本实用新型专利技术涉及一种天然气水合物固态流态化开发装置，能够实现从海底将固态天然气水合物开采出来，属于天然气水合物的开采技术领域。该天然气水合物固态流态化开发装置主要包括冲击钻头、外罩、动力机、粉碎机、螺杆传动机、泥砂分离器、运输管、浮式生产储油卸油装置、气液固分离装置。利用该装置开采天然气水合物时，首先利用冲击钻头将固态天然气水合物破碎成块，破碎的天然气水合物块在螺杆传动机吸力的作用下进入到粉碎机中，使之粉碎为颗粒状。颗粒状天然气水合物再经过泥砂分离器分离出泥沙后同海水一起被运输到浮式生产储油卸油置，之后进行气液固分离即可得到固态天然气水合物。本实用新型专利技术为开采固态天然气水合物提供了一种新的方式，具有相对成本较低，开采效率高，开发装置简单，易于控和可靠性高等优点。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及的是一种能源开采
的装置，具体是一种天然气水合物固态流态化开发装置。
技术介绍
随着油气资源的巨大消耗，人类在21世纪后期将面临油气资源的枯竭，寻求洁净高效的新能源成为科技工作者的迫切任务。为此，近30年来，世界各国相继投入大量的资金和人力开展新能源的研究。目前，天然气水合物即被认为是一种未来的优质、洁净能源，其蕴藏量约为现有地球化石燃料(石油、天然气和煤)总含量的2倍。天然气水合物作为一种潜在的能源具有广阔的前景和发展空间，对缓解人类面临的能源枯竭危机具有举足轻重的作用，因此，开发和利用天然气水合物资源势在必行。但由于天然气水合物的开采存在技术和经济上的可行性问题，所以目前的开采都未进入商业阶段。目前，天然气水合物开采的基本思路基本上是将蕴藏的天然气水合物在开采地即时进行分解，然后集输至浮式生产储油卸油装置并加以利用。现阶段提出的方法主要有热激化法、减压法和化学试剂法，但不管是热激化法、减压法还是注入化学试剂的方法，每种方法都有自身的缺点，热激化法在注入热量的过程中，天然气水合物发生分离之前必须输入显热，同时又需要把热量输出到非水合岩中，加热中有10％到75％的热量损失掉；而减压法作用缓慢，效率低，并且需要较高的储层温度；化学试剂法注入的化学试剂则费用昂贵，作用缓慢，腐蚀设备，且在水合物中很难扩散，不宜在开采海底天然气水合物时使用。
技术实现思路
本技术为解决上述天然气水合物开采技术现存的不足之处，提供了一种新型的天然气水合物固态流态化开发装置。该装置能够提高开采效率，该装置采用自下而上的开采方式能够将泥沙在海底分离掉，将固态天然气水合物运输到海上，更加方便快捷且该装置设施简单、相对成本低、易于控制和可靠性高。本技术是通过以下技术方案实现的：天然气水合物固态流态化开发装置，该装置由依次串联连接的开发装置头部、输运管路和开发装置尾部组成；所述开发装置头部包括：冲击钻头1、外罩2和动力机3，其中：外罩2包裹在冲击钻头1外部，动力机3直接与冲击钻头1相连；所述输运管路包括：粉碎机4、螺杆传动机5和泥砂分离器6，其中：粉碎机4前端与开发装置头部之间用管道相连，粉碎机4后端与螺杆传动机5前端相连，螺杆传动机5后端与泥砂分离器6相连；所述开发装置尾部包括：运输管7、浮式生产储油卸油装置8和气液固分离装置9，其中：运输管7前端与泥砂分离器6相连，运输管7后端与气液固分离装置9相连，气液固分离装置9安装在浮式生产储油卸油装置8上。如上所述的开发装置头部由冲击钻头1、外罩2和动力机3组成，其中，外罩2包裹在冲击钻头1外部，动力机3直接与冲击钻头1相连，在外罩2与冲击钻头1之间有一定的空隙，并且在冲击钻头1的外表面上设置有导向片，动力机3直接与冲击钻头1相连，为冲击钻头1提供动力，以破碎固态天然气水合物，从而提高生产效率，破碎后的天然气水合物块经外罩2与冲击钻头1之间的空隙在导向片的导向作用下在管道中流动；如上所述的输运管路由粉碎机4、螺杆传动机5和泥砂分离器6组成，其中，粉碎机4前端与开发装置头部之间用管道相连，粉碎机4后端与螺杆传动机5前端相连，螺杆传动机5后端与泥砂分离器6相连，天然气水合物块流动到粉碎机4处，在粉碎机4的作用下被粉碎为颗粒状，以便于后续运输和避免天然气水合物块过大对管路造成堵塞的现象，颗粒状天然气水合物在螺杆传动机5的吸力作用下被输送到泥砂分离器6处，泥砂分离器6则将颗粒状天然气水合物与泥砂进行分离，避免将海底的泥砂带到海上；如上所述的开发装置尾部由运输管7、浮式生产储油卸油装置8和气液固分离装置9组成，其中，运输管7前端与泥砂分离器6相连，运输管7后端与气液固分离装置9相连，气液固分离装置9安装在浮式生产储油卸油装置8上，颗粒状天然气水合物与泥砂分离后，颗粒状天然气水合物随即进入运输管7并被输送到气液固分离装置9处，气液固分离装置9对海水，颗粒状天然气水合物和从天然气水合物中分离出的天然气进行三相分离，以得到固态天然气水合物，浮式生产储油卸油装置8为安装气液固分离装置9和储存开采的天然气及固态天然气水合物提供场所。在采用上述技术方案后，所取得的技术上的进步为：1、本技术的开采思路为：将固态天然气水合物破碎为块后直接输送到海上，从而得到固态天然气水合物，与现有的开采思路相比，省去了先将天然气水合物进行分解的步骤，开采更为方便快捷。2、本技术相对成本较低，开采效率高，开发装置简单，易于控制且可靠性高。附图说明在下文中，本技术所基于的思想应根据在附图中来详细阐述。附图示出：图1为天然气水合物固态流态化开发装置整体示意图。1—冲击钻头、2—外罩、3—动力机、4—粉碎机、5—螺杆传动机、6—泥砂分离器、7—运输管、8—浮式生产储油卸油装置、9—气液固分离装置。具体实施方式下面结合附图对本技术的一种实施方式作进一步说明：如图1所示，天然气水合物固态流态化开发装置包括冲击钻头1、外罩2、动力机3、粉碎机4、螺杆传动机5、泥砂分离器6、运输管7、浮式生产储油卸油装置8和气液固分离装置9。天然气水合物固态流态化开发装置，该装置由依次串联连接的开发装置头部、输运管路和开发装置尾部组成；所述开发装置头部包括：冲击钻头1、外罩2和动力机3，其中：外罩2包裹在冲击钻头1外部，动力机3直接与冲击钻头1相连，在外罩2与冲击钻头1之间有一定的空隙，并且在冲击钻头1的外表面上设置有导向片，动力机3直接与冲击钻头1相连，为冲击钻头1提供动力，冲击钻头1对天然气水合物进行冲击，以破碎固态天然气水合物，破碎后的天然气水合物块经外罩2与冲击钻头1之间的空隙在导向片的导向作用下在管道中流动；所述输运管路包括：粉碎机4、螺杆传动机5和泥砂分离器6，其中：粉碎机4前端与开发装置头部之间用管道相连，粉碎机4后端与螺杆传动机5前端相连，螺杆传动机5后端与泥砂分离器6相连，天然气水合物块流动到粉碎机4处，在粉碎机4的作用下被粉碎为颗粒状，以便于后续运输和避免天然气水合物块过大对管路造成堵塞的现象，颗粒状天然气水合物在螺杆传动机5的吸力作用下被输送到泥砂分离器6处，泥砂分离器6则将颗粒状天然气水合物与泥砂进行分离，避免将海底的泥砂带到海上；所述开发装置尾部包括：运输管7、浮式生产储油卸油装置8和气液固分离装置9，其中：运输管7前端与泥砂分离器6相连，运输管7后端与气液固分离装置9相连，气液固分离装置9安装在浮式生产储油卸油装置8上，颗粒状天然气水合物与泥砂分离后，颗粒状天然气水合物随即进入运输管7并被输送到气液固分离装置9处，气液固分离装置9对海水，颗粒状天然气水合物和从天然气水合物中分离出的天然气进行三相分离，分别将其置于相应的环境下进行储存。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种天然气水合物固态流态化开发装置，其特征在于：该装置由依次串联连接的开发装置头部、输运管路和开发装置尾部组成；所述开发装置头部包括：冲击钻头(1)、外罩(2)和动力机(3)，其中：外罩(2)包裹在冲击钻头(1)外部，动力机(3)直接与冲击钻头(1)相连；所述输运管路包括：粉碎机(4)、螺杆传动机(5)和泥砂分离器(6)，其中：粉碎机(4)前端与开发装置头部之间用管道相连，粉碎机(4)后端与螺杆传动机(5)前端相连，螺杆传动机(5)后端与泥砂分离器(6)相连；所述开发装置尾部包括：运输管(7)、浮式生产储油卸油装置(8)和气液固分离装置(9)，其中：运输管(7)前端与泥砂分离器(6)相连，运输管(7)后端与气液固分离装置(9)相连，气液固分离装置(9)安装在浮式生产储油卸油装置(8)上。
【技术特征摘要】
1.一种天然气水合物固态流态化开发装置，其特征在于：该装置由依次串联连接的开发装置头部、输运管路和开发装置尾部组成；所述开发装置头部包括：冲击钻头(1)、外罩(2)和动力机(3)，其中：外罩(2)包裹在冲击钻头(1)外部，动力机(3)直接与冲击钻头(1)相连；所述输运管路包括：粉碎机(4)、螺杆传动机(5)和泥砂分离器(6)，其中：粉碎机(4)前端与开发装置头部之间用管道相连，粉碎机(4)后端与螺杆传动机(5)前端相连，螺杆传动机(5)后端与泥砂分离器(6)相连；所述开发装置尾部包括：运输管(7)、浮式生产储油卸油装置(8)和气液固分离装置(9)，其中：运输管(7)前端与泥砂分离器(6)相连，运输管(7)后端与气液固分离装置(9)相连，气液固分离装置(9)安装在浮式生产储油卸油装置(8)上。2.根据权利要求1所述的天然气水合物固态流态化开发装置，其特征在于：所述开发装置头部由冲击钻头(1)、外罩(2)和动力机(3)组成，其中，外罩(2)包裹在冲击钻头(1)外部，动力机(3)直接与冲击钻头(1)相连，在外罩(2)与冲击钻头(1)之间有一定的空隙，并且在冲击钻头(1)的外表面上设置有导向片，动力机(3)直接与冲击钻头(1)相连，为冲击钻头(1)提供动力，以破碎固态天然气水合物，从而提高生产效率，破碎后的天然气水合物块经外罩(2)与冲击钻头(1)之间的空隙在导向片的导向作用下在管...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭勇，朱文锋，司江伟，吴昊，朱鸿昊，吴宇忠，陈余，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川;51
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