RU2346161C2

RU2346161C2 - Method for starting and stopping of offshore airlift and system for its implementation

Info

Publication number: RU2346161C2
Application number: RU2007101092/03A
Authority: RU
Inventors: к Геннадий Григорьевич Пивн (UA); Геннадий Григорьевич Пивняк; Евгений Алексеевич Кириченко (UA); Евгений Алексеевич Кириченко; Владимир Васильевич Евтеев (UA); Владимир Васильевич Евтеев; Виталий Григорьевич Шворак (UA); Виталий Григорьевич Шворак; Владимир Евгеньевич Кириченко (UA); Владимир Евгеньевич Кириченко
Original assignee: Национальный горный университет
Priority date: 2007-01-09
Filing date: 2007-01-09
Publication date: 2009-02-10
Also published as: RU2007101092A

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: group of inventions relates to mechanical engineering and can be used directly in development of subsea mineral deposits, where mineral components are pumped out by airlift. Method for starting and stopping of offshore airlift, where starting process includes compressed air supply via pressure pipeline from compressor to mixer of lifting pipe, while stopping process includes stopping of compressed air supply via pressure pipeline from compressor to mixer of lifting pipe, compressed air supply from compressor to upper part of said offshore airlift's lifting pipe and its discharging to atmosphere, as well as compressor stopping. In the course of offshore airlift starting process amount of sea water supply to lifting pipe of offshore airlift is pre-defined, connection between upper part of lifting pipe and atmosphere is closed, compressed air is supplied into upper part of lifting pipe of offshore airlift, sea water is displaced from lifting pipe to ocean through connecting pipe, compressed air supply into upper part of lifting pipe is stopped after the required air pressure in said pipe is achieved, connection of lifting pipe with ocean through connecting pipe is closed, connection between upper part of lifting pipe with atmosphere is restored with simultaneous supply of compressed air into mixer of lifting pipe. After that, connection between lifting pipe and ocean is provided through connecting pipe, amount of sea water supplied into lifting pipe is monitored, measured pressure value is compared with pre-defined target value and balanced with it through adjustment of sea water flowrate in said connecting pipe. And when water-air mix is spread over the entire length of lifting pipe, unrestricted supply of sea water through connecting pipe to lifting pipe is restored. And in the course of offshore airlift stopping process, pressure value in upper part of lifting pipe is pre-defined, then this value is monitored during compressed air supply from compressor to upper part of offshore airlift's lifting pipe, measured pressure value is compared with pre-defined value and as soon as they become equal said compressor is stopped. After that, connection between lifting pipe and ocean through connecting pipe is closed and connection of upper part of lifting pipe with atmosphere is opened again.

EFFECT: improvement of offshore airlift starting and stopping method.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано непосредственно при разработке подводных месторождений полезных ископаемых, подъем элементов которых происходит с помощью эрлифта.The invention relates to mechanical engineering and can be used directly in the development of underwater mineral deposits, the elements of which are raised using an airlift.

Известен способ запуска эрлифта, который включает подачу сжатого воздуха высокого давления в оборудованную шибером верхнюю часть подъемной трубы, вытеснение из нее воды через приемное устройство с последующей подачей сжатого воздуха рабочего давления в смеситель, при этом вытеснение воды выполняют до достижения в подъемной трубе рабочего давления, после чего открывают шибер и одновременно начинают подачу сжатого воздуха рабочего давления в смеситель (авт. св. СССР №1629625 А1, кл. F04F 1/18, 1991 г.).A known method of starting airlift, which includes supplying high pressure compressed air to the upper part of the lifting pipe equipped with a gate, displacing water from it through a receiving device, followed by supplying compressed air of working pressure to the mixer, the water being displaced until the working pressure is reached in the lifting pipe, then open the gate and at the same time begin supplying compressed air of working pressure to the mixer (ed. St. USSR No. 1629625 A1, class F04F 1/18, 1991).

Недостатками известного способа является низкая эффективность запуска эрлифта вследствие стремительного заполнения морской водой океана подъемной трубы при открывании установленного на ней шибера, что повлечет быстрый рост давления в смесителе, которое может привести к прекращению поступления в него сжатого воздуха от компрессора, что не позволяет достичь значительного погружения смесителя подъемной трубы морского эрлифта при ведении разработки подводных месторождений полезных ископаемых на значительных океанских глубинах.The disadvantages of this method is the low start-up efficiency of the airlift due to the rapid filling of the ocean of the lifting pipe with sea water when opening the gate installed on it, which will entail a rapid increase in pressure in the mixer, which can lead to the cessation of compressed air from the compressor, which does not allow significant immersion Sea airlift lift pipe mixer while developing subsea mineral deposits at significant ocean depths.

Известна эрлифтная установка со способа запуска эрлифта, которая содержит источник сжатого воздуха, подъемную трубу с шибером, приемное устройство, смеситель, а также оборудованный управляемой задвижкой и манометром став трубопровода, которым источник сжатого воздуха сообщен с верхней частью подъемной трубы (авт. св. СССР №1629625 А1, кл. F04F 1/18, 1991 г.).Known airlift installation with a method of starting airlift, which contains a source of compressed air, a lifting pipe with a gate, a receiving device, a mixer, as well as a pipe equipped with a controlled valve and pressure gauge, by which a source of compressed air communicates with the upper part of the lifting pipe (ed. St. USSR No. 1629625 A1, CL F04F 1/18, 1991).

Недостатками известной эрлифтной установки является низкая эффективность запуска эрлифта вследствие стремительного заполнения морской водой океана подъемной трубы при открывании установленного на ней шибера, что повлечет быстрый рост давления в смесителе, который может привести к прекращению поступления в него сжатого воздуха от компрессора, что не позволяет достичь значительного погружения смесителя подъемной трубы морского эрлифта при ведении разработки подводных месторождений полезных ископаемых на значительных океанских глубинах.The disadvantages of the known airlift installation is the low efficiency of airlift start-up due to the rapid filling of the ocean of the lifting pipe with sea water when opening the gate installed on it, which will entail a rapid increase in pressure in the mixer, which can lead to the termination of compressed air from the compressor, which does not allow to achieve significant diving mixer of the airlift of a marine airlift while conducting the development of subsea mineral deposits at significant ocean depths bins.

Наиболее близким технологическим решением является способ остановки и запуска эрлифта, в котором процесс запуска эрлифта включает прекращение сообщения подъемной трубы с атмосферой, подачу сжатого воздуха по воздухопроводу от компрессора к смесителю и возобновление сообщения подъемной трубы с атмосферой, а процесс остановки эрлифта включает предварительное задание величины скорости многокомпонентной смеси в верхней части подъемной трубы морского эрлифта, прекращение подачи сжатого воздуха по воздухопроводу от компрессора к смесителю, контроль величины скорости многокомпонентной смеси в верхней части подъемной трубы морского эрлифта, сравнение контролируемой величины с заданной и достижение их соответствия путем подачи сжатого воздуха от компрессора к верхней части подъемной трубы морского эрлифта, прекращение подачи многокомпонентной смеси к этой части подъемной трубы с одновременным сообщением ее с атмосферой и последующей остановкой компрессора (патент Украины №30188А, кл. F04F 1/00, 2000 г.).The closest technological solution is the method of stopping and starting the airlift, in which the process of starting the airlift involves stopping the communication of the lifting pipe with the atmosphere, supplying compressed air through the air duct from the compressor to the mixer and resuming the communication of the lifting pipe with the atmosphere, and the process of stopping the airlift includes pre-setting the speed multicomponent mixture in the upper part of the lifting pipe of the sea airlift, stopping the supply of compressed air through the air duct from the compressor to the mixture I’m monitoring the speed of the multicomponent mixture in the upper part of the lifting airlift of the sea, comparing the controlled value with the set value and achieving their correspondence by supplying compressed air from the compressor to the upper part of the lifting pipe of the sea airlift, stopping the flow of multicomponent mixture to this part of the lifting pipe with a simultaneous message it with the atmosphere and the subsequent stop of the compressor (Ukrainian patent No. 30188A, class F04F 1/00, 2000).

Недостатками наиболее близкого технологического решения является низкая эффективность запуска эрлифта известным способом вследствие стремительного заполнения морской водой океана подъемной трубы при открывании установленного на ней шибера, что повлечет быстрый рост давления в смесителе, которое может привести к прекращению поступления в него сжатого воздуха от компрессора, что не позволяет достичь значительного погружения смесителя подъемной трубы морского эрлифта при ведении разработки подводных месторождений полезных ископаемых на значительных океанских глубинах.The disadvantages of the closest technological solution is the low efficiency of airlift start-up in a known manner due to the rapid filling of the ocean of the lifting pipe with sea water when opening the gate installed on it, which will entail a rapid increase in pressure in the mixer, which can lead to the termination of compressed air from the compressor, which does not allows you to achieve significant immersion of the mixer of the lifting pipe of the sea airlift while conducting the development of submarine mineral deposits s at great ocean depths.

Наиболее близким техническим решением является эрлифтная установка для остановки и запуска эрлифта, которая содержит подъемную и подводящую трубы, компрессор, смеситель, воздухоотделитель, основной и оборудованный управляемой задвижкой дополнительный воздухопроводы, при этом верхняя часть подъемной трубы оборудована шибером и предохранительным клапаном, который установлен непосредственно перед местом соединения с дополнительным воздухопроводом, а установленный над шибером и сообщенный с атмосферой всасывающий патрубок оборудован расположенной в его нижней части управляемой задвижкой (патент Украины №30188 А, кл. F04F 1/00, 2000 г.).The closest technical solution is the airlift installation for stopping and starting the airlift, which contains a lift and a supply pipe, a compressor, a mixer, an air separator, a main and additional air ducts equipped with a gate valve, and the upper part of the lift pipe is equipped with a gate and a safety valve, which is installed immediately before the connection point with an additional air duct, and the suction pipe installed above the gate and connected to the atmosphere is equipped n located in its lower part controlled by a valve (Ukrainian patent No. 30188 A, class F04F 1/00, 2000).

Недостатками наиболее близкого технического решения является низкая эффективность запуска эрлифта вследствие стремительного заполнения морской водой океана подъемной трубы при открывании установленного на ней шибера, что повлечет быстрый рост давления в смесителе, которое может привести к прекращению поступления в него сжатого воздуха от компрессора, что не позволяет достичь значительного погружения смесителя подъемной трубы морского эрлифта при ведении разработки подводных месторождений полезных ископаемых на значительных океанских глубинах.The disadvantages of the closest technical solution are the low efficiency of airlift start-up due to the rapid filling of the ocean of the lifting pipe with sea water when opening the gate installed on it, which will entail a rapid increase in pressure in the mixer, which can lead to the termination of compressed air from the compressor, which does not allow reaching significant submersion of the airlift elevator pipe mixer while developing subsea mineral deposits in significant oceans depths.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа запуска и остановки морского эрлифта, в котором путем контроля величины подачи морской воды океана в подъемную трубу морского эрлифта в процессе его запуска и величины давления в верхней части подъемной трубы в процессе остановки морского эрлифта обеспечивается возможность снижения уровня расположения смесителя подъемной трубы, в который происходит подача сжатого компрессором воздуха во время функционирования эрлифта на его рабочих характеристиках за счет гарантированного поступления сжатого воздуха в смеситель подъемной трубы вследствие постепенного ее заполнения морской водой океана в процессе запуска эрлифта и существенное снижение уровня морской воды в подъемной трубе морского эрлифта перед его запуском в результате аккумулирования выделенного из рассредоточенной по всей длине подъемной трубы морского эрлифта водовоздушной смеси сжатого воздуха при подаче сжатого компрессором воздуха в верхнюю часть подъемной трубы морского эрлифта в процессе его остановки.The basis of the invention is the task of improving the method of starting and stopping the sea airlift, in which by controlling the amount of sea water supplied to the sea lift pipe of the sea airlift during its start and the pressure in the upper part of the lift pipe in the process of stopping the sea airlift, it is possible to reduce the level of the mixer a lifting pipe into which compressed air is supplied by the compressor during the operation of the airlift at its operating characteristics due to the guaranteed of the inflow of compressed air into the mixer of the riser pipe due to its gradual filling with sea water of the ocean during the start-up of the airlift and a significant decrease in the level of sea water in the lift pipe of the sea airlift before it starts as a result of accumulation of the air-water mixture of compressed air from the sea-airlift scattered over the entire length of the lift pipe when compressed air is supplied to the upper part of the airlift of the sea airlift during its stop.

Поставленная задача решается таким образом, что известный способ запуска и остановки морского эрлифта, в котором процесс запуска морского эрлифта включает подачу сжатого воздуха по нагнетательному трубопроводу от компрессора к смесителю подъемной трубы, а процесс остановки морского эрлифта включает прекращение подачи сжатого воздуха по нагнетательному трубопроводу от компрессора к смесителю подъемной трубы, подачу сжатого воздуха от компрессора к верхней части подъемной трубы морского эрлифта и сообщение ее с атмосферой, а также остановку компрессора, который согласно изобретению отличается тем, что в процессе запуска морского эрлифта предварительно задают величину подачи морской воды океана в подъемную трубу морского эрлифта, прекращают сообщение верхней части подъемной трубы с атмосферой, подают сжатый компрессором воздух в верхнюю часть подъемной трубы морского эрлифта, вытесняют сосредоточенную в подъемной трубе морскую воду в океан через подводящую трубу, прекращают подачу сжатого компрессором воздуха в верхнюю часть подъемной трубы после достижения в сосредоточенном в ней сжатом воздухе давления, которое соответствует разнице величин давления в бассейне морской воды океана на уровне погружения смесителя подъемной трубы и рабочего давления компрессора, прекращают сообщение подъемной трубы через подводящую трубу с океаном, возобновляют сообщение верхней части подъемной трубы с атмосферой и одновременно подают сжатый компрессором воздух в смеситель подъемной трубы, после чего обеспечивают сообщение подъемной трубы через подводящую трубу с океаном, контролируют величину подачи морской воды в подъемную трубу морского эрлифта, сравнивают контролируемую величину с заданной и достигают их соответствия путем регулирования величины расхода морской воды океана в подводящей трубе, а после распространения водовоздушной смеси по всей длине подъемной трубы возобновляют беспрепятственное поступление морской воды океана через подводящую в подъемную трубу, а в процессе остановки морского эрлифта предварительно задают величину давления в верхней части подъемной трубы, контролируют эту величину во время подачи сжатого воздуха от компрессора к верхней части подъемной трубы морского эрлифта, сравнивают контролируемую величину с заданной, а при достижении их соответствия выполняют остановку компрессора, после чего прекращают сообщение подъемной трубы через подводящую трубу с океаном и возобновляют сообщение верхней части подъемной трубы с атмосферой.The problem is solved in such a way that the known method of starting and stopping the sea airlift, in which the process of starting the sea airlift involves supplying compressed air through the discharge pipe from the compressor to the riser mixer, and the process of stopping the sea airlift includes stopping the supply of compressed air through the discharge pipe from the compressor to the mixer of the lifting pipe, the supply of compressed air from the compressor to the upper part of the lifting pipe of the sea airlift and its communication with the atmosphere, as well as Compressor assembly, which according to the invention is characterized in that during the start of the sea airlift, the amount of ocean sea water supply to the sea airlift riser is preliminarily set, the upper part of the riser pipe is not connected to the atmosphere, compressed air is supplied to the upper part of the sea airlift riser, they are forced out concentrated sea water in the riser into the ocean through the inlet pipe, stop the flow of compressed air from the compressor to the top of the riser after reaching the compressed air concentrated in it, which corresponds to the difference in pressure in the ocean’s seawater basin at the level of immersion of the mixer of the lifting pipe and the working pressure of the compressor, stop the communication of the lifting pipe through the inlet pipe with the ocean, resume the communication of the upper part of the lifting pipe with the atmosphere and simultaneously supply compressed air compressor into the mixer of the lifting pipe, after which they ensure the communication of the lifting pipe through the supply pipe with the ocean, control the flow rate water to the sea airlift lift pipe, compare the controlled value with the set one and achieve their correspondence by regulating the flow rate of ocean sea water in the feed pipe, and after the air-water mixture spread along the entire length of the lift pipe, the unhindered flow of ocean sea water through the feed into the lift pipe is resumed, and in the process of stopping the sea airlift, the pressure in the upper part of the lifting pipe is pre-set, this value is controlled during the supply of compressed air and from the compressor to the top of the marine riser airlift is compared with a predetermined controlled quantity, and when the conformity operate the compressor stop, whereupon stop message riser through feed pipe to the ocean and resume message the top of the riser pipe with the atmosphere.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования системы для запуска и остановки морского эрлифта, в которой путем введения дополнительных элементов в известную конструктивную схему обеспечивается возможность снижения уровня расположения смесителя подъемной трубы, в который происходит подача сжатого компрессором воздуха во время функционирования эрлифта на его рабочих характеристиках за счет гарантированного поступления сжатого воздуха в смеситель подъемной трубы вследствие постепенного ее заполнения морской водой океана в процессе запуска эрлифта и существенное снижение уровня морской воды в подъемной трубе морского эрлифта перед его запуском в результате аккумулирования выделенного из рассредоточенной по всей длине подъемной трубы морского эрлифта водовоздушной смеси сжатого воздуха при подаче сжатого компрессором воздуха в верхнюю часть подъемной трубы морского эрлифта в процессе его остановки, а также рациональной конфигурации технических средств.The basis of the invention is the task of improving the system for starting and stopping the sea airlift, in which by introducing additional elements into the known structural scheme, it is possible to reduce the level of the location of the lift pipe mixer, into which the compressed air is supplied by the compressor during the operation of the airlift on its operating characteristics due to guaranteed supply of compressed air to the mixer of the lifting pipe due to its gradual filling with sea water during the start-up of the airlift and a significant decrease in the sea water level in the lift pipe of the sea airlift before it starts up as a result of accumulation of the air-water mixture of compressed air extracted from the sea-lift airlift dispersed along the entire length of the lift pipe while the compressor is supplying compressed air to the top of the lift pipe of the sea airlift in the process its stops, as well as the rational configuration of hardware.

Поставленная задача решается таким образом, что известная система для запуска и остановки морского эрлифта, которая содержит подъемную и подводящую трубы, компрессор с нагнетательным трубопроводом, смеситель подъемной трубы, воздухоотделитель, сообщенный с верхней частью подъемной трубы и нагнетательным трубопроводом дополнительный трубопровод с управляемой задвижкой и сообщенный с воздухоотделителем всасывающий трубопровод, а верхняя часть подъемной трубы морского эрлифта оборудована шибером и предохранительным клапаном, которая согласно изобретению отличается тем, что подводящая труба морского эрлифта содержит поворотный кран, всасывающий трубопровод содержит фильтр и сообщен с заборной системой компрессора, нагнетательный трубопровод компрессора и дополнительный трубопровод оборудованы соответствующими обратными клапанами и управляемыми задвижками, шибер через шарнир и шток соединен с механическим приводом, на верхней части подъемной трубы расположено уплотнение, а датчики определения величин расхода жидкости и давления соединены с подводящей трубой морского эрлифта и верхней частью подъемной трубы соответственно.The problem is solved in such a way that the known system for starting and stopping the sea airlift, which contains a lift and a supply pipe, a compressor with a discharge pipe, a mixer of a lift pipe, an air separator connected to the upper part of the lift pipe and a discharge pipe, an additional pipeline with a controlled valve and communicated with an air separator, a suction pipe, and the upper part of the airlift of the sea airlift is equipped with a gate and a safety valve, which I according to the invention is characterized in that the airlift inlet pipe contains a rotary valve, the suction pipe contains a filter and is connected to the compressor intake system, the compressor discharge pipe and an additional pipe are equipped with corresponding non-return valves and controlled valves, the gate through a hinge and a rod is connected to a mechanical actuator, a seal is located on the top of the riser, and sensors for determining fluid flow and pressure are connected to the inlet pipe sea airlift and the upper part of the lifting pipe, respectively.

На фигурах 1, 2 и 3 изображена схема системы для реализации способа запуска и остановки морского эрлифта.In figures 1, 2 and 3 shows a diagram of a system for implementing the method of starting and stopping the sea airlift.

Система для запуска и остановки морского эрлифта содержит подъемную 1 и подводящую 2 трубы, компрессор 3 с нагнетательным трубопроводом 4, смеситель 5 подъемной трубы 1, воздухоотделитель 6, сообщенный с верхней частью подъемной трубы 1 и нагнетательным трубопроводом 4 дополнительный трубопровод 7, сообщенный с воздухоотделителем 6 всасывающий трубопровод 8, при этом верхняя часть подъемной трубы 1 оборудована шибером 9 и предохранительным клапаном 10, подводящая труба 2 содержит поворотный кран 11, шибер 9 через шарнир 12, шток 13 и муфту 14 соединен с механическим приводом 15, всасывающий трубопровод 8 содержит фильтр 16 и сообщен с заборной системой компрессора 3, нагнетательный трубопровод 4 и дополнительный трубопровод 7 оборудованы соответствующими обратными клапанами 17, 18 и управляемыми задвижками 19, 20, механический привод 15 содержит редуктор 21 и источник механической энергии 22, на верхней части подъемной трубы 1 расположено уплотнение 23, а датчики определения величин расхода жидкости 24 и давления 25 соединены с подводящей трубой 2 и верхней частью подъемной трубы 1 соответственно. Система дополнительно содержит блок управления 26.The system for starting and stopping the sea airlift comprises a lifting 1 and a supply 2 pipes, a compressor 3 with a discharge pipe 4, a mixer 5 of a lifting pipe 1, an air separator 6, an additional pipe 7 connected to the upper part of the lifting pipe 1 and a discharge pipe 4, in communication with the air separator 6 the suction pipe 8, while the upper part of the lifting pipe 1 is equipped with a gate 9 and a safety valve 10, the supply pipe 2 contains a rotary valve 11, the gate 9 through a hinge 12, the rod 13 and the coupling 14 are connected with a mechanical actuator 15, the suction pipe 8 contains a filter 16 and is in communication with the intake system of the compressor 3, the discharge pipe 4 and the additional pipe 7 are equipped with corresponding check valves 17, 18 and controlled by valves 19, 20, the mechanical actuator 15 contains a gearbox 21 and a source of mechanical energy 22, a seal 23 is located on the upper part of the lifting pipe 1, and the sensors 24 for determining the flow rates of the liquid 24 and pressure 25 are connected to the supply pipe 2 and the upper part of the lifting pipe 1, respectively. The system further comprises a control unit 26.

Способ с помощью системы для запуска и остановки морского эрлифта реализуется следующим образом.The method using the system to start and stop the sea airlift is implemented as follows.

В процессе запуска морского эрлифта предварительно задают величину подачи морской воды океана в подъемную трубу 1 как основной технологический параметр. Перед запуском системы для запуска и остановки морского эрлифта управляемые задвижки 19 и 20 полностью закрыты, подъемная труба 1 через подводящую трубу 2 и полностью открытый поворотный кран 11 (см. фиг.3) сообщена с бассейном морской воды океана, расположенный между компрессором 3 и управляемой задвижкой 19 участок нагнетательного трубопровода 4 и расположенный между зоной соединения с нагнетательным трубопроводом 4 и управляемой задвижкой 20 участок дополнительного трубопровода 7 заполнены сжатым компрессором 3 воздухом, а верхняя часть подъемной трубы 1 через открытый шибер 9 (см. фиг.2) и воздухоотделитель 6 сообщена с атмосферой.During the launch of the sea airlift, the value of the supply of ocean sea water to the lifting pipe 1 is pre-set as the main technological parameter. Before starting the system for starting and stopping the sea airlift, the controlled valves 19 and 20 are completely closed, the lifting pipe 1 through the inlet pipe 2 and the fully open slewing crane 11 (see Fig. 3) is in communication with the ocean sea water pool located between the compressor 3 and the controlled the valve 19 section of the discharge pipe 4 and located between the zone of connection with the discharge pipe 4 and the valve controlled by the valve 20, the section of the additional pipe 7 is filled with compressed air compressor 3, and the upper part under emnoy tube 1 through the opened gate valve 9 (see FIG. 2) and an air separator 6 communicated with the atmosphere.

Блок управления 26 открывает управляемую задвижку 20, с помощью механического привода 15 полностью закрывает шибер 9, а также выполняет запуск компрессора 3. Сжатый компрессором 3 воздух поступает по нагнетательному 4 и дополнительному 7 трубопроводам через открытую управляемую задвижку 20 и обратный клапан 18 в верхнюю часть подъемной трубы 1, а сосредоточенная в ней морская вода вытесняется через смеситель 5, подводящую трубу 2 и полностью открытый поворотный кран 11 в бассейн океана. При этом уплотнение 23 и шарнир 12 обеспечивают высокую эффективность закрытия подъемной трубы 1 шибером 9. После достижения в верхней части подъемной трубы 1 давления, которое соответствует разнице величин давления в бассейне морской воды океана на уровне погружения смесителя 5 подъемной трубы 1 и рабочего давления компрессора 3, определяемого манометром 25, блок управления 26 полностью закрывает поворотный кран 11 и управляемую задвижку 20 и открывает с помощью механического привода 15 шибер 9 и управляемую задвижку 19. Вследствие этого сжатый компрессором 3 воздух по нагнетательному трубопроводу 4 через открытую управляемую задвижку 19 и обратный клапан 17 поступает в смеситель 5 подъемной трубы 1. Пониженный уровень столба морской воды океана в подъемной трубе 1 обеспечивает гарантированную подачу сжатого компрессором 3 воздуха в смеситель 5. Благодаря силе Архимеда, которая действует на сжатый воздух в смесителе 5, он начинает подниматься в сосредоточенной в подъемной трубе 1 морской воде океана. После прохождения определенного времени с момента подачи сжатого компрессором 3 воздуха в смеситель 5, которое соответствует распространению сжатого воздуха по всей заполненной морской водой океана части подъемной трубы 1, блок управления 26 частично открывает поворотный кран 11 и морская вода океана по подводящей трубе 2 через смеситель 5 начинает поступать в подъемную трубу 1. Параллельно с этим блок управления 26 с помощью датчика определения величины расхода жидкости 24 начинает контролировать величину расхода морской воды океана из подводящей трубы 2 в подъемную трубу 1, сравнивает контролируемую величину с заданной и достигает их соответствия путем регулирования величины открытия поворотного крана 11 и соответственно величины расхода морской воды океана в подводящей трубе 2. Постепенное заполнение подъемной трубы 1 морской водой океана обеспечит гарантированное поступление сжатого воздуха в смеситель 5 благодаря постепенному росту давления в нем во время запуска эрлифта. После распространения водовоздушной смеси по всей длине подъемной трубы 1 блок управления 26 полностью открывает поворотный кран 11 и эрлифтная система выходит на свои рабочие характеристики. При работе морского эрлифта обратные клапаны 17 и 18 предотвращают образование в вертикальном участке нагнетательного трубопровода 4 столба морской воды океана.The control unit 26 opens the controlled gate valve 20, by means of a mechanical actuator 15 completely closes the gate 9, and also starts the compressor 3. Compressed air by the compressor 3 enters air through the discharge 4 and additional 7 pipelines through the open controlled gate valve 20 and the check valve 18 to the upper part of the lift pipe 1, and the seawater concentrated in it is forced out through the mixer 5, the supply pipe 2 and the fully open slewing crane 11 into the ocean basin. At the same time, the seal 23 and the hinge 12 provide high efficiency of closing the lifting pipe 1 with the gate 9. After reaching the pressure in the upper part of the lifting pipe 1, which corresponds to the difference between the pressure values in the ocean sea water basin at the level of immersion of the mixer 5 of the lifting pipe 1 and the working pressure of the compressor 3 determined by the pressure gauge 25, the control unit 26 completely closes the rotary valve 11 and the controlled valve 20 and opens with the help of a mechanical actuator 15 the gate 9 and the controlled valve 19. As a result, the compressed compressor 3 air through the discharge pipe 4 through an open controlled gate valve 19 and a check valve 17 enters the mixer 5 of the lifting pipe 1. The low level of the column of sea water in the lifting pipe 1 provides a guaranteed flow of compressed air by compressor 3 to the mixer 5. Due to the force of Archimedes, which acts on the compressed air in the mixer 5, it begins to rise concentrated in the lifting pipe 1 of the sea water of the ocean. After a certain time has elapsed since the compressed air 3 was supplied to the mixer 5, which corresponds to the distribution of compressed air throughout the entire part of the lifting pipe 1 filled with sea water, the control unit 26 partially opens the slewing valve 11 and the sea water through the inlet pipe 2 through the mixer 5 begins to flow into the lifting pipe 1. In parallel with this, the control unit 26, using the sensor for determining the flow rate of the liquid 24, begins to control the flow rate of sea water of the ocean from under the feeding pipe 2 into the lifting pipe 1, compares the controlled value with a predetermined one and achieves their correspondence by adjusting the opening of the slewing crane 11 and, accordingly, the flow rate of ocean sea water in the supply pipe 2. The gradual filling of the lifting pipe 1 with ocean water will ensure a guaranteed flow of compressed air into the mixer 5 due to the gradual increase in pressure in it during the start of the airlift. After the distribution of the water-air mixture along the entire length of the lifting pipe 1, the control unit 26 completely opens the slewing crane 11 and the airlift system reaches its operating characteristics. During the operation of the sea airlift, check valves 17 and 18 prevent the formation of a column of sea water in the vertical section of the discharge pipe 4.

В процессе остановки морского эрлифта предварительно задают величину давления в верхней части подъемной трубы 1 как основной технологический параметр.In the process of stopping the sea airlift pre-set the pressure in the upper part of the lifting pipe 1 as the main technological parameter.

Блок управления 26 открывает управляемую задвижку 20 с одновременным закрытием с помощью механического привода 15 шибера 9, а также управляемой задвижки 19, вследствие чего сжатый компрессором 3 воздух по нагнетательному 4 и дополнительному 7 трубопроводам через открытую управляемую задвижку 20 и обратный клапан 18 поступает в верхнюю часть подъемной трубы 1. Параллельно с этим блок управления 26 с помощью датчика определения величины давления - манометра 25 начинает контролировать величину давления в верхней части подъемной трубы 1, сравнивает контролируемую величину с заданной, а при достижении их соответствия выполняет остановку компрессора 3, после чего полностью закрывает поворотный кран 11 и управляемую задвижку 20 с последующим открытием с помощью механического привода 15 шибера 9. Предохранительный клапан 10 предотвращает возникновение опасных высоких динамических колебаний давления в дополнительном 7 и нагнетательном 4 трубопроводах в процессе остановки морского эрлифта.The control unit 26 opens the controllable gate valve 20 with the simultaneous closing of the gate 9 by means of a mechanical actuator 15, as well as the controllable gate valve 19, as a result of which air compressed by the compressor 3 through the discharge 4 and additional 7 pipelines through the open controllable valve 20 and the check valve 18 enters the upper part of the lifting pipe 1. In parallel with this, the control unit 26, using the pressure determination sensor - pressure gauge 25, starts monitoring the pressure in the upper part of the lifting pipe 1, compares to controlled value with a predetermined one, and when they reach compliance, it stops the compressor 3, then completely closes the rotary valve 11 and the controlled valve 20 and then opens it using the mechanical actuator 15 of the gate 9. The safety valve 10 prevents dangerous high dynamic pressure fluctuations in additional 7 and discharge 4 pipelines in the process of stopping the sea airlift.

Повторный запуск системы для запуска и остановки морского эрлифта происходит по приведенной выше технологии за исключением технологической операции снижения уровня морской воды океана в подъемной трубе 1 путем подачи сжатого компрессором 3 воздуха по нагнетательному 4 и дополнительному 7 трубопроводам через открытую управляемую задвижку 20 и обратный клапан 18 в верхнюю часть подъемной трубы 1.The restart of the system for starting and stopping the sea airlift occurs according to the above technology, with the exception of the technological operation of lowering the sea water level of the ocean in the lifting pipe 1 by supplying compressed air 3 by the compressor 3 through the discharge 4 and additional 7 pipelines through an open controlled valve 20 and a check valve 18 in top of the lift pipe 1.

Таким образом, применение заявляемого изобретения обеспечит повышение эффективности ведения разработки подводных месторождений полезных ископаемых на больших океанских глубинах за счет увеличения величины погружения в бассейн морской воды океана смесителя подъемной трубы и повышения производительности эрлифтного подъема.Thus, the application of the claimed invention will provide an increase in the efficiency of developing submarine mineral deposits at great ocean depths by increasing the amount of immersion in the seawater basin of the ocean of a lifting pipe mixer and increasing the productivity of airlift lifting.

Claims

1. The method of starting and stopping the sea airlift, in which the process of starting the sea airlift involves supplying compressed air through the discharge pipe from the compressor to the lift pipe mixer, and the process of stopping the sea airlift includes stopping the supply of compressed air through the discharge pipe from the compressor to the lift pipe mixer, feeding of compressed air from the compressor to the upper part of the marine airlift lift pipe and its communication with the atmosphere, as well as the compressor stop, characterized in that during the sea air lift lift is pre-set to the amount of ocean sea water supply to the sea airlift lift pipe, the upper part of the lift pipe is not connected to the atmosphere, compressed air is supplied to the upper part of the sea airlift lift pipe, the sea water concentrated in the lift pipe is displaced into the ocean through the supply pipe, stop the supply of compressed air to the upper part of the riser pipe after reaching a pressure in the concentrated compressed air in it, which corresponds to the difference in values pressure in the ocean’s sea-water basin at the level of immersion of the mixer of the lifting pipe and the working pressure of the compressor, stop the communication of the lifting pipe through the supply pipe with the ocean, resume the communication of the upper part of the lifting pipe with the atmosphere and simultaneously supply compressed air to the mixer of the lifting pipe, and then provide a message lifting pipe through the supply pipe with the ocean, control the amount of sea water supply to the lifting pipe of the sea airlift, compare the controlled value with the back and achieve their conformity by regulating the flow rate of ocean sea water in the supply pipe, and after the air-water mixture spreads along the entire length of the lifting pipe, the unhindered flow of ocean sea water through the supply pipe to the lifting pipe is resumed, and in the process of stopping the sea airlift, the pressure value in the upper parts of the lifting pipe, control this value during the supply of compressed air from the compressor to the upper part of the lifting pipe of the sea airlift, compare the counter liruemuyu a predetermined value, and when the conformity operate the compressor stop, whereupon stop message riser through feed pipe to the ocean and resume message the top of the riser pipe with the atmosphere.

2. A system for starting and stopping the sea airlift, which contains a lift and a supply pipe, a compressor with a discharge pipe, a mixer of a lift pipe, an air separator connected to the upper part of the lift pipe and a discharge pipe, an additional pipeline with a controlled valve and a suction pipe connected to the air separator, and the upper part of the lifting pipe of the sea airlift is equipped with a gate and a safety valve, characterized in that the supply pipe of the sea airlift contains t rotary valve, the suction pipe contains a filter and is in communication with the compressor intake system, the compressor discharge pipe and an additional pipe are equipped with corresponding non-return valves and controlled valves, the gate through the hinge and stem is connected to a mechanical actuator, a seal is located on the top of the lifting pipe, and detection sensors fluid flow rate and pressure are connected to the supply pipe of the sea airlift and the upper part of the lifting pipe, respectively.