Технологический комплекс для добычи сероводорода из морской воды

 

Использование: добыча сероводорода (Н2 S) из морской воды, в частности - из сероводородной зоны Черного моря. Сущность: реализация комплексом оперативной доразведки вертикального профиля распределения концентрации H2 S в районе добычи в реальном времени и коррекции ранее полученных данных. Комплекс содержит базовое судно, оснащенное спуско-подъемными механизмами, системой подъема воды из сероводородной зоны моря, системой отделения H2S из сероводородной воды и устройством для накопления и хранения H2S, при этом система подъема включает вертикальный подъемный трубопровод, связанный через штуцер с всасывающим водяным насосом. К вертикальному подъемному трубопроводу через штуцер дополнительно подсоединен модуль оперативной доразведки (МОД) in situ концентрации H2S в поднимаемой воде и измерения глубины Н погружения подъемного трубопровода до оптимального продуктивного горизонта добычи. Технический результат: повышение интенсивности добычи H2S; обеспечение синергии оптимальной производительности и стоимости добычи путем повышения достоверности и надежности данных о концентрации H2 S. 1 с. и 8 з. пп. ф-лы, 3 фиг.

Техническое решение относится к области добычи сероводорода (H2S) из морской воды и может быть использовано, в частности, для добычи воды из сероводородной зоны Черного моря с извлечением серы, водорода, кислорода и минеральных солей в сочетании с получением энергии и десероводородизацией черноморских акваторий.

В последние годы усилился интерес к добыче H2S из сероводородной зоны морей с целью комплексного решения экологической проблемы и экономических задач по производству серы, морских солей, кислорода, а также водорода как альтернативного топлива [4, 5, 7, 12, 13].

Известны технологии [3, 7] добычи H2S с размещением на берегу моря оборудования по добыче и переработке, связанного с сероводородной зоной моря посредством уложенного на дно трубопровода. При этом оборудование включает систему подъема воды, снабженную насосом, систему отделения H2S из сероводородной воды (дегазатор) и устройства для накопления и утилизации H2S.

Однако в системе [3] (и аналогичных) не измеряется концентрация H 2S в добываемой воде, поэтому сложное и дорогостоящее оборудование для извлечения и переработки H2S может оказаться малоэффективным (а процесс добычи - даже убыточным).

Известны системы [2, 4, 5, 8, 9] добычи сероводорода из морской воды путем подъема воды на борт базового (добычного) судна с последующей ее переработкой. Однако в системах [2, 4, 5, 8, 9] при подъеме морской воды на поверхность по вертикальному трубопроводу не предусмотрены устройства для оперативного определения концентрации H2S в поднимаемой воде, что ставит под сомнение достижение цели по результативной и эффективной десероводородизации акваторий вследствие недостаточно интенсивной добычи, поскольку используемые средние данные о концентрации H2S не могут надежно обеспечить требуемую эффективность (производительность и рентабельность) добычи)1. ( )1см. примечания в конце описания (приложение)).

Так, система [2] для добычи H2S из морской воды, содержащая базовое судно с подъемными механизмами, системой подъема воды по вертикальному подъемному трубопроводу и снабженная устройством интенсификации выделения H2S посредством наложения вибрации на подъемный трубопровод и мембраной в виде пучков полых волокон, может оказаться малоэффективной в зонах с недостаточной концентрацией H2S, а необоснованное опускание подъемного трубопровода на большие глубины является сложным, трудоемким и дорогостоящим процессом)2.

Известная система [1] подъема морской сероводородной воды, принятая за прототип, содержит)3 базовое судно, оснащенное спуско-подъемными механизмами, системой подъема воды из сероводородной зоны моря, системой отделения Н2 S из сероводородной воды и устройством для накопления и хранения H2S, при этом система подъема включает вертикальный подъемный трубопровод, связанный через штуцер с всасывающим водяным насосом, выход которого соединен с входом системы отделения, система отделения H2S включает, по меньшей мере, один дегазатор и снабжена выходным трубопроводом для передачи H 2S на вход устройства для накопления и хранения H2 S и трубопроводом для возврата очищенной воды в море.

При этом система [1] снабжена устройством интенсификации выделения H2S в процессе подъема воды путем подкисления углекислым газом.

Недостатком прототипа [1], как и других аналогов [2 и др.], является малая (недостаточная) интенсивность извлечения H2S из неадекватно идентифицированных сероводородных зон высокой концентрации H2S, потери энергии и увеличение затрат вследствие ненадежности и недостоверности принятого на основе ранее определенного (или рассчитанного) пространственного распределения H2S как по площади, так и по глубине акватории. Предложенные в [1, 2, 8, 9] устройства для интенсификации извлечения H2S могут оказаться бесполезными при неадекватной (недостоверной) начальной оценке концентрации H2S на заданной глубине района добычи.

Для адекватной рентабельной добычи H2S с приемлемой (заданной) производительностью и стоимостью необходима оперативная доразведка in situ (в месте нахождения) в масштабе реального времени для определения оптимальных значений концентрации H2S и глубины погружения подъемного трубопровода)4.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании технологического комплекса для добычи H2S из морской воды, позволяющего повысить эффективность добычи при снижении стоимости путем реализации комплексом оперативной доразведки вертикального профиля распределения концентрации H2S в районе добычи в реальном времени и коррекции ранее полученных данных (карт геохимических полей, построенных по данным проведенной ранее геохимической съемки акватории).

Основной технический результат комплекса - повышение интенсивности добычи H2S из морских сероводородных зон посредством измерения в реальном времени вертикального профиля распределения H2S в районе добычи, обеспечение синергии оптимальной производительности и стоимости добычи путем повышения достоверности и надежности данных о концентрации H2 S, полученных эмпирически во время добычи в конкретном месте) 5. Комплекс также позволяет избежать потерь энергии и усложнения устройств добычи, которые имеют место при других возможных технологиях [1, 2 и др.] интенсификации добычи, проводимых без реализации практической доразведки концентрации H2S in situ.

Технический результат достигается следующим образом.

Технологический комплекс для добычи сероводорода (H2S) из морской воды содержит базовое судно, оснащенное спуско-подъемными механизмами, системой подъема воды из сероводородной зоны моря, системой отделения H2S из сероводородной воды и устройством для накопления и хранения H2S, при этом система подъема включает вертикальный подъемный трубопровод, связанный через штуцер с всасывающим водяным насосом, выход которого соединен с входом системы отделения, система отделения H 2S включает, по меньшей мере, один дегазатор и снабжена выходным трубопроводом для передачи H2S на вход устройства для накопления и хранения H2S и трубопроводом для возврата очищенной воды в море.

Отличительной особенностью комплекса является то, что к вертикальному подъемному трубопроводу через штуцер дополнительно подсоединен модуль оперативной доразведки (МОД) in situ концентрации H2S в поднимаемой воде и измерения глубины Н погружения подъемного трубопровода до оптимального продуктивного горизонта добычи, которая определяется соотношением

где H1 и Н2 - глубина погружения до горизонтов сероводородной зоны с концентрацией Н2S, равной соответственно K1 и К22>K10, К0 - концентрация Н2S для оптимальной добычи с заданной производительностью),

при этом МОД включает последовательно соединенные блок геохимического анализа поднимаемой воды и блок управления и контроля (БУК) процесса добычи H2S, причем информационные и управляющие входы-выходы блока БУК подсоединены к спускоподъемным механизмам, к водяному насосу системы подъема воды, к системе отделения H2S и к устройству для накопления и хранения H2S.

Отличием комплекса также является то, что что входящий в модуль МОД блок геохимического анализ поднимаемой воды содержит последовательно соединенные водозаборник, устройство извлечения газовой фазы, аналитический блок, блок сбора и обработки геохимической информации и блок воспроизведения, при этом водозаборником служит вертикальный подъемный трубопровод системы подъема воды из сероводородной зоны моря, устройство извлечения газовой фазы выполнено в виде дегазатора, аналитический блок выполнен в виде газового хроматографа, в качестве блока сбора и обработки геохимической информации и блока воспроизведения информации использован персональный компьютер, причем дегазатор включает водную магистраль, блок контроля и регистрации скорости подачи воды с регулировочным краном, водяным манометром, расходомером и таймером, а также дегазационную камеру, выход которой подключен к хроматографу, блок сбора и обработки геохимической информации выполнен с возможностью определения in situ по данным дегазатора и газового хроматографа вертикального профиля концентрации H2S (зависимости К(Н)), определяемого соотношением

где К(Н) - концентрация H2 S на глубине Н, измеряемая хроматографом;

V - объем поднятой воды, измеряемый расходомером дегазатора модуля МОД;

R - радиус вертикального подъемного трубопровода.

Кроме того, комплекс отличается тем, что БУК выполнен в виде вычислительного устройства, дополнительно включающего базу данных о технологических характеристиках системы подъема воды, системы отделения H2S и устройства для накопления и хранения H2S, базу данных о приемлемой стоимости и производительности добычи H2S из сероводородной зоны моря, а также блок оптимизации реализуемого значения К 0 с заданной производительностью и себестоимостью добычи in situ H2S при концентрации К0>7÷8 мг/л и глубине погружения подъемного трубопровода Н(К0 ).

При этом отличием комплекса является то, что система подъема воды из сероводородной зоны моря дополнительно снабжена устройствами интенсификации извлечения H2 S, например, средствами подкисления поднимаемой воды, средствами наложения вибрации на подъемный трубопровод или средствами воздействия на сероводородную зону моря электрогидравлическими ударами.

Комплекс также отличается тем, что система отделения H2S из сероводородной воды дополнительно снабжена более чем одним дегазатором и одним или несколькими электролизерами для извлечения H2S.

Отличием комплекса, кроме того, является то, что устройство для накопления и хранения H2S включает один или несколько газгольдеров хранения газа H2S или компримированного Н2S и выполнено с возможностью передачи полученного продукта на транспортное судно или на береговой пункт приема для производства серы, водорода, кислорода и минеральных солей, а также для производства тепло- и электроэнергии.

При этом базовое судно может быть снабжено приемниками высокоточных радионавигационных систем дифференциальная система «ГЛОНАСС» и/или дифференциальная система «ГПС» и средствами динамического позиционирования и подруливания.

В ряде случаев выполнения комплекса базовое судно снабжено маломерным судном для проведения дополнительной газохимической съемки в районе добычи Н2S базовым судном.

В конкретном случае базовое судно размещено в акватории Черного моря для десероводородизации акваторий и для экологически чистого энергообеспечения приморских городов Новороссийск, Геленджик, Сочи, Туапсе.

На фиг.1 представлена общая конструктивная схема технологического комплекса для добычи сероводорода из морской воды, на фиг.2 приведена схема блока геохимического анализа, фиг.3 иллюстрирует работу комплекса в процессе оперативной доразведки и добычи H2S с оптимального продуктивного горизонта сероводородной зоны моря.

На чертежах приняты следующие обозначения:

1 - базовое судно;

2 - спуско-подъемные механизмы;

3 - система подъема воды;

4 - система отделения воды (дегазатор и/или электролизер);

5 - устройство для накопления и хранения H2S;

6 - подъемный трубопровод;

7 - штуцер насоса 8;

8 - всасывающий водяной насос;

9 - трубопровод передачи H2S из системы 4 в устройство 5;

10 - трубопровод для возврата очищенной воды в море;

11 - штуцер соединения подъемного трубопровода 6 к МОД;

12 - модуль оперативной доразведки (МОД);

13 - блок геохимического анализа;

14 - блок управления и контроля;

15 - выход полученного продукта;

16 - приемники «ГЛОНАСС» и/или «ГПС»;

17 - водозаборник блока 13, (6);

18 - устройство извлечения газовой фазы (дегазатор модуля 12);

19 - аналитический блок (хроматограф);

20 - блок сбора и обработки информации (входит в ПК);

21 - блок воспроизведения информации (входит в ПК);

22 - водная магистраль дегазатора 18;

23 - блок контроля и регистрации подачи воды дегазатора 18;

24 - дегазационная камера дегазатора 18.

Работа комплекса заключается в следующем.

Базовое судно 1 (фиг.1), оснащенное спуско-подъемными механизмами 2, системой 3 подъема воды, системой 4 отделения H2 S, устройством 5 для накопления и хранения H2S, а также модулем МОД 12 оперативной доразведки, выходит в море в район добычи с учетом экспертной оценки наиболее вероятной эффективности добычи Н2S (с учетом полученных ранее данных о концентрации и глубине сероводородной зоны, а также стоимости и рентабельности добычи). Спуско-подъемные механизмы 2 устанавливают подъемный трубопровод 6 (его нижнюю водозаборную часть) на заданную априори глубину.

Работа технологического комплекса начинается с режима оперативной доразведки концентрации Н2S модулем МОД 12 in situ (в месте нахождения) базового судна 1 при перекрытом штуцере 7 всасывающего (добычного) водяного насоса 8 и открытом штуцере 11. Вода в режиме доразведки из подъемного трубопровода 6 поступает на вход блока 13 геохимического анализа МОД 12 (фиг.2), где через водозаборник 17 (6) по водной магистрали 22 подается на вход блока 23 устройства 18 извлечения газовой фазы (дегазатор модуля 12). С блока 23 контроля и регистрации подачи воды, снабженного регулировочным краном, водяным манометром, расходомером и таймером (на фиг. не показаны), вода поступает в дегазационную камеру 24. С выхода дегазатора 18 (выхода дегазационной камеры 24) газ поступает на вход аналитического блока 19 (хроматограф), а отработанная вода сбрасывается в море.

По мере подачи воды хроматограф 19 определяет концентрацию К H2S, значения которой подаются синхронно с данными расходомера дегазатора 18 на входы блока 20 сбора и обработки информации, входящего в персональный компьютер. Поскольку вода для анализа поднимается по подъемному трубопроводу 6 последовательно с разных глубин Н, а ее объем определяется расходомером дегазатора 18, то блок 20 определяет зависимость К(Н) в соответствии с соотношением (2), т.е. осуществляет определение и построение вертикального профиля концентрации H 2S, который отображается блоком 21 воспроизведения, входящим в персональный компьютер. В предлагаемом технологическом комплексе в качестве модуля МОД 12 могут быть использованы, например, модернизированные модули геохимического анализа морской воды типа «Мустанг» или «Сигма», структура и работа которых приведены в [10, 11].

Выход блока 13 геохимичесого анализа подключен к входу блока БУК 14 управления, который позволяет по данным измеренного профиля К(Н) оценить глубину Н погружения подъемного трубопровода 6 до оптимального продуктивного горизонта добычи H2S, которая определяется выражением (1) при оптимальной добыче с заданной производительностью.

Таким образом, в процессе режима доразведки, являющимся по сути детальной разведкой in situ в реальном масштабе времени, блок БУК 14 модуля МОД 12, включающий базу данных о технологических характеристиках системы 3 подъема воды, системы 4 отделения Н 2S и устройства 5 для накопления и хранения H2 S, базу данных о приемлемой стоимости и производительности добычи H2S, а также блок оптимизации реализуемого значения К0 с заданной производительностью и себестоимостью добычи, позволяет обеспечить получение технического результата - повышение интенсивности добычи H2S при концентрации К0 Н2S (К0>7÷8 мг/л) и глубине погружения подъемного трубопровода 6 Н(К0 ). При этом блок БУК 14 через информационные и управляющие входы-выходы управляет и контролирует работу спуско-подъемных механизмов 2, водяного насоса 8 системы 3 подъема воды, системы 4 отделения воды и устройства 5 для накопления и хранения H2S.

Структура и работа блока БУК 14 в части оптимизации значения К0 могут быть реализованы в виде программно-аппаратного средства аналогичного, например, блоку оптимизации, описанному в патенте RU 2321884 С1, 10.04.2008.

При завершении детальной доразведки концентрации К(Н) и оценки значения К 00>7÷8 мг/л) подъемный трубопровод 6 (его нижняя водозаборная часть) устанавливается на глубину Н(К0), например, в пределах Н(К0)±10%, и начинается непосредственно режим работы технологического комплекса по добыче H2S из сероводородной зоны моря. Заслонка (вентиль, управляемый с блока 14, на фиг. не показан) открывает доступ поднимаемой трубопроводом 6 воды к всасывающему насосу 8 системы 3 подъема воды, с выхода которого вода из сероводородной зоны моря поступает в систему 4 отделения воды от H2 S, при этом очищенная от Н2S вода возвращается в море по трубопроводу 10. Система 3 подъема воды из сероводородной зоны может быть дополнительно снабжена устройством интенсификации извлечения H2S в процессе подъема воды, например средствами подкисления поднимаемой воды (аналогичными описанным в [1, 8, 9]), средствами наложения вибрации или средствами воздействия на воду электрогидравлическими ударами [9]. Система 4 отделения Нз8 из сероводородной воды снабжена одним или несколькими дегазаторами и может дополнительно содержать один или несколько электролизеров для извлечения H2S.

Работа технологического комплекса в режиме добычи сопровождается периодическим контролем посредством блоков 13 и 14 модуля 12.

С выхода системы 4 отделения Нз8 по трубопроводу 9 поступает в устройство 5 для накопления и хранения H2S, которое может включать один или несколько газгольдеров (коллекторов) для хранения газа H2S или компримированного H2S с последующей передачей по трубопроводу 15 полученного продукта на транспортное судно или на береговой пункт приема для производства серы, водорода, кислорода и минеральных солей, а также для производства тепло- и электроэнергии (аналогично технологии, описанной в [1, 3-5]).

Для определения точного местоположения базовое судно может быть снабжено приемниками 16 высокоточных радионавигационных систем дифференциального типа «ГЛОНАСС» и/или «ГПС», а для удержания в заданной точке добычи H2S базовое судно снабжено средствами динамического позиционирования и подруливания, структура и работа которых известна и описана, например в: Морской энциклопедический справочник: В двух томах / Под ред. Н.Н.Исанина. - Л.: Судостроение, 1987 г., 512 с., 520 с.

Базовое судно также может быть снабжено маломерным судном для проведения дополнительной газохимической съемки в районе добычи H2 S базовым судном посредством, например модулей «Мустанг» или «Сигма», структура и работа которых приведена в [10, 11].

Для решения комплекса экологических и экономических задач черноморского побережья России базовое судно может быть размещено в акватории Черного моря для десероводородизации акваторий и для экологически чистого энергообеспечения приморских городов Новороссийск, Геленджик, Сочи, Туапсе.

Таким образом, из формулы и описания комплекса и его работы следует, что достигается его назначение с указанным техническим результатом, который находится в причинно-следственной связи с совокупностью существенных признаков независимого пункта формулы.

ПРИЛОЖЕНИЕ (примечания к описанию)

1. Большое расхождение средних данных о концентрации Н2S наблюдается уже при оценке общих запасов H2S (различие в 4-8 раз). Так, для Черного моря в [1] приведена цифра 3,63 млрд.т для общих запасов (при ежегодном увеличении 3,68·106 т, в [7] общие запасы H2S оценены в 109 т, в [9] дается цифра 7,6 млрд.т. Оценки запасов H2S в других морях (Каспийском, Красном, Мертвом, Средиземном и др.) показывают еще больший разброс. Для Черного моря в настоящее время наиболее достоверной оценкой запасов H2S представляется цифра около 3 млрд.т (http://www.yuga.ru/news/168328).

Известные вертикальные профили концентрации H2S (см. фиг.3) значительно отличаются друг от друга (значения концентрации H2S на одной и той же глубине могут отличаться в 2-10 раз). При увеличении концентрации H2S с поверхности моря (80÷150 м) до дна в 10÷50 раз существуют локальные аномальные зоны с резко повышенной концентрацией [9], причем пределы колебания толщины сероводородной зоны за последние годы увеличились в 5-6 раз [12].

Уровень техники морской добычи H2S показывает, что значение только средних данных о концентрации H2S (ранее полученные карты распределения H2S) не может адекватно использоваться для эффективной (по рентабельности) добычи H2S в конкретное время и в конкретном районе акватории без доразведки распределения H2S и определения зоны оптимальной добычи (фиг.3).

2. Добыча H2S представляет собой разновидность подводной добычи полезных ископаемых и является сложным, трудоемким и дорогостоящим процессом (аналогичным добыче океанских конкреций [6]), что вызывает необходимость использования технологического комплекса с оптимизированной совокупностью технико-экономических характеристик входящих в него систем и блоков, включая минимизацию сложности и стоимости процесса добычи при максимально возможной производительности и интенсивности (и исключая, в том числе, необоснованное опускание подъемного трубопровода на большие глубины).

3. В качестве прототипа предложенного технологического комплекса определено авторское свидетельство СССР [1] (заявка 16.01.1978 г.), в котором наиболее полно (включая формулу и описание) приведены общие признаки устройства для подъема морской воды, содержащей H2S. Последующие патенты (включая патент 2008 г. [7]) касаются некоторых усовершенствований процесса добычи и переработки H2S из сероводородной зоны моря, но, как и прототип [1], не затрагивают проблемы оптимизации технико-экономических характеристик с учетом действительной концентрации H2 S в зоне добычи. При этом известные устройства [1, 2, 8, 9] интенсификации добычи H2S могут оказаться малоэффективными или даже бесполезными в зонах с недостаточной концентрацией H2 S при неадекватной (недостоверной) начальной оценке концентрации H2S. Кроме того, в патентах [3, 7] допущены некорректные утверждения (заявленный технический результат) о снижении энергетических затрат, а патенты [4, 5] дают лишь общую (в принципе известную) схему устройств добычи H2S в составе эколого-энергетической станции.

4. Уровень техники показывает, что до настоящего времени вопрос оптимизации добычи H2S из сероводородной зоны моря не рассматривался. Конкретные значения глубины добычи H2S в известных источниках либо не определены [8], либо декларируются без обоснования:

- в [1, 2, 7] подъемный трубопровод опускается на заданную (?) глубину (150 м и более);

- в [3] сероводород поднимается с глубины 1500-2000 м;

- в [4, 9] забор воды осуществляется из глубин с максимальным (?) содержанием H2S;

- в [5] извлечение H2S начинается с глубин 100-200 м.

В [12] показано, что вследствие постоянной динамики морских вод, локальных аномальных зон и значительных колебаний толщины слоя H2S (см. примечание 1) лишь на основе средних показателей весьма сложно, а подчас невозможно прогнозировать концентрацию H2S в определенном районе акватории. Для этого нужны специальные и постоянные наблюдения за H2S-зоной моря.

Таким образом, для адекватной рентабельной добычи H2S с приемлемой (заданной) производительностью и стоимостью необходима оперативная доразведка in situ в масштабе реального времени для определения оптимальных значений концентрации H2S и глубины погружения подъемного трубопровода (см. фиг.3)

Из уровня техники неизвестно техническое решение с адекватной заявляемой совокупностью существенных признаков независимого пункта формулы предлагаемого комплекса, что подтверждает ее соответствие условию патентоспособности - новизна.

5. Предложенное техническое решение, в отличие от известных технологий, включая прототип, позволяет реализовать технический результат по оптимизации комплексного критерия «сложность - стоимость - эффективность», т.е. достигнуть высокой эффективности при приемлемых сложности и стоимости работ, за счет обеспечения синергии оптимальной производительности и стоимости добычи путем повышения достоверности и надежности данных о концентрации H2S в районе добычи в реальном времени.

ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИ

I. Прототип и аналоги:

1. SU 857356 А1, 23.08.1981 (прототип).

2. SU 1799365 A3, 28.02.1993 (аналог).

3. RU 2010011 С1, 30.03.1994 (аналог).

II. Дополнительные источники по уровню техники:

4. RU 2224117 С1, 20.02.2004.

5. RU 73398 U1, 20.05.2008.

6. RU 2321748 С2, 10.04.2008.

7. RU 2338869 С2, 20.11.2008.

8. RU 2123476 С1, 20.12.1998.

9. RU 2134237 С1, 10.08.1999.

10. RU 2188440 С1, 27.08.2002.

11. RU 66064 U1, 27.08.2007.

12. Сероводород в Черном море. http://scool 316.spb.ru.

13. Кузьминская Г. Сероводород. - Краевед Черноморья, 2006-2007 гг., 8-9.

1. Технологический комплекс для добычи сероводорода (Н 2S) из морской воды, содержащий базовое судно, оснащенное спускоподъемными механизмами, системой подъема воды из сероводородной зоны моря, системой отделения H2S из сероводородной воды и устройством для накопления и хранения H2S, при этом система подъема включает вертикальный подъемный трубопровод, связанный через штуцер с всасывающим водяным насосом, выход которого соединен с входом системы отделения, система отделения H 2S включает, по меньшей мере, один дегазатор и снабжена выходным трубопроводом для передачи H2S на вход устройства для накопления и хранения H2S и трубопроводом для возврата очищенной воды в море, отличающийся тем, что к вертикальному подъемному трубопроводу через штуцер дополнительно подсоединен модуль оперативной доразведки (МОД) in situ концентрации H 2S в поднимаемой воде и измерения глубины Н погружения подъемного трубопровода до оптимального продуктивного горизонта добычи, которая определяется соотношением

H1 <Н<H2,

где H1 и Н2 - глубина погружения до горизонтов сероводородной зоны с концентрацией H2S, равной соответственно K1 и К22>K10, К0 - концентрация H2S для оптимальной добычи с заданной производительностью), при этом МОД включает последовательно соединенные блок геохимического анализа поднимаемой воды и блок управления и контроля (БУК) процесса добычи H2S, причем информационные и управляющие входы-выходы блока БУК подсоединены к спускоподъемным механизмам, к водяному насосу системы подъема воды, к системе отделения Н2S и к устройству для накопления и хранения H2S.

2. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что входящий в модуль МОД блок геохимического анализа поднимаемой воды содержит последовательно соединенные водозаборник, устройство извлечения газовой фазы, аналитический блок, блок сбора и обработки геохимической информации и блок воспроизведения, при этом водозаборником служит вертикальный подъемный трубопровод системы подъема воды из сероводородной зоны моря, устройство извлечения газовой фазы выполнено в виде дегазатора, аналитический блок выполнен в виде газового хроматографа, в качестве блока сбора и обработки геохимической информации и блока воспроизведения информации использован персональный компьютер, причем дегазатор включает водную магистраль, блок контроля и регистрации скорости подачи воды с регулировочным краном, водяным манометром, расходомером и таймером, а также дегазационную камеру, выход которой подключен к хроматографу, блок сбора и обработки геохимической информации выполнен с возможностью определения in situ по данным дегазатора и газового хроматографа вертикального профиля концентрации H2S (зависимости К(Н)), определяемого соотношением

К(Н)=К(V/2R2),

где К - концентрация Н2 S на глубине Н, измеряемая хроматографом;

V - объем поднятой воды, измеряемый расходомером дегазатора модуля МОД;

R - радиус вертикального подъемного трубопровода.

3. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что БУК выполнен в виде вычислительного устройства, дополнительно включающего базу данных о технологических характеристиках системы подъема воды, системы отделения H 2S и устройства для накопления и хранения H2 S, базу данных о приемлемой стоимости и производительности добычи H2S из сероводородной зоны моря, а также блок оптимизации реализуемого значения К0 с заданной производительностью и себестоимостью добычи in situ Н2S при концентрации К0>7÷8 мг/л и глубине погружения подъемного трубопровода Н (К0).

4. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что система подъема воды из сероводородной зоны моря дополнительно снабжена устройствами интенсификации извлечения H2S, например средствами подкисления поднимаемой воды, средствами наложения вибрации на подъемный трубопровод или средствами воздействия на сероводородную зону моря электрогидравлическими ударами.

5. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что система отделения H2S из сероводородной воды дополнительно снабжена более чем одним дегазатором и одним или несколькими электролизерами для извлечения Н2S.

6. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что устройство для накопления и хранения H2S включает один или несколько газгольдеров хранения газа Н2S или компримированного H2S и выполнено с возможностью передачи полученного продукта на транспортное судно или на береговой пункт приема для производства серы, водорода, кислорода и минеральных солей, а также для производства тепло- и электроэнергии.

7. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что базовое судно снабжено приемниками высокоточных радионавигационных систем дифференциальная система «ГЛОНАСС» и/или дифференциальная система «ГПС» и средствами динамического позиционирования и подруливания.

8. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что базовое судно снабжено маломерным судном для проведения дополнительной газохимической съемки в районе добычи Н2 S базовым судном.

9. Технологический комплекс по п.1, отличающийся тем, что базовое судно размещено в акватории Черного моря для десероводородизации акваторий и для экологически чистого энергообеспечения приморских городов Новороссийск, Геленджик, Сочи, Туапсе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к освоению нефтегазоконденсатных месторождений, расположенных в арктических условиях на мелководном шельфе, находящихся в непосредственной близости от береговой линии, частично выходящих на берег или на относительно отдаленном расстоянии, а именно к способам сооружения технологических комплексов

Полезная модель относится к системам очистки и ремонта топливного бака автомобиля и может использоваться для всех видов сварки, пайки открытым пламенем для различных по материалам бакам (алюминиевый, полиэтиленовый, стальной) различных наполнителей баков(бензин, солярка, масло)

Полезная модель относится к классу безрельсовых наземных транспортных средств, а именно - к легковым автомобилям, и представляет собой автомобиль, имеющий кузов обтекаемой формы

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано при исследовании рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания в динамических режимах (в условиях эксплуатации)

Морской автономный комплекс для добычи нефти, полупогружная плавучая буровая платформа, морская добычная стойка для откачки нефти, морская ледостойкая плавучая платформа для добычи нефти, ледостойкий плавучий резервуар для сбора и хранения нефти, якорь для плавучих конструкций в море относятся к области освоения подводных жидких и газообразных месторождений, к сооружению технологических комплексов при широком диапазоне внешних условий и характеристик грунтов морского дна.

Полезная модель относится к области электротехники, и предназначена для передачи электроэнергии от источников электроэнергии к оборудованию подводного добычного комплекса, и может быть использована в составе систем электроснабжения подводных добычных комплексов при обустройстве мелководных и глубоководных месторождений нефти и газа.

Полезная модель относится к нефтегазовому оборудованию и может быть использована в составе трубопроводных систем при оборудовании добывающих нефтегазовых скважин.

Техническим результатом заявленной полезной модели является улучшение массогабаритных и амплитудочастотных характеристик
Наверх