УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПРОНИКНОВЕНИЯ МОРСКОЙ ВОДЫ В КОМПРЕССОРНЫЙ МОДУЛЬ ВО ВРЕМЯ ОПУСКАНИЯ НА МОРСКОЕ ДНО ИЛИ ПОДНЯТИЯ С НЕГО Российский патент 2011 года по МПК E21B43/01 

Изобретение относится к предотвращению проникновения морской воды в подводный компрессорный модуль во время опускания на морское дно или поднятия с него до соединения с компрессорной станцией на морском дне или отсоединения от нее, с необязательным выпуском остаточного добываемого флюида из компрессорного модуля до его поднятия. Кроме того, это также означает, что некоторое количество морской воды, которая проникла в компрессорный модуль во время установки, несмотря на предпринятые соответствующие меры может быть слито из компрессорного модуля после установки на компрессорной станции и до операций запуска.

Сам компрессор может быть загрязнен или полностью заполнен морской водой, но это не обязательно будет иметь неблагоприятные последствия. Однако электродвигатель, приводящий в действие компрессор, является более уязвимым. Конечно, электродвигатель может быть дренирован и осушен до приложения полного напряжения и запуска, но небольшой осадок из осажденных солей и других загрязнений мог во время работы электродвигателя создать проблемы в виде коррозии и в худшем случае в виде короткого замыкания, и, в частности, если этим осадком была бы сконденсировавшаяся вода внутри электродвигателя во время разных режимов работы или во время остановки.

Однако следует отметить, что даже электродвигатель стандартной конструкции, т.е. электродвигатель некапсулированного или негерметизированного типа, который специально сконструирован для использования в подводных компрессорах, т.е. в котором как статор, так и ротор защищены покрытием специально подобранного качества, как утверждают, выдерживает полное заполнение морской водой во время установки, при этом не приводя к проблемам во время эксплуатации. Следовательно, при настоящем изобретении принцип заполнения компрессорного модуля флюидом включен как возможность во время его установки.

Как очевидно, полезно устранить сомнения принятием мер по обеспечению того, что предотвращается проникновение морской воды в компрессорный модуль во время опускания на морское дно и соединения с подводной компрессорной станцией и последующих отсоединения от этой станции и поднятия со дна моря. Кроме того, также важно, чтобы тот же самый компрессорный модуль не содержал опасные концентрации добываемых флюидов, как, например, углеводородов свыше допустимых концентраций, предписанных в соответствующих правилах, когда он отсоединен от компрессорной станции на морском дне, и аналогично этому, чтобы морская вода не попадала в модуль, когда его поднимают лебедкой на борт судна. Таким образом, настоящее изобретение направлено, в основном, на применение в этих условиях.

Причинами, по которым отсоединяют и поднимают подводный компрессор, могут быть, например, обычные проверка и техническое обслуживание или его поломка. Выражением "опасные концентрации углеводородов" в связи с подъемом такого агрегата обозначаются первые и передние концентрации, которые могут представлять собой опасность взрыва при открывании агрегата, но при этом, однако, принимаются во внимание нежелательные грязь и загрязнения, а также возможная коррозия.

Изобретение особенно направлено на подводные компрессорные модули для сжатия углеводородных газов в притоке к скважине и, более конкретно, на компрессорный модуль, который содержит кожух под давлением, компрессор и электродвигатель. Обычно будет иметься уплотнительный элемент между электродвигателем и компрессором. Как электродвигатель, так и компрессор имеют магнитные подшипники, которые могут быть стандартной конструкции либо капсулированного или герметизированного типа.

Такие подводные компрессорные модули описываются, например, в заявке на патент Норвегии 20054620 и в Международной заявке WO 2005/003512.

Подводный компрессорный модуль в своем наиболее основном виде является агрегатом, в котором компрессор и электродвигатель соединены, по меньшей мере, одним валом и размещены в общем кожухе под давлением. Однако в случае настоящего изобретения не имеет значения, установлены ли электродвигатель и компрессор на общем жестком валу или имеют отдельные валы, соединенные жесткой муфтой, имеется гибкая муфта между валом электродвигателя и валом компрессора или нет. В случае использования электродвигателей стандартной конструкции, между электродвигателем и компрессором имеется, по меньшей мере, одно уплотнение для предотвращения загрязнения самого электродвигателя со стороны камеры с компрессором. Во время работы могут быть проблемы в поддержании газонаполненного электродвигателя по необходимости сухим, чтобы избежать коррозии и других проблем, связанных с конденсацией углеводородов и воды в жидком виде внутри электродвигателя. Особенно важно избегать присутствия воды в жидком виде вместе с содержанием H₂S или СО₂, которые могут привести к образованию кислоты и, следовательно, вызвать ускоренную коррозию. Эти проблемы подробнее рассматриваются в патентах Норвегии 172075 и 173197 и также в заявке на патент Норвегии 20054620 и Международной заявке 2005/003512. Кроме того, важно предотвратить проникновение частиц внутрь электродвигателя и магнитных подшипников и накопление в них до вредного уровня во время работы.

Если используется электродвигатель герметизированного типа, то статор электродвигателя герметично отделен от остальной части камеры с электродвигателем посредством внутреннего цилиндра, который может быть изготовлен из металла или синтетического материала. Следовательно, герметизированные электродвигатели могут работать с вышеупомянутыми загрязнениями внутри них без повреждения статора. Когда только это принимается во внимание, то следовательно, не существует, в принципе, никакой необходимости в уплотнении между камерой с компрессором и камерой с электродвигателем. Для того, чтобы защитить ротор и другие внутренние части герметизированного электродвигателя и предотвратить накопление со временем недопустимых количеств частиц песка или солей, имеются все основания считать, что фактически уплотнение между камерой с компрессором и камерой с электродвигателем является полезным или необходимым в случае герметизированных электродвигателей, и что, таким образом, должны быть предусмотрены устройства, которые предотвращают течение загрязнений через уплотнение из камеры с компрессором в камеру с электродвигателем во время работы компрессорного модуля.

Существует необходимость в защите ротора и других внутренних частей герметизированного электродвигателя во время опускания и поднятия, как, например, в соответствии с настоящим изобретением.

Что касается настоящего изобретения, которое, таким образом, относится к опусканию и присоединению подводного компрессора и его отсоединению и поднятию, то не имеет значение, имеется ли уплотнение между компрессором и электродвигателем или нет.

Кроме того, следует подчеркнуть, что используемые в этом тексте термины "подводный компрессор", "компрессорный модуль", "компрессор" или "агрегат" могут также охватывать многоступенчатые насосы с газонаполненными электродвигателями и магнитными подшипниками, а также жидкостные насосы с газонаполненным электродвигателем в тех случаях, когда электродвигатель - но не обязательно насос - имеет магнитные подшипники.

По вышеупомянутым причинам существует необходимость в предотвращении проникновения морской воды в подводный компрессорный модуль во время его опускания в море для соединения под водой с компрессорной станцией. Кроме того, желательно иметь техническое решение, которое, между прочим, не приводит к уносу углеводородов в компрессорный модуль и морскую воду, впоследствии проникающую в компрессорный модуль во время его поднятия к монтажному судну.

Следовательно, согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается устройство для предотвращения проникновения морской воды в компрессорный модуль во время опускания к компрессорной станции на морском дне или поднятия от нее - с необязательным выпуском остаточных добываемых флюидов, в частности углеводородов, из компрессорного модуля до его поднятия, при этом компрессорный модуль содержит электродвигатель и компрессор, которые соответственно соединены, по меньшей мере, одним валом и расположены в общем кожухе под давлением, впускную трубу к компрессорному модулю и выпускную трубу от него, которые соответственно снабжены изолирующим клапаном, отличающееся тем, что компрессорный модуль снабжен, по меньшей мере, одной наполнительной трубой, которая имеет запорный клапан, по меньшей мере, одной спускной трубой, которая имеет запорный клапан и которая расположена у нижнего конца компрессорного модуля, и, по меньшей мере, одной переточной трубой, которая имеет запорный клапан и которая расположена на расстоянии от, по меньшей мере, одной наполнительной трубы, причем до опускания на морское дно или поднятия с него - с необязательным выпуском остаточных добываемых флюидов до поднятия компрессорного модуля - компрессорный модуль заполнен наполнительной текучей средой через, по меньшей мере, одну наполнительную трубу до перетока текучей среды через, по меньшей мере, одну переточную трубу.

Согласно второму аспекту изобретения предлагается способ предотвращения проникновения морской воды в компрессорный модуль во время опускания к компрессорной станции на морском дне или поднятия от нее - с необязательным выпуском остаточных добываемых флюидов, в частности углеводородов, из компрессорного модуля до его поднятия, при этом компрессор содержит электродвигатель и компрессор, которые соответственно соединены, по меньшей мере, одним валом и расположены в общем кожухе под давлением, впускную трубу к компрессорному модулю и выпускную трубу от него, которые соответственно снабжены изолирующим клапаном, отличающийся тем, что снабжают компрессорный модуль, по меньшей мере, одной наполнительной трубой, которая имеет запорный клапан, по меньшей мере, одной спускной трубой, которая имеет запорный клапан и которая расположена у нижнего конца компрессорного модуля, и, по меньшей мере, одной переточной трубой, которая имеет запорный клапан и которая расположена на расстоянии от, по меньшей мере, одной наполнительной трубы, причем до опускания на морское дно или поднятия с него, с необязательным выпуском остаточных добываемых флюидов до поднятия - заполняют компрессорный модуль наполнительной текучей средой через, по меньшей мере, одну наполнительную трубу до перетока текучей среды через, по меньшей мере, одну переточную трубу.

Следует отметить, что наполнительной текучая среда может быть выбрана в виде газа, например, азота или другого газа, который является инертным относительно внутренней стороны компрессорного модуля, или жидкости, как, например, деионизированной воды или газа, богатого метаном, и их смесей или другой жидкости, которая является инертной относительно внутренней стороны компрессорного модуля. Предпочтительные варианты осуществления изобретения изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Условия для размещения наполнительных труб, сливных труб и переточных труб для того, чтобы эффективно удалять любой воздух до опускания компрессорного модуля, морскую воду до его запуска и углеводороды до его поднятия, как понятно, являются разными в зависимости от того, является ли наполнительная текучая среда жидкостью или газом.

В тех случаях, когда наполнительной текучей средой является жидкость, оптимальное расположение на практике обеспечивается размещением, по меньшей мере, одной переточной трубы на высоких местах в модуле для того, чтобы предотвращать возникновение газовых карманов. Тогда, по меньшей мере, одну наполнительную трубу размещают по возможности низко, так чтобы заполнять жидкостью вверх, в результате чего жидкость как поршень выдавливает любой газ через переточную трубу. Однако, по меньшей мере, одну спускную трубу размещают в низких местах для того, чтобы в компрессорном модуле не оставались лужицы нежелательной накопившейся жидкости, например морской воды или жидкого углеводорода.

Когда текучей средой является газ, размещение наполнительной и переточной труб не является столь критическим, за исключением того, что они должны быть расположены на определенном расстоянии друг от друга. Это предотвращает проскок газа, который эффективно противодействует разбавлению газообразного, углеводорода в модуле. Известный способ эффективного разбавления воздуха в резервуаре высокого давления до неопасного уровня в отношении риска взрыва, т.е. допустимого уровня до того, как газообразный углеводород впускают в резервуар, и соответствующего разбавления газообразного углеводорода в резервуаре до впуска воздуха, например, в связи с техническим обслуживанием заключается в создании повышенного давления в резервуаре посредством азота или другого инертного газа и затем сбросе давления до атмосферного давления за ряд последовательных стадий. То же самое можно сделать с компрессорным модулем для удаления воздуха из компрессорного модуля до его опускания и установки. Используя инертный газ для наполнения компрессорного модуля до его поднятия, можно применить аналогичный способ, например, многократно поднимая давление до давления на выходе компрессора или максимально до статического давления в скважине при закрытом устье, на которое рассчитан агрегат, и сбрасывая до давления на входе компрессора, другими словами, до самого низкого давления, до которого можно снизить давление в компрессорной станции, когда она установлена под водой. В дальнейшем такие способы получения приемлемых, низких концентраций для простоты называется "промывкой".

Следует отметить, что наполнительной текучей средой, в основном, но не исключительно, является либо инертная жидкость, либо инертный газ. Кроме того, "переток" означает как переток инертной жидкости в, по меньшей мере, верхней точке на компрессорном модуле и выпуск инертного газа через, по меньшей мере, одну переточную трубу, которая не обязательно расположена в верхней точке.

Далее изобретение будет описано более подробно посредством предпочтительных вариантов его осуществления со ссылкой на сопровождающий чертеж, на котором представлен вид устройства согласно настоящему изобретению.

Компрессорный модуль содержит электродвигатель 1 и компрессор 2, соединенные, по меньшей мере, одним валом 8 и расположенные в общем кожухе 3 под давлением. Как уже упоминалось выше, вал может быть любого подходящего типа. Между компрессором 2 и электродвигателем 1 расположено, по меньшей мере, одно осевое уплотнение 4, которое разделяет кожух под давлением на камеру 21 с электродвигателем и камеру 20 с компрессором. Понятно, что при использовании герметизированного электродвигателя это уплотнение может отсутствовать. Вместе с тем очевидно, что кожух под давлением может иметь другие камеры, чем две камеры, показанные на чертеже. Вал 8, например, поддерживается посредством магнитных подшипников 11. Количество и расположение магнитных подшипников могут отличаться от того, что показано.

Кроме того, компрессорный модуль имеет впускную трубу 5 и выпускную трубу 6. Каждая из впускной и выпускной труб имеет изолирующий клапан 7, 7' и снабжена соединителем 9, 10 для соединения с подводной компрессорной станцией, не показанной на чертеже. В нижней части имеется, по меньшей мере, одна спускная труба 12 с запорным клапаном 13. Наверху модуля имеется, по меньшей мере, одна труба 14 с запорным клапаном 15. Таким образом, труба 14 может обеспечивать переток наполнительной текучей среды, которая используется для заполнения электродвигателя до опускания и поднятия компрессорного модуля. Трубы 12, 14, которые обе имеют не показанные соединители, служат для транспортировки наполнительной текучей среды к подходящему месту в компрессорной станции, например к сепаратору или скрубберу, не показанному на чертеже и расположенному выше по потоку компрессорного модуля.

В случае, если в компрессорном модуле требуется использовать избыточное давление азота или в этом отношении любое избыточное давление, обеспеченное инертным газом, то используют трубу 14 для промывки наполнительным газом, и эту трубу используют в качестве "воздушника", когда необходимо дренировать модуль до его подъема.

Вследствие потери на трение и, следовательно, выделения тепла в электродвигателе 1, которое нужно удалять во время работы компрессорного модуля, электродвигатель охлаждают, например, посредством теплообмена с окружающей морской водой в теплообменнике, который будет занимать часть объема компрессорного модуля (не показан на чертеже). При наполнении и промывке инертным газом охладитель составляет часть камеры с электродвигателем.

Кроме того, кожух 3 под давлением снабжен, по меньшей мере, одной трубой 16, которая имеет запорный клапан 17 и место 18 соединения. Когда во время опускания и поднятия компрессорного модуля он заполнен наполнительной текучей средой в виде подходящей инертной жидкости, к модулю при необходимости может быть подсоединен компенсатор давления и объема 19. Это означает, что компенсатор 19, кроме того, может известным образом иметь также функцию создания избыточного давления, так чтобы регулировать давление наполнительной жидкости до подходящего избыточного давления относительно давления окружающей морской воды. Во многих случаях не требуется такая компенсация давления и объема, так как кожух под давлением, в котором находятся электродвигатель и компрессор, выдерживает изменения давления, которые происходят во время установки и поднятия компрессорного модуля вследствие изменения внешнего давления морской воды, изменения температуры и наличия разных коэффициентов расширения инертной текучей среды и металла кожуха под давлением.

Как указывалось, трубы 12, 14, 16, показанные на чертеже только по одной, можно расположить в подходящих местах для того, чтобы получить оптимальные наполнение, промывку и спуск. Как уже упоминалось, их расположение зависит от того, используется ли наполнительная текучая среда в виде жидкости или газа.

На чертеже компрессорный модуль показан расположенным вертикально, но он, кроме того, может быть расположен горизонтально. Кроме того, соединители 9, 10 показаны только схематически, потому что их конструкция и расположение, например, являются ли они вертикальными или горизонтальными, не имеет значение для настоящего изобретения. Не имеет никакого значения для настоящего изобретения, управляются ли соединители водолазами или дистанционно управляемыми машинами либо являются ли они дистанционно регулируемыми.

Таким образом, изобретение относится как к вертикальным, так и к горизонтальным компрессорным модулям и соединителям под водой.

Ниже следует описание способа опускания и присоединения компрессорного модуля с заполнением азотом, что предотвращает проникновение морской воды в модуль, и способа удаления углеводородов из модуля до его отсоединения и поднятия.

Компрессорный модуль до его опускания промывают азотом до тех пор, пока практически не будет удален содержащийся кислород. Затем закрывают клапаны 7, 7', после чего можно использовать трубы 16, 14 для промывки азотом, например тем, который вводится по трубе 16 и удаляется по трубе 14. Во время операции опускания компрессорного модуля имеет важное значение то, что давление азота внутри модуля всегда выше давления окружающей морской воды, так что определенная утечка в запорных клапанах 7, 7', 13, 15 приводит к выделению пузырьков азота в море, а не в морскую воду, проникающую в модуль. В этой связи наиболее полезным является то, что трубы 5, 6 вертикально загнуты и что клапаны 7, 7' расположены вертикально. Если несмотря на избыточное давление азота некоторое количество морской воды поступало бы в модуль, то это не было бы особенно вредным до тех пор, пока она не достигнет уровня электродвигателя 1, но это можно предотвратить посредством давления газовой подушки в электродвигателе.

При необходимости морская вода, которая проникла в модуль, должна быть после установки модуля и его пуска в работу слита по спускной трубе 12 при открывании клапана 13. После окончания слива этот клапан закрывают.

Существует несколько способов поддержания избыточного давления относительно окружающей воды во время операции опускания компрессорного модуля:

1. На палубе монтажного судна повышают давление в модуле до заданного избыточного давления, например, 1-5 бар (0,1-0,5 МПа) относительно наибольшего давления воды, которому будет подвергаться модуль, т.е. нормального давления на морском дне, где установлена компрессорная станция.

2. Во время операций опускания модуля непрерывно регулируют давление в модуле, так чтобы иметь подходящее избыточное давление относительно окружающей морской воды. Это может быть сделано следующим образом:

а) во время опускания компрессорного модуля соединяют трубу 16 у места 18 соединения со шлангом у мест 18 соединения на палубе монтажного судна и через этот шланг непрерывно регулируют давление азота до подходящего уровня;

b) соединяют дистанционно управляемую машину с резервуаром с азотом и средством подачи азота с трубой 16 и регулируют давление;

с) устанавливают резервуары (баллоны) с азотом на модуле и соединяют их с трубой 16, и снабжают их автоматическими управляющими устройствами, которые регулируют давление до подходящего уровня.

После того, как компрессорный модуль с соединителями 9, 10 соединен с компрессорной станцией, закрывают клапан 17 и отсоединяют подачу азота согласно пунктам 2(а) и 2(b). Резервуар согласно пункту 2(с) может оставаться на месте. Затем приводят в действие компрессорный модуль в соответствии с определенными операциями, которые не охватываются настоящим изобретением.

До поднятия модуля закрывают клапаны 7, 7' и спускают добываемые флюиды, например углеводороды, которые могут быть в модуле, через спускную трубу 12, которую затем перекрывают клапаном 13. Через соединитель 18 подсоединяют устройство (b) подачи азота и открывают клапан 17, а также клапан 15. Затем позволяют азоту течь через модуль в таких количествах, которые обеспечивают содержание углеводородов ниже опасного уровня относительно возможности взрыва и ниже уровня загрязнения, когда модуль поднят на палубу. Во время операции поднятия клапаны 7, 7' и клапаны 13, 14 закрыты.

Таким же образом, как и при операции опускания, давление азота можно поддерживать выше давления морской воды посредством любого из следующих способов:

а) посредством азота повышают давление в модуле выше давления морской воды у морского дна, а затем закрывают клапан 17 и отсоединяют устройство подачи азота; или

b) во время поднятия непрерывно регулируют избыточное давление таким же самым образом, как и согласно пункту 2 во время операции опускания.

Ниже следует описание способа опускания и присоединения компрессорного модуля с заполнением жидкостью, что предотвращает проникновение морской воды в модуль, и способа удаления добываемых флюидов, например углеводородов, из модуля до его отсоединения и поднятия. Понятно, что как вышеупомянутое заполнение азотом, так и заполнение жидкостью, по существу, предотвращают проникновение морской воды во время операции поднятия.

Необходимым условием для этого способа является выбор жидкости, которая не корродирует материалы, внутри модуля и в этой связи особенно статора электродвигателя, который в негерметизированном варианте покрыт синтетическим материалом.

Как установлено, этот электродвигатель в известном варианте его выполнения будет оставаться заполненным деионизированной водой и также газом, обогащенным метаном, или их смесью.

До опускания компрессорного модуля его наполняют наполнительной жидкостью, которая является инертной относительно внутренней стороны компрессорного модуля. В таком случае закрывают клапаны 7, 7' и заполняют жидкостью через трубу 16 до тех пор, пока жидкость не потечет для перетока через трубу 14 предпочтительно в наивысшей точке модуля. Как отмечалось выше, на практике может иметься несколько наполнительных и переточных труб для обеспечения того, чтобы модуль заполнялся подаваемой жидкостью полностью и, таким образом, без какого-либо оставления воздушных карманов.

Так как жидкость, которой заполнен модуль, является несжимаемой, то этот способ хорошо подходит для предотвращения притока морской воды. Если бы во время опускания модуля в него тем не менее поступало бы некоторое количество морской воды из-за просачивания в запорных клапанах, то она в большой степени разбавлялась бы жидкостью, заполняющей модуль, что могло бы исключить неблагоприятные последствия.

Так как во время операции опускания компрессорного модуля с палубы до достижения им морского дна будут изменяться давление и температура, то как материалы, из которых изготовлен компрессорный модуль, так и его наполнительная жидкость будут подвергаться определенному изменению в объеме. Поэтому необходимо, чтобы модуль имел некоторое средство компенсации давления и объема, т.е. вышеупомянутый компенсатор давления и объема 19 с запорным клапаном 20.

Простейшим способом компенсации давления и объема во время опускания и поднятия компрессорного модуля является компенсация давления относительно окружающей среды посредством диафрагменно-сильфонного устройства. В таком случае давление внутри модуля будет всегда равно давлению окружающей морской воды, как и давлению воздуха, когда модуль находится на палубе. Это могло быть сделано даже легче, просто имея определенное отверстие к морю во время операции опускания компрессорного модуля, например, позволяя клапану 17 оставаться открытым. Как упоминалось, небольшое просачивание морской воды внутрь модуля считается безвредным из-за ее разбавления.

Более совершенный способ заключается в том, что компенсатор 19, кроме осуществления компенсации давления и объема, также известным образом предназначен для поддержания давления внутри модуля при данном избыточном давлении относительно окружающей морской воды.

После того, как компрессорный модуль соединителями 9, 10 присоединен к компрессорной станции, сливают жидкость по трубе 12 к соответствующему месту в системе, например к вышеупомянутым сепаратору или скрубберу выше по потоку компрессорного модуля, открывая клапан 13 и подобным же образом клапан 15, который обеспечивает функцию "воздушника". В этом случае труба 14 обычно будет соединена с газовой стороной выше по потоку компрессорного модуля, например с трубой 5 или с верхней частью скруббера. Затем компрессор должен быть установлен на определенной превышающей высоте относительно уровня жидкости в скруббере для того, чтобы обеспечить определенный слив жидкости. С другой стороны, возможно, что во время слива труба 14 будет соединена с выпускной стороной компрессора, что независимо от расположения компрессорного модуля относительно уровня жидкости в сепараторе обеспечит эффективный слив жидкости вследствие избыточного давления в выпускной трубе. Для слива жидкости можно также соединить трубу 14 с внешним источником сжатого воздуха, например резервуаром, установленным на модуле.

После слива жидкости компрессор будет запущен в работу в соответствии с заранее установленным порядком действий, который не описывается подробнее, так как такой порядок действий находится вне пределов изобретения.

До поднятия модуля закрывают клапаны 7, 7' и спускают любые добываемые флюиды в модуле по спускной трубе 12, которую затем перекрывают клапаном 13. Затем заполняют модуль рассматриваемой жидкостью, соединяя трубу 16 посредством соединителя 18 с внешним источником подачи, например шлангом, ведущим вплоть до судна, дистанционно управляемой машины или резервуара. Модуль заполняют, пока наполнительная жидкость не начнет перетекать по трубе 14. Как упоминалось выше, на практике возможно использование нескольких наполнительных и переточных труб 16, 14 для обеспечения того, чтобы модуль заполнялся жидкостью полностью и без оставления каких-либо газовых карманов. Таким образом, модуль может быть безопасно поднят на палубу судна без какой-либо опасности взрыва или загрязнения. Во время поднятия компрессорного модуля закрыты все запорные клапаны 7, 7', 13, 15 и 17.

Во время поднятия компрессорного модуля могут быть использованы способы компенсации давления и объема или регулирования избыточного давления, аналогичные тем, которые обсуждались в связи с опусканием компрессорного модуля. Как указывалось выше, морскую воду, которая смогла проникнуть в компрессорный модуль во время его установки несмотря на предпринятые надлежащие меры, можно слить из компрессорного модуля после его установки и до запуска в работу тем, что компрессорный модуль соответствующим образом снова промывают наполнительной текучей средой в виде либо жидкости, либо газа посредством соответствующего использования труб для наполнения, спуска и перетока и соответствующих клапанов.

Изобретение предназначено для предотвращения проникновения морской воды в подводный компрессорный модуль во время опускания на морское дно или поднятия с него. Устройство - с необязательным выпуском остаточных добываемых флюидов из компрессорного модуля до его поднятия. При этом компрессорный модуль содержит электродвигатель и компрессор, которые соединены, по меньшей мере, одним валом и расположены в общем кожухе под давлением, впускную трубу к компрессорному модулю и выпускную трубу от него, которые снабжены изолирующим клапаном. Компрессорный модуль содержит, по меньшей мере, одну наполнительную трубу, по меньшей мере, одну спускную трубу, которая расположена у нижнего конца компрессорного модуля и, по меньшей мере, одну переточную трубу, которая расположена на расстоянии от, по меньшей мере, одной наполнительной трубы. Все указанные трубы снабжены запорными клапанами. До опускания на морское дно или поднятия с него компрессорный модуль заполнен наполнительной текучей средой через, по меньшей мере, одну наполнительную трубу до перетока наполнительной текучей среды через, по меньшей мере, одну переточную трубу. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу, который соответственно предотвращает такое проникновение морской воды в компрессорный модуль и выпуск остаточного добываемого флюида из него. Технический результат заключается в предотвращении проникновения морской воды в подводный компрессорный модуль. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для предотвращения проникновения морской воды в компрессорный модуль во время опускания к компрессорной станции на морском дне или поднятия от нее с необязательным выпуском остаточных добываемых флюидов, в частности углеводородов, из компрессорного модуля до его поднятия, при этом компрессорный модуль содержит электродвигатель (1) и компрессор (2), которые соответственно соединены, по меньшей мере, одним валом (8) и расположены в общем кожухе (3) под давлением, впускную трубу (5) к компрессорному модулю и выпускную трубу (6) от него, которые соответственно снабжены изолирующим клапаном (7, 7'), отличающееся тем, что компрессорный модуль снабжен, по меньшей мере, одной наполнительной трубой (16), которая имеет запорный клапан (17), по меньшей мере, одной спускной трубой (12), которая имеет запорный клапан (17) и которая расположена у нижнего конца компрессорного модуля, и, по меньшей мере, одной переточной трубой (14), которая имеет запорный клапан (15) и которая расположена на расстоянии от, по меньшей мере, одной наполнительной трубы (16), причем до опускания на морское дно или поднятия с него с необязательным выпуском остаточных добываемых флюидов до поднятия компрессорного модуля компрессорный модуль заполнен наполнительной текучей средой через, по меньшей мере, одну наполнительную трубу (16) до перетока наполнительной текучей среды через, по меньшей мере, одну переточную трубу (14).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что до выпуска добываемого флюида из компрессорного модуля запорный клапан (13) на спускной трубе (12) открыт для обеспечения возможности спуска большей части присутствующего добываемого флюида через спускную трубу (12) до полных промывки и заполнения наполнительной жидкостью.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что наполнительная текучая среда использована в виде газа, такого как, азот или другой инертный газ, или в виде жидкости, такой как, деионизированная вода или газа, богатого метаном, и их смесей или другой инертной жидкости.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что до опускания компрессорного модуля давление поданной текучей среды увеличено до соответствующего избыточного давления относительно давления у морского дна до закрывания клапанов (15, 17) на соответственно переточной трубе (14) и наполнительной трубе (16).

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в случае использования наполнительной текучей среды в виде газа давление в компрессорном модуле во время его опускания или поднятия непрерывно регулируется до соответствующего избыточного давления относительно окружающей морской воды посредством наполнительной трубы (16), которая при открытом клапане (17) соединена с внешним источником подачи газа под давлением, при этом избыточное давление непрерывно регулируется относительно окружающей морской воды либо при приближении модуля к компрессорной станции на морском дне, либо при удалении от нее.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что запорный клапан (17) закрыт, когда компрессорный модуль соединен с компрессорной станцией на морском дне.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в случае использования наполнительной текучей среды в виде жидкости компрессорный модуль во время операции опускания или операции поднятия уравновешен по давлению и объему посредством диафрагменно-сильфонного устройства (19).

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в случае использования наполнительной текучей среды в виде жидкости компрессорный модуль уравновешен по давлению и объему посредством использования непосредственного соединения с морской водой через клапан (17) в открытом положении или другое закрываемое отверстие.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что до поднятия компрессорного модуля он промыт наполнительной текучей средой, поданной от внешнего источника по наполнительной трубе (16) и перетекаемой по переточной трубе (14) при закрытых соответствующих клапанах (7, 7'), для обеспечения снижения содержания любого добываемого флюида до ниже потенциально взрывоопасного уровня.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что во время поднятия компрессорного модуля соответствующие клапаны (7, 7', 13, 14) закрыты, а его давление отрегулировано до соответствующего избыточного давления относительно окружающей морской воды посредством впуска наполнительной текучей среды через наполнительную трубу (16) до закрывания клапана (17).

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что после установки и до запуска компрессорный модуль освобожден от любой проникшей морской воды посредством сквозного потока наполнительной жидкости.

12. Способ предотвращения проникновения морской воды в компрессорный модуль во время опускания к компрессорной станции на морском дне или поднятия от нее с необязательным выпуском остаточных добываемых флюидов, в частности углеводородов, из компрессорного модуля до его поднятия, при этом компрессорный модуль содержит электродвигатель (1) и компрессор (2), которые соответственно соединены, по меньшей мере, одним валом (8) и расположены в общем кожухе (3) под давлением, впускную трубу (5) к компрессорному модулю и выпускную трубу (6) от него, которые соответственно снабжены изолирующим клапаном (7, 7'), отличающийся тем, что снабжают компрессорный модуль, по меньшей мере, одной наполнительной трубой (16), которая имеет запорный клапан (17), по меньшей мере, одной спускной трубой (12), которая имеет запорный клапан (13) и которая расположена у нижнего конца компрессорного модуля, и, по меньшей мере, одной переточной трубой (14), которая имеет запорный клапан (15) и которая расположена на расстоянии от, по меньшей мере, одной наполнительной трубы (16), причем до опускания на морское дно или поднятия с него с необязательным выпуском остаточных добываемых флюидов до поднятия заполняют компрессорный модуль наполнительной текучей средой через, по меньшей мере, одну наполнительную трубу (16) до перетока наполнительной текучей среды через, по меньшей мере, одну переточную трубу (14).

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что до выпуска добываемого флюида из компрессорного модуля открывают запорный клапан (13) на спускной трубе (12) для обеспечения возможности спуска большей части присутствующего добываемого флюида через спускную трубу (12) до полных промывки и заполнения наполнительной жидкостью.

14. Способ по п.12 или 13, отличающийся тем, что выбирают наполнительную жидкость в виде газа, такого как, азот или другой инертный газ, или в виде жидкости, такой как, деионизированная вода или газа, обогащенного метаном, и их смесей или другой инертной жидкости.

15. Способ по п.12, отличающийся тем, что до опускания компрессорного модуля увеличивают давление поданной текучей среды до соответствующего избыточного давления относительно давления у морского дна до закрывания клапанов (15, 17) на соответственно переточной трубе (14) и наполнительной трубе (16).

16. Способ по п.12, отличающийся тем, что в случае использования наполнительной текучей среды в виде газа непрерывно регулируют давление в компрессорном модуле во время его опускания или поднятия до соответствующего избыточного давления относительно окружающей морской воды посредством наполнительной трубы (16), которая при открытом клапане (17) соединена с внешним источником подачи газа под давлением, при этом избыточное давление непрерывно регулируют относительно окружающей морской воды либо при приближении модуля к компрессорной станции на морском дне, либо при удалении от нее.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что поддерживают запорный клапан (17) закрытым, когда компрессорный модуль соединен с компрессорной станцией на морском дне.

18. Способ по п.12, отличающийся тем, что в случае использования наполнительной текущей среды в виде жидкости уравновешивают компрессорный модуль по давлению и объему во время операции опускания или операции поднятия посредством диафрагменно-сильфонного устройства (19).

19. Способ по п.12, отличающийся тем, что в случае использования наполнительной текучей среды в виде жидкости уравновешивают компрессорный модуль по давлению и объему, используя непосредственное соединение с морской водой через клапан (17) в открытом положении или другое закрываемое отверстие.

20. Способ по п.12, отличающийся тем, что до поднятия компрессорного модуля его промывают наполнительной текучей средой, подаваемой от внешнего источника по наполнительной трубе (16) и перетекаемой по переточной трубе (14) при закрытых соответствующих клапанах (7, 7'), для обеспечения снижения содержания любого добываемого флюида до ниже потенциально взрывоопасного уровня.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что во время поднятия компрессорного модуля закрывают соответствующие клапаны (7, 7', 13, 14) и регулируют давление до соответствующего избыточного давления относительно окружающей морской воды посредством впуска наполнительной текучей среды через наполнительную трубу (16) до закрывания клапана (17).

22. Способ по п.21, отличающийся тем, что после установки и до запуска компрессорного модуля освобождают его от любой проникшей морской воды посредством сквозного потока наполнительной текучей среды.