[發明專利]一種天然氣水合物的旋轉式二次破碎裝置及破碎方法

有效

• 申請號: 201610130374.4
• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN105665097B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 何霞;楊婷婷;王國榮;周守為;王雷振;王川;張亦馳;付強
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: B02C18/14
• 分類號: B02C18/14;B02C18/18;B02C18/24;B02C25/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 鐘瑩潔,錢成岑

技術領域

本發明涉及海底天然氣水合物開采的技術領域，更具體地講，涉及天然氣水合物的旋轉式二次破碎裝置及破碎方法。

背景技術

天然氣水合物又稱“可燃冰”，是由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結晶物質，是一種高密度、高熱值的非常規能源(1m³天然氣水合物可以釋放出64m³甲烷氣和0.8m³水)，并且天然氣水合物的甲烷含量高，燃燒污染小。

天然氣水合物主要來源與海底的有機物沉淀，其中豐富的碳經過生物轉化，可產生充足的氣源。0℃時且在30個大氣壓即可生成，且壓力越高，水合物越不容易分解。海底是溫度、壓力和氣源三者同時具備的天然場所，在介質空隙中廣泛分布，儲量豐富，是現有天然氣、石油儲備的兩倍，具有廣闊的開發前景。

海洋天然氣水合物藏水深1000-1500m，實現固態流化開采思路，其本質是將天然氣水合物作為一種海底礦產進行固體采掘，海底采礦車對礦藏進行破碎采掘，同時后部輸送管道形成負壓，周圍海水在負壓作用下經過破碎部位流入輸送管道，流動時帶動采礦車破碎的水合物及泥沙、碎石等一并進入輸送管道。這是一種異于現有石油天然氣或海底采礦(水合物礦藏對象易分解氣化)方式的新的開發思路。

作為一種新能源，天然氣水合物的大量開采及輸送也處于探索階段，由于海底環境的多變和復雜性，目前還沒有大規模的天然氣水合物商業開采實踐。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種能夠直接在輸送管道中對天然氣水合物進行二次破碎并且節約能源且不對海洋造成污染的天然氣水合物的旋轉式二次破碎裝置及破碎方法。

本發明的一方面提供了一種天然氣水合物的旋轉式二次破碎裝置，所述旋轉式二次破碎裝置包括二次破碎管道、旋轉長軸、水動力渦輪、破碎刀組和監測控制系統，其中，

所述旋轉長軸通過固定組件安裝在二次破碎管道的中軸線上并且旋轉長軸通過支撐部件與所述固定組件相連接；

所述破碎刀組和水動力渦輪依次地套裝在所述旋轉長軸上，所述旋轉長軸和破碎刀組能夠在所述水動力渦輪的帶動下在二次破碎管道中一同旋轉；

所述監測控制系統包括設置在破碎刀組與水動力渦輪之間的轉動監控單元和設置在二次破碎管道入口端和出口端的數據監測單元。

根據本發明天然氣水合物的旋轉式二次破碎裝置的一個實施例，所述二次破碎管道的入口端與天然氣水合物采掘組件連接且出口端與天然氣水合物分離或分解組件連接。

根據本發明天然氣水合物的旋轉式二次破碎裝置的一個實施例，所述二次破碎管道的內壁面上均勻布置有齒狀凸起，所述水動力渦輪的葉片為安裝角度和數量可調的動葉片。

根據本發明天然氣水合物的旋轉式二次破碎裝置的一個實施例，所述破碎刀組包括多級動刀盤，所述旋轉式二次破碎裝置還包括破碎靜刀組，所述破碎靜刀組固定在所述二次破碎管道的內壁上并且破碎靜刀組包括多級靜刀盤，所述多級動刀盤與多級靜刀盤相間地布置。

根據本發明天然氣水合物的旋轉式二次破碎裝置的一個實施例，所述刀盤的刀片為形狀、數量和安裝角度可調的動刀片。

根據本發明天然氣水合物的旋轉式二次破碎裝置的一個實施例，所述轉動監控單元包括變速器和扭矩轉速監控儀，所述數據監測單元包括流量測量器、天然氣水合物粒徑分布測量器、壓力測量器和溫度測量器。

根據本發明天然氣水合物的旋轉式二次破碎裝置的一個實施例，所述旋轉式二次破碎裝置還包括與所述二次破碎管道的入口端連接的熱海水引入管，所述熱海水引入管與二次破碎管道的連接處設置有閥門并且在熱海水引入管的出口處還設置有流量測量器、壓力測量器和溫度測量器。

根據本發明天然氣水合物的旋轉式二次破碎裝置的一個實施例，所述旋轉長軸的前端、支撐部件和固定組件均設計為流線型，并且所述旋轉長軸的前端、支撐部件和固定組件均采用抗沖擊且耐蝕的材料制造或者包括抗沖蝕的表層材料。

本發明的另一方面提供了一種天然氣水合物的旋轉式二次破碎方法，采用上述天然氣水合物的旋轉式二次破碎裝置對采掘得到的初次破碎的天然氣水合物進行二次破碎。