[發明專利]一種海底表層天然氣水合物的開采方法及其開采裝置

有效

• 申請號: 201510324134.3
• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN104948143B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 鄧嶸;李向東;邱順佐;郭正偉;李孟華;豐波
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種海底表層天然氣水合物的開采方法，其特征在于：該開采方法包括以下步驟：先開動采礦車(1)上的開發裝置，帶動固定在采掘臂(28)一端的切削頭(2)，切削頭(2)切削海底表層天然氣水合物，采掘臂(28)另一端固定在旋轉平臺(3)上控制切削頭(2)的工作方位；然后通過輸送管路B(22)將上述切削的海底表層天然氣水合物漿用吸嘴吸入顆粒細化裝置(4)內，再用抽漿泵(5)泵入到采礦車(1)上的天然氣水合物分解裝置中的右轉移室(6)；其后啟動控制中心向控制閥A(7)發出信號，控制閥A(7)開啟，固液氣三相水合物流經控制閥A(7)進入右加熱室(8)；在右加熱室(8)海水流經抽吸分離器(9)上的孔排入海中，固態天然氣水合物被網孔擋著存入右加熱室(8)中，隨著切削頭(2)不斷地采集海底表層天然氣水合物，右加熱室(8)中的固態天然氣水合物達到預定的積累量，觸發傳感器B(21)分別向控制閥A(7)和控制閥C(19)發出信號，控制閥A(7)關閉，微波管(10)開始加熱，控制閥C(19)打開，天然氣水合物流經控制閥C(19)通過輸送管路A(15)進入左轉移室(27)，右加熱室(8)內的固態天然氣水合物開始分解，天然氣經輸氣管(16)自動上升被工作船(18)上的集氣裝置所收集；觸發傳感器A(11)檢測到右加熱室(8)反應完畢，向控制閥B(13)和控制閥D(20)發送信號，控制閥B、D(13、20)均開啟，海水經控制閥B(13)進入右加熱室(8)沖洗分解后的水和砂石，水和砂石由排廢管(12)排入海底。

2.根據權利要求1所述的海底表層天然氣水合物的開采方法，其特征是:經顆粒細化裝置(4)細化后的天然氣水合物顆粒，分別交替送入右加熱室(8)或左加熱室(26)進行加熱分解，分解后的天然氣由輸氣管(16)運送到工作船(18)上的集氣裝置收集。

3.一種用于權利要求1所述海底表層天然氣水合物開采方法的開采裝置，是由采礦車和工作船組成，其特征在于：采用履帶式采礦車(1)作為行走機構，在采礦車(1)的平臺上由開采裝置和分解裝置構成；開采裝置包括切削頭(2)、采掘臂(28)、旋轉平臺(3)、顆粒細化裝置(4)、抽漿泵(5),切削頭(2)用螺紋連接件與采掘臂(28)一端相連接，采掘臂(28)另一端固定在旋轉平臺(3)上，旋轉平臺(3)用軸承與采礦車(1)平臺相連接，安裝在采礦車(1)的前端，顆粒細化裝置(4)與抽漿泵(5)安裝在采礦車(1)平臺上，顆粒細化裝置(4)用輸送管路B(22)與旋轉平臺(3)天然氣水合物出口管相連接，抽漿泵(5)進口用管線連接顆粒細化裝置(4)，出口用管線連接右轉移室(6)頂部；分解裝置從右到左由四個室組成，其中兩兩對稱，右邊是右轉移室(6)和右加熱室(8)，左邊是左加熱室(26)和左轉移室(27)，右轉移室(6)右側用輸送管路A(15)與左轉移室(27)左側相連接，在輸送管路A(15)連接右轉移室(6)處安裝有控制閥C(19),在右轉移室(6)與右加熱室(8)之間并聯安裝上通管路(29)和下通管路(30)，在左加熱室(26)與左轉移室(27)之間并聯安裝上通管路(29)和下通管路(30)，在上通管路(29)上設置控制閥A(7)、下通管路(30)上設置控制閥B(13)；在右轉移室(6)內上通管路A(29)與下通管路B(30)之間、輸送管路A(15)下方安裝隔離擋板(14)，右加熱室(8)上端分別設置有輸氣管(16)接口和抽吸分離器(9)的接入口及抽吸泵(25)的接頭，在抽吸分離器(9)下方分別設置觸發傳感器A(11)、觸發傳感器B(21)及圓柱形濾網(23)；在右加熱室(8)左側的內壁上安裝有4-8個微波管(10)，在右加熱室(8)底部安裝排廢管(12)接口，在排廢管(12)接口安裝有控制閥D(20)；在右加熱室(8)與左加熱室(26)之間設置隔熱室(24)，電纜(17)由工作船(18)上電源接頭連接左、右加熱室(26、8)。

4.根據權利要求3所述的海底表層天然氣水合物開采方法的開采裝置，其特征在于：隔離擋板(14)的上平面和下平面呈球面型，且分布在隔離擋板(14)上的孔的縱向截面為倒立的梯形；抽吸分離器(9)外旋連接右加熱室(8)的接入口,所有螺紋連接部位都安裝密封件。