[實用新型]一種海底可燃冰的開采裝置

有效

• 申請號: 201520564154.3
• 申請日: 2015-07-30
• 公開（公告）號: CN204851193U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 朱博源
• 申請（專利權）人: 邁瑞爾實驗設備（上海）有限公司
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/34
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本實用新型涉及一種海底可燃冰的開采裝置，利用機械掘進機挖掘可燃冰，通過安裝數個軸流泵驅動筒體管道內海水流動，將可燃冰攜帶上升，邊上升，溫度邊升高，壓力邊下降，可燃冰邊分解，最后，氣液混合物一起流到海面操作平臺上的分離容器，收集氣體簡單加工后運往目的地，可應用于淺海和深海可燃冰的開采。

背景技術

一般認為，可燃冰勘探開發是一個系統工程，涉及眾多的學科，如海洋地質、地球物理、地球化學、流體動力學、熱力學、鉆探工程等，需要各領域專家的共同合作。由于在開采過程中會發生溫、壓變化及相變，與傳統的煤炭、石油和天然氣等化石能源相比，可燃冰的開采更為不易。目前國際可燃冰的開采多限于海域，主要開采方法有3種：一是熱激化法，即利用可燃冰受熱時分解出甲烷氣體的原理；二是降壓法，專家提出將核廢料埋入地底，利用核輻射效應使其分解出甲烷氣體；三是注入劑法，向可燃冰層注入鹽水、甲醇、乙醇等，破壞原有平衡促使其分解。上述開采方法技術復雜、速度慢、費用高，而且海洋中水合物的壓力較高，實現管道合理布設、天然氣的高效收集較困難。開采過程中保證海底穩定、使甲烷氣體不泄露是關鍵，日本對此提出了“分子控制”方案，美國在2005年成功模擬生產出了海底可燃冰。但目前各國尚無成熟的大規模商業開采方法。

申請號為201210323227.0的中國專利公開了一種海洋可燃冰開采方法、以及其采用的開采裝置，該方法利用了通過加熱濃縮鹽水來開采可燃冰的裝置，加熱可燃冰儲層的熱量是由加熱濃縮鹽水提供的。該開采方法節能環保、經濟效益顯著，開采過程中無排放、無污染，節能降耗指反應器底部存在的的氣體內循環，這種反應器主要用于合成氣生產液體燃料。

申請號為201310284154.3的中國專利公開了一種海底可燃冰的開采裝置及開采方法，用采集管將海底吸頭與海面平臺連接起來，將采集管內海水抽凈后形成低壓，于是，吸頭處壓力較低，可燃冰液化。如此操作需要采集管承受很大壓力，特別是在深海開采時。另外，還需要吸頭處進行密封，以防海水灌入。

申請號為201310183676.4的中國專利公開了淺水區域可燃冰開采裝置及開采方法，利用電熱絲加熱的方法開采可燃冰。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種簡單、高效的海底可燃冰的開采裝置。

為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是提供了一種海底可燃冰的開采裝置，其特征在于：包括浮于海面的開采平臺，開采平臺上設有用于實現氣、液分離的分離容器，分離容器經由筒體管道與可進入海水的筒體相連通，筒體布置在可燃冰開采點上方，筒體下端內設有用于將可燃冰切削成一定厚度的碎屑的機械挖掘機。

優選地，在所述筒體管道內設有至少一臺軸流泵。

優選地，所述筒體管道軸向具有用以抵抗海流帶來的拖拽力的彈性和強度。

優選地，在所述筒體管道的軸向上設有至少一個短節螺紋管。

優選地，在所述筒體底面和/或所述筒體上位于底面附件的位置處開有海水入口。

優選地，所述機械挖掘機具有可讓海水流經的挖掘面，挖掘下來的切削成一定厚度的可燃冰碎屑位于挖掘面上。

優選地，所述挖掘面由轉動的切片或刮片構成，沿圓周安裝的切片之間或刮片之間有一定間隙。

優選地，在所述刮片上設有刮釘。

優選地，所述筒體管道采用高傳熱性能管道。

根據海底可燃冰礦藏特點，如果可燃冰夾雜沙石或其它礦物，那么，依據前期勘探情況，了解沙石或其它礦物硬度等特性，設計相應的刮片硬度和強度。

所以，如果可燃冰夾雜其它礦物，在刮片或刀片的作用下，礦物雜質也被粉碎成細小顆粒，其粒度小于0.2mm。在水流的夾帶下一起向上運動，流入海面的分離罐，只需分離氣體，海水與固體小顆粒一起排入大海。

本實用新型利用可燃冰密度與水結成的冰的密度相當的特性，采用機械挖掘的方法，將礦藏可燃冰切削成固體碎屑，再以流動的海水將可燃冰攜帶起來。在筒體管道內設置多個軸流泵可驅使攜帶可燃冰碎屑的海水向上運動。運動的過程中，管道內的冷物流被管道外的熱海水間接加熱，同時，管道內壓力不斷降低，于是，大部分可燃冰分解成氣態。管道內物流被導入海面操作平臺上的分離容器內，海水返回大海，氣體經簡單加工后送往目的地。管道內軸流泵的數量主要由海水深度確定，管道下部軸流泵間隔較小，管道上部可燃冰開始分解形成氣液固三相，流體密度下降，具備自然升力，所以軸流泵數量可以減少，或者不設軸流泵。

附圖說明

圖1為本實用新型所使用裝置的示意圖。