Система райзерів для транспортування суспензії з позиції, суміжної з морським дном, на позицію, суміжну з морською поверхнею

Реферат: Винахід належить до галузі транспортування суспензії з позиції, суміжної із морським дном, на позицію, суміжну з морською поверхнею. У першому аспекті винаходу охарактеризовано систему райзерів для транспортування суспензії з позиції суміжної з морським дном на позицію, суміжну з морською поверхнею, що містить перший і другий райзери; систему насосів для транспортування суспензії вгору по одному з райзерів; і систему насосів для повернення підтоварної води вниз по одному з райзерів; в якій система насосів для суспензії і система насосів для підтоварної води селективно з'єднані з кожним із райзерів для забезпечення роботи кожного райзера або як райзера суспензії, або райзера підтоварної води. У другому аспекті винаходу охарактеризовано систему видобування корисних копалин, що містить згадану систему райзерів, з'єднану на своєму верхньому кінці з мобільним надводним плавзасобом і на своєму нижньому кінці з мобільним підводним інструментом видобування корисних копалин. У третьому аспекті винаходу охарактеризовано спосіб виконання системи райзерів, яка містить пару райзерів подачі суспензії, кожного з системою насосів для транспортування суспензії вгору по райзеру, і пару ліній повернення підтоварної води, кожну з насосом підтоварної води для повернення підтоварної води вниз по лінії повернення підтоварної води, в якому від'єднують UA 109595 C2 (12) UA 109595 C2 систему насосів для підтоварної води від однієї з ліній повернення підтоварної води і з'єднують систему насосів для суспензії з лінією повернення підтоварної води, з перетворенням при цьому лінії повернення підтоварної води в райзер подачі суспензії. UA 109595 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід стосується системи райзерів для транспортування суспензії з позиції суміжної з морським дном на позицію суміжну з морською поверхнею. У заявці WO 2010/000289 розкритий спосіб і пристрій для розробки корисних копалин на морському дні. Пристрій складається з гусеничного самохідного агрегату, що переміщується по морському дну, який порушує цілісність відкладень і всмоктує їх. Одержана в результаті суспензія потім транспортується по системі райзерів у надводний плавзасіб для додаткової переробки. Система райзерів повинна бути виконана з можливістю максимально надійного транспортування суспензії на поверхню, оскільки будь-який простій дає значну втрату прибутку. Одночасно система райзерів повинна переміщуватися в морській воді, супроводжуючи гусеничний самохідний агрегат і надводний плавзасіб, і тому повинна бути наскільки можливо легкою і низькопрофільною. Даний винахід націлений на створення системи райзерів, яка може ефективно працювати в даних обставинах. Згідно з першим аспектом даного винаходу створена система райзерів для транспортування суспензії з позиції суміжної з морським дном на позицію суміжну з морською поверхнею, причому система райзерів містить перший і другий райзери; система насосів для транспортування суспензії вгору по одному з райзерів і система насосів для повернення підтоварної води вниз по одому з райзерів; де система насосів для суспензії і система насосів для підтоварної води селективно з'єднуються з кожним з райзерів для забезпечення роботи кожного райзера або як райзера подачі суспензії або як райзера зливу підтоварної води. У даному пристрої, якщо в райзері подачі суспензії виникає теча на частині відрізка його довжини, райзер для підтоварної води можна перетворити в райзер подачі суспензії так, що робота може продовжуватися. У даних обставинах райзер подачі суспензії з течею можна перетворити в лінію підтоварної води, якщо невеликий витік води є прийнятним. Альтернативно або додатково, один або декілька додаткових райзерів можуть бути присутніми, як розглянуто нижче. Даний пристрій забезпечує додаткову гнучкість при експлуатації. Переважно система додатково містить третій райзер, з яким система насосів для суспензії і система насосів для підтоварної води селективно з'єднуються. Даний третій райзер можна використовувати при нормальній роботі, наприклад, як другий райзер подачі суспензії. Альтернативно, він може бездіяти. Залежно від того, в якому райзері виникають проблеми, систему насосів для суспензії і систему насосів для води можна селективно з'єднувати з трьома райзерами так, що райзер з течею або вимикається з роботи, або використовується для повернення підтоварної води. Більш переважно наявність четвертого райзера, з якою система насосів для суспензії і система насосів для підтоварної води селективно з'єднуються. При чотирьох райзерах можна мати два райзери подачі суспензії і два райзери для підтоварної води або два райзери подачі суспензії, один райзер для підтоварної води і райзер, який не працює. Залежно від того, в якому райзері виникає теча, можна змінювати конфігурацію системи так, що райзер з течею або вимикається з роботи або стає одним з райзерів для підтоварної води. Більше чотирьох райзерів можуть бути присутніми для забезпечення наявності додаткових райзерів для суспензії або райзерів для підтоварної води, якщо необхідно. Насос для суспензії може бути одиночним насосом. Разом з тим, переважно, кожна система насосів для суспензії складається з множини насосів, рознесених по відрізку довжини райзера. Дане утворює другий аспект даного винаходу, який в широкому значенні можна представити як систему райзерів для транспортування суспензії з позиції суміжної з морським дном на позицію суміжну з морською поверхнею, де система райзерів містить множину райзерів, причому кожний райзер містить систему насосів для перекачування суспензії по райзеру; кожна система насосів містить множину насосів, рознесених вздовж райзера. Розподіл насосів вздовж райзера тут забезпечує можливість використання технології з відомими насосами. Розподіл ваги створює збалансований райзер із розширеними можливостями морського переміщення. Насоси можна групувати в напрямку до верху системи райзерів, в такому варіанті добре відпрацьовані насоси для невеликих глибин можна використовувати. Разом з тим, тут створюється недолік тиску зверху системи райзерів, що вимагає застосування секцій із більш товстими стінками для унеможливлення зминання. Вказане приводить до обважнення системи райзерів і збільшення витрат. Тому насоси переважно розносяться по суті рівномірно вздовж райзерів. Вказане також забезпечує більш 'модульну' систему, в якій можна спочатку використовувати коротші секції райзера і менше насосів для ведення добування на невеликій глибині, до яких можна з часом додавати додаткові райзери з відповідними насосами. 1 UA 109595 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Кожний насос переважно забезпечений шарнірним з'єднанням з райзером подачі суспензії і виконаний так, що при шарнірному встановленні на райзер подачі суспензії поворот в шарнірі приводить впускні і випускні вікна на насосі в з'єднання з відповідними вікнами на системі райзерів. Така конструкція забезпечує насосу простий поворот на місці встановлення за допомогою підводного апарату з дистанційним керуванням в таке положення, в якому вікна насоса автоматично поєднуються і стикуються з вікнами на райзері подачі суспензії. Для здійснення кріплення насоса для суспензії на колишній лінії повернення підтоварної води кожна лінія повернення підтоварної води переважно забезпечена площадкою для насоса, яка має впускні і випускні вікна, виконані з можливістю скріплення з насосом, і байпасну трубу, знімно з'єднану між впускним і випускним вікнами. Така байпасна труба забезпечує прохід води вниз через лінію повернення підтоварної води при роботі в режимі повернення підтоварної води. Коли потрібне перемикання лінії повернення підтоварної води в режим роботи райзера подачі суспензії, байпасна труба знімається і насос кріпиться на потрібному місці, переважно з використанням шарнірного з'єднання, згаданого вище. Райзери і лінії повернення переважно з'єднуються одні з одними множиною розпірок, розташованих вздовж відрізка довжини системи райзерів, де кожна розпірка встановлена по суті в горизонтальній площині. Така розпірка добре підходить для безприв'язного райзера виконаного з можливістю переміщуватися по морю, оскільки створює надійну і міцну опору незалежно від напрямку переміщення і морських течій. Кожний райзер або лінія повернення води може бути однією безперервною трубою. Переважно, разом з тим, система райзерів складена з множини модулів, з'єднаних кінцями один з іншим, які утворюють райзери подачі суспензії і лінії повернення води. Кожний модуль складається з чотирьох труб, з яких дві утворюють райзери подачі суспензії і дві утворюють лінії повернення води. Зрозуміло, що більше чотирьох труб можна використовувати, якщо необхідно. В описі, наведеному тут, дана мінімальна необхідна кількість труб. Також, хоча описана парна кількість труб, вказане не є необхідним, можна мати, наприклад, три райзери і дві лінії повернення води. Переважно, модулі двох різних типів становлять систему райзерів, а саме трубні модулі, які містять щонайменше чотири труби без бічних вікон, і насосні модулі, які мають аналогічну конструкцію з відмінністю в тому, що щонайменше одна з труб забезпечена бічними впускними і випускними вікнами. Дані вікна можуть або з'єднуватися з насосом у варіанті райзера подачі суспензії або можуть з'єднуватися з байпасною трубою у варіанті лінії повернення води. Таким чином, вся система райзерів може будуватися з модулів тільки двох типів, де достатня кількість насосних модулів рознесена по відрізку довжини райзера для розміщення потрібної кількості насосів. Дійсно, навіть у райзері подачі суспензії байпасні труби можуть з'єднуватися з деякими впусками і випусками, утворюючи резервування для варіанта, в якому потрібні додаткові насоси, або в якому існуючі насоси потребують переміщення. Переважно, райзери щонайменше частково підвішені на цистерні забезпечення плавучості. Даний винахід також продовжений на систему видобування корисних копалин, яка містить систему райзерів згідно з будь-яким аспектом винаходу, описаним вище, з'єднану на верхньому кінці з мобільним надводним плавзасобом і на нижньому кінці з мобільним підводним інструментом видобування корисних копалин. Згідно з додатковим аспектом даного винаходу створена система райзерів, що містить щонайменше два райзери подачі суспензії і щонайменше дві лінії повернення води, причому система райзерів містить множину модулів, з'єднаних кінцями один з одним, кожний модуль містить щонайменше пару труб райзера подачі суспензії і пару труб зворотної подачі води, причому модулі вибираються з трубних модулів, які містять щонайменше чотири труби без бічних вікон, і насосних модулів, в яких щонайменше одна з труб має бічне впускне вікно і бічне випускне вікно для приєднання насоса. Для зменшення напружень у райзері, зумовлених власною вагою райзера і вагою суспензії, потрібно забезпечувати плавучість райзера. Для модульної конструкції деякі з модулів забезпечені цистернами забезпечення плавучості, і використовується стільки даних плавучих модулів, скільки потрібно. Вказане можна реалізувати або в трубних або в насосних модулях, описаних вище, забезпечених цистернами плавучості. Разом з тим, для максимальної гнучкості переважним є модуль третього типу, який повинен називатися модулем забезпечення плавучості, який забезпечений цистернами плавучості. 2 UA 109595 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Цистернами плавучості може забезпечуватися насосний модуль. Разом з тим, переважно, модуль забезпечення плавучості є комбінацією трубного модуля і цистерн плавучості. При цьому виключені будь-які можливі перешкоди на бічних вікнах від цистерн плавучості. Переважно, кількість цистерн плавучості дорівнює кількості труб райзерів, і цистерни плавучості являють собою видовжені цистерни, розташовані між суміжними трубами. Даний винахід також продовжений способом виконання системи райзерів, яка містить пару райзерів подачі суспензії, кожного з насосною системою для подачі суспензії вгору по райзеру, і пари ліній повернення підтоварної води, кожної з насосом для повернення підтоварної води вниз по лінії повернення підтоварної води, причому спосіб містить від'єднання системи насосів для підтоварної води від однієї з ліній повернення підтоварної води, і з'єднання системи насосів для суспензії з лінією повернення підтоварної води, при цьому лінія повернення підтоварної води перетворюється в райзер подачі суспензії. Якщо підтоварна вода не може випускатися іншим засобом, наприклад, якщо не обов'язково повертати її до морського дна, спосіб переважно також містить від'єднання системи насосів від одного з райзерів подачі суспензії і з'єднання системи насосів для підтоварної води з даним райзером для перетворення його в лінію повернення підтоварної води. Система райзерів переважно є безприв'язною системою райзерів. Вказане означає, що система прикріплена до самохідного агрегату, що переміщується по морському дну, замість прикріплення до нерухомої конструкції на морському дні, такої, як обладнання гирла свердловини. Приклад системи райзерів і спосіб згідно з даним винаходом описані з посиланнями на прикладені креслення, на яких показане наступне. На Фіг. 1 показаний вигляд в ізометрії ділянки насосного модуля системи райзерів. На Фіг. 2 показаний поперечний переріз системи райзерів без прикріплених насосів або байпасних клапанів. На Фіг. 3 показаний подовжній переріз ділянки системи райзерів, що містить впускні і випускні вікна. На Фіг. 4 показаний перерізстику між впускним/випускним вікном і насосом. На Фіг. 5A, 5B і 5C показані поперечний переріз, вигляд збоку і в ізометрії відповідно трубного модуля. На Фіг. 6A, 6B і 6C показані аналогічні вигляди модуля забезпечення плавучості. На Фіг. 7A-7C показані схеми роботи запобіжних клапанів. На Фіг. 8 показана схема системи видобування корисних копалин загалом. Система загалом і в цілому (що включає в себе надводний плавзасіб і підводний видобувний агрегат) описана в заявці WO 2010/000289. Схема системи загалом показана на Фіг. 9. Система загалом містить надводний плавзасіб 100 на морській поверхні 102 і один або декілька видобувних агрегатів 103, які охоплюють морське дно 4, забирають відкладення з морського дна і утворюють суспензію, яка всмоктується по гнучким райзерам 105. Агрегати описані в заявці в стадії розгляду (agent's ref. P113709GB00). Гнучкі райзери 105 з'єднуються кульовими обертовими шарнірними з'єднаннями з відповідними райзерами 1 подачі суспензії, що проходить вниз до позиції приблизно на 200 метрів вище морського дна. Тут потрібно відмітити зливні клапани 106, які забезпечують злив суспензії з райзерів 1 при виникненні проблем. Дані клапани 106 відкриті на лініях повернення води для викидання води. Дифузор встановлений знизу кожного райзера для зменшення швидкості виходу води. З інтервалами вздовж райзерів 1 розташовані насоси 17, як описано детальніше нижче. Паралельно з райзерами 1 розташовані одна або декілька ліній 2 повернення води (також описані детальніше нижче), вниз по яких насоси 107 повернення підтоварної води перекачують підтоварну воду, відібрану з суспензії. Дане можна використовувати для приводу самохідних видобувних агрегатів 103. Лінії повернення води мають стикувальні втулки, які забезпечують їх з'єднання з гнучкими райзерами 105, якщо необхідно. Разом з тим, в конфігурації ліній повернення води дані стикувальні втулки блокуються. Пучок труб райзера, що складається з райзерів 1 і ліній 2 повернення підтоварної води, підтримується в кільцевій цистерні 108 забезпечення плавучості, підвішеній під надводним плавзасобом 100 за допомогою системи 109 компенсації вертикального хитання. Пучок труб райзерів підтримується в цистерні 108 радіальними опорами 110. Зверху кожного райзера 1 є гнучкий шланг 111 подачі суспензії (наприклад, напірний шланг-пульпопровід), з'єднаний гнучким з'єднанням і, який веде через шахту підйому і спуску обладнання в плавзасобі в установку 113 збагачення суспензії. Зверху кожної лінії 2 повернення води є гнучкий шланг 114 повернення води, що з'єднується через шахту 112 підйому і спуску 3 UA 109595 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 обладнання з насосом 107. Система 115 спуску і підйому агрегатів 103 для розробки корисних копалин обладнана на кормі корабля. Система райзерів у широкому значенні містить пару райзерів 1 подачі суспензії і пару ліній 2 повернення підтоварної води. Райзери і лінії повернення води розташовані загалом у квадратній конфігурації, як найкраще показано на Фіг. 2, з парою райзерів 1 подачі суспензії протилежних один до одного і парою ліній повернення підтоварної води протилежних одна до одної. Винахід є в однаковій мірі застосовним для варіантів з кількістю райзерів 1 подачі суспензії більше двох і кількістю ліній повернення підтоварної води більше двох, і не вимагає їх парного встановлення. Система райзерів збирається з деякої кількості модулів, з'єднаних кінцями. Використовують модулі трьох різних типів, а саме, трубний модуль 3, показаний на Фіг. 5, насосний модуль 4, показаний на Фіг. 1, і модуль 5 забезпечення плавучості, показаний на Фіг. 6. Індивідуальні характеристики кожного модуля детально описані нижче. Разом з тим, кожний із модулів має ряд загальних ознак, які є в трубному модулі 3. Модуль описаний нижче, потім описані додаткові ознаки, необхідні для модуля забезпечення плавучості і насосного модуля. Кожний із модулів зібраний з чотирьох труб 6, які утворюють райзери 1 подачі суспензії або лінії 2 повернення води відповідно. На кінці кожної труби є фланець 7 для з'єднання із суміжним модулем або для з'єднання із суміжним компонентом у варіанті найбільш верхнього і найнижчого модулів. Як можна бачити, фланці підходять для з'єднань на болтах. Чотири труби 6 з'єднуються одна з одною множиною рознесених поперечних з'єднувачів 8. З'єднувач має чотири з'єднані розрізні кільця, причому кожне розрізне кільце виконане з можливістю прийому труби і скріплення болтами навколо труби. Допуски при виготовленні ретельно контролюють для підтримки належної площі контакту між кільцями і трубами. Загалом симетричне конструктивне рішення є переважним, оскільки сили, впливу яких райзер піддається, повинні залишатися загалом постійними при будь-якому напрямку переміщення і морської течії. Модуль 5 забезпечення плавучості є по суті аналогічним модулю 3 райзера, різниця полягає в тому, що даний модуль забезпечений множиною капсул 10 забезпечення плавучості, як показано на Фіг. 6A і 6C. Кожний модуль забезпечений чотирма такими капсулами 10, і капсули вставлені між кожною парою райзерів 1 і ліній 2 повернення для створення компактної конфігурації, показаної на Фіг. 6A. Як показано на Фіг. 6C, капсули 10 не доходять до фланців 7, так що вони не перешкоджають з'єднанню між суміжними модулями. Можна використовувати модифікований з'єднувач 8', який є аналогічним з'єднувачу 8, але забезпечений додатковими розрізними кільцями для прийому капсул 10. У доповнення, одну або декілька стрічок 11, наприклад, з титану і неопренової гуми можна обмотувати навколо зв'язки для забезпечення поліпшеної стійкості. Насосний модуль 4 описаний нижче з посиланнями на Фіг. 1-4. Базова структура модуля є аналогічною модулю райзерів, описаному вище, з доповненнями, що забезпечують прикріплення знімного комплекту насосів. Кожна труба 6 на модулі забезпечена парою бічних вікон, а саме: випускним вікном 15 і впускним вікном 16 над випускним вікном 15. Випускне вікно 15 служить для подачі суспензії в насос 17, коли райзер виконаний, як райзер подачі суспензії. Аналогічно, впускне вікно 16 служить для подачі суспензії назад в трубу 6 з насоса 17 коли райзер виконаний, як райзер подачі суспензії. Коли райзер виконаний, як лінія 2 повернення підтоварної води, потік подається у зворотному напрямку, при цьому потік фактично виходить із впускного вікна 16 в байпасну трубу 18, приєднану між вікнами 15 і 16, і назад в райзер через випускне вікно 15. Разом з тим, для єдності термінології вікна повинні називатися випускним вікном 15 і впускним вікном 16, якщо працюють в конфігурації подачі насосом. Як можна бачити найбільш зрозуміло на Фіг. 2, випускні вікна 15 розташовані на одній лінії з трубами 6. Разом з тим, впускні вікна 16 зміщені убік від труб 6 за допомогою впускних маніфольдів 19. Дане забезпечує доступ до нижнього випускного вікна 15 зверху без перешкод від впускного вікна 16. Насоси 17 є відцентровими багерними насосами. Насоси мають привід від електродвигунів. 3 Насоси мають звичайну продуктивність 4,00 м /с і натиск 478 КПа. Насос і двигун змонтовані разом на опорній рамі 24 для утворення модуля. Насос сальника і система компенсації тиску масла змонтовані на рамі 24 насоса. Кожний насос має свій індивідуальний шлангокабель для керування і моніторингу. Кожний шлангокабель зберігається на індивідуальній лебідці керування шлангокабелем, встановленій на палубі надводного 4 UA 109595 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 плавзасобу. Швидкість насоса регулюється з використанням частотних регуляторів, які встановлені на плавзасобі. Оскільки насоси розташовуються на глибині, кавітація не вважається проблемою. Разом з тим, невеликі газові бульбашки можуть спричиняти незначне зменшення продуктивності насоса. Швидкість кожного індивідуального насоса регулюється з поверхні за допомогою зміни частоти на частотному регуляторі. Моніторинг показників роботи, навантаження і стану кожного насоса і двигуна здійснюється за допомогою датчиків швидкості, тиску на стороні всмоктування і напірній стороні насоса, вібрацій насоса, рівня масла в баку, температури двигуна і вібрацій двигуна. Сигнали датчиків передаються по шлангокабелю двигуна. Як альтернатива відцентровим насосам з електродвигуном, насоси райзера можуть, наприклад, бути відцентровими насосами з механічним приводом або системою насосів із водяним гідравлічним приводом. Рама 24 насоса забезпечена на своєму верхньому кінці гаком 25. Рама 24 насоса спускається на потрібне місце на тросі так, що гак 25 входить у взаємодію з цапфами 26 на трубі 6. Насос потім повертається на місце так, що впускний патрубок 27 насоса, який веде у впуск насоса, і випускний патрубок 28 насоса, який веде від тангенціального випуску насоса, стикаються з випускним вікном 15 і впускним вікном 16 відповідно, як показано на Фіг. 4. Вікна 15/16 мають загалом сферичну секцію, а відповідні впускні/випускні патрубки 27/28 мають забезпечену розтрубом кінцеву ділянку 29 для компенсації незначного ексцентриситету, який може виникати між осями насоса 17 і труби 6. З'єднання також забезпечене гумовими ущільнювальними елементами. Насосний модуль має пост швартування підводного апарату з дистанційним керуванням для забезпечення наведення модуля підводним апаратом із дистанційним керуванням, що застосовує підрулювальний пристрій для позиціонування. Насосні модулі піднімаються на тросі з використанням крана з компенсацією вертикального хитання. З'єднання/від'єднання троса і з'єднання/від'єднання стикувальних пристроїв проводиться при сприянні підводного апарату з дистанційним керуванням. Насоси підтоварної води виконані в формі блока відцентрових насосів 107 з електроприводом на палубі надводного плавзасобу 100 і використовуються для подачі води в райзери 2 повернення підтоварної води. Коли лінію повернення підтоварної води перетворюють для використання як райзера подачі суспензії, дані насоси 107 від'єднують від існуючого гнучкого шланга 114 подачі води і з'єднують із трубою, яка підлягає використанню як лінія повернення підтоварної води. Для будівництва системи райзерів секції райзерів спускають краном вертикально одну за одною зі складальної площадки на палубі надводного плавзасобу. Кожна секція підтримується у вертикальному положенні під час з'єднання з нижньою секцією. Зібрана конструкція вивішується і спускається через шахту спуску і підйому обладнання в корпусі плавзасобу. Кожна секція райзера повинна мати довжину і вагу, придатні для маніпуляцій на площі палуби. Кожна секція звичайно має довжину 12-18 метрів і максимальну масу, що визначається вантажопідйомністю обладнання на борту корабля. Зі збільшенням довжини райзера при його спуску в морі його вага на гаку зменшується завдяки включенню в роботу модулів 5 забезпечення плавучості 5. Завершений пучок труб райзерів підвішуються на цистерні 108 плавучості, яка несе велику частину його ваги. Дану цистерну, своєю чергою, несе система 109 компенсації вертикального хитання на плавзасобі видобування. Цистерна плавучості забезпечена компенсуючою системою активного баластування і підрулюючим пристроєм, який забезпечує поворот всієї системи райзерів навколо її вертикальної осі для виставляння райзерів вздовж центральної осьової лінії вежі і регулювання курсу цистерни під час роботи. Після повороту системи райзерів у правильне кутове положення насоси встановлюються, як описано вище. Цистерна 108 плавучості розділена на відсіки для забезпечення безпеки при течі або пошкодженні і заповнена стислим повітрям. Плавучість можна регулювати з використанням нагнітання води, але цистерна сконструйована так, що не може набувати плавучості, достатньої для виходу цистерни на поверхню. Для запускання системи райзери і насоси заповнюються морською водою. Швидкість роботи всіх насосів, зокрема на підводному самохідному агрегаті, повільно збільшується до початку всмоктування самохідним агрегатом суспензії. Система керування відцентровими насосами реєструє навантаження на насосах і регулює швидкість роботи кожного насоса індивідуально для подачі насосом суспензії найбільш ефективним способом в період часу запуску, коли щільність суспензії повільно збільшується. Якщо один насос 17 виходить із ладу, це повинно в загальному випадку означати, що насоси, які залишилися в даному райзері, не можуть дати достатнього натиску для подачі насосами суспензії на поверхню. Вказане означає, що видобування через даний райзер 5 UA 109595 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 зупиняється. Райзер, який не працює, потрібно промити чистою морською водою для забезпечення заміни насоса, що вийшов з ладу. Після промивання насос можна замінити і перекачування можна відновити. Для забезпечення промивання райзера ряд клапанів керування встановлюють у райзер. Промивання райзера при виході з ладу насоса описане нижче. Коли необхідне планове техобслуговування, вказаного можна уникнути за допомогою промивання райзера, перемкнувши підводний самохідний агрегат на подачу тільки чистої морської води. Коли щільність суспензії повільно зменшується, насоси, які залишилися в райзері, повинні бути здатні промити райзер знизу до верху. Для спрощення даного процесу насоси повинні мати достатньо високу розрахункову потужність для забезпечення перекачування суспензії, коли відцентровий насос, який вийшов з ладу, залишається на місці. Відцентрові багерні насоси мають відносно рівні робочі характеристики, що робить їх роботу стійкою при змінах щільності суспензії. Зміни щільності суспензії повинні відбуватися безперервно під час видобування внаслідок змін структури шару відкладання, змін щільності на площадці робіт, швидкості підводного самохідного агрегату, маневрування самохідного підводногоагрегату і змін, зумовлених змінами конфігурації агрегату. Оскільки крильчатки 22, що використовуються в насосах, мають досить великий прохід, навіть великі частинки, такі, як частинки газових гідратів, повинні легко через них пройти. Багерні насоси спеціально сконструйовані для цього, оскільки такі частинки в суспензіях, що одержуються при землечерпальних роботах, є звичайними в галузях, де використовують землечерпалки. Найнижчий насос в райзері звичайно розбиває більші частинки гідратів при ударі по них. Оскільки насоси розподілені по глибині водоймища, основний тиск в райзері повинен бути менший тиску в системі, де всі насоси розташовані знизу райзера. Вказане означає, що будь-які газові гідрати, які входять у систему, повинні починати дисоціювати під впливом зменшення тиску під час підняття на поверхню. Дана дисоціація може прискорюватися завдяки тому, що всі частинки мають високе співвідношення площі поверхні до об'єму. До і після кожного насоса поставлений запобіжний клапан 30, 31, як показано на Фіг. 7A-7C. Під час нормальної роботи обидва запобіжні клапани 30, 31 закриті (Фіг. 8A). Коли насос блокується, запобіжний клапан перед насосом використовується для запобігання пульсаціям суспензії, що утворюють закидання тиску (Фіг. 8B). Коли швидкість суспензії стає дуже низькою внаслідок неналежного функціонування насосів, запобіжні клапани і насоси відкриваються, запобігаючи осадженню суспензії в райзері (Фіг. 8C). Запобіжний клапан перед насосом використовується для запобігання недопустимого падіння тиску в райзері в цьому випадку. Фактично запобіжні клапани використовуються для випорожнення райзера, що запобігає виникненню дуже високого або дуже низького тиску в райзері. Проводиться моніторинг дуже високого або дуже низького тиску в райзері, і тиск регулюють комбінуючи зміни індивідуальних швидкостей насосів при роботі на лінії запобіжних клапанів. У з'єднанні з вказаним будь-які варіанти зміни плавучості райзера внаслідок зміни щільності суспензії, що виникає в райзері, регулюються спільною роботою компенсуючої системи і цистерни плавучості, яка стосується згаданої вище підтримки стабільної плавучості. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 60 1. Система райзерів для транспортування суспензії з позиції, суміжної з морським дном, на позицію, суміжну з морською поверхнею, яка містить перший і другий райзери; систему насосів для транспортування суспензії вгору по одному з райзерів; і систему насосів для повернення підтоварної води вниз по одному з райзерів; в якій система насосів для суспензії і система насосів для підтоварної води селективно з'єднані з кожним із райзерів для забезпечення роботи кожного райзера або як райзера суспензії, або райзера підтоварної води. 2. Система за п. 1, яка додатково містить третій райзер, з яким система насосів для суспензії і система насосів для підтоварної води селективно з'єднані. 3. Система за п. 2, яка додатково містить четвертий райзер, з яким система насосів для суспензії і система насосів для підтоварної води селективно з'єднані. 4. Система за будь-яким з попередніх пунктів, в якій кожна система насосів для суспензії складається з множини насосів, рознесених по відрізку довжини райзера. 5. Система за будь-яким з попередніх пунктів, в якій райзери з'єднані один з одним множиною розпірок, розташованих вздовж відрізка довжини системи райзерів, причому кожна розпірка встановлена по суті в горизонтальній площині. 6. Система за будь-яким з попередніх пунктів, в якій система райзерів складена з множини модулів райзера, які з'єднуються кінцями один з одним для утворення райзерів. 6 UA 109595 C2 5 10 15 20 7. Система за п. 6, в якій модулі двох різних типів складають систему райзера, а саме трубний модуль, що містить щонайменше чотири труби без поперечних частин, і насосний модуль, який містить щонайменше чотири труби, щонайменше одна з яких забезпечена бічними впускними і випускними вікнами. 8. Система за будь-яким з попередніх пунктів, яка додатково містить цистерну забезпечення плавучості, на якій райзери щонайменше частково підвішені. 9. Система видобування корисних копалин, яка містить систему райзерів за будь-яким з попередніх пунктів, з'єднану на своєму верхньому кінці з мобільним надводним плавзасобом і на своєму нижньому кінці з мобільним підводним інструментом видобування корисних копалин. 10. Система за будь-яким з пп. 6-9, в якій щонайменше один з модулів оснащений цистернами забезпечення плавучості. 11. Спосіб виконання системи райзерів, яка містить пару райзерів подачі суспензії,кожний з системою насосів для транспортування суспензії вгору по райзеру, і пару ліній повернення підтоварної води, кожну з насосом підтоварної води для повернення підтоварної води вниз по лінії повернення підтоварної води, в якому від'єднують систему насосів для підтоварної води від однієї з ліній повернення підтоварної води і з'єднують систему насосів для суспензії з лінією повернення підтоварної води, з перетворенням при цьому лінії повернення підтоварної води в райзер подачі суспензії. 12. Спосіб за п. 11, в якому від'єднують систему насосів від одного з райзерів подачі суспензії, і з'єднують систему насосів для підтоварної води з даним райзером для його перетворення в лінію повернення підтоварної води. 7 UA 109595 C2 8 UA 109595 C2 9 UA 109595 C2 10 UA 109595 C2 11 UA 109595 C2 12 UA 109595 C2 Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 13