Спосіб запуску і зупинки морського ерліфта та система для його здійснення

1. Спосіб запуску і зупинки морського ерліфта, в якому процес запуску морського ерліфта включає подачу стисненого повітря по нагнітальному трубопроводу від компресора до змішувача підйомної труби, а процес зупинки морського ерліфта включає припинення подачі стисненого повітря по нагнітальному тр убопроводу від компресора до змішувача підйомної труби, подачу стисненого повітря від компресора до верхньої частини підйомної труби морського ерліфта та сполучення її з атмосферою, а також зупинку компресора, який відрізняє ться тим, що під час запуску морського ерліфта попередньо задають величину подачі морської води океану в підйомну трубу морського ерліфта, припиняють сполучення верхньої частини підйомної труби з атмосферою, подають стиснене компресором повітря у верхню частин у підйомної труби морського ерліфта, витісняють зосереджену в підйомній трубі морську воду в океан через підвідну тр убу, припиняють подачу стисненого компресором повітря у верхню частину підйомної труби після досягнення в зосередженому у ній стисненому повітрі тиску, який дорівнює різниці величин тиску в басейні морської води океану на рівні заглиблення змішувача підйомної труби та робочого тиску компресора, припиняють сполучення підйомної труби через підвідну трубу з океаном, відновлюють сполучення верхньої частини підйомної труби з атмосферою та одночасно подають стис 2 (19) 1 3 84333 Винахід відноситься до машинобудування і може бути використаний безпосередньо при розробці підводних родовищ корисних копалин, підйом елементів яких відбувається за допомогою ерліфта. Відомий спосіб запуску ерліфта, який включає подачу стисненого повітря високого тиску в обладнану шибером верхню частину підйомної труби, витіснення з неї води через приймальний пристрій з наступною подачею стисненого повітря робочого тиску у змішувач, при цьому витіснення води виконують до досягнення в підйомній трубі робочого тиску, після чого відкривають шибер та одночасно розпочинають подачу стисненого повітря робочого тиску у змішувач, [авт. св. СРСР №1629625 A1, кл.Р04Р1/18, 1991р.]. Недоліками відомого способу є низька ефективність запуску ерліфта в наслідок стрімкого заповнення морською водою океану підйомної труби при відкритті встановленого на ній шибера, що спричинить швидке зростання тиску у змішувачі, яке може призвести до припинення надходження в нього стисненого повітря від компресора, що унеможливлює досягнення значного заглиблення змішувача підйомної труби морського ерліфта при веденні розробки підводних родовищ корисних копалин на значних океанських глибинах. Відома ерліфтна установка зі способу запуску ерліфта, яка містить джерело стисненого повітря, підйомну тр убу з шибером, приймальний пристрій, змішувач, а також обладнаний керованою засувкою та манометром став трубопроводу, котрим джерело стисненого повітря сполучене з верхньою частиною підйомної труби, [авт. св. СРСР №1629625 А1, кл. F04F1/18, 1991p.] Недоліками відомої ерліфтної установки є низька ефективність запуску ерліфта в наслідок стрімкого заповнення морською водою океану підйомної труби при відкритті встановленого на ній шибера, що спричинить швидке зростання тиску у змішувачі, яке може призвести до припинення надходження в нього стисненого повітря від компресора, що унеможливлює досягнення значного заглиблення змішувача підйомної труби морського ерліфта при веденні розробки підводних родовищ корисних копалин на значних океанських глибинах. Найбільш близьким технологічним рішенням є спосіб зупинки і запуску ерліфта, в якому процес запуску ерліфта включає припинення сполучення підйомної труби з атмосферою, подачу стисненого повітря по повітропроводу від компресора до змішувача та відновлення сполучення підйомної труби з атмосферою, а процес зупинки ерліфта включає попереднє завдання величини швидкості багатокомпонентної суміші у верхній частині підйомної труби морського ерліфта, припинення подачі стисненого повітря по повітропроводу від компресора до змішувача, контроль величини швидкості багатокомпонентної суміші у верхній частині підйомної труби морського ерліфта, порівняння контрольованої величини з заданою та досягнення їх відповідності шляхом подання стисненого повітря від компресора до верхньої частини 4 підйомної труби морського ерліфта, припинення подачі багатокомпонентної суміші до цієї частини підйомної труби з одночасним сполученням її з атмосферою та подальшою зупинкою компресора, [патент України №30188А, кл. F04F1/00, 2000p.] Недоліками найбільш близького технологічного рішення є низька ефективність запуску ерліфта за відомим способом в наслідок стрімкого заповнення морською водою океану підйомної труби при відкритті встановленого на ній шибера, що спричинить швидке зростання тиску у змішувачі, яке може призвести до припинення надходження в нього стисненого повітря від компресора, що унеможливлює досягнення значного заглиблення змішувача підйомної труби морського ерліфта при веденні розробки підводних родовищ корисних копалин на значних океанських глибинах. Найбільш близьким технічним рішенням є ерліфтна установка для зупинки і запуску ерліфта, яка містить підйомну та підводящу тр уби, компресор, змішувач, повітрявідділювач, основний та обладнаний керованою засувкою додатковий повітропроводи, при цьому вер хня частина підйомної труби обладнана шибером та запобіжним клапаном, який встановлено безпосередньо перед місцем сполучення з додатковим повітропроводом, а встановлений над шибером та сполучений з атмосферою всмоктувальний патрубок обладнаний розташованою у його нижній частині керованою засувкою, [патент України №30188А, кл. F04F1/00, 2000p.] Недоліками найбільш близького технічного рішення є низька ефективність запуску ерліфта в наслідок стрімкого заповнення морською водою океану підйомної труби при відкритті встановленого на ній шибера, що спричинить швидке зростання тиску у змішувачі, яке може призвести до припинення надходження в нього стисненого повітря від компресора, що унеможливлює досягнення значного заглиблення змішувача підйомної труби морського ерліфта при веденні розробки підводних родовищ корисних копалин на значних океанських глибинах. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу запуску і зупинки морського ерліфта в якому, шля хом контролю величини подачі морської води океану в підйомну трубу морського ерліфта в процесі його запуску та величини тиску у верхній частині підйомної труби в процесі зупинки морського ерліфта, забезпечується можливість зниження рівня розташування змішувача підйомної труби, в який відбувається подача стисненого компресором повітря під час функціонування ерліфта на його робочих характеристиках, за рахунок гарантованого надходження стисненого повітря в змішувач підйомної труби в наслідок поступового її заповнення морською водою океану в процесі запуску ерліфта та істотне зниження рівня морської води в підйомній трубі морського ерліфта перед його запуском в результаті акумулювання виділеного з розосередженої по всій довжині підйомної труби морського ерліфта водоповітряної суміші стисненого повітря при подачі 5 84333 6 стисненого компресором повітря у верхню частину стисненого повітря в змішувач підйомної труби в підйомної труби морського ерліфта в процесі його наслідок поступового її заповнення морською возупинки. дою океану в процесі запуску ерліфта та істотне Поставлена задача розв'язується таким чизниження рівня морської води в підйомній трубі ном, що відомий спосіб запуску і зупинки морськоморського ерліфта перед його запуском в резульго ерліфта, в котрому процес запуску морського таті акумулювання виділеного з розосередженої ерліфта включає подачу стисненого повітря по по всій довжині підйомної труби морського ерліфта нагнітальному тр убопроводу від компресора до водоповітряної суміші стисненого повітря при позмішувача підйомної труби, а процес зупинки мордачі стисненого компресором повітря у верхню ського ерліфта включає припинення подачі стисчастину підйомної труби морського ерліфта в проненого повітря по нагнітальному трубопроводу від цесі його зупинки, а також раціональній конфігуракомпресора до змішувача підйомної труби, поданції технічних засобів. ня стисненого повітря від компресора до верхньої Поставлена задача розв'язується таким чичастини підйомної труби морського ерліфта та ном, що відома система для запуску і зупинки сполучення її з атмосферою, а також зупинку комморського ерліфта, яка містить підйомну та підвопресора, який відповідно до винаходу відрізняєтьдящу труби, компресор з нагнітальним трубопрося тим, що в процесі запуску морського ерліфта водом, змішувач підйомної труби, повітрявідділюпопередньо задають величину подачі морської вач, сполучений з верхньою частиною підйомної води океану в підйомну трубу морського ерліфта, труби та нагнітальним трубопроводом додатковий припиняють сполучення верхньої частини підйомтрубопровід з керованою засувкою та сполучений ної труби з атмосферою, подають стиснене компз повітрявідділювачем всмоктувальний трубопроресором повітря у верхню частину підйомної труби від, а верхня частина підйомної труби морського морського ерліфта, ви тісняють зосереджену в підерліфта обладнана шибером та запобіжним клайомній трубі морську воду в океан через підводяпаном, яка відповідно до винаходу відрізняється щу тр убу, припиняють подачу стисненого компретим, що підводяща труба морського ерліфта міссором повітря у верхню частину підйомної труби тить поворотний кран, всмоктувальний трубопропісля досягнення в зосередженому у ній стисненовід містить фільтр та сполучений з забірною сисму повітрі тиску, який відповідає різниці величин темою компресора нагнітальний трубопровід тиску в басейні морської води океану на рівні закомпресора та додатковий трубопровід обладнані глиблення змішувача підйомної труби та робочого відповідними зворотними клапанами та керованитиску компресора, припиняють сполучення підйоми засувками, шибер через шарнір та шток з'єднамної труби через підводящу трубу з океаном, відний з механічним приводом, на верхній частині новлюють сполучення верхньої частини підйомної підйомної труби розташоване ущільнення, а даттруби з атмосферою та одночасно подають стисчики визначення величин витрати рідини та тиску нене компресором повітря в змішувач підйомної з'єднані з підводящою трубою морського ерліфта труби, після чого забезпечують сполучення підйота верхньою частиною підйомної труби, відповідмної труби через підводящу тр убу з океаном, конно. тролюють величину подачі морської води в підйоНа Фіг.1, 2 та 3 зображена схема системи для мну трубу морського ерліфта, порівнюють реалізації способу запуску і зупинки морського контрольовану величину з заданою та досягають ерліфта. їх відповідності шляхом регулювання величини Система для запуску і зупинки морського ервитрати морської води океану в підводящій трубі, ліфта містить підйомну 1 та підводящу 2 труби, а після розповсюдження водоповітряної суміші по компресор 3 з нагнітальним трубопроводом 4, всій довжині підйомної труби відновлюють безпезмішувач 5 підйомної труби 1, повітрявідділювач 6, решкодне надходження морської води океану чесполучений з верхньою частиною підйомної труби рез підводящу в підйомну трубу, а в процесі зупин1 та нагнітальним трубопроводом 4 додатковий ки морського ерліфта попередньо задають трубопровід 7, сполучений з повітрявідділювачем величину тиску у верхній частині підйомної труби, 6 всмоктувальний трубопровід 8, при цьому верхконтролюють цю величину під час подання стисня частина підйомної труби 1 обладнана шибером неного повітря від компресора до верхньої части9 та запобіжним клапаном 10, підводяща труба 2 ни підйомної труби морського ерліфта, порівнюють містить поворотний кран 11, шибер 9 через шарнір контрольовану величину з заданою, а при досяг12, шток 13 та муфту 14 з'єднаний з механічним ненні їх відповідності виконують зупинку компреприводом 15, всмоктувальний трубопровід 8 міссора, після чого припиняють сполучення підйомної тить фільтр 16 та сполучений з забірною системою труби через підводящу тр убу з океаном та відновкомпресора 3, нагнітальний трубопровід 4 та долюють сполучення верхньої частини підйомної датковий трубопровід 7 обладнані відповідними труби з атмосферою. зворотними клапанами 17, 18 та керованими засуВ основу винаходу поставлена задача удосковками 19, 20, механічний привод 15 містить редукналення системи для запуску і зупинки морського тор 21 та джерело механічної енергії 22, на верхерліфта в якій, шляхом введення додаткових еленій частині підйомної труби 1 розташоване ментів в відому конструктивну схему, забезпечуущільнення 23, а датчики визначення величин виється можливість зниження рівня розташування трати рідини 24 та тиску 25 з'єднані з підводящою змішувача підйомної труби, в який відбувається трубою 2 та вер хньою частиною підйомної труби 1, подача стисненого компресором повітря під час відповідно. Система додатково містить блок керуфункціонування ерліфта на його робочих характевання 26. ристиках, за рахунок гарантованого надходження 7 84333 8 Спосіб за допомогою системи для запуску і зувеличини витрати рідини 24 розпочинає контропинки морського ерліфта реалізується наступним лювати величину подачі морської води океану з чином. підводящої труби 2 в підйомну тр убу 1, порівнює В процесі запуску морського ерліфта попереконтрольовану величину з заданою та досягає їх дньо задають величину подачі морської води окевідповідності шляхом регулювання величини відану в підйомну трубу 1, як основний технологічний криття поворотного крану 11 і відповідно величини параметр. Перед запуском системи для запуску і витрати морської води океану в підводящій трубі зупинки морського ерліфта керовані засувки 19 та 2. Поступове заповнення підйомної труби 1 морсь20 повністю закриті, підйомна труба 1 через підвокою водою океану забезпечить гарантоване наддящу трубу 2 та повністю відкритий поворотний ходження стисненого повітря у змішувач 5, завдякран 11 (див. Фіг.3) сполучена з басейном морської ки поступовому зростанню тиску в ньому під час води океану, розташована між компресором 3 та запуску ерліфта. Після розповсюдження водоповікерованою засувкою 19 ділянка нагнітального трутряної суміші по всій довжині підйомної труби 1 бопроводу 4 та розташована між зоною сполученблок керування 26 повністю відкриває поворотний ня з нагнітальним трубопроводом 4 та керованою кран 11 і ерліфтна система виходить на свої робозасувкою 20 ділянка додаткового трубопроводу 7 чі характеристики. При роботі морського ерліфта заповнені стисненим компресором 3 повітрям, а зворотні клапани 17 та 18 запобігають утворенню у верхня частина підйомної труби 1 через відкритий вертикальній ділянці нагнітального трубопроводу 4 шибер 9 (див. Фіг.2) та повітрявідділювач 6 сполустовпу морської води океану. чена з атмосферою. В процесі зупинки морського ерліфта попереБлок керування 26 відкриває керовану засувку дньо задають величину тиску у вер хній частині 20, за допомогою механічного приводу 15 повністю підйомної труби 1, як основний технологічний пазакриває шибер 9, а також виконує запуск компрераметр. сора 3. Стиснене компресором 3 повітря надхоБлок керування 26 відкриває керовану засувку дить по нагнітальному 4 та додатковому 7 трубо20 з одночасним закриттям за допомогою механічпроводах, через відкриту керовану засувку 20 та ного приводу 15 шибера 9, а також керованої зазворотний клапан 18 у вер хню частин у підйомної сувки 19, в наслідок чого стиснене компресором 3 труби 1, а зосереджена в ній морська вода витісповітря по нагнітальному 4 та додатковому 7 труняється через змішувач 5, підводящу тр убу 2 та бопроводам через відкриту керовану засувку 20 та повністю відкритий поворотний кран 11 в басейн зворотний клапан 18 надходить у верхню частину океану. При цьому ущільнення 23 та шарнір 12 підйомної труби 1. Паралельно з цим блок керузабезпечують високу ефективність закриття підвання 26 за допомогою датчика визначення велийомної труби 1 шибером 9. Після досягнення у чини тиску - манометра 25 розпочинає контролюверхній частині підйомної труби 1 тиску, який відвати величину тиску у верхній частині підйомної повідає різниці величин тиску в басейні морської труби 1, порівнює контрольовану величину з задаводи океану на рівні заглиблення змішувача 5 підною, а при досягненні їх відповідності виконує зуйомної труби 1 та робочого тиску компресора 3, пинку компресора 3, після чого повністю закриває що визначає манометр 25, блок керування 26 поповоротний кран 11 та керовану засувку 20 з повністю закриває поворотний кран 11 та керовану дальшим відкриттям за допомогою механічного засувку 20 і відкриває за допомогою механічного приводу 15 шибера 9. Запобіжний клапан 10 унеприводу 15 шибер 9 та керовану засувку 19. В наможливлює виникнення небезпечних високих дислідок цього стиснене компресором 3 повітря по намічних коливань тиску у додатковому 7 та нагнінагнітальному трубопроводу 4 через відкриту кетальному 4 трубопроводах в процесі зупинки ровану засувку 19 та зворотний клапан 17 надхоморського ерліфта. дить у змішувач 5 підйомної труби 1. Знижений Повторний запуск системи для запуску і зупинрівень стовпа морської води океану у підйомній ки морського ерліфта відбувається за наведеною трубі 1 забезпечує гарантовану подачу стисненого вище те хнологією за виключенням технологічної компресором 3 повітря в змішувач 5. Завдяки силі операції зниження рівня морської води океану у Ар хімеда, яка діє на стиснене повітря у змішувачі підйомній трубі 1 шля хом подачі стисненого комп5, воно починає підійматися в зосередженій у підресором 3 повітря по нагнітальному 4 та додаткойомній трубі 1 морській воді океану. Після проховому 7 трубопроводах через відкриту керовану дження певного часу з моменту подачі стисненого засувку 20 та зворотний клапан 18 у верхню часкомпресором 3 повітря в змішувач 5, який відповітину підйомної труби 1. дає розповсюдженню стисненого повітря по всій Таким чином, застосування винаходу, що зазаповненій морською водою океану частині підйоявляється, забезпечить підвищення ефективності мної труби 1 блок керування 26 частково відкриває ведення розробки підводних родовищ корисних поворотний кран 11 і морська вода океану по підкопалин на великих океанських глибинах за рахуводящій трубі 2 через змішувач 5 починає надхонок збільшення величини заглиблення в басейн дити у підйомну трубу 1. Паралельно з цим блок морської води океану змішувача підйомної труби керування 26 за допомогою датчика визначення та підвищення продуктивності ерліфтного підйому. 9 Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 84333 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601