RU2020287C1

RU2020287C1 - Method of creating gas lift flow

Info

Publication number: RU2020287C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Ржевский; Г.Т. Сазонов; Л.А. Кафорин; С.С. Семешкин; В.В. Мечев; Е.В. Минаев; В.А. Арсентьев; И.И. Блехман; Е.Б. Кремер; В.А. Хромов; В.М. Еремеев; Е.Г. Довгеля; А.Я. Фидлин; В.Л. Браверман; О.А. Овсянников
Original assignee: Акционерное общество "Механобр-инжиниринг"
Priority date: 1991-01-25
Filing date: 1991-01-25
Publication date: 1994-09-30

Abstract

FIELD: deep water mining. SUBSTANCE: pipe 1 is provided with audio frequency oscillator 2 or grinding unit at bottom part. Engines 3 are secured to the pipe and mixers 4 with inclined or screw blades are received within the pipe. Thrust is created owing to axial turbine 6 arranged within the pipe. As the result gas saturated fluid that enters the pipe has lesser hydrostatic pressure. Extracted gas and fluid form self-propagating flow of gas-air mixture. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способу газолифтного транспортирования жидких сред и может быть использовано при глубоководной добыче минерального сырья и энергоносителей в форме растворенных газов, горючих газов и газогидратов, а также для производства электроэнергии. The invention relates to a method for gas-lift transportation of liquid media and can be used for deep-sea mining of mineral raw materials and energy carriers in the form of dissolved gases, combustible gases and gas hydrates, as well as for the production of electricity.

Известен способ газлифтного транспортирования жидких сред (авт. св. N 1288370, кл. F 04 F 1/00, 1987), заключающийся в сжатии газа, подаче газа под давлением в подъемную трубу газолифта и отделении газа от жидкости, после чего он вновь направляется на сжатие. A known method of gas-lift transportation of liquid media (ed. St. N 1288370, class F 04 F 1/00, 1987), which consists in compressing the gas, supplying gas under pressure to the lift pipe of the gas lift and separating the gas from the liquid, after which it is sent again for compression.

Недостатком способа является высокое энергопотребление. The disadvantage of this method is the high power consumption.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и принятых за прототип является способ создания газлифтного потока в погруженной в жидкость трубе, снабженной активатором в нижней части, включающий подвод в трубу жидкости с газовой фазой с последующим формированием в ней активатором вертикально направленного потока двухфазной среды (авт. св. СССР N 1656172, кл. F 1/18, 1989). Closest to the proposed technical essence and adopted as a prototype is a method of creating a gas lift flow in a pipe immersed in a liquid, equipped with an activator in the lower part, including supplying a liquid with a gas phase into the pipe with the subsequent formation of a vertically directed two-phase medium flow in it (author. St. USSR N 1656172, class F 1/18, 1989).

Недостатком прототипа является высокое энергопотребление, связанное с продолжительной работой активатора. The disadvantage of the prototype is the high power consumption associated with prolonged operation of the activator.

Цель изобретения - снижение энергопотребления при перекачивании газонасыщенных жидкостей. The purpose of the invention is the reduction of energy consumption when pumping gas-saturated liquids.

Поставленная цель достигается тем, что в способе создания газлифтного потока в погруженной в жидкость трубе, снабженной активатором в нижней части, включающий подвод в трубу жидкости с газовой фазой с последующим формированием в ней активатором вертикально направленного потока двухфазной среды, фиксируют возникновение самоподдерживающегося потока двухфазной среды, трубу перемещают параллельно оси посредством движителей, равномерно установленных по всей длине трубы, предварительно в трубе по всей длине устанавливают мешалки. This goal is achieved by the fact that in the method of creating a gas-lift flow in a pipe immersed in a liquid, equipped with an activator in the lower part, including supplying a liquid with a gas phase into the pipe with the subsequent formation of a vertically directed two-phase medium in it, the occurrence of a self-sustaining two-phase medium flow is recorded, the pipe is moved parallel to the axis by means of propulsors uniformly installed along the entire length of the pipe; previously, mixers are installed in the pipe along the entire length.

Воздействие ультразвуком на самоподдерживающийся газожидкостный поток позволяет увеличить площадь поверхности газогидратов за счет их разрушения, обеспечивая тем самым большую интенсивность выделения газа и, следовательно, большую скорость транспортирования и более полное и эффективное использование энергии газогидратов. Более полное использование энергии газогидратов приводит к повышению стабильности способа в условиях больших изменений донного слоя газогидратов. The effect of ultrasound on a self-sustaining gas-liquid flow makes it possible to increase the surface area of gas hydrates due to their destruction, thereby providing a higher rate of gas evolution and, consequently, a higher transport speed and a more complete and efficient use of gas hydrate energy. A more complete use of the energy of gas hydrates leads to an increase in the stability of the method under conditions of large changes in the bottom layer of gas hydrates.

Интервал частот ультразвука определяется резонансными свойствами газогидратов и подбирается в каждом конкретном случае в зависимости от месторождения экспериментально. The frequency range of ultrasound is determined by the resonant properties of gas hydrates and is selected in each case, depending on the field experimentally.

Перемещение трубы в горизонтальной плоскости с постоянной скоростью за счет движителей, установленных равномерно по всей длине трубы, обеспечивает повышение стабильности процесса за счет того, что в процесс вовлекаются все новые области, занятые газогидратами. Установка движителей равномерно по всей высоте необходима для перемещения всех точек трубы с одинаковой скоростью, что устраняет возможность механических повреждений. Moving the pipe in a horizontal plane at a constant speed due to propulsors installed uniformly along the entire length of the pipe provides increased stability of the process due to the fact that all new areas occupied by gas hydrates are involved in the process. The installation of movers evenly over the entire height is necessary to move all points of the pipe at the same speed, which eliminates the possibility of mechanical damage.

Установка мешалки в трубе по всей ее длине позволяет равномерно распределить воздух по сечению трубы и устранить дестабилизирующие процесс вторичные гидродинамические потоки. The installation of the mixer in the pipe along its entire length makes it possible to evenly distribute air along the pipe section and eliminate secondary hydrodynamic flows destabilizing the process.

Вращение мешалки в трубе осуществляют за счет энергии потока и попутно обеспечивают отделение твердой фазы (удаление ее к стенкам трубы, где она оседает на дно), что снижает энергопотребление способа. The rotation of the mixer in the pipe is carried out due to the energy of the flow and simultaneously ensure the separation of the solid phase (removing it to the walls of the pipe, where it settles to the bottom), which reduces the energy consumption of the method.

П р и м е р. Вертикальную трубу 1 оснащают в ее основании генератором 2 ультразвуковых колебаний или дробящим устройством 5, закрепляют на ней движители 3 равномерно по ее высоте и устанавливают в трубе мешалки 4 с наклонными винтообразными лопастями 5, затем трубу погружают в глубокий водоем. С помощью осевой турбины 6, соединенной с электроприводом 7 и расположенной в трубе, создают принудительную тягу. При этом богатые растворенным метаном слои жидкости попадают в область трубы с меньшим гидростатическим давлением. Выделяющийся из раствора газ образует с жидкостью газовоздушную смесь, более легкую, чем окружающая трубу вода. Воздушный гидростатический перепад давлений создает самоподдерживающийся поток газовоздушной смеси. После этого действие тяги прекращают и переводят электродвигатель в режим электрогенератора с целью преобразования кинетической энергии потока в электрическую. Метан отделяют от жидкости и используют как энергоноситель. PRI me R. The vertical pipe 1 is equipped at its base with an ultrasonic oscillator 2 or a crushing device 5, the motors 3 are fixed on it uniformly in height and installed in the tube of the mixer 4 with inclined helical blades 5, then the tube is immersed in a deep reservoir. Using an axial turbine 6 connected to the electric drive 7 and located in the pipe, create a forced draft. In this case, liquid layers rich in dissolved methane fall into the pipe region with less hydrostatic pressure. The gas released from the solution forms a gas-air mixture with the liquid, which is lighter than the water surrounding the pipe. The hydrostatic air pressure drop creates a self-sustaining flow of the gas-air mixture. After that, the action of the traction is stopped and the electric motor is put into electric generator mode in order to convert the kinetic energy of the flow into electrical energy. Methane is separated from the liquid and used as an energy carrier.

Claims

1. METHOD FOR CREATING A GAS LIFT FLOW in a pipe immersed in a liquid, equipped with an activator in the lower part, including supplying a liquid with a gas phase into the pipe with the subsequent formation of a vertically directed two-phase medium in it, characterized in that, in order to reduce energy consumption when pumping gas-saturated liquids, record the occurrence of a self-sustaining flow of a two-phase medium and act on it with ultrasound or vibration.

2. The method according to claim 1, characterized in that after the occurrence of a self-sustaining flow of a two-phase medium, the pipe is moved parallel to the axis by means of propulsors uniformly installed along the entire length of the pipe.

3. The method according to claim 1, characterized in that the mixer is preliminarily installed inside the pipe along the entire length.