一种海底浅层天然气水合物的开采方法及装备技术

本发明专利技术公开了一种海底浅层天然气水合物的开采方法及装备，在水面开采船上操作和控制海底开采装置来物理破碎含有天然气水合物的浅海地层，并将破碎的混合物输送到海底水合物分解装置，主要采用海底加热的方法，改变天然气水合物的固态存在条件，可控分解出混合物中蕴藏的天然气水合物，气化的天然气沿连续油管输送到甲板设备进行处理和储存的方法来实现的，整个开采装备具有自力行走功能，而且可以利用开采的能源进发电，并提供自动行走所需动力，而且水合物的分解采用局部密闭加热，所以该开采方法，对海底的生态无影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海洋油气装备领域，特别涉及海底浅层天然气水合物的开采方法及装备。
技术介绍
天然气水合物是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质。天然气水合物甲烷含量高，燃烧污染小。天然气水合物主要来源与海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可产生充足的气源。0°C时，在30个大气压即可生成，且压力越高，水合物越不容易分解。海底是温度、压力和气源三者同时具备的天然场所，在介质空隙中广泛分布，储量丰富，是现有天然气、石油储备的两倍，具有广阔的开发前景。天然气水合物的开采通过破坏上述的几个存在条件来进行，包括传统开采法、C02置换开采法和固体开采法等。但是天然气水合物开采过程中要防止水合物中的甲烷气体的不可控溢出及可能引发的地质结构崩塌，因此目前还未有大规模的天然气水合物商业开采实践。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:提出一种海底浅层天然气水合物的开采方法及装备，整个开采装备具有自力行走功能，而且可以利用开采的能源进发电，并提供自动行走所需动力，而且水合物的分解采用局部密闭加热，所以该开采方法，对海底的生态无影响。本专利技术的目的通过下述技术方案来实现: 一种海底浅层天然气水合物的开采装备，包括浮动式水面开采船和海底开采装置，所述浮动式水面开采船包括:天然气发电机、天然气净化及储存装置、线缆收放装置和连续油管收放装置，所述线缆收放装置由动力线缆盘、控制线缆盘和线缆导向轮组成，所述连续油管收放装置由动力油管盘、控制油管盘和油管导向轮组成，所述动力线缆盘和动力油管盘的动力由电机提供，所述电机与天然气发电机相连接，所述线缆收放装置上缠绕有动力线缆，所述动力线缆与天然气发电机相连接，所述连续油管收放装置缠绕有油管，所述油管与天然气净化及储存装置相连接，所述油管和动力线缆通过线管耦合装置耦合成线管束，所述线管束与海底开采装置相连接，所述海底开采装置包括海底水合物分解装置，所述海底水合物分解装置上连接有电驱动履带式海底挖掘设备、电驱动履带式海底破碎抽吸设备和返排管，所述海底水合物分解装置内设有电加热装置。本专利技术的一种海底浅层天然气水合物的开采装备，所述线管束上设有若干固定卡。本专利技术的一种海底浅层天然气水合物的开采装备，所述海底水合物分解装置与电驱动履带式海底挖掘设备和电驱动履带式海底破碎抽吸设备之间的连接，采用柔性电缆和/或柔性管道连接。本专利技术的一种海底浅层天然气水合物的开采装备，所述海底水合物分解装置上设有若干电缆接口和输入管道接口。本专利技术的一种海底浅层天然气水合物的开采装备，所述海底水合物分解装置上还连接有水下摄像机。本专利技术的一种海底浅层天然气水合物的开采装备，其特征在于，所述海底水合物分解装置离海底距离为2-3m。本专利技术的一种海底浅层天然气水合物的开采装备的海底浅层天然气水合物的开采方法，包括以下步骤: (1)开采定位 开采区域定位，所述浮动式水面开采船通过自力行走至待开采区域； (2)开采准备 在待开发区域处，将各部件组装调试完成，将海底开采装置放入海底指定位置: (3)开采过程 通过天然气发电机提供的电能驱动电驱动履带式海底挖掘设备将海底含有天然气水合物海底浅层结构破碎成块，而然后通过电驱动履带式海底破碎抽吸设备将成块结构进一步破碎成较小颗粒，同时将含有天然气水合物的多相流通过管道输送到海底水合物分解装置进行处理，所述海底水合物分解装置通过加热，使天然气水合物分解，分解天然所通过线管束中油管进入天然气净化及储存装置，在线管束中的运动过程，依靠动力线缆工作时发出的热量维持天然气不发生相变，然后通过返排管将分解完的天然所水合物杂质返排回已开采区域； (4)开采地的更换 当局部开采完成后，在浮动式水面开采船的自力行走作用下，行走至下块待开采区域，继续进行开采。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是:提出一种海底浅层天然气水合物的开采方法及装备，整个开采装备具有自力行走功能，而且可以利用开采的能源进行发电，并提供自动行走所需动力，而且水合物的分解采用局部密闭加热，所以该开采方法，对海底的生态无影响。【附图说明】图1是本专利技术一种海底浅层天然气水合物的开采装备的示意图； 附图标记:1_浮动式水面开采船、2-线管束、3-海底开采装置、4-连续油管收放装置、5-线缆收放装置、6-线管耦合装置、7-天然气发电机、8-天然气净化及储存装置、9-固定卡、10-海底水合物分解装置、11-电驱动履带式海底挖掘设备、12-电驱动履带式海底破碎抽吸设备、13-返排管。【具体实施方式】下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1示出了本专利技术一种海底浅层天然气水合物的开采方法及装备的实施例，一种海底浅层天然气水合物的开采装备，包括浮动式水面开采船I和海底开采装置3，所述浮动式水面开采船I包括:天然气发电机7、天然气净化及储存装置8、线缆收放装置5和连续油管收放装置4，所述线缆收放装置5由动力线缆盘、控制线缆盘和线缆导向轮组成，所述连续油管收放装置4由动力油管盘、控制油管盘和油管导向轮组成，所述动力线缆盘和动力油管盘的动力由电机提供，所述电机与天然气发电机7相连接，所述线缆收放装置5上缠绕有动力线缆，所述动力线缆与天然气发电机7相连接，所述连续油管收放装置4缠绕有油管，所述油管与天然气净化及储存装置8相连接，所述油管和动力线缆通过线管耦合装置6耦合成线管束2，所述线管束2与海底开采装置3相连接，所述海底开采装置3包括海底水合物分解装置10，所述海底水合物分解装置10上连接有电驱动履带式海底挖掘设备11、电驱动履带式海底破碎抽吸设备12和返排管13，所述海底水合物分解装置10内设有电加热装置，所述线管束2上设有若干固定卡9，所述海底水合物分解装置10与电驱动履带式海底挖掘设备11和电驱动履带式海底破碎抽吸设备12之间的连接，采用柔性电缆和/或柔性管道连接，所述海底水合物分解装置10上设有若干电缆接口和输入管道接口，所述海底水合物分解装置10上还连接有水下摄像机，所述海底水合物分解装置10离海底距离为2_3m。一种浅层天然气水合物的开采方法，包括以下步骤: (1)开采定位 开采区域定位，所述浮动式水面开采船I通过自力行走至待开采区域； (2)开采准备 在待开发区域处，将各部件组装调试完成，将海底开采装置3放入海底指定位置: (3)开采过程 通过天然气发电机7提供的电能驱动电驱动履带式海底挖掘设备11将海底含有天然气水合物海底浅层结构破碎成块，而然后通过电驱动履带式海底破碎抽吸设备12将成块结构进一步破碎成较小颗粒，同时将含有天然气水合物的多相流通过管道输送到海底水合物分解装置10进行处理，所述海底水合物分解装置10通过加热，使天然气水合物分解，分解天然所通过线管束2中油管进入天然气净化及储存装置8，在线管束中的运动过程，依靠动力线缆工作时发出的热量维持天然气不发生相变，然后通过返排管13将分解完的天然所水合物杂质返排回已开采区域； (4)开采地的更换 当局部开采完成后，在浮动式水面开采船I的自力行走作用下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海底浅层天然气水合物的开采装备，其特征在于：包括浮动式水面开采船（1）和海底开采装置（3），所述浮动式水面开采船（1）包括：天然气发电机（7）、天然气净化及储存装置（8）、线缆收放装置（5）和连续油管收放装置（4），所述线缆收放装置（5）由动力线缆盘、控制线缆盘和线缆导向轮组成，所述连续油管收放装置（4）由动力油管盘、控制油管盘和油管导向轮组成，所述动力线缆盘和动力油管盘的动力由电机提供，所述电机与天然气发电机（7）相连接，所述线缆收放装置（5）上缠绕有动力线缆，所述动力线缆与天然气发电机（7）相连接，所述连续油管收放装置（4）缠绕有油管，所述油管与天然气净化及储存装置（8）相连接，所述油管和动力线缆通过线管耦合装置（6）耦合成线管束（2），所述线管束（2）与海底开采装置（3）相连接，所述海底开采装置（3）包括海底水合物分解装置（10），所述海底水合物分解装置（10）上连接有电驱动履带式海底挖掘设备（11）、电驱动履带式海底破碎抽吸设备（12）和返排管（13），所述海底水合物分解装置（10）内设有电加热装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王川，王国荣，周守为，黎俊，谢真强，周旭，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51