[发明专利]一种海底温差能发电与海底钻机一体化装置

说明书

本发明公开了一种海底温差能发电与海底钻机一体化装置。所述一体化装置包括深水海底钻机、海底钻井液处理系统和海底温差能发电装置；深水海底钻机与井筒配合，井筒内设有钻杆，钻杆与井筒的环形空间与海底钻井液处理系统连接；海底钻井液处理系统的钻井液出口与钻杆连接，海底钻井液处理系统的高温水出口与海底温差能发电装置连接；海底温差能发电装置利用海底钻井液处理系统产生的高温水和海底冷水进行温差能发电，为深水海底钻机提供电能。本发明利用井筒环形空间返排的高温钻井液，反排至海底钻井液处理系统分离得到的高温水，与海底海水泵抽取的海底冷海水作为温差能发电的能量来源，通过海底温差能发电与海底钻机一体化装置进行海洋温差能发电。

技术领域

本发明涉及一种海底温差能发电与海底钻机一体化装置，属于海洋石油工程钻采技术和新能源领域。

背景技术

随着经济的发展，能源的消耗与日俱增，常规化石能源消耗带来了大量的碳排放，新能源利用成为解决能源短缺和降低碳排放的途径之一。深水钻井时，井筒内的循环钻井液受地层温度影响温度会变高，此高温钻井液与海底冷水存在较大温度差，可利用此温度差进行温差能发电。如何将深水钻井井筒中的高温钻井液与温差能发电有机结合起来，使用温差能发电为深水钻井提供额外电能，成为深水钻井的一个能源和动力供给的可选来源。

在此背景下，有必要提供一种海底温差能发电与海底钻机一体化装置，以将海底钻机与温差能发电有机结合起来，为海底钻机提供额外电能，助力海洋油气行业积极探索新能源利用的路径和方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种海底温差能发电与海底钻机一体化装置，能够实现充分利用深水钻井时的高温钻井液与海底冷海水的温差能，并将温差能发电与海底钻机相结合。

本发明所提供的海底温差能发电与海底钻机一体化装置，包括深水海底钻机、海底钻井液处理系统和海底温差能发电装置；

所述深水海底钻机与井筒配合，所述井筒内设有钻杆，所述钻杆与所述井筒的环形空间与所述海底钻井液处理系统连接；

所述海底钻井液处理系统的钻井液出口与所述钻杆连接，所述海底钻井液处理系统的高温水出口与所述海底温差能发电装置连接；

所述海底温差能发电装置利用所述海底钻井液处理系统产生的高温水和海底冷水进行温差能发电，为所述深水海底钻机提供电能。

上述的一体化装置中，所述海底温差能发电装置包括蒸发器和冷凝器；

所述蒸发器与所述冷凝器通过工质循环管路连接，所述工质循环管路上设有一透平，所述透平连接发电机；所述透平设于所述蒸发器的工质出口处；

所述海底钻井液处理系统的所述高温水出口与所述蒸发器连接，来自所述海底钻井液处理系统的高温水流经所述蒸发器后排入海水中；

所述冷凝器与海底冷水输入管路连接，海底冷水流经所述冷凝器后排入海水中。

上述的一体化装置中，所述冷凝器的工质出口与所述蒸发器的工质入口之间设有工质泵。

上述的一体化装置中，所述海底冷水输入管路上设有海底冷海水泵。

上述的一体化装置中，所述海底钻井液处理系统与所述蒸发器之间设有高温水泵。

上述的一体化装置中，所述钻杆的入口处设有海底钻井液循环系统。

本发明一体化装置中，所述海底钻井液处理系统将经所述井筒环形空间返排到海底的高温钻井液分离处理后得到处理后的钻井液和高温水，利用此高温水与海底冷水的温度差能量进行温差能发电。

基于所述一体化装置，本发明提供了一种海底温差能发电方法，包括如下步骤：