устройство газонефтепровода в водных пространствах морей и океанов

Формула изобретения

Устройство газонефтепровода в водных пространствах морей и океанов, содержащее трубопроводы, баллоны, компрессорные станции, отличающееся тем, что каждый газовый или нефтяной трубопровод установлен на глубину 29-15000 м от поверхности воды, каждый трубопровод соединен с баллонами, заполненными газообразным азотом под давлением 0,01-100 МПа, баллоны установлены на расстоянии 1,0-10000 друг от друга, каждый газо- или нефтепровод соединен с компрессорными станциями с газовыми или дизельными двигателями, установленными на плавающих платформах, платформы и баллоны закреплены ко дну моря на тросовых растяжках с якорями на небольшой глубине моря или на большой глубине моря тросовые растяжки соединены с баллонами и якорями.

Описание изобретения к патенту

Устройство газонефтепровода относится к области газовой и нефтяной промышленности, а именно предназначено для транспортирования газа и нефти по трубам в водных пространствах морей и океанов, в северных районах подо льдом, а в районах с более теплым климатом под слоем воды.

Из патентной литературы известно устройство газопровода в водных пространствах морей по RU 2149304 C1, F16L 1/14, 12.02.1998, 9 стр.(1). В известном способе раскрыто устройство газопровода, установленного на глубину от 30-2000 м (превышающую осадку морских судов), снабженного поплавками (баллонами).

Кроме того, из технической литературы известно регулирование массы трубопровода при укладке на большие глубины для ограничения чрезмерных напряжений. Изменение массы подводных трубопроводов может быть достигнуто оснащением трубопровода понтонами (баллонами). Жесткие понтоны в виде металлических или пластиковых сфер или цилиндров могут быть заполнены газом. При использовании газа возможно предварительное увеличение давления в понтоне для компенсации наружного гидростатического давления при погружении понтона в воду. Регулирование плавучести трубопровода вблизи дна можно осуществлять с помощью понтонов с присоединенными цепями или тросами (П.П.Бородавкин и др. Подводные трубопроводы. - М.: Недра, 1979. - С.198-205. рис.9-12, 9-14., с.64-69) (2).

Из патентной литературы известно обустройство морского нефтегазового месторождения по RU 2296836 C1, Е02В 17/00 10.04.2007, 8 с. (3), включающее морские платформы с компрессорными станциями, связанными с трубопроводами. Причем трубопроводы снабжают поплавковыми устройствами (баллонами) с регулируемой плавучестью. Указанный патент является аналогом предложенного устройства газонефтепровода.

Недостатками известного устройства газового трубопровода являются:

- на большой глубине 5000 м и более возникает высокое давление на поверхность труб, что может привести к их разрушению;

- увеличивается протяженность газопровода в связи с изменяющимся рельефом дна моря;

- невозможно установить и эксплуатировать компрессорную станцию на дне моря для транспортирования газа и нефти на большие расстояния.

Техническим результатом устройства является обеспечение транспортирования газа и нефти по газонефтепроводу в водных пространствах морей и океанов.

Устройство газонефтепровода в водных пространствах морей и океанов, содержащее трубопроводы, баллоны, компрессорные станции, отличающееся тем, что каждый газовый или нефтяной трубопровод установлен на глубину 29-15000 м от поверхности воды, каждый трубопровод соединен с баллонами, заполненными газообразным азотом с давлением азота 0,01-100 МПа, баллоны установлены на расстоянии от 1,0-1000 м друг от друга, каждый газо- или нефтепровод соединен с компрессорными станциями, с газовыми или дизельными двигателями, установленными на платформах, платформы и баллоны закреплены ко дну моря на тросовых растяжках с якорями на небольшой глубине моря или на большой глубине моря тросовые растяжки соединены с баллонами и якорями.

На чертеже показан общий вид устройства газонефтепровода для транспортирования газа и нефти в водных пространствах морей и океанов.

Устройство газонефтепровода содержит газовый или нефтяной трубопровод 1, который установлен на глубину 29-15000 м от поверхности воды, каждый трубопровод соединен с баллонами 2, заполненными газообразным азотом с давлением 0,01-100 МПа, баллоны установлены на расстоянии от 1,0-1000 м друг от друга, каждый трубопровод соединен с компрессорными станциями 3, 4 с газовыми или дизельными двигателями (не показаны), установленными на платформах 5, 6, платформы и баллоны закреплены ко дну моря на тросовых растяжках 9, соединены с баллонами 10 с якорями 11. Компрессорная станция 3 соединена с обсадными трубами 12 газовой скважины 13. На поверхности обсадных труб и труб газонефтепровода установлены датчики 14 для предупреждения плавающим судам о месте расположения газонефтепровода.

Для соединения газонефтепровода 1 с компрессорными или насосными станциями 3, 4 верхний предел установки труб принят равным 29 м, а для безопасной работы газонефтепровода и морского транспорта трубопроводы установлены на величину, превышающую осадку морских судов. Максимальная осадка существующих судов равна 27 м.

Устройство газонефтепровода работает следующим образом.

Из скважины 13 по обсадным трубам 12 газ под давлением поступает напрямую в компрессорную станцию 3, трубопровод 1, компрессорную станцию 4 и по трубопроводу к потребителю газа.

Нефть из скважины с помощью глубинного насоса закачивается в накопительные емкости, установленные на головной платформе 5 (глубинный насос и накопительные емкости не показаны). Из емкостей нефть подается в компрессорную станцию 3, трубопровод 1, компрессорную станцию 4 и по трубопроводу к потребителю нефти.

Следует заметить, что при спуске обсадных труб 12 на дно моря на глубину 5000-150000 м собственный вес труб превышает предел прочности стали, а следовательно, может произойти разрушение труб, а при установке колонны обсадных труб на грунт дна моря возникает потеря устойчивости и их разрушение.

Поэтому для исключения поломок труб к обсадным трубам 12 закреплены баллоны 15, заполненные газом под давлением. Кроме этого, баллоны 15, заполненные сжатым газом, позволяют уменьшить нагрузку на крюк, трос, лебедку и двигатель внутреннего сгорания (крюк, трос, лебедка и двигатель не показаны) и обеспечить безопасную работу в процессе эксплуатации скважины.

А баллоны 10 снижают нагрузку на трос 9 растяжки платформы 5 от собственного веса, предохраняя его от разрушения.