[发明专利]一种海底天然气水合物原位开采智能机器人

说明书

本申请公开了一种实现海底天然气水合物原位开采的智能机器人，包括：承载体；履带式移动轮，位于智能机器人的两侧，履带式移动轮之间以及履带式移动轮与承载体之间通过金属梁刚性连接；铲刀，位于智能机器人的前端，铲刀通过连接销与第一连杆和液压杆铰链接，液压杆与连杆刚性连接，第一连杆与金属梁刚性连接；滚筒式破碎锯齿、矿物导向板、矿物聚拢仓，位于智能机器人的后端；富集分解仓，富集分解仓的内部空间与其上方的离心泵通过管道和第一电子阀实现连通或隔离，通过短管与电子阀实现与海底环境的连通或隔离；气液分离器通过L形输送管与第二电子阀实现与富集分解仓的连通与隔离，通过输气管路与大气连通，通过L形排水管与单向阀实现与海底环境的连通和隔离。

技术领域

本发明涉及天然气水合物开采领域，更具体地，涉及实现海底天然气水合物原位开采的智能机器人。

背景技术

天然气水合物是一种由甲烷等烃类气体与水在一定条件下(高压低温)生成的冰状笼形晶体化合物，俗称“可燃冰”，自然界中天然气水合物主要生成于各类多孔介质中，集中分布于海底和永久冻土层。随着常规能源的日益消耗，人们对新型能源的诉求日益增强，作为一种非常规能源的天然气水合物因其储量大、分布广、清洁等特点得到了广泛关注。据估计，全球天然气水合物的总储量高达20000×10¹²m³，蕴含18～21×10¹⁶m³的天然气资源，其能源总量相当于煤、石油、天然气等常规能源总量的2倍，被誉为21世纪最具潜力的未来能源，具有广阔的发展前景。我国天然气水合物储量丰富，有望成为常规化石能源(煤、石油、天然气)的接替能源，可见开采天然气水合物资源具有重要意义。

现有天然气水合物开采技术主要有降压法、热激发法、抑制剂法、CO₂置换法等，但这些方法都存在一定的局限性。降压法作为目前最常采用的开采方法具有经济有效、简单、可大面积开采的特点，但却存在易结冰堵塞管道的缺点，严重影响长期的生产效率；热激发法可以有效避免结冰堵塞管道，生产效率高，但其热利用率很低，能耗大，成本高；抑制剂法开采天然气水合物需要注入大量化学抑制剂，极易对环境造成严重污染；CO₂置换法可有效解决开采天然气水合物时的地质结构失稳问题，但是其置换效率低，不能很好的投入到现实应用中。

综上所述，现有的天然气水合物开采技术在某种程度上仍存在一定的缺陷，例如：结冰堵塞管道、能耗大、成本高、效率低等，难以实现长期稳定的开采。同时，对于除置换法以外的其它水合物开采方法，由于其均为区域集中式纵向开采，在开采过程中很容易打破地层原有的力学平衡，使地质结构失稳从而引发地质灾害。

发明内容

本申请提供了一种实现海底天然气水合物原位开采的智能机器人，包括：承载体；履带式移动轮，位于所述智能机器人的两侧，所述履带式移动轮之间以及所述履带式移动轮与所述承载体之间通过金属梁刚性连接；铲刀，位于所述智能机器人的前端，所述铲刀通过连接销与第一连杆和液压杆铰链接，所述液压杆与所述连杆刚性连接，所述第一连杆与所述金属梁刚性连接；滚筒式破碎锯齿、矿物导向板、矿物聚拢仓，位于所述智能机器人的后端；富集分解仓，所述富集分解仓的内部空间与其上方的离心泵通过管道和第一电子阀实现连通或隔离；气液分离器，通过L形输送管与第二电子阀实现与所述富集分解仓的连通与隔离，通过输气管路与大气连通，通过L形排水管与单向阀实现与海底环境的连通和隔离。

在一些实施例中，所述滚筒式破碎锯齿、所述矿物导向板、所述矿物聚拢仓均与第二连杆和第三连杆刚性连接，第一L形连杆与第二连杆和承载体刚性连接，第二L形连杆与第一连杆和承载体刚性连接。

在一些实施例中，所述矿物聚拢仓通过输矿管道与离心泵相连。

在一些实施例中，所述富集分解仓通过短管和第三电子阀与第四电子阀实现与海底环境的连通或隔离。

在一些实施例中，所述富集分解仓通过L形排渣管及第五电子阀实现与海底环境的连通或隔离。

在一些实施例中，所述L形排水管与离心泵相连。