Спосіб розробки підводних покладів сірководню та насосна установка для його реалізації

1. Спосіб розробки підводних покладів сірководню, що включає відбирання збагаченої стисненим газом морської води з басейну водоймища, транспортування збагаченої стисненим газом морської води, відділення стисненого газу від морської води в процесі десорбції, відведення морської води, з якої вилучено розчинений газ, в басейн водоймища, задання та контролювання величини витрати отриманого в процесі десорбції з морської C2 2 (19) 1 3 спрямованої подачі частини високонапірного потоку нагнітального трубопроводу насоса на лопаті робочого колеса (див. патент України № 82200, МПК F 04 D 29/00, F 04 D 13/00, публ. 23.03.2008 (далі - Д1)). Недоліками відомого способу є складність технологічного процесу, що знижує вірогідність його практичного впровадження при розробці підводних покладів сірководню. Відома гідротранспортна установка, яка містить насос з всмоктувальним та нагнітальним трубопроводами, розташований в поставі нагнітального трубопроводу насоса акумулятор, встановлене в акумуляторі обладнане лопатями робоче колесо та сполучений з обладнаним лопатями робочим колесом датчик визначення швидкості обертання - тахометр, при цьому розташований в поставі нагнітального трубопроводу насоса акумулятор встановлений в поставі всмоктувального трубопроводу насоса, насос та акумулятор заглиблені в воду басейну водоймища, в якому ведеться розробка підводних родовищ корисних копалин, ділянка нагнітального трубопроводу насоса, що розташована по ходу руху потоку гідросуміші в ній після акумулятора, з'єднана з розташованим в акумуляторі наконечником, обладнане лопатями робоче колесо встановлене в акумуляторі вище зони сполучення акумулятора з розташованою між насосом та акумулятором ділянкою нагнітального трубопроводу насоса, сполучені з насосом та басейном водоймища, в якому ведеться розробка підводних родовищ корисних копалин, ділянки всмоктувального трубопроводу насоса приєднані до акумулятора так, щоб траєкторія руху потоку всмоктувального трубопроводу насоса при проходженні ним акумулятора пролягала через лопаті робочого колеса, нагнітальний трубопровід насоса додатково сполучений з акумулятором через обладнаний керованою засувкою патрубок, розташована між насосом та акумулятором ділянка нагнітального трубопроводу насоса приєднана до акумулятора так, щоб траєкторія руху потоку в розташованому в акумуляторі та з'єднаному з відповідною ділянкою нагнітального трубопроводу насоса наконечнику продовжувала траєкторію інерційного руху створеного насосом високонапірного потоку, який надходить в акумулятор, внутрішній діаметр наконечника зменшується по ходу руху в ньому потоку гідросуміші, блок керування з'єднаний з насосом, керованою засувкою та тахометром, а обладнане лопатями робоче колесо може мати додаткові лопаті (див. Д1). Недоліками відомої гідротранспортної установки є складність конструкції, що знижує вірогідність її практичного впровадження при розробці підводних покладів сірководню. Найбільш близьким технологічним рішенням є спосіб роботи морського газліфта, що включає задання величини подачі отриманого в процесі десорбції з морської води стисненого газу у змішувач підйомної труби морського газліфта, відбирання збагаченої стисненим газом морської води з басейну водоймища, транспортування збагаченої стисненим газом морської води в акумулятор, де 95838 4 сорбцію стисненого газу з морської води в акумуляторі, акумулювання відділеного від рідини стисненого газу, відведення морської води, з якої вилучено розчинений газ, в басейн водоймища, подачу акумульованого стисненого газу у змішувач підйомної труби морського газліфта, підйом багатокомпонентної суміші в підйомній трубі морського газліфту, контролювання величини подачі отриманого з морської води стисненого газу у змішувач підйомної труби морського газліфта, зіставлення контрольованої величини з заданою та досягнення їх відповідності регулюванням зниження величини тиску, який діє на зосереджену в акумуляторі морську воду, за рахунок зміни співвідношення витрат потоку збагаченої розчиненим газом морської води, що подають в акумулятор, та потоку морської води, яку відкачують з цього акумулятора (див. патент України № 78004, МПК F 04 F 1/20, публ. 15.02.2007 (далі - Д2)). Недоліками найбільш близького аналога є періодичність відбування процесу десорбції сірководню з морської води в акумуляторі, розташування електромеханічного обладнання в умовах великих глибин, що значно ускладнює його технічне обслуговування та знижує надійність системи в цілому, а також складність реалізації технологічного процесу, обумовленого необхідністю постійного контролювання величин визначених параметрів системи та швидкого реагування на їх зміни. Найбільш близьким аналога є система для роботи морського газліфта, що містить насос з всмоктувальним і нагнітальним трубопроводами, розташований в поставі всмоктувального трубопроводу насоса акумулятор з встановленими в ньому сигналізаторами рівня рідини, підйомну трубу, сполучений з акумулятором датчик визначення тиску - манометр, з'єднаний з підйомною трубою змішувач, сполучений з акумулятором та змішувачем, а також обладнаний керованою засувкою, зворотним клапаном та датчиком визначення витрати стисненого газу додатковий трубопровід, при цьому нагнітальний трубопровід насоса містить зворотний клапан, всмоктувальний трубопровід насоса сполучений з басейном морської води на глибині, де вода збагачена розчиненим в ній газом, рівень заглиблення в басейн морської води з'єднаного з підйомною трубою змішувача перевищує рівень розташування акумулятора, а ділянка всмоктувального трубопроводу насоса, через яку акумулятор сполучений з басейном морської води, містить керовану засувку (патент України № 78004, МПК F 04 F 1/20, 2007p.). Недоліками найбільш близького аналога є періодичність відбування процесу десорбції сірководню з морської води в акумуляторі, розташування електромеханічного обладнання в умовах великих глибин, що значно ускладнює його технічне обслуговування та знижує надійність системи в цілому, а також складність реалізації таким чином процесу десорбції стисненого газу з морської води, обумовленої необхідністю постійного контролювання робочих параметрів системи та швидкого реагування на їх зміни. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу розробки підводних покладів сір 5 ководню, в якому шляхом реалізації іншого алгоритму технологічних операцій забезпечується безперервне відділення сірководню від морської води в процесі десорбції, без необхідності розташування електромеханічного обладнання в умовах великих глибин, що значно ускладнює його технічне обслуговування та знижує надійність системи в цілому, при мінімізації технологічних операцій. Поставлена задача розв'язується таким чином, що у відомому способі розробки підводних покладів сірководню, що включає відбирання збагаченої стисненим газом морської води з басейну водоймища, транспортування збагаченої стисненим газом морської води, відділення стисненого газу від морської води в процесі десорбції, відведення морської води, з якої вилучено розчинений газ, в басейн водоймища, задання та контролювання величини витрати отриманого в процесі десорбції з морської води стисненого газу, згідно з винаходом визначають діапазон зміни величин тиску, який забезпечує десорбцію сірководню з морської води, зменшують тиск на збагачену сірководнем морську воду за рахунок її підйому з глибини водоймища та досягають відповідності заданої та контрольованої величин шляхом регулювання витрати збагаченої сірководнем морської води, зі складу якої виводиться газ, при підтримці величини тиску, що діє на морську воду безпосередньо під час десорбції з неї сірководню, у визначеному діапазоні. В основу винаходу поставлена задача удосконалення насосної установки для розробки підводних покладів сірководню, в якій шляхом вибору інших з'єднань елементів відомої конструктивної схеми забезпечується безперервне відділення сірководню від морської води в процесі десорбції, без необхідності розташування електромеханічного обладнання в умовах великих глибин, що значно ускладнює його технічне обслуговування та знижує надійність системи в цілому, при раціональній конфігурації технічних засобів. Поставлена задача розв'язується таким чином, що в насосній установці для розробки підводних покладів сірководню, що містить насос з всмоктувальним і нагнітальним трубопроводами, акумулятор з встановленим в ньому сигналізатором рівня рідини, обладнаний зворотним клапаном, датчиком визначення витрати стисненого газу, а також сполучений з верхньою частиною акумулятора газопровід, керовану засувку та сполучений з акумулятором датчик визначення тиску манометр, при цьому всмоктувальний трубопровід насоса сполучений з басейном водоймища на глибині, де морська вода збагачена розчиненим в ній газом, згідно з винаходом акумулятор розташований в поставі нагнітального трубопроводу насоса, газопровід обладнаний фільтром, а керована засувка встановлена в поставі нагнітального трубопроводу насоса, на ділянці між акумулятором та вихідним умовним поперечним перерізом нагнітального трубопроводу насоса. На кресленні зображена схема насосної установки для розробки підводних покладів сірководню. 95838 6 Насосна установка для розробки підводних покладів сірководню містить насос 1 з всмоктувальним 2 і нагнітальним 3 трубопроводами, розташований в поставі нагнітального трубопроводу 3 акумулятор 4 з встановленим в ньому сигналізатором рівня рідини 5, обладнаний фільтром 6, зворотним клапаном 7, датчиком визначення витрати стисненого газу 8, а також сполучений з верхньою частиною акумулятора 4 газопровід 9, сполучений з акумулятором 4 датчик визначення тиску - манометр 10, при цьому керована засувка 11 встановлена в поставі нагнітального трубопроводу 3, на ділянці між акумулятором 4 та вихідним умовним поперечним перерізом нагнітального трубопроводу 3, а всмоктувальний трубопровід 2 сполучений з басейном водоймища на глибині, де морська вода збагачена розчиненим в ній газом. Спосіб за допомогою насосної установки для розробки підводних покладів сірководню реалізується наступним чином. Попередньо задають величину витрати отриманого в процесі десорбції з морської води сірководню, як основний технологічний параметр, та визначають діапазон зміни величин тиску, який забезпечує десорбцію сірководню з морської води. Перед запуском насосної установки керована засувка 11 повністю закрита. Запускають заповнений рідиною насос 1 та відкривають керовану засувку 11, і збагачена сірководнем морська вода рухається через всмоктувальний трубопровід 2, насос 1 та по нагнітальному трубопроводу 3 надходить в акумулятор 4. Підйом з глибини водоймища насиченої сірководнем морської води приводить до зменшення її тиску. Зі зменшенням величини діючого на збагачену сірководнем морську воду тиску з неї починає виділятися газ. В акумуляторі 4 швидкість руху морської води значно нижча, ніж у всмоктувальному 2 та нагнітальному 3 трубопроводах, тому в акумуляторі 4 відбувається остаточне відділення сірководню від морської води. Після досягнення морською водою в акумуляторі 4 сигналізатора 5 починають відводити відділений від морської води сірководень по газопроводу 9 через фільтр 6 і зворотний клапан 7, а також контролювати величину витрати отриманого в процесі десорбції з морської води сірководню. Визначають контрольовану величину за допомогою датчика визначення витрати стисненого газу 8. Порівнюють контрольовану величину з заданою та досягають їх відповідності шляхом регулювання витрати збагаченої сірководнем морської води, зі складу якої виводиться газ, при підтримці величини тиску, що діє на морську воду безпосередньо під час десорбції з неї сірководню, у визначеному діапазоні. Регулювання витрати збагаченої сірководнем морської води, що надходить в акумулятор 4, здійснюють шляхом керування подачею насоса 1. Величину тиску в акумуляторі 4 визначають за допомогою манометра 10, а її підтримку у визначеному діапазоні забезпечують шляхом керування величиною закриття керованої засувки 11. Внаслідок цього забезпечується безперервне відділення сірководню від морської води в процесі десорбції, без необхідності розташування електромеханічно 7 го обладнання в умовах великих глибин, що значно ускладнює його технічне обслуговування та знижує надійність установки в цілому, при мінімізації технологічних операцій та раціональній конфігурації технічних засобів. При цьому морська вода, з якої вилучено розчинений газ, відводиться в басейн водоймища по нагнітальному трубопроводу 3, через керовану засувку 11. Фільтр 6 запобігає надходженню випарувань безпосередньо морської води з акумулятора 4 в газопровід 9. Комп’ютерна верстка Л. Купенко 95838 8 В процесі роботи насосної установки підтримують рівень морської води в акумуляторі 4 нижче сигналізатора рівня рідини 5. Насос 1 може бути розташований вище або нижче поверхні водоймища, на відстані від поверхні води, що відповідає умовам всмоктування морської води, через всмоктувальний трубопровід 2 насосом 1. Таким чином, застосування винаходу, що заявляється, дозволить отримати ефективне вирішення проблеми розробки зосереджених в умовах Чорного моря покладів сірководню. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601