[發明專利]一種天然氣水合物開采裝置及方法

有效

• 申請號: 202010725612.2
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111852409B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 康宇;王維維;史雨生;孫棟偉
• 申請（專利權）人: 黑龍江科技大學
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B21/06;E21B21/01
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 吳林

本發明涉及天然氣水合物開采技術領域，公開了一種天然氣水合物開采裝置及方法，裝置包括：采集管道，內設有采集輸送裝置，第一罐體，第一罐體上設有第一氣壓傳感器，高壓水管，泥水輸送管，泥水輸送管上設有第一傳動閥門；第一輸送管，第一輸送管上設有第二傳動閥門；第二罐體，第二罐體上設有第二氣壓傳感器，緩沖罐，緩沖罐上設有第三氣壓傳感器、緩沖罐通過第一管道與第一罐體密封連通，通過第二管道與第二罐體密封連通，儲存罐，儲存罐上設有第四氣壓傳感器，儲存罐通過第三管道與緩沖罐密封連通，這種天然氣水合物開采裝置及方法，能夠充分對天然氣水合物進行分離和分解，避免天然氣泄漏，且能夠對天然氣進行安全儲存，便于運輸。

技術領域

本發明涉及天然氣水合物開采技術領域，特別涉及一種天然氣水合物開采裝置及方法。

背景技術

全球蘊藏的常規石油天然氣資源消耗巨大，很快就會枯竭。科學家的評價結果表明，僅在海底區域，可燃冰的分布面積就達4000萬平方公里，占地球海洋總面積的1/4。2011年，世界上已發現的可燃冰分布區多達116處，其礦層之厚、規模之大，是常規天然氣田無法相比的。科學家估計，海底可燃冰的儲量至少夠人類使用1000年。

天然氣水合物又稱“可燃冰”，是分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質。因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”。其資源密度高，全球分布廣泛，具有極高的資源價值，因而成為油氣工業界長期的研究熱點。

天然氣水合物燃燒后幾乎不產生任何殘渣，污染比煤、石油、天然氣都要小得多。1立方米可燃冰可轉化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水。開采時只需將固體的“天然氣水合物”升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體。

可燃冰在0—10℃時生成，超過20℃便會分解。海底溫度一般保持在2—4℃左右；可燃冰在0℃時，只需30個大氣壓即可生成，而以海洋的深度，30個大氣壓很容易保證，并且氣壓越大，水合物就越不容易分解；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。海底的地層是多孔介質，在溫度、壓力、氣源三者都具備的條件下，可燃冰晶體就會在介質的空隙間中生成。

天然氣水合物的開采會改變天然氣水合物賴以賦存的溫壓條件，引起天然氣水合物的分解。在天然氣水合物的開采過程中如果不能有效地實現對溫壓條件的控制，就可能產生一系列環境問題，如溫室效應的加劇、海洋生態的變化以及海底滑塌事件等。

目前少有能夠天然氣水合物開采的裝置，大大限制了天然氣水合物的開采進程。

發明內容

本發明提供一種天然氣水合物開采裝置及方法，能夠充分對天然氣水合物進行分離和分解，避免天然氣泄漏，且對天然氣進行安全儲存，便于運輸。

本發明提供了一種天然氣水合物開采裝置，包括：采集管道，內設有采集輸送裝置，用于將天然氣水合物和淤泥的混合物從海底提取出，并將提取出的混合物運送到第一罐體內；

第一罐體，與采集管道的上端相連通，用于接收混合物；使天然氣水合物和淤泥在其第一罐體進行分離，第一罐體的內側面上設有能夠對采集管道進行封閉的第一電動擋蓋，第一罐體上設有第一氣壓傳感器；

高壓水管，伸入第一罐體內，用于對第一罐體內混合物中的淤泥進行稀釋，分離出天然氣水合物，高壓水管上設有控制閥；

泥水輸送管，傾斜向下設置在第一罐體與采集管道之間，泥水輸送管兩端分別與第一罐體和采集管道的下部相連通，用于將第一罐體內的淤泥稀釋后形成的泥水通過采集管道送回混合物提取出的區域，泥水輸送管上設有第一傳動閥門；

第一輸送管，設置在第一罐體與第二罐體之間，兩端分別與第一罐體和第二罐體相連通，用于將天然氣水合物或固定有天然氣水合物的多孔介質輸送進第二罐體內，第一輸送管上設有第二傳動閥門；