[發明專利]在海洋冷泉區勘察可燃冰礦周圍環境的帶纜水下鉆探裝置

有效

• 申請號: 201410117284.2
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103823252A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 繆同春
• 申請（專利權）人: 無錫同春新能源科技有限公司
• 主分類號: G01V9/00
• 分類號: G01V9/00;G01N33/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及在海洋冷泉區勘察可燃冰礦周圍環境的帶纜水下鉆探裝置，涉及海洋清潔能源勘探技術領域。

背景技術

中國東部出現的霧霾天氣與燃燒煤炭過多、機動車排放量大等能源結構不合理等原因有關，2014年2月20日至26日中國京津冀地區發生的大面積污染波及15個省，其中較重的面積達98萬平方公里，持續時間長達7天，主要污染物是PM2.5，污染程度重，北京等城市的小時濃度值超過500微克，要解決如此面廣量大的污染問題，必須勘探和開發大量的清潔能源，使中國的能源結構趨向合理。中國南海和東海的海底有大量的可燃冰礦，勘探、開發、使用可燃冰礦，從海洋向中國東部地區來個‘東氣西輸’，向工業生產和居民生活供應大量的海底天然氣，是消除中國東部霧霾天氣的極好辦法。

本項專利的發明人繆同春在2013年9月3日至5日應邀到上海國際展覽中心參加中國（上海）國際海洋技術與工程設備展覽會，觀看了多個國家海洋公司的海底錄像和海洋能源勘探開發微縮模型，與多個國家的海洋專家進行了技術交流。在海洋的底部存在冷泉區，冷泉區的溫度與海底周圍環境的溫度差不多，由于溢出的可燃冰流體富含甲烷等組分，可給一些化能自養的微生物（細菌和古菌）提供豐富的養分。冷泉區是深海海底生命活躍的地區，冷泉區的豐富生物群落以化能自養微生物作為初級生產者的食物鏈。海底冷泉區生物圈是海底可燃冰礦的窗口。無錫702研究所制造的‘蛟龍號’在南海北部冷泉區下潛時發現蜘蛛蟹、毛瓷蟹、貽貝和底棲有孔蟲，這些海洋動物都是通過共生古菌從甲烷獲得能量，但由于這類海洋動物和微生物聚集在海洋底部，全面觀察和研究這些海洋生物，通過海洋生物的活動勘察可燃冰礦周圍的環境為帶纜水下鉆探裝置鉆探可燃冰礦提供科學根據。

全世界海底區域的可燃冰分布面積達4000萬平方公里，占地球海洋總面積的四分之一，世界上已發現可燃冰分布區多達116處，海底可燃冰的儲量非常大，足夠人類使用一千年。由于人類勘探可燃冰的工作剛才開始，有一部分可燃冰資源在海底蘊藏得并不深，曾有潛水員在海洋底部的地殼表面上發現可燃冰資源，有一部分可燃冰礦的蘊藏深度在海底地殼下只有數米深或數十米深，勘探這一部分可燃冰礦如果建造大型海洋鉆井平臺會消耗昂貴的勘探費用，不利于加快可燃冰礦的勘探速度和節省勘探費用。目前缺少在海洋冷泉區通過生物信息勘察可燃冰礦周圍環境的帶纜輕型水下鉆探裝置。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供在海洋冷泉區勘察可燃冰礦周圍環境的帶纜水下鉆探裝置。

在海洋冷泉區的海底存在的可燃冰在地質上稱為天然氣水合物，其分子結構式為CH₄·8H₂O，從海底到海底之下1000米的范圍內均有分布可燃冰的可能，在1000米以下由于地溫升高可燃冰難以固體狀態存在。可燃冰的寶貴之處不僅因為在海底儲藏量大，其燃燒產生的能量比煤、石油高數十倍，更是因為可燃冰燃燒后不產生任何殘渣和廢氣，不會造成環境污染,所以說可燃冰是上等的清潔能源。中國能源結構中的百分之七十如果不使用煤炭而是使用由可燃冰制取的海底天然氣，用上1—2年，就可以明顯減少中國東部的霧霾天數，大量用上3—5年，就能明顯消除中國東部的霧霾。

工作母船的甲板上方的前部設置有升降纜繩絞機，升降纜繩絞機將升降纜繩放入海水，在升降纜繩下端安裝的海底輕型鉆探機降落到海底地殼表層后，三只鉆探機支撐架自動張開，將海底輕型鉆探機支撐穩定在海底地殼的表面上，從工作母船上的鉆探動力供電間輸出的電流通過供電線輸入海底輕型鉆探機，驅動鉆探桿旋轉鉆入海底地殼，攪動地殼表層上下的海洋生物浮動進入海水的底層，工作母船上的鉆探調控指揮間通過鉆探指令傳輸線傳遞指令指揮海底輕型鉆探機的鉆探，并將鉆探信息通過鉆探信息傳輸線輸入計算機，進行計算和分析，從海底生物信息搜集中心放入海水中的信息傳輸電纜的下端連接有海底電視攝像機和海底生物傳感器，能搜集鉆探桿在鉆探過程中攪動出來的生物活動圖像信息和其他生物信息通過信息傳輸電纜上傳到海底生物信息搜集中心進行儲存和整理，接著通過生物信息傳輸線將經過整理的生物信息輸入生物信息分析室，分析可燃冰礦周圍環境中的生物信息與可燃冰礦的位置和規模之間的關系，分析結果通過計算機信息傳輸線輸入計算機，在計算機內將生物信息和鉆探信息進行綜合處理，進一步確定可燃冰礦的位置和規模，計算機的綜合處理結果通過計算機信息傳輸線輸入無線發射臺，并由無線發射天線發射信息到接受信息的單位。安裝在工作母船上甲板后部的鋰動力電池供電裝置通過導電線向電動機供電，驅動電動機帶動電動螺旋槳旋轉，產生推動工作母船在海面上航行的動力。