天然气水合物的开采处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种深海浅层天然气水合物的开采处理装置。所述开采处理装置包括：初处理组件，传输组件，收集组件，注气组件。初处理组件位于深海海床表面，其任务是将所述天然气水合物粉碎并初步分离为物料；传输组件将所述物料输送至位于工作船的收集组件；收集组件收集并储存物料，并将部分物料分离出天然气；注气组件将收集组件分离出的天然气调温调压后注入到传输组件。本发明专利技术基于天然气、水在特定温度及压力条件下与天然气水合物相互转化的特性，利用天然气循环开采水合物，通过控制传输组件的温度和压力调节水合物分解为天然气的数量，实现对深海浅层天然气水合物高效开采的目标。

【技术实现步骤摘要】
天然气水合物的开采处理装置
本专利技术涉及天然气开采
，特别涉及一种天然气水合物的开采处理装置。
技术介绍
天然气是全球能源的重要部分。天然气水合物在全球分布广泛，是重要的清洁能源，其降压或增温后可以分解为水和天然气。天然气水合物包括成岩天然气水合物与深海浅层天然气水合物。其中，成岩天然气水合物处于岩石骨架中，在对成岩天然气水合物的开采过程中，岩石骨架不会发生变化，因此可以应用渗流力学理论，采用降压、加热等方法对成岩天然气水合物进行开采。深海浅层天然气水合物分布于深水浅层的泥岩中或裸露分布于深水海床表面。因为深海浅层天然气水合物本身即为泥岩或深水海床表面构造的一部分，因而在对其开采过程中，水合物储层骨架易发生溃散。传统的成岩天然气化合物的开采方法并不适用于深海浅层天然气水合物。采用水合物流化开采可以开发深水浅层天然气水合物。目前，一般采用海水作为水合物的举升介质，该方式需应用专门的举升泵，成本高，可靠性低，并且水合物在举升过程中会分解为水及天然气，不利于后期的输送。深海浅层天然气水合物占天然气水合物总储量的80％，却并没有适合的开采方法和设备。这样的情况影响了天然气能源的利用率，不利于全球能源供给。本专利技术应用天然气举升水合物，利用了水合物与水在特定温度与压力条件下与水合物可以相互转化的特征，开采设备简单，且水合物在工作船上以固态形式存储与运输，效率高，成本低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种天然气水合物的开采处理装置，能够对深海浅层天然气水合物进行开采，大幅度提高全球天然气水合物的可利用率。本专利技术的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种天然气水合物的开采处理装置，所述开采处理装置包括：初处理组件；所述初处理组件用于开采深海浅层天然气水合物并将所述天然气水合物粉碎并初步分离为物料，所述物料包括水合物固体颗粒、液体水及天然气；传输组件；所述传输组件用于将所述物料输送至位于海面工作船上的收集组件；收集组件；所述收集组件用于将所述传输组件输送的所述物料分离为天然气、水及水合物固体颗粒，并分别存储或处理；注气组件；所述注气组件用于调节所述收集组件分离的天然气的温度和压力，并将所述天然气回注到所述传输组件。作为一种优选的实施方式，所述初处理组件包括：开采件、粉碎件、分离件、泵送件；所述开采件用于开采天然气水合物；所述粉碎件用于将所述开采件开采的所述天然气水合物粉碎并输送至所述分离件；所述分离件用于将所述粉碎件输入的所述天然气水合物颗粒进行初步分离从而去除杂质，并将分离后的水合物颗粒、水及天然气输送至泵送件；所述泵送件用于将所述分离件输入的所述水合物颗粒、水及天然气泵送至传输组件。作为一种优选的实施方式，所述传输组件包括连接软管和输送立管；所述连接软管两端分别连接所述输送立管与所述泵送件，用于将所述泵送件输入的所述物料输送至所述输送立管；所述输送立管将所述连接软管输入的所述物料输送至所述收集组件。作为一种优选的实施方式，所述收集组件包括与所述输送立管相连接的多相流分离器；所述多相流分离器用于将所述物料中的天然气、水、水合物固体颗粒分离；与所述多相流分离器相连接的水合物储箱；所述水合物储箱用于存储所述多相流分离器分离出的水合物固体颗粒并维持其固体状态；与所述多相流分离器相连接的储气罐；所述储气罐用于存储所述多相流分离器分离出的天然气；与所述多相流分离器相连接的废水处理池；所述废水处理池用于处理所述多相流分离器分离出的水。作为一种优选的实施方式，所述注气组件包括：注气调节件、注气干路、注气支路；注气调节件；所述注气调节件用于向注气干路注入所述储气罐中的部分天然气；所述注气调节件设有对天然气加热的温度调节件及用于增加出口压力的增压单元，以控制所述输送立管内流场的温度和压力；注气干路；所述注气干路输送所述注气调节件注入的所述天然气至所述注气支路；注气支路；所述注气支路输送所述注气干路输入的所述天然气至所述输送立管。作为一种优选的实施方式，所述输送立管包括节点连接件；所述节点连接件设于所述输送立管并与注气支路相通；所述节点连接件设有用于控制注气支路的注气状态的阀门。作为一种优选的实施方式，所述节点连接件为多个；所述注气干路与位于所述干路下游的多个注气支路相通；所述节点连接件与所述注气支路一一对应连接；多个所述注气支路通过多个所述节点连接件选择性地与所述输送立管连通。作为一种优选的实施方式，所述节点连接件设有控制所述支路向所述输送立管内输入气体的流量阀；所述储气罐具有检测其内部气体量的压力检测装置。作为一种优选的实施方式，所述节点连接件还设有检测其温度的温度传感器。作为一种优选的实施方式，所述开采处理装置还包括：控制器；所述控制器与所述压力检测装置、所述温度传感器及所述流量阀连接；所述控制器能够在所述检测装置检测到的气体量到达预定值时控制所述流量阀的开度；所述控制器能够根据所述温度传感器所检测的温度控制所述流量阀的开度和/或所述注气调节件加热的温度。作为一种优选的实施方式，所述水合物储箱还与所述储气罐相连通。作为一种优选的实施方式，所述连接软管与所述泵送件、所述输送立管的连接均为柔性连接。作为一种优选的实施方式，所述连接软管为柔性管。作为一种优选的实施方式，所述开采处理装置还包括：船体；所述收集组件、分离组件设置于所述船体上。本专利技术的特点和优点是：本申请所提供的天然气水合物的开采处理装置用于开采处于深海浅层的天然气水合物。所述开采处理组件通过设置初处理组件、传输组件、收集组件与注气组件对天然气水合物进行开采。在开采作业时，首先利用所述初处理装置将块状的天然气水合物进行开采并初步粉碎成可传输物料，再利用所述传输组件将在开采过程中天然气水合物分解的产物与粉碎得到的颗粒状固体输送至分离装置。在分离装置中进一步将颗粒状天然气水合物固体粉碎至预定大小，并对天然气气体、水与仍未分解的天然气水合物固体进行分离。在进行对天然气气体进行分离之后，利用收集组件收集分离之后的天然气气体，并将部分天然气回注到所述传输组件，保证所述传输组件对颗粒物的正常输送工作，实现了处于深海浅层的天然气水合物的开采，从而能够大幅度提高全球天然气水合物的利用率。参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然气水合物的开采处理装置，其特征在于，所述开采处理装置包括：/n初处理组件；所述初处理组件用于开采深海浅层天然气水合物并将所述天然气水合物粉碎并初步分离为物料，所述物料包括水合物固体颗粒、液体水及天然气；/n传输组件；所述传输组件用于将所述物料输送至位于海面工作船上的收集组件；/n收集组件；所述收集组件用于将所述传输组件输送的所述物料分离为天然气、水及水合物固体颗粒，并分别存储或处理；/n注气组件；所述注气组件用于调节所述收集组件分离的天然气的温度和压力，并将所述天然气回注到所述传输组件。/n

【技术特征摘要】
1.一种天然气水合物的开采处理装置，其特征在于，所述开采处理装置包括：
初处理组件；所述初处理组件用于开采深海浅层天然气水合物并将所述天然气水合物粉碎并初步分离为物料，所述物料包括水合物固体颗粒、液体水及天然气；
传输组件；所述传输组件用于将所述物料输送至位于海面工作船上的收集组件；
收集组件；所述收集组件用于将所述传输组件输送的所述物料分离为天然气、水及水合物固体颗粒，并分别存储或处理；
注气组件；所述注气组件用于调节所述收集组件分离的天然气的温度和压力，并将所述天然气回注到所述传输组件。


2.如权利要求1所述的天然气水合物的开采处理装置，其特征在于，所述初处理组件包括：开采件、粉碎件、分离件、泵送件；
所述开采件用于开采天然气水合物；
所述粉碎件用于将所述开采件开采的所述天然气水合物粉碎并输送至所述分离件；
所述分离件用于将所述粉碎件输入的所述天然气水合物颗粒进行初步分离从而去除杂质，并将分离后的水合物颗粒、水及天然气输送至泵送件；
所述泵送件用于将所述分离件输入的所述水合物颗粒、水及天然气泵送至传输组件。


3.如权利要求2所述的天然气水合物的开采处理装置，其特征在于，所述传输组件包括连接软管和输送立管；
所述连接软管两端分别连接所述输送立管与所述泵送件，用于将所述泵送件输入的所述物料输送至所述输送立管；
所述输送立管将所述连接软管输入的所述物料输送至所述收集组件。


4.如权利要求3所述的天然气水合物的开采处理装置，其特征在于，所述收集组件包括与所述输送立管相连接的多相流分离器；所述多相流分离器用于将所述物料中的天然气、水、水合物固体颗粒分离；
与所述多相流分离器相连接的水合物储箱；所述水合物储箱用于存储所述多相流分离器分离出的水合物固体颗粒并维持其固体状态；
与所述多相流分离器相连接的储气罐；所述储气罐用于存储所述多相流分离器分离出的天然气；
与所述多相流分离器相连接的液体处理装置；所述液体处理装置用于处理所述多相流分离器分离出的水。


5.如权利要求4所述的天然气水合物的开采处理装置，其特征在于，所述注气组件包括：注气调节件、注气干路、注气支路；
注气调节件；所述注气调节件用于向注气干路注入所述储气罐中的部分天然气；

【专利技术属性】
技术研发人员：冯军凯，林方坚，赫东海，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11