立管流动控制制造技术

深海开采方法包括：-挖掘位于水体(3)的底部(9)处的物质(2)，该物质可包括气化水合物；-操作立管系统(4)以用于运送该物质和水的料浆(13)；-将料浆从水体的底部运送至料浆处理基部(6)；-维持立管系统内的受控立管系统压力高于环境压力，以用于避免在运送料浆过程中气体的形成或释放以及包含在料浆中气体的膨胀。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】
技术介绍
本专利技术涉及一种深海开采方法，该方法包括:-挖掘水体底部的物质，-操作立管系统以用于运送物质和水的料浆，-从水体的底部将料浆向上运送至料浆处理基部。ΕΡ2570340总体上涉及一种用于捕获从水下源逸出的比水轻的流体的装置。该装置用于收集和临时储存从不受控的深海钻孔逸出的油和/或气体。ΕΡ2570340旨在提供用于收集和临时储存从水下源上升的流体的改进装置，特别是相对于装置的处理包含气体的流体的能力而言进行了改进。ΕΡ2570340公开了一种立管，该立管具有流动限制器，比如布置在立管内的用于限制流体流动的扼流盘(choke disk) ο根据ΕΡ2570340，包含气体的流体可从海床转移至水下缓冲贮存器，而无需在海床处将气体成分分离。这简化了配置在水下源之上的结构。优选地沿着立管长度以规则间距布置的流动限制器降低了流体速度。US6412562涉及一种立管内的电动潜入式井栗。随着产品流体沿着井向上流动，压力会降低并且溶液中的气体变成自由气体。US6412562的该专利技术能够人为地加强立管压力以提高产量并促使一些自由气体回到溶液中。W02010/092145 Α1涉及一种用于将埋在水底的水合物转化成可销售的碳氢化合物的方法。W02010/092145 Α1未考虑立管中的压力控制，更不用说沿着立管长度的压力控制。相反，W02010/092145 Α1寻求降低提升料浆所需功率的量，并且因此提供了包括料浆栗的料浆提升组件，该料浆栗由尾料流致动。W02013050138(A2)涉及一种用于将料浆从邻近于海床的位置运送至邻近于海平面的位置的立管系统。W02013050138(A2)旨在提供一种能够有效运行的立管系统，并且因此提供一种用于将料浆从邻近于海床的位置运送至邻近于海平面的位置的立管系统，该立管系统包括:第一立管和第二立管；用于将料浆沿着一个立管向上运送的料浆栗系统以及用于将废水沿着一个立管向下返回的废水栗系统；其中，料浆栗系统和废水栗系统能选择性地连接至每个立管，以允许每个立管用作料浆立管或者废水立管。通过这样的布置，如果料浆立管沿着其长度出现部分泄漏，则废水立管可转变成料浆立管，这样使得操作能够继续。W02013050138(A2)的缺点为，进入系统的气化水合物将在上升至表面的过程中的压力降低的影响下开始离解。这妨碍了立管中的流动控制。
技术实现思路
当在海底(其被认为是高压环境)挖掘底泥或矿物时，矿物被流体化成料浆并且通过立管从海底栗送至船只(其被认为是低压环境)。如果栗送的混合物是可压缩的，则该混合物会在压力降低时膨胀。一些类型的底泥包含封住的气体。当从海底向船只运送的过程中立管中的绝对压力降低时，这些封住的气体可能变成自由气体。自由气体可对立管中某些装置(诸如离心栗)的功能造成问题，并且自由气体在料浆速度增加且随着气体膨胀而波动时还导致料浆流的可控性降低。本专利技术旨在提供一种具有改进的料浆流可控性的深海开采方法。本专利技术的另一目的是改进已知的深海开采方法，其中，至少部分地解决与已知的深海开采方法相关的问题。本专利技术的又一目的是提供一种可替换深海开采方法。根据本专利技术的第一方面，通过一种深海开采方法来实现上述目的，该深海开采方法包括:-挖掘位于水体的底部处的物质，-操作立管系统以用于运送物质和水的料浆，-将料浆从水体的底部向上运送至料浆处理基部，-维持立管系统内的受控的立管系统压力高于环境压力，以用于避免在运送料浆过程中气体的形成或释放并避免包含在料浆中气体的膨胀。维持立管系统内的较高压力有益地增加了料浆流的稳定性并且减少了来自底泥中的自由气体的产生。本专利技术涉及开采操作和料浆流，而EP2570340和US6412562不同地涉及与油流或气流相关的操作。与开采操作相比，油和气的操作是不同的
，这主要是因为不同的流导致对系统和操作的不同要求。开采料浆流与油流或气流的不同之处至少在于，料浆具有可变的密度并且是不均匀的。此外，开采料浆的固态内容物高得多。从系统和操作的角度来看，油和气的操作由于水体提供过压而无需主动栗送。此外，对于开采系统而言，与油气系统中的爆裂风险相关的装置也是无关的。深海这里是指其深度至少为500米，优选至少为1000米。在一实施例中，该方法包括测量立管系统压力以用于提供立管系统压力信号以及响应于该立管系统压力信号而控制立管系统压力的步骤。优选地，该方法包括将立管系统压力控制为一预定的立管系统压力阈值的步骤。这个阈值可取决于立管系统中的竖直位置。在一实施例中，维持受控的立管系统压力包括提供压力控制装置。该压力控制装置可包括主动装置(active means，有源装置)和/或被动装置(passive means，无源装置)。在该方法的一实施例中，压力控制装置是从限制器、弯曲件系统、涡轮、用作涡轮的栗，以及栗中选出的。在该方法的一实施例中，设置有一系列压力控制装置。这使得能够沿着立管系统的长度控制压力。在该方法的一实施例中，该一系列压力控制装置沿着立管系统的长度布置，以用于控制立管系统中的压力。这改进了沿着立管系统长度的压力控制。在该方法的一实施例中，相邻的压力控制装置以一预定的相互距离布置。这进一步改进了沿着立管系统的长度的压力控制。在一实施例中，该方法包括通过压力控制装置从所运送的料浆回收能量的步骤。这使得能够回收下游可能的能量剩余，这种能量剩余用于上游的压力控制。物质可包括气化水合物。根据本专利技术另一方面，通过在根据本专利技术的方法中使用的深海开采系统来实现上述目的，该深海开采系统包括:-挖掘系统，用于挖掘位于水体的底部处的物质，-立管系统，用于将物质和水的料浆从水体的底部向上运送至料浆处理基部，立管系统包括邻近于水体的底部的可调节栗装置，-压力控制装置，用于维持立管系统内的受控的立管系统压力高于环境压力，从而避免在运送料浆的过程中气体的形成或释放并且避免包含在料浆中气体的膨胀。在一实施例中，该深海开采系统包括沿着立管系统的长度布置的一系列压力控制装置，以用于控制立管系统压力。这改进了沿着立管系统的长度的压力控制。在该深海开采系统的一实施例中，相邻的控制装置以一预定的相互距离布置。在该深海开采系统的一实施例中，压力控制装置包括主动装置和/或被动装置。在该深海开采系统的一实施例中，压力控当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
深海开采方法，所述方法包括：‑挖掘位于水体(3)的底部(9)处的物质(2)，‑操作立管系统(4)以用于运送所述物质和水的料浆(13)，‑将所述料浆从水体的底部向上运送至料浆处理基部(6)，‑维持所述立管系统内的受控的立管系统压力高于环境压力，以用于避免在运送所述料浆过程中气体的形成或释放并避免包含在所述料浆中气体的膨胀。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰内斯·巴托洛梅乌斯·范杜斯堡，皮耶特·亚伯拉罕·卢西埃尔，
申请(专利权)人：IHC荷兰IE有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL