ЭЛЕКТРОПРИВОДНАЯ ПЕРЕКАЧИВАЮЩАЯ СТАНЦИЯ НА МОРСКОЙ ПЛАТФОРМЕ
ELECTRICALLY DRIVEN PUMPING STATION ON OFFSHORE PLATFORM

Изобретение относится к транспортировке многофазной углеводородной смеси по трубопроводам большой протяженности, проложенным по морскому дну.
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.
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.
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.
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.
Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности, снижение металлоемкости и веса.
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.
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.
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.
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.
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.
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.