BG61997B1 - устройство за каптиране на подводни газови извори - Google Patents

Abstract

Устройството може да намери приложение при проучване и експлоатация на газови ресурси на морското дъно и за опазване на природната среда от замърсяване. То представлява система от котва с формата на пресечена пирамида (1) и буй (6), свързани помеждуси чрез верига (3) и шланг (4) с клапан (14). Буят (6) се състои от изолирана камера (15) и транзитна камера (5), към долния край на която е свързан шлангът (4) с клапана (14), а в горния й край са монтирани тръба (7) с вентил (8), дебитомер (9), датчик за налягане (10), процесор (12) и радиопредавател (13). Чрез системата е възможно извеждането на природния газ до буя (6), където чрез уредите заизмерване, контрол и предаване на информацията данните за режима на газовия извор се предават до приемна радиостанция на брега.

Description

Изобретението се отнася до устройство за каптиране на природен газ от газови извори на морското дъно и ще намери приложение при проучването и експлоатацията на газовите ресурси в акваторията на бреговата зона, шелфа и горната част на континенталния склон, както и за опазване на природната среда от замърсяване.

В акваторията на българското Черноморие до дълбочина около 300 т са установени значителен брой подводни газови извори / грифони/ от газ метан. Вместо да замърсява атмосферата и да влияе върху озоновия слой, този газ може да се използва като екологично чисто гориво, както и за проучване режима на газоотделянето и връзката му с тектонските процеси в земната кора.

Предшестващо състояние на техниката

Известно е устройство за каптиране на подводни газови извори /1/, което представлява полусферичен железобетонен купол в близост до брега с вградена изравнителна тръба с вентил, свързан чрез тръбопровод с монтирани в края му датчик за налягане и дебитомер с резервоар на брега, съоръжен с манометър.

Недостатъците на устройството са, че се реализира трудно, струва скъпо, обслужва само един газов извор и то само в близост до брега, не може да се използва при скално дъно, а също при стръмен и недостъпен бряг.

Известно е също устройство за събиране на нефт и газ от грифони на в морското дъно /2/, което се състои от купол с понтон в горния му край и два баластни понтона в долния край, които се запълват с вода при монтаж на купола над грифона и се продухват при демонтаж. Куполът е свързан чрез тръбопровод и клапани с външна и вътрешна тръба на носещата колона на естакада и с резервоара върху нея.

Недостатъците на устройството са, че с воден баласт в понтоните не може да се осигури устойчивостта му, особено в силно динамичната брегова зона, предназначено е само за експлоатация, но не и за изследване режима на подводните газови извори и се реализира само в близост до брега /докъдето в морето достига естакадата/.

Техническа същност

Задачата на изобретението е да създаде устройство за каптиране на подводни газови извори, което да бъде опростено, по-устойчиво, по-евтино и ефективно, да може да се използва както в бреговата зона, така и в широката акватория на шелфа и горната част на континенталния склон, както при пясъчно, тинесто или скалисто дъно, така и при недостъпен бряг с възможност да съобщава на брега информация за промените в режима на газовия извор.

Задачата се решава чрез устройство, състоящо се от котва с форма на пресечена пирамида с тежести в ъглите на основата й. Котвата е свързана чрез верига и шланг с транзитна камера на буй. Върху горната хоризонтална повърхнина на буя е закрепена дъговидна тръба с вентил, а също и система за измерване, контрол и предаване на информация за газа в камерата на буя, чиято плавучест се осигурява от изолирана камера. Входът на шланга в пирамидата се затваря от клапан. В ресурсния си вариант устройството представлява редица от резервоари с клапани и килове, свързани помежду си с вериги и шлангове.

Предимствата на изобретението се състоят в това, че е опростено, по-устойчиво, поевтино и ефективно, може да се използва както в бреговата зона, така и в широката акватория на шелфа и горната част на континенталния склон, както при пясъчно, тинесто или скално дъно, така и при недостъпен бряг и е с възможност да съобщава на брега информация за промените в режима на газовия извор.

Описание на приложените фигури

Едно примерно изпълнение на изобретението е представено на приложените фигури, от които:

Фигура 1 представлява изследователски вариант на устройството;

Фигура 2 - ресурсен вариант на устрой2 ството.

Примери за изпълнение

Устройството се състои от котва с форма на четириъгълна пресечена пирамида 1 с четири тежести 2 в ъглите на основата и котвата е свързана чрез верига 3 и шланг 4 с транзитна камера 5 на буй 6. Върху горната хоризонтална повърхнина на буя 6 е закрепена дъговидна тръба 7 с вентил 8 и дебитомер 9, а също датчик за налягане 10, акумулатор 11 за захранване, процесор 12 и радиопредавател 13. Входът на шланга 4 в пирамидата 1 се затваря от клапан 14. Изолирана камера 15 осигурява плавучестта на буя 6.

В ресурсния вариант на устройството буят 6 е заменен от поредица резервоари 16 с клапани 17 и килове 18 с удебелен край 19, свързани помежду си чрез вериги 20 и шлангове 21.

Устройството се използва по следния начин. Чрез плаващ кран и веригата 3 и водолази пирамидата 1 се спуска над газовия извор. Тежестите 2 не само повишават устойчивостта на пирамидата, но я поддържат на известно разстояние над дъното. Това позволява проникването на водолази в нея за ремонт и почистване, без да се изважда на борда на плаващия кран, като се осигурява нормално налягане над газовия извор - условие за нормалното му функциониране. По шланга 4 газът попада в камерата 5 на буя 6 и по тръбата 7 излита навън, като се запалва, за да не замърсява атмосферата. Вентилът 8 поддържа определено налягане и определено ниво на водата в пирамидата 1, съответстващо на дълбочината и дебита на газовия извор. При намаляване на дебита нивото на водата в пирамидата се повишава и клапанът 14 затваря шланга 4 и камерата 5, като ги предпазва от наводняване, замърсяване и евентуална необходимост от изваждане на пирамидата.

Дебитът на газа се измерва с дебитомера 9, а налягането в камерата 5 - с датчика 10 /време-константата му трябва да се подбере така, че да може да показва точно очакваните промени на налягането/. Изходният сигнал от дебитомера 9 и датчика 10 постъпва в обработващия блок-процесор 12. Тук сигналът се изчиства от шумове и случайни съставки и със сравняващо устройство и по предварително зададени прагови стойности /минимални и максимални/ определя моментите на повишаване на налягането над нормалната висока стойност и понижаването му под нормалната ниска стойност. Така получените сигнали управляват радиопредавателя 13, който по радиоканал с подходящите според района разстояния и необходимостта от максимална шумозащитеност, модулации и честота изпраща информацията до бреговата приемна радиостанция. Тази бордова апаратура се захранва от акумулаторния токозахранващ блок 11, като за оптимизиране на електропотреблението процесорът 12 управлява захранването на блоковете в режим на следене и в режим на активация. Процесорът 12 следи и за състоянието на акумулаторния блок 11, като при приближаване на критично ниска стойност на енергосъдържание изпраща определен сигнал чрез радиопредавателя 13 до бреговата станция.

Бреговата апаратура е натоварена с функциите да приема излъчените от измервателните буйкови станции сигнали, да ги обработва и да подава за целта необходимите данни и сигнали. Бреговият радиоприемник приема сигналите от буйковите радиопредаватели /възможно е да са значителен брой/, като съответно работи в необходимите честотни диапазони и при нужна за конкретния случай чувствителност и шумозащитеност.

Приемните радиосигнали от изхода на радиоприемника се подават към блока за обработка, където се изчистват случайните сигнали и шумове, като се извършва и евентуална математическа обработка. Обработените сигнали се подават за индикация и сигнализация към съответния блок, който се изгражда съобразно конкретните нужди.

При ресурсния вариант природният газ изпълва всички резервоари 16, чиято устойчивост и нормално положение се осигурява от киловете 18 с удебеленията 19. Всички резервоари имат клапани 17, пропускащи газ при достигане на определено критично налягане, което постепенно намалява към последния резервоар. При достигането му от последния резервоар се задейства системата за предаване на информация. Тя е указание за готовност на резервоарите да се обезгазят от специален плавателен съд. Същевременно удължаването или скъсяването на периода между два сигнала може да послужи като оперативно указание за предземетръсна обстановка.

Claims (2)

1. Устройство за каптиране на подводни газови извори, състоящо се от котва с форма на куха, отворена отдолу пресечена пирамида с тежести, свързана с буй чрез шланг с клапан и верига, характеризиращо се с това, че буят (6) се състои от изолирана камера (15) и транзитна камера (5), към долния край на която е свързан шлангът (4) с клапана (14), монтиран в пирамидата (1), а в горния й край са монтирани тръба (7) с вентил (8), дебитомер (9) и датчик за налягане (10), свързани чрез кабели с акумулаторен блок (11), процесор (12) и радиопредавател (13), като тежестите (2) са в ъглите на основата на пирамидата (Пия поддържат на известно разстояние от дъното.

2. Устройство за каптиране на подводни газови извори съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че буят (6) може да се замени от един или повече резервоара (16) с клапани (17) и килове (18), свързани помежду си с вериги (20) и шлангове (21), при което последният от резервоарите (17) изпълнява функциите на буя (6).