий насос и гидродвигатель, размещен на большой морской глубине, которая может изменяться в интервале от нескольких сот метров до нескольких километров ниже водной поверхности 71. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ превращения гидратов, залегающих на морском дне, в товарное углеводородное соединение, включающий выемку кусков гидрата из морского дна посредством подводного экскаватора и смешивание вынутых кусков гидрата с водой и/или твердыми частицами донного грунта для образования транспортируемой по трубопроводной линии пульпы, содержащей гидрат; подъем пульпы по вертикальному подъемному трубопроводу к контейнеру с надводной частью,плавающему на водной поверхности, посредством агрегата для подъема пульпы, который соединен с экскаватором; разделение пульпы в устройстве для разделения пульпы, находящемся на или около указанного контейнера с надводной частью, на транспортируемый промежуточный продукт, содержащий метан, и поток остатков; транспортирование промежуточного продукта, содержащего метан, к оборудованию, в котором промежуточный продукт превращают в товарное углеводородное соединение; при этом пульповый насос агрегата для подъема пульпы приводится в действие с помощью потока остатков. 2. Способ по п.1, в котором поток остатков прокачивают вниз черезобратный трубопровод для остатков к агрегату для подъема пульпы с помощью насоса для нагнетания остатков, размещенного в сооружении с надводной частью; пульповый насос приводится в действие с помощью гидравлического двигателя, который приводится в действие потоком остатков; и поток остатков выгружают в место сброса остатков на дне моря посредством гибкого трубопровода для удаления остатков, соединенного с выходным патрубком гидравлического двигателя. 3. Способ по п.2, в котором гидравлический двигатель представляет собой двигатель объемного ти-4 019769 па, а насос для пульпы представляет собой объемный насос, который нагнетает пульпу, по существу, в турбулентном режиме течения через вертикальный трубопровод. 4. Способ по п.3, в котором объемные насос и гидравлический двигатель представляют собой агрегат, содержащий диафрагменные насос и гидравлический двигатель. 5. Способ по п.4, в котором агрегат, содержащий диафрагменные насос и гидравлический двигатель, содержит гибкую диафрагму, которая установлена внутри корпуса, по существу, в вертикальном положении, так, что она разделяет корпус на камеру, заполненную пульпой с гидратом, и камеру, заполненную потоком остатков. 6. Способ по п.5, в котором камера, заполненная пульпой с гидратом, и/или камера, заполненная потоком остатков, содержат по меньшей мере один патрубок для входа текучей среды и/или для выхода текучей среды, расположенный вблизи нижнего конца указанной камеры. 7. Способ по п.1, в котором обратный трубопровод для остатков и вертикальный трубопровод установлены соосно друг другу, свешиваются вниз от плавучего контейнера и поддерживают агрегат для подъема пульпы. 8. Способ по п.1, в котором устройство для разделения пульпы снабжено нагревателем, который нагревает и превращает куски гидрата в метан и фракции текучей среды, богатые остатками. 9. Способ по п.8, в котором нагреватель представляет собой теплообменник, через который прокачивают воду с поверхности моря, имеющую более высокую температуру, чем вода вблизи морского дна,смешанная с кусками извлеченного гидрата в подводном экскаваторе. 10. Способ по п.8 или 9, в котором давление в устройстве для разделения пульпы поддерживают выше атмосферного давления, а камера этого устройства снабжена средствами для отделения воды и соединена с отводящим трубопроводом для транспортирования фракции текучей среды, богатой метаном,в качестве транспортируемого промежуточного продукта, содержащего метан, к береговому оборудованию для превращения указанного транспортируемого промежуточного продукта, содержащего метан, в топливо, содержащее метан, и/или товарное углеводородное соединение. 11. Способ по п.10, в котором отводящий трубопровод сконфигурирован с возможностью соединения с танкером со сжиженным природным газом (СПГ) для транспортирования транспортируемого промежуточного продукта, содержащего метан, к береговому оборудованию для превращения указанного транспортируемого промежуточного продукта, содержащего метан, в топливо, содержащее метан, и/или товарное углеводородное соединение. 12. Способ по п.1, в котором средства подъема пульпы содержат подводную смесительную камеру,в которой охлажденную жидкость - носитель углеводородов, такую как газойль или дизельное топливо,добавляют к пульпе для превращения пульпы, содержащей гидрат, в охлажденный транспортируемый промежуточный продукт, содержащий метан, имеющий температуру ниже 0 С. 13. Способ по п.12, в котором указанный вертикальный трубопровод содержит нижний, промежуточный и верхний участки; разделительная камера размещена между нижним и промежуточным участками вертикального трубопровода; смесительная камера размещена между промежуточным и верхним участками вертикального трубопровода; верхний участок вертикального трубопровода покрыт теплоизолирующим слоем; и охлажденный транспортируемый промежуточный продукт, содержащий метан,транспортируют через верхний участок вертикального трубопровода, покрытый теплоизолирующим слоем, к контейнеру с надводной частью, и в результате температура охлажденного промежуточного продукта поддерживается ниже окружающей температуры поверхностной воды, окружающей контейнер с надводной частью. 14. Способ по п.13, в котором контейнер с надводной частью снабжен теплоизолированным сборным резервуаром, служащим для накапливания охлажденного промежуточного продукта; теплоизолированными трубопроводами для отвода пульпы, служащими для передачи охлажденного промежуточного продукта в теплоизолированный резервуар челночного танкера и сконфигурированными для транспортирования охлажденного промежуточного продукта к береговому оборудованию для превращения промежуточного продукта в топливо, содержащее метан, и/или товарное углеводородное соединение. 15. Способ по любому из пп.1-14, в котором экскаватор представляет собой дистанционно управляемую гусеничную машину, снабженную гусеничными цепями; и/или оборудование для превращения транспортируемого промежуточного продукта, содержащего метан, в топливо, содержащее метан, и/или другое товарное углеводородное соединение, представляет собой находящееся на удалении от берега или береговое оборудование для производства очищенного природного газа, подходящего для использования в качестве бытового, транспортного и/или промышленного топлива, и/или для производства сжиженного природного газа (СПГ), и/или для производства по технологии GTL (технология перевода газообразного метана в жидкие углеводороды) составов композиций, таких как синтетические смазочные материалы,GTL-топлива и/или GTL-парафины.

МПК / Метки

МПК: E02F 3/00, E21B 43/01, E21C 45/00, E21B 43/36

Метки: превращения, гидратов, товарное, соединение, углеводородное, морском, залегающих, дне, способ

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/8-19769-sposob-prevrashheniya-gidratov-zalegayushhih-na-morskom-dne-v-tovarnoe-uglevodorodnoe-soedinenie.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ превращения гидратов, залегающих на морском дне, в товарное углеводородное соединение</a>

Похожие патенты