СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ПОДВОДНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ПОДВОДНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ Российский патент 2020 года по МПК E21B36/00 F28D1/47 E21B43/12 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к способам регулирования интенсивности подводного охлаждения жидкостей и газов и устройствам для их реализации, и может быть использовано в нефтяной, газовой и других отраслях промышленности.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из уровня техники известна подводная система с подводным охладителем и способ для очистки подводного охладителя, раскрытые в документах WO 2010/110674 А2 (опубликован 30.09.2010) и US 2012/0103621 А1 (опубликован 03.05.2012).

Из документа WO 2010/110676 А2 (опубликован 30.09.2010) известен подводный охладитель и способ для очистки подводного охладителя.

Известная система содержит подводный охладитель и компрессор, расположенные последовательно в поточной линии системы. Подводная система дополнительно содержит линию рециркуляции, которая выполнена так, что часть текучей среды с линии нагнетания компрессора рециркулируется обратно в подводящую линию подводного охладителя. Рециркуляционная линия используется для регулирования производительности компрессора и очистки подводного охладителя. В известной системе предусмотрено несколько вариантов подводных охладителей. Подводный охладитель может иметь несколько секций охлаждения. Подводный охладитель или секции охлаждения могут быть снабжены клапанными устройствами, которые сообщаются с системой управления для контроля и регулирования потоков.

Подводный охладитель может быть снабжен одним или несколькими клапанами так, что поток через охлаждающие секции можно регулировать независимо.

Также известный подводный охладитель может быть снабжен несколькими секциями охлаждения, и в дополнение к рециркуляции жидкости через линию рециркуляции способ включает в себя перекрытие потока через один тракт, за счет чего происходит охлаждение секции подводного охладителя, тем самым обеспечивая уменьшение площади охлаждения подводного охладителя и увеличение скорости и температуры потока через подводный охладитель.

Известный подводный охладитель также содержит систему управления, которая сообщается с клапанами подводного охладителя и управляет ими таким образом, что поток через секции охлаждения может регулироваться независимо друг от друга.

Техническим результатом известного способа является удаление выпадающих в форме отложений на внутренней стенке теплообменных труб гидратов и парафинов, образующихся при охлаждении многофазного потока, преимущественно влажного газа или газоконденсата. Указанное удаление обеспечено путем увеличения скорости потока или увеличения температуры потока (путем уменьшения интенсивности теплообмена ввиду снижения скорости потока). При этом процесс, как описано выше, сопровождается изменением расхода через подводный охладитель (изменением производительности системы), что не позволяет регулировать интенсивность теплообмена с одновременным сохранением требуемой производительности и накладывает существенные ограничения для применения известного способа в качестве способа, в котором может быть использован активный охладитель (с регулировкой теплообмена).

Система управления известного охладителя посылает команды на регулирующие клапаны, исходя из показаний датчиков температуры, давления или датчиков измерения других физических величин, что является инерционным процессом ввиду необходимости обработки данных и расчета требуемой степени открытия регулирующих клапанов. Данный процесс является инерционным даже в случае использования заранее определенных процедур, что накладывает ограничения на применение данного способа в системах, требующих быстродействующего способа обеспечения необходимой интенсивности охлаждения при сохранении требуемого расхода. К таким системам, в частности, относятся системы охлаждения газа антипомпажного контура и выходные системы охлаждения газа в момент срабатывания антипомпажной защиты. Необеспечение в таких системах требуемой степени охлаждения при обеспечении требуемого расхода или необеспечение требуемого расхода при обеспечении требуемой степени охлаждения может привести к некорректной работе антипомпажной защиты и усугублению негативной ситуации в отношении развития помпажа компрессора.

Дополнительно, независимое друг от друга регулирование клапанов, применяемое в известных способах, создает большое множество режимов течения и охлаждения, что не позволит с высокой степенью точности получить требуемые значения степени охлаждения в сочетании с требуемым значением расхода через охладитель.

Из уровня техники также известна система подводного охлаждения, раскрытая в документе RU 2636073 С2 (опубликован 20.11.2017).

Известная из упомянутого документа система подводного охлаждения потока посредством морской воды может содержать несколько последовательно или параллельно соединенных охладителей, оборудованных регуляторами потока и перепускными контурами (контурами рециркуляции). Охладители содержат средства контроля температуры и датчики, позволяющие оператору контролировать систему охлаждения и охладители и осуществлять перепуск всего потока или части потока через перепускной контур. Таким образом посредством известной системы обеспечена гибкая система охлаждения в отношении требований к охлаждению потока продукта из скважины на протяжении срока ее службы. Кроме того, известная система позволяет повысить эффективность охлаждения потока и обеспечить поддержание температуры охлажденного потока в заданном диапазоне значений.

Тем не менее, регулирование охлаждающей способности известной системы осуществляется за счет изменения скорости потока через охладители, соединенные последовательно или параллельно, или через перепускной контур, либо через контур рециркуляции, при этом процесс также сопровождается изменением расхода потока через охладители и всю систему в целом (изменением производительности системы), что не позволяет регулировать интенсивность теплообмена с одновременным сохранением требуемой производительности (расхода) и, тем самым, накладывает существенные ограничения для применения данной системы.

Кроме того, известная система является сложной с точки зрения управления, поскольку имеет несколько охладителей, соединенных последовательно и параллельно, имеющих независимое друг от друга регулирование клапанов, что создает большое множество режимов течения и охлаждения, что не позволит с высокой степенью точности получить требуемые значения степени охлаждения в сочетании с требуемым значением расхода через охладитель. С учетом того, что переключение клапанов охладителей выполняет оператор, подбор необходимого режима становится еще более сложным.

Также, для обеспечения гибкости работы известной системы необходимо большое число технологических элементов: охладителей, контуров, клапанов. Это увеличивает металлоемкость и массогабаритные характеристики, а также вероятность длительного простоя отдельных охладителей в системе в случае снижения отдачи пластового продукта и дебитов скважин, что является неэффективным.

Оператор посылает команды на регулирующие клапаны известной системы, исходя из показаний датчиков температуры, давления, расхода, что является инерционным процессом ввиду необходимости обработки данных и принятия решений о достаточной степени открытия регулирующих клапанов, процесс является инерционным даже в случае использования заранее определенных процедур и накладывает ограничения на применение данной системы в случае необходимости быстродействующего обеспечения необходимой интенсивности охлаждения при сохранении требуемого расхода, в частности, в системах охлаждения газа антипомпажного контура и выходных системах охлаждения газа в момент срабатывания антипомпажной защиты. Необеспечение требуемой степени охлаждения при обеспечении требуемого расхода в таких системах или необеспечение требуемого расхода при обеспечении требуемой степени охлаждения может привести к некорректной работе антипомпажной защиты и усугублению негативной ситуации в отношении развития помпажа компрессора.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание способа регулирования интенсивности подводного охлаждения и устройства для его реализации, посредством которых обеспечивается сохранение требуемого расхода охлаждаемого потока через устройство при изменении интенсивности теплообмена или охлаждающей способности (температуры на выходе устройства) посредством регулирующих клапанов в трубопроводных линиях устройства.

Еще одной проблемой, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание способа регулирования интенсивности подводного охлаждения и устройства для его реализации, посредством которых обеспечивается быстродействие при переключении на требуемый режим охлаждения в сочетании с требуемой пропускной способностью (при изменении общего расхода технологической системы, в которую встроено устройство) при интеграции системы управления клапанами устройства в систему управления клапанами регулирования общей производительности насосной или компрессорной системы, например, в систему антипомпажной защиты.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в обеспечении требуемого общего расхода через устройство при регулировании интенсивности охлаждения (температуры на выходе устройства) за счет изменения скоростей в охлаждающих контурах устройства посредством регулирующих клапанов.

Указанная проблема и заявленный технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что устройство для регулирования интенсивности подводного охлаждения содержит подводящий трубопровод, который разделяет поток на по меньшей мере два контура охлаждения, и отводящий трубопровод, соединяющий потоки обоих контуров в один.

Каждый контур охлаждения содержит регулирующий клапан, степени открытия которых находятся в однозначной зависимости между собой таким образом, что при закрытии на некоторую величину одного регулирующего клапана другой регулирующий клапан открывается на такую величину, что суммарный расход через оба контура охлаждения остается неизменным.

В другом варианте осуществления изобретения устройство для регулирования интенсивности подводного охлаждения содержит один многоходовой клапан на по меньшей мере два контура охлаждения.

Блок управления регулирующими клапанами устройства может быть интегрирован в автоматизированную систему управления технологическим процессом системы, в которой установлено устройство для регулирования интенсивности подводного охлаждения, например, выходные или входные коллекторы насосной или компрессорной системы, байпасная линия насоса, антипомпажный контур компрессора, рециркуляционные линии охладителей, системы охлаждения электродвигателей насосов и компрессоров, вторичные контуры (использующие морскую воду в качестве хладагента) охлаждения теплообменников, которые не используют в качестве охлаждающей среды морскую воду.

Более подробно, указанная проблема и заявленный технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что способ регулирования интенсивности подводного охлаждения посредством устройства для регулирования интенсивности подводного охлаждения содержит этапы, на которых:

подводят поток посредством подводящего трубопровода устройства для регулирования интенсивности подводного охлаждения;

разделяют подведенный поток для направления в по меньшей мере первый контур охлаждения и второй контур охлаждения упомянутого устройства, причем первый контур охлаждения выполнен в виде множества первых теплообменных секций, а второй контур охлаждения выполнен в виде множества вторых теплообменных секций, при этом указанные первый контур охлаждения и второй контур охлаждения обладают различной охлаждающей способностью и выполнены с возможностью теплообмена с окружающей морской водой;

при этом устройство для регулирования интенсивности подводного охлаждения дополнительно содержит средства регулирования расхода потока через первый контур охлаждения, выполненные с возможностью изменения пропускной способности через первый контур охлаждения, и средства регулирования расхода потока через второй контур охлаждения, выполненные с возможностью изменения пропускной способности через второй контур охлаждения, причем упомянутые средства выполнены с возможностью управления посредством блока управления, а блок управления выполнен с возможностью соединения с автоматизированной системой управления технологическим процессом посредством линий связи;

обеспечивают пропускную способность через первый контур охлаждения посредством подачи сигнала от блока управления на средства регулирования расхода потока через первый контур охлаждения;

автоматически обеспечивают пропускную способность через второй контур охлаждения одновременно с обеспечением пропускной способности через первый контур охлаждения посредством подачи сигнала от блока управления на средства регулирования расхода потока через второй контур охлаждения;

соединяют потоки после первого контура охлаждения и второго контура охлаждения посредством отводящего трубопровода упомянутого устройства;

при этом значение пропускной способности через второй контур охлаждения находится в зависимости от значения пропускной способности через первый контур охлаждения таким образом, чтобы обеспечивать требуемую температуру на выходе отводящего трубопровода упомянутого устройства при заданном значении температуры на входе подводящего трубопровода устройства и сохранении необходимого общего расхода потока через устройство.

Также, указанная проблема и заявленный технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что средства регулирования расхода потока через первый контур охлаждения и средства регулирования расхода потока через второй контур охлаждения представляют собой соответственно первый регулирующий клапан, установленный на первом контуре охлаждения, и второй регулирующий клапан, установленный на втором контуре охлаждения.

Кроме того, указанная проблема и заявленный технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что средства регулирования расхода потока через первый контур охлаждения и средства регулирования расхода потока через второй контур охлаждения представляют собой один многоходовой клапан.

Дополнительно, указанная проблема и заявленный технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что устройство для регулирования интенсивности подводного охлаждения содержит:

подводящий трубопровод,

по меньшей мере первый контур охлаждения и второй контур охлаждения, выполненные с возможностью разделения потока после подводящего трубопровода,

причем первый контур охлаждения представляет собой множество первых теплообменных секций, а второй контур охлаждения представляет собой множество вторых теплообменных секций, при этом указанные контуры обладают различной охлаждающей способностью и выполнены с возможностью теплообмена с окружающей морской водой,

отводящий трубопровод, выполненный с возможностью соединения потоков после первого контура охлаждения и второго контура охлаждения,

при этом устройство для регулирования интенсивности подводного охлаждения дополнительно содержит средства регулирования расхода потока через первый контур охлаждения и средства регулирования расхода потока через второй контур охлаждения, причем упомянутые средства выполнены с возможностью управления посредством блока управления, а блок управления выполнен с возможностью соединения с автоматизированной системой управления технологическим процессом посредством линий связи;

причем средства регулирования расхода потока через первый контур охлаждения выполнены с возможностью изменения пропускной способности через первый контур охлаждения при подаче сигнала от блока управления, а средства регулирования расхода потока через второй контур охлаждения выполнены с возможностью автоматического изменения пропускной способности через второй контур охлаждения при подаче сигнала от блока управления одновременно с изменением пропускной способности через первый контур охлаждения;

при этом значение пропускной способности через второй контур охлаждения находится в зависимости от значения пропускной способности через первый контур охлаждения таким образом, чтобы обеспечивать требуемую температуру на выходе отводящего трубопровода упомянутого устройства при заданном значении температуры на входе подводящего трубопровода устройства и сохранении необходимого общего расхода потока через устройство.

Кроме того, указанная проблема и заявленный технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что каждая из множества первых и вторых теплообменных секций выполнена в виде змеевиков охлаждения, питаемых от одного общего коллектора.

Также, указанная проблема и заявленный технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что каждая из множества первых и вторых теплообменных секций выполнена в виде пучка теплообменных труб и выполнена с возможностью равномерного разделения потока до пучка теплообменных труб и равномерного соединения потоков после пучка теплообменных труб.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеуказанные преимущества изобретения станут более очевидными из нижеследующего описания предпочтительных вариантов его осуществления, данного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг. 1 - показана схема реализации способа регулирования интенсивности подводного охлаждения;

на фиг. 2 - показан общий вид устройства для регулирования интенсивности подводного охлаждения в соответствии с первым из вариантов его осуществления (опорные и несущие конструкции условно не показаны);

на фиг. 3 - показан вид сверху устройства для регулирования интенсивности подводного охлаждения в соответствии с первым из вариантов его осуществления;

на фиг. 4 - показан вид сбоку устройства для регулирования интенсивности подводного охлаждения в соответствии с первым из вариантов его осуществления;

на фиг. 5 - показан вид спереди устройства для регулирования интенсивности подводного охлаждения в соответствии с первым из вариантов его осуществления;

на фиг. 6 - показан общий вид устройства для регулирования интенсивности подводного охлаждения в соответствии со вторым из вариантов его осуществления (опорные и несущие конструкции условно не показаны);

на фиг. 7 - показан вид спереди устройства для регулирования интенсивности подводного охлаждения в соответствии со вторым из вариантов его осуществления;

на фиг. 8 - показан вид сбоку устройства для регулирования интенсивности подводного охлаждения в соответствии со вторым из вариантов его осуществления;

на фиг. 9 - показан вид сверху устройства для регулирования интенсивности подводного охлаждения в соответствии со вторым из вариантов его осуществления;

на фиг. 10 - показана схема работы устройства для реализации способа регулирования интенсивности подводного охлаждения;

на фиг. 11 - показана схема определения требуемой степени открытия регулирующего клапана устройства для регулирования интенсивности подводного охлаждения;

на фиг. 12 - показан пример карты режимов работы устройства для регулирования интенсивности подводного охлаждения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее со ссылкой на прилагаемые чертежи описан способ регулирования интенсивности подводного охлаждения и устройство для регулирования интенсивности подводного охлаждения в соответствии с предпочтительными вариантами осуществления изобретения.

На фиг. 1 показана принципиальная схема реализации способа регулирования интенсивности подводного охлаждения посредством устройства для регулирования интенсивности подводного охлаждения, причем упомянутый способ содержит этапы, на которых:

подводят поток посредством подводящего трубопровода 1 устройства для регулирования интенсивности подводного охлаждения,

разделяют подведенный поток для направления в первый контур 2 охлаждения и второй контур 3 охлаждения упомянутого устройства, причем первый контур 2 охлаждения представляет собой множество первых теплообменных секций 4, а второй контур 3 охлаждения представляет собой множество вторых теплообменных секций 5, при этом указанные первый контур 2 охлаждения и второй контур 3 охлаждения выполнены с возможностью обеспечения теплообмена с окружающей морской водой 6,

соединяют потоки после первого контура 2 охлаждения и второго контура 3 охлаждения для направления в отводящий трубопровод 7 упомянутого устройства,

при этом устройство для регулирования интенсивности подводного охлаждения дополнительно содержит средства 8 регулирования расхода потока через первый контур 2 охлаждения и средства 9 регулирования расхода потока через второй контур 3 охлаждения,

причем указанные средства 8, 9 выполнены с возможностью управления посредством блока 10 управления, при этом упомянутый блок 10 управления выполнен с возможностью соединения с автоматизированной системой управления технологическим процессом посредством линий 11 связи.

В одном из вариантов осуществления изобретения указанные средства 8, 9 представляют собой первый регулирующий клапан 8, установленный на первом контуре 2 охлаждения, и второй регулирующий клапан 9, установленный на втором контуре 3 охлаждения.

В другом из вариантов осуществления изобретения указанные средства 8, 9 представляют собой один многоходовой клапан.

Устройство для регулирования интенсивности подводного охлаждения, посредством которого может быть реализован упомянутый заявленный способ, может быть выполнено в нескольких вариантах осуществления, неограничивающие примеры которых проиллюстрированы на фиг. 2-9. Опорные и несущие конструкции устройства для регулирования интенсивности подводного охлаждения на данных фигурах условно не показаны.

Устройство для регулирования интенсивности подводного охлаждения, проиллюстрированное на фиг. 2-5, содержит: подводящий трубопровод 1,

первый контур 2 охлаждения и второй контур 3 охлаждения, выполненные с возможностью разделения потока после подводящего трубопровода 1,

причем первый контур 2 охлаждения представляет собой множество первых теплообменных секций 4, выполненных в виде питаемых от одного общего коллектора змеевиков охлаждения,

а второй контур 3 охлаждения представляет собой множество вторых теплообменных секций 5, также выполненных в виде питаемых от одного общего коллектора змеевиков охлаждения,

отводящий трубопровод 7, выполненный с возможностью соединения потоков после первого контура 2 охлаждения и второго контура 3 охлаждения.

Устройство для регулирования интенсивности подводного охлаждения, проиллюстрированное на фиг.6-9, содержит:

подводящий трубопровод 1,

первый контур 2 охлаждения и второй контур 3 охлаждения, выполненные с возможностью разделения потока после подводящего трубопровода 1,

причем первый контур 2 охлаждения представляет собой множество первых теплообменных секций 4, а второй контур 3 охлаждения представляет собой множество вторых теплообменных секций 5,

при этом каждая из множество теплообменных секций 4 и 5 представляет собой множество пучков теплообменных труб и выполнена с возможностью равномерного разделения потока до пучков теплообменных труб и равномерного соединения потоков после пучков теплообменных труб,

отводящий трубопровод 7, выполненный с возможностью соединения потоков после первого контура 2 охлаждения и второго контура 3 охлаждения.

Устройство для регулирования интенсивности подводного охлаждения, проиллюстрированное на фиг. 2-5, как и устройство, проиллюстрированное на фиг.6-9, содержит средства 8 регулирования расхода потока через первый контур 2 охлаждения и средства 9 регулирования расхода потока через второй контур 3 охлаждения.

В неограничивающем варианте осуществления изобретения указанные средства представляют собой первый регулирующий клапан 8, установленный на первом контуре 2 охлаждения, и второй регулирующий клапан 9, установленный на втором контуре 3 охлаждения.

Сущность способа регулирования интенсивности подводного охлаждения проиллюстрирована на фиг. 10.

Для обеспечения регулирования интенсивности теплообмена между потоком и окружающей морской водой 6 используются первый и второй регулирующие клапаны 8 и 9, при этом степень открытия второго регулирующего клапана 9 находится в однозначной зависимости от степени открытия первого регулирующего клапана 8 таким образом, что при наличии информации об имеющейся температуре на входе устройства для регулирования интенсивности подводного охлаждения и имеющемся (требуемом) общем расходе через упомянутое устройство, обеспечение требуемой температуры на выходе устройства осуществляется путем подачи сигнала при изменении параметров технологического процесса на регулируемый привод первого регулирующего клапана 8 для обеспечения необходимой степени открытия первого регулирующего клапана 8, при этом блок 10 управления выполнен с возможностью автоматического обеспечения степени открытия второго регулирующего клапана 9, которая необходима для получения требуемой температуры на выходе устройства и сохранения исходного (требуемого) общего расхода через устройство.

Данный технический эффект достигается тем, что заявленное устройство содержит два контура 2, 3 охлаждения с отличными друг от друга охлаждающими способностями (например, площадями теплообменных поверхностей вследствие применения разных диаметров или длины теплообменных труб, применением труб с оребрением или дополнительных радиаторов), в которых обеспечение требуемого расхода может быть достигнуто при некотором числе наборов степеней открытия первого и второго регулирующих клапанов 8 и 9. При этом каждому набору степеней открытия первого и второго регулирующих клапанов 8 и 9 будет соответствовать определенный набор скоростей потоков в теплообменных трубах пучков или змеевиков, представляющих собой множество первых и вторых теплообменных секций 4 и 5. Общеизвестно, что интенсивность теплообмена в подобных устройствах зависит от скорости потока в теплообменных трубах, поэтому набору скоростей потоков будут соответствовать наборы температур на выходе из пучков или змеевиков, представляющих собой множество первых и вторых теплообменных секций 4 и 5. Температуры на выходе из пучков или змеевиков, представляющих собой множество первых и вторых теплообменных секций 4 и 5, будут определять результирующую температуру на выходе устройства.

Данная зависимость (схема) в обратном порядке, то есть от определяемой температуры на выходе отводящего трубопровода 7 к степени открытия первого регулирующего клапана 8, продемонстрирована на фиг.11.

Результатом расчета по схеме на фиг.11 может быть карта режимов, позволяющая определять необходимую степень открытия первого регулирующего клапана 8 в зависимости от исходной (имеющейся) информации об общем расходе через устройство, температуре на входе в устройство и требуемой (например, по технологического регламенту или эксплуатационными требованиями) температуре на выходе из устройства.

Пример карты режимов представлен на фиг. 12.

Из схемы на фиг.11 процесса определения требуемых степеней открытия первого и второго регулирующих клапанов 8 и 9 видно, что требуемая результирующая температура на выходе устройства может быть достигнута несколькими сочетаниями температур на выходе каждого контура устройства (несколькими режимами работы и, следовательно, несколькими сочетаниями степеней открытия первого и второго регулирующих клапанов 8 и 9). Поэтому выбор оптимального сочетания степеней открытия первого и второго регулирующих клапанов 8 и 9 производится на основе двух критериев:

- нахождение скоростей потоков в интервале допустимых значений (в зависимости от эксплуатационных или проектных требований, например, ориентировочно для газа 5-20 м/с, ориентировочно для жидкости 0,5 - 3 м/с);

- минимальных потерь давления в устройстве.

Подбор режимов (степеней открытия первого и второго регулирующих клапанов 8 и 9), обеспечивающих необходимую температуру на выходе устройства в зависимости от конкретных значений производительности системы (расход через устройство) и температуры на входе в устройство,выполняется путем предварительного расчета и последующего уточнения в ходе промышленных испытаний и опытной эксплуатации.

Необходимо понимать, что описанные выше для примера предпочтительные варианты осуществления изобретения не ограничивают объем настоящего изобретения. После ознакомления с настоящим описанием специалисты в данной области техники могут предложить множество изменений и дополнений к описанным вариантам осуществления, все из которых будут попадать в объем патентной защиты изобретения, определяемый нижеследующей формулой изобретения.

Группа изобретений относится к области теплоэнергетики, а именно к способам регулирования интенсивности подводного охлаждения жидкостей и газов и устройствам для их реализации, и может быть использовано в нефтяной, газовой и других отраслях промышленности. Предложены способ регулирования интенсивности подводного охлаждения и устройство для его реализации, содержащее подводящий трубопровод, по меньшей мере первый контур охлаждения и второй контур охлаждения, выполненные с возможностью разделения потока после подводящего трубопровода, отводящий трубопровод. Причем первый контур охлаждения представляет собой множество первых теплообменных секций, а второй контур охлаждения представляет собой множество вторых теплообменных секций. При этом указанные контуры обладают различной охлаждающей способностью и выполнены с возможностью теплообмена с окружающей морской водой. Отводящий трубопровод выполнен с возможностью соединения потоков после первого контура охлаждения и второго контура охлаждения. При этом устройство для регулирования интенсивности подводного охлаждения дополнительно содержит средства регулирования расхода потока через первый контур охлаждения и средства регулирования расхода потока через второй контур охлаждения. Причем упомянутые средства выполнены с возможностью управления посредством блока управления. Блок управления выполнен с возможностью соединения с автоматизированной системой управления технологическим процессом посредством линий связи. Причем средства регулирования расхода потока через первый контур охлаждения выполнены с возможностью изменения пропускной способности через первый контур охлаждения при подаче сигнала от блока управления. Средства регулирования расхода потока через второй контур охлаждения выполнены с возможностью автоматического изменения пропускной способности через второй контур охлаждения при подаче сигнала от блока управления одновременно с изменением пропускной способности через первый контур охлаждения. При этом значение пропускной способности через второй контур охлаждения находится в зависимости от значения пропускной способности через первый контур охлаждения таким образом, чтобы обеспечивать требуемую температуру на выходе отводящего трубопровода упомянутого устройства при заданном значении температуры на входе подводящего трубопровода устройства и сохранении необходимого общего расхода потока через устройство, одинаковых скоростей как потока углеводородной смеси, так и потока окружающей морской воды. Техническим результатом является обеспечение требуемого общего расхода через устройство при регулировании интенсивности охлаждения за счет изменения скоростей в охлаждающих контурах устройства посредством средств регулирования расхода. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Способ регулирования интенсивности подводного охлаждения посредством устройства для регулирования интенсивности подводного охлаждения, причем упомянутый способ содержит этапы, на которых:

подводят поток посредством подводящего трубопровода устройства для регулирования интенсивности подводного охлаждения;

разделяют подведенный поток для направления в по меньшей мере первый контур охлаждения и второй контур охлаждения упомянутого устройства, причем первый контур охлаждения выполнен в виде множества первых теплообменных секций, а второй контур охлаждения выполнен в виде множества вторых теплообменных секций, при этом указанные первый контур охлаждения и второй контур охлаждения обладают различной охлаждающей способностью и выполнены с возможностью теплообмена с окружающей морской водой;

при этом устройство для регулирования интенсивности подводного охлаждения дополнительно содержит средства регулирования расхода потока через первый контур охлаждения, выполненные с возможностью изменения пропускной способности через первый контур охлаждения, и средства регулирования расхода потока через второй контур охлаждения, выполненные с возможностью изменения пропускной способности через второй контур охлаждения, причем упомянутые средства выполнены с возможностью управления посредством блока управления, а блок управления выполнен с возможностью соединения с автоматизированной системой управления технологическим процессом посредством линий связи;

обеспечивают пропускную способность через первый контур охлаждения посредством подачи сигнала от блока управления на средства регулирования расхода потока через первый контур охлаждения;

автоматически обеспечивают пропускную способность через второй контур охлаждения одновременно с обеспечением пропускной способности через первый контур охлаждения посредством подачи сигнала от блока управления на средства регулирования расхода потока через второй контур охлаждения;

соединяют потоки после первого контура охлаждения и второго контура охлаждения посредством отводящего трубопровода упомянутого устройства;

при этом значение пропускной способности через второй контур охлаждения находится в зависимости от значения пропускной способности через первый контур охлаждения таким образом, чтобы обеспечивать требуемую температуру на выходе отводящего трубопровода упомянутого устройства при заданном значении температуры на входе подводящего трубопровода устройства и сохранении необходимого общего расхода потока через устройство.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что средства регулирования расхода потока через первый контур охлаждения и средства регулирования расхода потока через второй контур охлаждения представляют собой соответственно первый регулирующий клапан, установленный на первом контуре охлаждения, и второй регулирующий клапан, установленный на втором контуре охлаждения.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что средства регулирования расхода потока через первый контур охлаждения и средства регулирования расхода потока через второй контур охлаждения представляют собой один многоходовой клапан.

4. Устройство для регулирования интенсивности подводного охлаждения, содержащее:

подводящий трубопровод,

по меньшей мере первый контур охлаждения и второй контур охлаждения, выполненные с возможностью разделения потока после подводящего трубопровода,

причем первый контур охлаждения представляет собой множество первых теплообменных секций, а второй контур охлаждения представляет собой множество вторых теплообменных секций, при этом указанные контуры обладают различной охлаждающей способностью и выполнены с возможностью теплообмена с окружающей морской водой,

отводящий трубопровод, выполненный с возможностью соединения потоков после первого контура охлаждения и второго контура охлаждения,

при этом устройство для регулирования интенсивности подводного охлаждения дополнительно содержит средства регулирования расхода потока через первый контур охлаждения и средства регулирования расхода потока через второй контур охлаждения, причем упомянутые средства выполнены с возможностью управления посредством блока управления, а блок управления выполнен с возможностью соединения с автоматизированной системой управления технологическим процессом посредством линий связи;

причем средства регулирования расхода потока через первый контур охлаждения выполнены с возможностью изменения пропускной способности через первый контур охлаждения при подаче сигнала от блока управления, а средства регулирования расхода потока через второй контур охлаждения выполнены с возможностью автоматического изменения пропускной способности через второй контур охлаждения при подаче сигнала от блока управления одновременно с изменением пропускной способности через первый контур охлаждения;

при этом значение пропускной способности через второй контур охлаждения находится в зависимости от значения пропускной способности через первый контур охлаждения таким образом, чтобы обеспечивать требуемую температуру на выходе отводящего трубопровода упомянутого устройства при заданном значении температуры на входе подводящего трубопровода устройства и сохранении необходимого общего расхода потока через устройство.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что каждая из множества первых и вторых теплообменных секций выполнена в виде змеевиков охлаждения, питаемых от одного общего коллектора.

6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что каждая из множества первых и вторых теплообменных секций выполнена в виде пучка теплообменных труб и выполнена с возможностью равномерного разделения потока до пучка теплообменных труб и равномерного соединения потоков после пучка теплообменных труб.

7. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что средства регулирования расхода потока через первый контур охлаждения и средства регулирования расхода потока через второй контур охлаждения представляют собой соответственно первый регулирующий клапан, установленный на первом контуре охлаждения, и второй регулирующий клапан, установленный на втором контуре охлаждения.

8. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что средства регулирования расхода потока через первый контур охлаждения и средства регулирования расхода потока через второй контур охлаждения представляют собой один многоходовой клапан.