RU2504693C1

RU2504693C1 - Electrically driven pumping station on offshore platform

Info

Publication number: RU2504693C1
Application number: RU2012123034/06A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Евтихиевич Козярук; Богдан Юрьевич Васильев
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2012-06-04
Publication date: 2014-01-20
Also published as: RU2012123034A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: pumping station on an offshore platform includes a container. The container is divided into three compartments. In the second compartment there installed is an electric motor, the rotor of which is installed on a magnetic suspension of the electric motor and a commutator of a self-commutated inverter type, which is electrically connected to the electric motor. The inverter is connected by means of information communication channels to a control and dispatching system located in a control unit of the first compartment and by means of power channels in the form of a DC power and voltage supply line to the commutator of the rectifier type. The rectifier is connected through a transformer to a power transmission line. In the third compartment there located is a supercharger kinematically connected to the electric motor by means of a connection device, a complex of piping and valve system, which is connected to a discharge plug installed on the platform. Supply and discharge branch pipes are introduced vertically upwards inside the third compartment. The supercharger is equipped with a remotely controlled antisurge valve connected via information radio channels to the control system.

EFFECT: simpler structure and improved reliability; lower metal consumption and weight.

Description

Изобретение относится к транспортировке многофазной углеводородной смеси по трубопроводам большой протяженности, проложенным по морскому дну.The invention relates to the transportation of a multiphase hydrocarbon mixture through long pipelines laid along the seabed.

Известна подводная насосная станция для перекачки многокомпонентной газосодержащей смеси (RU 2303161, опубл. 20.07.2007). Основными составными элементами станции являются, по крайней мере, один установленный на трубопроводе винтовой насос, вход которого соединен с магистралью зажижения через электромагнитный клапан, электрически связанный через блок управления с термопарой, установленной на выходе насоса, при этом магистраль зажижения сообщена с окружающей станцию морской водой.Known subsea pumping station for pumping a multicomponent gas-containing mixture (RU 2303161, publ. 20.07.2007). The main components of the station are at least one screw pump mounted on the pipeline, the input of which is connected to the liquefaction line through an electromagnetic valve electrically connected through the control unit to a thermocouple installed at the pump outlet, while the liquefaction line is connected to the surrounding sea water station .

Недостатки данной насосной станции заключаются в высокой сложности и высокой стоимости изготовления насоса, нерегулируемость рабочего объема, а также то, что винтовой насос нельзя пускать вхолостую без перекачиваемой жидкости, так как в этом случае повышается коэффициент трения деталей и ухудшаются условия охлаждения, в результате насос может перегреться и выйти из строя, что в подводном положении недопустимо, ввиду сложности исправления неисправностей.The disadvantages of this pump station are the high complexity and high cost of manufacturing the pump, the discontinuity of the displacement, and the fact that the screw pump cannot be started idle without the pumped liquid, since in this case the friction coefficient of the parts increases and the cooling conditions worsen, as a result, the pump may to overheat and fail, which is unacceptable in the underwater position, due to the complexity of troubleshooting.

Известна газоперекачивающая станция на морской платформе (RU 2388920, опубл. 10.05.2010), которая принята за прототип. Основными составными элементами являются контейнер, разделенный перегородкой на два герметичных отсека, в одном из которых установлен, по меньшей мере, один газотурбинный привод, содержащий входное устройство, компрессор, камеру сгорания, турбину, свободную турбину и выхлопное устройство, при этом свободная турбина валом нагрузки соединена с электрическим генератором, а в другом - газовые нагнетатели с приводами, электрический генератор, соединенный со свободной турбиной через магнитную муфту и электрическими связями через коммутатор соединен с приводами газовых нагнетателей и с аккумуляторными батареями, внутрь контейнера вертикально вверх введены подводящий и отводящий газопроводы, на концах которых размещены разъемные соединения, имеющие возможность соединяться с подводящим и отводящим патрубками газовой магистрали, выполненные перпендикулярно к ней и установленные по обе стороны байпасного трубопровода, имеющего два запорных крана, на его концах, при этом запорные краны выполнены с дистанционными приводами, а между нагнетателями и их приводами установлены магнитные муфты.Known gas pumping station on the offshore platform (RU 2388920, publ. 05/10/2010), which is taken as a prototype. The main components are a container divided by a partition into two sealed compartments, in one of which at least one gas-turbine drive is installed, comprising an inlet device, a compressor, a combustion chamber, a turbine, a free turbine and an exhaust device, while the free turbine is a load shaft connected to an electric generator, and in the other - gas blowers with drives, an electric generator connected to a free turbine through a magnetic coupling and electrical connections through a switch connected to the drives of the gas blowers and to the batteries, inlet and outlet gas pipelines are introduced vertically upward into the container, at the ends of which are detachable connections that can be connected to the inlet and outlet pipes of the gas main, perpendicular to it and installed on both sides of the bypass pipeline, having two shut-off valves, at its ends, while the shut-off valves are made with remote drives, and m are installed between the blowers and their drives gnitnye clutch.

Недостаток этой станции низкая надежность из-за наличия большою количества элементов. Наличие газовой турбины увеличивает металлоемкость, вес и стоимость станции и платформы в целом. В процессе эксплуатации турбина производит большое количество продуктов сгорания, что снижает экологичность станции. Наличие маслосистемы большой емкости создает большие риски загрязнения окружающей среды в случае утечки масла, что также негативным образом влияет на экологичность станции.The disadvantage of this station is low reliability due to the presence of a large number of elements. The presence of a gas turbine increases the intensity, weight and cost of the station and platform as a whole. During operation, the turbine produces a large number of combustion products, which reduces the environmental friendliness of the station. The presence of a large-capacity oil system creates great risks of environmental pollution in the event of an oil leak, which also negatively affects the environmental friendliness of the station.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности, снижение металлоемкости и веса.The technical result of the invention is to simplify the design and increase reliability, reducing metal consumption and weight.

Технический результат достигается тем, что в перекачивающей станции на морской платформе, содержащей контейнер, разделенный перегородкой на герметичные отсеки, в которых установлен электрический двигатель, соединенный с нагнетателем, коммутатор, подводящий и отводящий патрубки, введенные вертикально вверх внутрь контейнера, контейнер разделен на три отсека, во втором из которых установлен электродвигатель, ротор которого установлен на магнитный подвес электродвигателя, и коммутатор типа автономный инвертор, который электрически связан с электродвигателем, информационными каналами связи соединен с системой управления и диспетчеризации, расположенной в блоке управления в первом отсеке, и силовыми каналами в виде линии электропередачи постоянного тока и напряжения соединен с коммутатором типа выпрямитель, который через трансформатор подключен к линии электропередач, а в третьем отсеке расположены, по меньшей мере, один нагнетатель, кинематически соединенный с электродвигателем соединительным устройством, комплекс трубно крановой обвязки нагнетателя, соединенный со сбросной свечой, установленной на платформе, при этом подводящие и отводящие патрубки введены вертикально вверх внутрь третьего отсека, а нагнетатель снабжен дистанционно-управляемым противопомпажным клапаном, соединенным информационными радиоканалами с системой управления и установленным.The technical result is achieved by the fact that in a pumping station on an offshore platform containing a container divided by a partition into sealed compartments in which an electric motor is installed connected to a supercharger, a commutator, inlet and outlet pipes introduced vertically upward into the container, the container is divided into three compartments , in the second of which there is an electric motor, the rotor of which is mounted on the magnetic suspension of the electric motor, and a switch of the type an autonomous inverter, which is electrically connected connected with an electric motor, information communication channels connected to a control and dispatch system located in the control unit in the first compartment, and power channels in the form of a direct current and voltage power line connected to a rectifier type switch that is connected to a power line through a transformer, and in the third the compartment contains at least one supercharger kinematically connected to the electric motor by a connecting device, a complex of pipe-crane strapping of the supercharger, connected with bleed candle mounted on the platform, wherein the inlet and outlet pipes introduced vertically into the third compartment, and the blower provided with remotely controllable antisurge valve connected to a radio link information to the control system and installed.

Схема электроприводной перекачивающей станции на морской платформе представлена на чертеже. Электроприводная перекачивающая станция на морской платформе 24, которая установлена на опорах 25 упирающихся в грунт 27, состоит из контейнера 1, который разделенный на два отсека 2 и 3. В отсеке 2 установлен один электродвигатель 4, который по средствам силовых каналов 8 связан с коммутатором типа автономный инвертор 9, который также установлен в отсеке 2. Ротор электродвигателя 6 установлен на магнитном подвесе 7. Информационными каналами связи 10 коммутатор типа автономный инвертор 9 соединен с системой управления и диспетчеризации 11, расположенной в блоке управления 12. С береговой энергостанции 15 морская платформа 24 соединена с помощью силовых каналов, проложенных по морскому дну 13, а именно, эти каналы связывают коммутатор типа автономный инвертор 9 и коммутатором типа выпрямитель 14. На береговой энергостанции 15 коммутатором типа выпрямитель 14 подключен через трансформатор 16 к линии электропередач 17.The scheme of the electric pumping station on the offshore platform is shown in the drawing. The electric pumping station on the offshore platform 24, which is mounted on supports 25 resting on the ground 27, consists of a container 1, which is divided into two compartments 2 and 3. In compartment 2, one electric motor 4 is installed, which is connected by means of power channels 8 to a type switch autonomous inverter 9, which is also installed in compartment 2. The rotor of the electric motor 6 is mounted on a magnetic suspension 7. By information channels 10, a switch of the type autonomous inverter 9 is connected to the control and dispatch system 11, located connected to the control unit 12. The offshore platform 24 is connected to the coastal power station 15 by means of power channels laid along the seabed 13, namely, these channels connect the switch of the autonomous inverter type 9 and the rectifier type switch 14. At the coastal power station 15, the rectifier type 14 switch connected through a transformer 16 to the power line 17.

В отсеке 3 установлены, нагнетатель 5 станции, который сочленен с электродвигателем 4 с помощью соединительного устройства 23. Также в отсеке 3 расположен комплекс трубно-крановой обвязки 18 нагнетателя 5 для связи с трубопроводом 26 через подводящие 21 и отводящие 22 патрубки трубопровода, а также со сбросной свечей 19. Подводная часть трубопровода установлена на опорах 28.In the compartment 3, a station supercharger 5 is installed, which is connected to the electric motor 4 by means of a connecting device 23. Also in the compartment 3 is a complex of pipe-crane piping 18 of the supercharger 5 for communication with the pipeline 26 through the inlet 21 and outlet 22 of the pipe branch pipe, as well as discharge candles 19. The underwater part of the pipeline is installed on the supports 28.

Электроприводная перекачивающая станция на морской платформе работает следующим образом. С линии электропередач 17 электроэнергия подводится к береговой энергостанции 15, которая через трансформатор 16 подается на коммутатором типа выпрямитель 14. После коммутатора типа выпрямитель 14 постоянная электроэнергия по силовым каналам, проложенным по морскому дну 13, передается на морскую платформу 24, к коммутатору типа автономный инвертор 9. Коммутатор типа автономный инвертор 9 преобразует электроэнергию и питает электродвигатель. Система управления и диспетчеризации 11, которая расположена в блоке управления 12 в зависимое) и от необходимого объема перекачки углеводородного сырья, определяет скорость вращения электродвигателя 4 компрессора 5 (нагнетателя), для обеспечения минимального энергопотребления электроэнергии электродвигателем 4, при максимальной прокачке транспортируемого углеводородного сырья по трубопроводу 26.The electric pumping station on the offshore platform operates as follows. From the power line 17, electricity is supplied to the onshore power station 15, which is supplied through a transformer 16 to a rectifier type switch 14. After a rectifier type switch 14, constant electricity is transmitted through power channels laid along the seabed 13 to the offshore platform 24, to an autonomous inverter type switch 9. The switch type autonomous inverter 9 converts electricity and powers the electric motor. The control and dispatching system 11, which is located in the control unit 12 depending on) and on the required volume of pumping hydrocarbon raw materials, determines the rotation speed of the electric motor 4 of the compressor 5 (supercharger), to ensure minimum energy consumption by the electric motor 4, with a maximum pumping of the transported hydrocarbon raw materials through the pipeline 26.

При подаче электроэнергии с коммутатора типа автономный инвертор 9 на электродвигатель 4, он начинает разгоняться и через соединительное устройство 23 разгонять нагнетатель 5. С помощью комплекса трубно-крановой обвязки 18, дистанционно-управляемого противопомпажного клапана 20 обеспечивается защита нагнетателя от помпажных режимов работы и выхода его из строя. В результате работы нагнетателя 5 обеспечивают повышение давления транспортируемых продуктов в трубопроводе26 и осуществляют его транспортировка от месторождения к потребителю.When electric power is supplied from an autonomous inverter 9 type switch to an electric motor 4, it starts to accelerate and to accelerate a supercharger 5 through a connecting device 23. Using a complex of pipe-crane piping 18 and a remote-controlled anti-surge valve 20, the supercharger is protected from surging operating modes and its output out of service. As a result of the operation of the supercharger 5, they increase the pressure of the transported products in the pipeline26 and transport it from the field to the consumer.

Таким образом, электроприводная перекачивающая станция на морской платформе обеспечивает уменьшение сложности станции и увеличение ее надежности, снижение металлоемкости и веса, а следовательно, стоимости станции и эксплуатационных затрат, повышение экологичности за счет исключения выбросов продуктов сгорания от газовой турбины и исключения маслосистем, снижение потерь электроэнергии при транспортировке электроэнергии по линии электропередачи постоянного тока и напряжения.Thus, the electric pumping station on the offshore platform reduces the complexity of the station and increases its reliability, reduces metal consumption and weight, and consequently, the cost of the station and operating costs, increases environmental friendliness by eliminating emissions of combustion products from a gas turbine and eliminating oil systems, reducing energy losses when transporting electricity through a DC power line and voltage.

Claims

A pumping station on an offshore platform, containing a container divided by a partition into sealed compartments, in which an electric motor connected to a supercharger is installed, a switch, inlet and outlet pipes introduced vertically upward into the container, characterized in that the container is divided into three compartments, in the second of which an electric motor is installed, the rotor of which is mounted on a magnetic suspension of the electric motor, and a switch of the type an autonomous inverter, which is electrically connected to the electric motor , information communication channels connected to a control and dispatch system located in the control unit in the first compartment, and power channels in the form of a direct current and voltage power line connected to a rectifier type switch, which is connected to a power line through a transformer, and a supercharger is located in the third compartment kinematically connected to the electric motor by a connecting device, a complex of a pipe-crane piping of a supercharger connected to a discharge candle mounted on a plateau IU, wherein the inlet and outlet pipes introduced vertically into the third compartment, and the blower provided with remotely controllable antisurge valve connected with the radio link information management and scheduling system.