Результат интеллектуальной деятельности: Способ установки подледно-подводных заводов сжиженного природного газа (СПГ) Абрамова В.А.

Изобретение может быть применено при добыче и ожижении природного газа при освоении Штокмановского газоконденсатного месторождения (ШГКМ) и при добыче полезных ископаемых на глубине океанов, в частности руды.

Промышленная осуществимость изобретения может быть подтверждена двумя мировыми рекордами мировой фирмы Redaelli Tecna (market@severstal-metiz.com; г. Череповец), которая изготовила стальной канат-рекордсмен Flexpack весом 420 тонн.

«Север-сталь метиз» владеет 100% активов Redaelli Tecna, которая может выполнить заказ на изготовление спирального каната ∅102 мм, длиной 400 м, весом 8 тонн и разрывным усилением 884 тыс. кг⋅с. Разработанная морская платформа добычи природного газа 33 ЦКБМТ «Рубин» производительностью добычи природного газа ШГКМ составляет 22 млрд м³/год и осуществляет осушку, очистку природного газа вплоть до соответствия природного газа ГОСТ 5542 и поставки его по газопроводу 4 на стационарный завод сжижения природного газа и переохлаждения, выполненному из секций со сферическими шарнирами с уплотнением по сферическим поверхностям шарниров. В соответствии с письмом ООПУ/ГСП-653 от 10.11.2017 зам. генерального директора по качеству ЦКБ МТ «Рубин» С.А. Соколова по вопросу о перспективах разработки проекта освоения Штокмановского месторождения авторов проекта Абрамова В.А. и Абрамовой М.В. АО ЦКБМТ «Рубин» примет решение об участии в конкурсной процедуре в случае объявления ПАО «Газпром» таковой по теме выполнения работ по разработке проекта освоения Штокмановского ПС месторождения после рассмотрения АО ЦКБМТ «Рубин» требований ПАО «Газпром». Известны также письма ДО7-1106 от 20.08.2010 Минэкономразвития РФ по проекту Абрамова «Освоение ГКМ «Штокмановское» посредствомподводных плавучих заводов СПГ и метановозов» от 13 мая 2010 №190/133-183-115, который направлен на создание мощных 10 т спг/час криогенно-газовых машин Стирлинга для производства СПГ и систем предотвращения потерь СПГ и его выбросов в атмосферу, а также письмо Заявителя заявки, вх. №14215 от 09.08.2017 «О проекте Штокмановского месторождения», в котором руководство «Объединенной судостроительной корпорации» (АО «ОСК») ставится в известность о завершении этапа параметризации каскада установок производства СПГ и его переохлаждения и 100% изготовлением каскада установок Россией, а со стороны АО «ОСК» извещается в ответе Первым вице-президентом Л.В. Струговым 21-03-10680 от 28.08.2017, что инвестиционное решение о разработке Штокмановского ГКМ ПАО «Газпром» еще не принято. В данном предполагаемом изобретении решаются следующие, задали:

Задача 1 - исключение выброса метана в атмосферу Земли: сохранение экологии и экономии природного газа при освоении Штокмановского газоконденсатного месторождения (ШГКМ), Существенная экономия ПГ при охлаждении, сжижении ПГ и переохлаждении сжиженного природного газа (СПГ) установками цехов завода СПГ; быстрый выход на рабочий режим химико-технологических агрегатов (ХТА) установок СПГ путем их захолаживания азотом.

Задача 2 - снижение рисков катастроф при длительной, 3 суток транспортировке, 650 км и сильном волнении моря, до 27 м транспортного подводного судна цеха в сборе с камерой, подвешенных на канатах, в сравнении с рисками транспортировки цеха в сборе с камерой самоходной баржи к свайной платформе в экстремальных условиях.

Задача 3 - простота реализации выхода цеха на водную поверхность или горизонт в толще моря при вахтово-экспедиционном методе работы и смене персонала и осуществление замены и ремонта оборудования.

Задача 4 - регулирование скорости привода лебедок цифровой системой управления при постоянном вращающем моменте пьезопривода, посредством реализации задатчика интенсивности цифрового управления.

Задача 5 - создание герметичного гибкого газопровода природного газа 34 давления 18…20 МПа из составных труб со сферическими шарнирами, уплотненными по сферическим поверхностям шарниров газопровода для транспорта ПГ с морской платформы добычи ПГ в цех; то же для трубопровода удаления морской воды из камеры при эвакуации цеха.

Задача 6 - креативное выравнивание сил тяжести сборочной единицы герметичных цеха и камеры, и выталкивающей силы, погруженной в воду сборочной единицы цеха с камерой.

Задача 7 - технологическое обеспечение необходимого количества сортамента из титана: для изготовления корпусных конструкций цеха,камеры, свайной конструкции эстакады и платформы, герметичных конструкций размещения элементов ХТА, баржи, подводного герметичного судна, самотормозящих лебедок, стальных канатов.

Задача 8 - все поставленные задачи с 1 по 7 и 9 могут быть успешно решены отечественной промышленностью, т.к. имеется задел в судотехнике, судотехнологии, криогенной технике, в производстве титанового проката (лист Пт-3ВТУ1-5-357 1600×1600×25 ООО «ТД Корпорация ВСМГЮ - АВИСМА»), письмо № ТД-М/2434 от 28.11.17, td-info@vsmpo-avisma.

Задача 9 - электрообеспечение электроприводов криогенно-газовых машин (КГМ) Стерлинга сжижения ПГ, переохлаждения СПГ, сжижения азота КГМ Стерлинга для захолаживания КГМ Стерлинга ПГ посредством детандер-генераторных агрегатов (ДГА), размещенных в цехах завода.

Задача 10 - создание заводов ожижения природного газа без накопительных резервуаров СПГ путем одновременного запуска всех линий производства СПГ,. размещенных в цехе завода для заполнения танков метановоза.

Задача 11 - обеспечение безболтового надежного прижатия цеха с камерой с учетом изменчивости морского течения относительно платформы эстакады, разгерметизации камеры, заполнения ее морской водой и утяжеления цеха постановкой по периферии его железобетонных блоков.

Заявитель представляет в заявке размещение установок и их ХТА (химико-технологических агрегатов) охлаждения природного газа, сжижения ПГ как предел наибольшей возможной производительности 10 ТСПГ/час КГМ Стерлинга, предполагаемой к изготовлению ОАО «Арсенал», Санкт-Петербург, определяющей единичные производительности входящих в состав других ХТА (химико-технологических агрегатов) охлаждения природного газа, письмо ген. директора ОАО «Арсенал», С.-Петербург, С.Ю. Шарагина первому зам. н-ка Департамента по добыче газа, газового конденсата и нефти Н.И. Кабанову, исх. №003-001 от 12.01.11; ПАО «Газпром» соединенных последовательно: письмо Главного инженера ОАО «МЗ «Арсенал» С.А. Куракина, №183/282-102 от 22.03.13.

Теплообменников, разработчик ЗАО «ИЦ Технохим», начальник Проектного отдела И.А. Арсеньев, к.т.н., +7 (812) 612-1161 (доб. 214).

Трехпоточных вихревых труб (ТВТ), разработчик НТЦ «Вихревые технологии», директор НТЦ М. А. Жидков; ЗАО «Импульс», №13/015 от 13.02.2013, grena_der@mail.ru; (495) 5417414.

Криогенный турбодетандер, разработчик Калужский турбинный завод, Костюков И. С, Сербин И.С.; Tехн. директор, факс (4842) 562290 Л.А. Мамонов

При этом достигается снижение температуры природного газа от +60°С на выходе из скважины до -165°С СПГ на выходе из КГМ Стерлинга, охлажденной жидким азотом и давления от 200 атм до 1,5…2 атм на входе в КГМ Стерлинга. Принимая во внимание грузовместимость современных метановозов 200 тыс. м СПГ и время загрузки продолжительностью 20…24 часа, можно определить необходимое количество установок ХТА завода. Для удобства замены (выгрузки) указанных выше ХТА, а также электроприводов КГМ Стерлинга посредством детандер-генераторных агрегатов (ДГА), агрегаты размещают в герметичных корпусах 25 и устанавливают на технологические балконы 26, прикрепленные к корпусу цеха и размещенные на верхней палубе 19. При описании фиг. 1в приняты следующие аббревиатура, обозначения и позиции:

ПГ - природный газ, патрубок входа ПГ, поз. 4 в теплообменник 43.

СПГ - сжиженный природный газ, патрубок выхода СПГ, поз. 34

БУТ - блок управления теплообменниками, 44

ТВТ - трехпоточные вихревые трубы, 45

ТВТ БУ - блок управления трехпоточными вихревыми трубами, 46

ЭГ ТД - электрогенераторы 48 турбодетандеров, 47.

КГМС СПГА - криогенногазовая машинаСтирлинга сжиженных природного газа и азота, 49. Опорожняемый отсек морской воды 53

БУКГМС СПГ и А - блок управления криогенногазовыми машинами Стерлинга сжиженных природного газа и азота 50. На фигурах 1а, 1б, 1в, 1 г, 1д, и на фиг.1е представлена конструктивная схема освоения ШГКМ и завода (цеха) 1 производства СПГ, установленного по течению 1-4 см/с на дне 12 Баренцева моря, на глубине - 300 м. на подводной платформе 2 эстакады, на сваях 3 с герметичной камерой 42. Созданная креативная сборочная единица, состоящая из герметичных цеха 1 и камеры 42, скрепленных болтовым соединением 5, помещенная в воду 6, сильно снижает вес цеха благодаря выталкивающей силе камеры 42 помещенной в воду, патрубок входа морской воды -1,8°С, 51 в теплообменник 43. Канаты погрузки/выгрузки 52.

Жесткость камеры 42 обеспечивается ребрами жесткости 7, 8, установленными внутри камеры и снаружи, а также жесткостью труб 9 и посредством соединительных муфт 10 и поперечин 11.

Положение торцов свай эстакады выравнивают в пределах +2 мм посредством фланцев 13 со ступицами, устанавливаемых на торцы концов свай 3.

Каждый цех 1 завода и камер 4£ выполняют обтекаемой формы, а установочные поверхностей выполняют плоскими. Цех разделяют герметичными поперечными переборками 20 из титана пополам на носовые части и кормовые части нижней палубы 15 и дно 16 трюма 17 выполняют выступающими за пределы частей средней 18 палубы, а части носовые (см. фиг. 2, на которой изображена конструктивная схема палуб цеха завода, его шлюзов и люков и кормовые средней 18 палубы выполняют выступающими за пределы частей верхней 19 палубы, в выступающих частях палуб 18, 19, в бортах трюма 17 цеха 1, в поперечных переборках 21 шлюзов выполняют герметичные люки 22 с входом в цех для загрузки/выгрузки оборудования через люки 23 в палубах 19, 18, 15, бортовые люки 24 захода батискафа с экипажем, а также герметичные двери 22 в поперечных переборках 21 из цехов в шлюзы.

К камере 42 прикреплены проушины 27, посредством которых присоединяются канаты 28 к лебедкам 29, установленных на кронштейнах 30, прикрепленных к внешней стороне баржи 31 или подводного танкера (пат. Рф №2380274).

Схема на фиг. 1 включает морскую платформу 33 добычи природного газа, которая подсоединяется к устьям 35 скважин посредством райзеров (гибких газопроводов) 36. В случае опасности столкновения с айсбергом 37 или необходимостью передислокации платформы, верхняя плавучая часть 38 платформы отсоединяется от нижней части 39 и отводится на безопасное расстояние буксиром 40. Химико-технологическая система (ХТС) агрегатов подготовки (промысловой переработки) ПГ 41 состоит из множества функционально-структурных единиц и предназначена для реализации отношений между входными и выходными потоками.