[實(shí)用新型]海底天然氣水合物開(kāi)采蒸汽發(fā)生裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320366669.3
• 申請(qǐng)日: 2013-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203335050U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許京;仇性啟;李大樹(shù)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): E21B43/243
• 分類號(hào): E21B43/243;E21B43/01
• 代理公司: 東營(yíng)雙橋?qū)＠碛邢挢?zé)任公司 37107
• 代理人: 羅文遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種可在水下產(chǎn)生高溫蒸汽的裝置，特別涉及一種海底天然氣水合物開(kāi)采蒸汽發(fā)生裝置。

背景技術(shù)

????隨著陸上石油石化能源的日益枯竭，人類在不斷尋找新的能源。天然氣水合物作為一種重要而清潔的潛在能源，正受到各國(guó)科學(xué)家和各國(guó)政府的重視。獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)與分子空間構(gòu)型決定了天然氣水合物獨(dú)特的高濃集氣體的能力，單位體積天然氣水合物可釋放出160～180倍體積甲烷氣體。據(jù)估算，9O%的海洋具備天然氣水合物的賦存條件。據(jù)此，目前估算全球天然氣水合物含碳量為全球化石燃料（石油、天然氣和煤）含碳量的兩倍。從這個(gè)意義上說(shuō)，天然氣水合物成為21世紀(jì)清潔高效的替代性能源資源基本屬于不爭(zhēng)的事實(shí)，天然氣水合物礦藏的發(fā)現(xiàn)、勘探、開(kāi)發(fā)與研究極具價(jià)值。

天然氣水合物在地層儲(chǔ)存環(huán)境（低溫、高壓）下以固體狀態(tài)存在，而在開(kāi)采過(guò)程中由于減壓或升溫的原因，將分解成水和天然氣。天然氣水合物的開(kāi)發(fā)必須控制固體向液體、氣體的分解，控制采收過(guò)程中分解的氣體和水會(huì)再次形成天然氣水合物。這是天然氣水合物開(kāi)采的技術(shù)難點(diǎn)。

熱采法是天然氣水合物開(kāi)采中研究最多、最深入的天然氣水合物開(kāi)采技術(shù)。現(xiàn)有的熱采法為利用鉆探技術(shù)在天然氣水合物穩(wěn)定層中安裝管道，對(duì)水合物地層進(jìn)行加熱，提高儲(chǔ)層溫度，造成天然氣水合物分解，再用管道收集分解出的天然氣。其主要方法是將在地基或是海基平臺(tái)上產(chǎn)生的蒸汽、熱水、熱鹽水從地面注入水合物層，這些方法各有其優(yōu)點(diǎn)和不足。例如，蒸汽注入在薄水合物氣層的熱損失很大，只有在氣層大于15m?時(shí)熱效率才較高；注入熱水的熱損失較注入蒸汽的小，但水合物氣層內(nèi)水的注入率限制了該方法的大規(guī)模使用。熱開(kāi)采技術(shù)特別是在永久凍土區(qū)，即使利用絕熱管道，永凍層也會(huì)降低傳遞給儲(chǔ)集層的有效熱量。總之，熱質(zhì)傳輸過(guò)程中的熱損失是限制熱采法的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種海底天然氣水合物開(kāi)采蒸汽發(fā)生裝置，能夠避免蒸汽傳輸過(guò)程中的熱損失，達(dá)到高效開(kāi)采天然氣水合物的目的,并且能夠穩(wěn)定持續(xù)的運(yùn)行。

其技術(shù)方案是：包括燃燒器、蒸汽管道、燃燒室、高溫?zé)煔夤艿馈⑺资摇⒗甙濉⑦M(jìn)水管道、助燃空氣管道、燃?xì)夤艿溃鏊资液腿紵覟閳A柱形，水套室設(shè)有進(jìn)水管道和蒸汽管道，水套室包裹住燃燒室，水套室與燃燒室之間充滿水；燃燒室的外壁設(shè)有多個(gè)肋板；所述燃燒器的下端伸入燃燒室，燃燒器上設(shè)有電火花點(diǎn)火器，并連接助燃空氣管道、燃?xì)夤艿篮透邷責(zé)煔夤艿溃細(xì)庥珊；脚_(tái)上的壓縮機(jī)加壓經(jīng)由燃燒器進(jìn)入燃燒室，助燃空氣由助燃空氣管道進(jìn)入燃燒室，由電火花點(diǎn)火器在燃燒室內(nèi)形成火焰燃燒，火焰產(chǎn)生熱量加熱水套內(nèi)的水，產(chǎn)生高溫蒸汽，由蒸汽管道通出。

上述的燃燒室的外壁設(shè)有多個(gè)長(zhǎng)方體形狀的肋板。

上述的進(jìn)水管道連接在水套室的頂部。

上述的蒸汽管道連接在水套室的側(cè)壁。

上述的高溫?zé)煔夤艿涝O(shè)置在燃燒室的底部。

本實(shí)用新型的有益效果是：由于本裝置直接在水下燃燒產(chǎn)生高溫蒸汽，避免了蒸汽運(yùn)輸過(guò)程中的熱損失，并且燃燒產(chǎn)生的高溫燃燒產(chǎn)物先加熱水套內(nèi)的水，后隨熱蒸汽一起排出，充分利用了熱量。所以本裝置具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

上圖中：燃燒器1、蒸汽管道2、燃燒室3、高溫?zé)煔夤艿?、水套室5、肋板6、進(jìn)水管道7、助燃空氣管道8、燃?xì)夤艿?、電火花點(diǎn)火器10。

具體實(shí)施方式

?????結(jié)合附圖1，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述：

本實(shí)用新型包括燃燒器1、蒸汽管道2、燃燒室3、高溫?zé)煔夤艿?、水套室5、肋板6、進(jìn)水管道7、助燃空氣管道8、燃?xì)夤艿?，所述水套室5和燃燒室3為圓柱形，水套室5設(shè)有進(jìn)水管道7和蒸汽管道2，水套室5包裹住燃燒室3，水套室5與燃燒室3之間充滿水；燃燒室3的外壁設(shè)有多個(gè)肋板6；所述燃燒器1的下端伸入燃燒室3，燃燒器1上設(shè)有電火花點(diǎn)火器10，并連接助燃空氣管道8、燃?xì)夤艿?和高溫?zé)煔夤艿?；其中，燃燒室3的外壁設(shè)有多個(gè)長(zhǎng)方體形狀的肋板6，進(jìn)水管道7連接在水套室5的頂部，蒸汽管道2連接在水套室5的側(cè)壁，高溫?zé)煔夤艿?設(shè)置在燃燒室3的底部。