[实用新型]一种海底可燃冰的开采装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种海底可燃冰的开采装置，利用机械掘进机挖掘可燃冰，通过安装数个轴流泵驱动筒体管道内海水流动，将可燃冰携带上升，边上升，温度边升高，压力边下降，可燃冰边分解，最后，气液混合物一起流到海面操作平台上的分离容器，收集气体简单加工后运往目的地，可应用于浅海和深海可燃冰的开采。

背景技术

一般认为，可燃冰勘探开发是一个系统工程，涉及众多的学科，如海洋地质、地球物理、地球化学、流体动力学、热力学、钻探工程等，需要各领域专家的共同合作。由于在开采过程中会发生温、压变化及相变，与传统的煤炭、石油和天然气等化石能源相比，可燃冰的开采更为不易。目前国际可燃冰的开采多限于海域，主要开采方法有3种：一是热激化法，即利用可燃冰受热时分解出甲烷气体的原理；二是降压法，专家提出将核废料埋入地底，利用核辐射效应使其分解出甲烷气体；三是注入剂法，向可燃冰层注入盐水、甲醇、乙醇等，破坏原有平衡促使其分解。上述开采方法技术复杂、速度慢、费用高，而且海洋中水合物的压力较高，实现管道合理布设、天然气的高效收集较困难。开采过程中保证海底稳定、使甲烷气体不泄露是关键，日本对此提出了“分子控制”方案，美国在2005年成功模拟生产出了海底可燃冰。但目前各国尚无成熟的大规模商业开采方法。

申请号为201210323227.0的中国专利公开了一种海洋可燃冰开采方法、以及其采用的开采装置，该方法利用了通过加热浓缩盐水来开采可燃冰的装置，加热可燃冰储层的热量是由加热浓缩盐水提供的。该开采方法节能环保、经济效益显著，开采过程中无排放、无污染，节能降耗指反应器底部存在的的气体内循环，这种反应器主要用于合成气生产液体燃料。

申请号为201310284154.3的中国专利公开了一种海底可燃冰的开采装置及开采方法，用采集管将海底吸头与海面平台连接起来，将采集管内海水抽净后形成低压，于是，吸头处压力较低，可燃冰液化。如此操作需要采集管承受很大压力，特别是在深海开采时。另外，还需要吸头处进行密封，以防海水灌入。

申请号为201310183676.4的中国专利公开了浅水区域可燃冰开采装置及开采方法，利用电热丝加热的方法开采可燃冰。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种简单、高效的海底可燃冰的开采装置。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种海底可燃冰的开采装置，其特征在于：包括浮于海面的开采平台，开采平台上设有用于实现气、液分离的分离容器，分离容器经由筒体管道与可进入海水的筒体相连通，筒体布置在可燃冰开采点上方，筒体下端内设有用于将可燃冰切削成一定厚度的碎屑的机械挖掘机。

优选地，在所述筒体管道内设有至少一台轴流泵。

优选地，所述筒体管道轴向具有用以抵抗海流带来的拖拽力的弹性和强度。

优选地，在所述筒体管道的轴向上设有至少一个短节螺纹管。

优选地，在所述筒体底面和/或所述筒体上位于底面附件的位置处开有海水入口。

优选地，所述机械挖掘机具有可让海水流经的挖掘面，挖掘下来的切削成一定厚度的可燃冰碎屑位于挖掘面上。

优选地，所述挖掘面由转动的切片或刮片构成，沿圆周安装的切片之间或刮片之间有一定间隙。

优选地，在所述刮片上设有刮钉。

优选地，所述筒体管道采用高传热性能管道。

根据海底可燃冰矿藏特点，如果可燃冰夹杂沙石或其它矿物，那么，依据前期勘探情况，了解沙石或其它矿物硬度等特性，设计相应的刮片硬度和强度。

所以，如果可燃冰夹杂其它矿物，在刮片或刀片的作用下，矿物杂质也被粉碎成细小颗粒，其粒度小于0.2mm。在水流的夹带下一起向上运动，流入海面的分离罐，只需分离气体，海水与固体小颗粒一起排入大海。

本实用新型利用可燃冰密度与水结成的冰的密度相当的特性，采用机械挖掘的方法，将矿藏可燃冰切削成固体碎屑，再以流动的海水将可燃冰携带起来。在筒体管道内设置多个轴流泵可驱使携带可燃冰碎屑的海水向上运动。运动的过程中，管道内的冷物流被管道外的热海水间接加热，同时，管道内压力不断降低，于是，大部分可燃冰分解成气态。管道内物流被导入海面操作平台上的分离容器内，海水返回大海，气体经简单加工后送往目的地。管道内轴流泵的数量主要由海水深度确定，管道下部轴流泵间隔较小，管道上部可燃冰开始分解形成气液固三相，流体密度下降，具备自然升力，所以轴流泵数量可以减少，或者不设轴流泵。

附图说明

图1为本实用新型所使用装置的示意图。