[实用新型]海底天然气水合物气举开采装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及通过从海面向采气管道中注气开采海底天然气水合物的生产装置。

背景技术

海底天然气水合物的蕴藏量巨大，传统的天然气水合物开采技术主要包括固体开采法、水力提升法、热激发开采法、微波开采法。例如：中国专利号为200710168759.0、名称为“一种海底天然气水合物开采方法及装置”公开的固体开采法，用海底软管吸入固体形式的天然气水合物，并通过海底中转站将泥浆输送到海面，然后利用高温海水分解采集到的天然气水合物。水力提升法是使用海底中转泵提升多相混合流动的水合物，然后再用热水分解水合物，该方法需要将电流输入海底驱动中转泵，需要消耗大量能量，且对电缆连接头的绝缘性要求较高，海底设备结构复杂、运转部件多、产液不稳定、设备可靠性低。中国专利申请号为200910235236.2、名称为“一种海底天然气水合物开采方法” 采用热激发开采法，该方法主要的开采对象为海底岩层中的天然气水合物，需要钻两口井，成本高、工艺流程复杂、经济性差，热利用效率低、加热区域小。此外，中国专利申请号为200910194333.1、名称为“一种利用风能供电的天然气水合物微波原位开发系统”介绍了利用风能供电的微波开采方法，利用风力发电机的电流在井下采用微波进行加热，该方法加热区域小，微波穿透率低，设备寿命较短。   

综上所述，现有的天然气水合物的开采方法和设备均未考虑到天然气水合物储藏丰度低、分布面积广、分布厚度薄的特点，对于如何充分利用自然的能量将海底表面的天然气水合物收集到海面均未加以考虑。开采中需要建设海底中转站、下入微波发生器或钻分支井，工艺流程复杂。

发明内容

本实用新型的目的是为克服上述背景技术的不足，基于陆上石油开采中较为成熟的气举技术和天然气的相变理论，提出一种结构简单、流道内活动部件少、天然气水合物采出物相态可调、开采成本低廉、占地面积小、适用于深水的海底天然气水合物气举开采装置。

本实用新型采用的技术方案是：海面采气平台或船舶上设有天然气的分离与储存系统和注入气体的储存与加压系统，分离与储存系统与采气管道的出口相连接，采气管道通过采气管道入口伸在海底天然气水合物与泥沙混合层中；采气管道的中部经若干个注气阀和注气管道连接储存与加压系统，每个注气管道上端均连接储存与加压系统，下端均通过一个注气阀连接采气管道，注气阀外部是一个壳体，壳体的底部连接阀座，壳体中有将内腔分隔成上下两个腔室的膜片，上腔室中设有弹簧，弹簧下端连接膜片、上端支撑于壳体顶部；下腔室中有一端垂直连接膜片、另一端连接阀球的阀杆，阀球设在阀座上；下腔室连通注气管道，阀座连通采气管道。

本实用新型的有益效果是：

1、依靠海水自身的重力位能造成采气管道内外压差而形成的水流开采海底天然气水合物，对注入气体需求量小、运行成本低廉，适合开采散布于海床上的低丰度天然气水合物。

2、无需增加井下加热装置或向海床注入热介质，节约能量；海面注入井筒的天然气被完全回收，不对环境造成影响。

3、海面下井筒内没有活动部件和电热部件，结构简单、工作状态稳定。

4、开采位置的海床深度不受限制，尤其适用于深海开采天然气水合物。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明；

图1是本实用新型的组成示意图；

图2是图1中采气管道入口7的结构放大示意图；

图3是图1中注气阀5的结构放大示意图；

图中：1.海面采气平台或船舶；2.分离与储存系统；3.储存与加压系统；4.注气管道；5.注气阀；6.采气管道；7.采气管道入口；8.海水；9.海底天然气水合物与泥沙混合层；10.喇叭口；11.筛管；12.弹簧；13.注气阀壳体；14.膜片；15.阀球；16.阀座；17.阀杆。

具体实施方式