一种深海水合物生产管柱的加热装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于能源开发技术领域，涉及一种深海水合物生产管柱的加热装置和方法，包括：套管、至少两个发电模块和加热模块，套管，用于将发电模块和加热模块与水合物生产管柱固定；发电模块和加热模块均套设在套管上，加热模块设置在两个发电模块之间，发电模块通过输电线与加热模块连接，并为加热模块供电。本发明专利技术通过设置加热模块避免了在开采过程中二次形成水合物，通过设置多层具有叶片的发电模块，能够有效捕获起伏不一的波浪能，为装置提供稳定的电能。电能。电能。

【技术实现步骤摘要】
一种深海水合物生产管柱的加热装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种深海水合物生产管柱的加热装置和方法，属于能源开发
，特别涉及深海水合物开发


技术介绍

[0002]随着社会的不断发展，传统的能源煤、石油等的消耗日趋增加。寻找新型高效的清洁能源成为当下社会发展的必要前提。在高压低温特殊条件下形成的，非传统类型的类似冰状的固体结晶物质天然气水合物的出现，很有可能改变现有的世界能源格局。天然气水合物具有分布广泛、埋藏深度浅、燃烧后污染小等优点。根据资料可知，天然气水合物的资源储量是传统型能源储量的两倍，是世界日后重要的能源，因此应该加快深海水合物资源高效安全开发，充分利用海洋资源。
[0003]目前，深海水合物采集主要通过深海水合物生产管柱实现，深海水合成生产管柱内流态复杂，固液气三相共存，但水合物由于记忆效应在多组分天然气混合状态下非常容易出现二次形成水合物，其次，深海中存在风能、潮汐能、波浪能、海流能等诸多能量，导致海浪的升沉起伏运动会受到各种能量的影响，而缺少规律性。深海水合物生产管柱通常是利用海浪的能量进行其自身的供电，但由于海浪的能量不具有规律性导致供电的电量不稳定，无法用于深海水合物生产管柱，而设置电池管理系统或储能装置会显著增加装置的重量和成本，不利于深水水合物开采。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种深海水合物生产管柱的加热装置和方法，其通过设置加热模块避免了在开采过程中二次形成水合物。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提出了以下技术方案：一种深海水合物生产管柱的加热装置，包括：套管、至少两个发电模块和加热模块，套管，用于将发电模块和加热模块与水合物生产管柱固定；发电模块和加热模块均套设在套管上，加热模块设置在两个发电模块之间，发电模块通过输电线与加热模块连接，并为加热模块供电。
[0006]进一步，发电模块包括发电线圈、叶片轴承和发电叶片套，发电线圈缠绕在套管上，叶片轴承套设在发电线圈外，将发电线圈包裹在叶片轴承内，发电叶片套套设在叶片轴承上。
[0007]进一步，发电模块的输电线分别设置在套管的上下两端。
[0008]进一步，发电叶片套和叶片轴承之间设有一对磁极，两个磁极相对于叶片轴承的轴对称设置。
[0009]进一步，发电线圈与发电叶片套的轴向长度相同。
[0010]进一步，发电叶片套上设置有若干均匀分布的发电叶片，发电叶片为平轴叶片。
[0011]进一步，加热模块包括缠绕在套管外的加热电极线圈和包裹在加热电极线圈外的隔水套管。
[0012]本专利技术还公开了一种深海水合物生产管柱的加热方法，包括：安装上述任一项深海水合物生产管柱的加热装置；将加热装置套在水合物生产管柱外侧，并放置在海洋环境中；当海流流经套管，并与发电叶片存在攻角时，海水冲击发电叶片产生扭矩，推动发电叶片套绕套管旋转，产生电流；发电叶片产生的电流通过发电线圈使得加热电极线圈产生热量，加热水合物生产管柱。
[0013]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0014]1、本专利技术通过设置加热模块避免了在开采过程中二次形成水合物，通过设置多层具有叶片的发电模块，能够有效捕获起伏不一的波浪能，为装置提供稳定的电能。
[0015]2、本专利技术充分利用了海洋流自主发电，有效解决了深海发电问题，不仅发电方式绿色环保，同时解决了水合物生产管柱的加热能耗问题，防止水合物二次生成。
[0016]3、本专利技术的发电叶片可以在海流的冲击下旋转，适应复杂多变的海洋环境。
附图说明
[0017]图1是本专利技术一实施例中深海水合物生产管柱的加热装置的结构示意图；
[0018]图2是本专利技术一实施例中加热装置的内部结构示意图；
[0019]图3是本专利技术一实施例中加热模块的结构示意图；
[0020]图4是本专利技术一实施例中加热装置的俯视图；
[0021]图5是本专利技术一实施例中半日周期内潮流流速随时间变化的模拟曲线；
[0022]图6是本专利技术一实施例中叶轮功率系数随叶尖速比的变化曲线。
[0023]附图标记：
[0024]1‑
深海水合物生产管柱；2
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套管；3
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发电模块；4
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加热模块；5
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叶片轴承；6
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发电叶片套；7
‑
发电叶片；8
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隔水套管；9
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发电线圈；10
‑
加热电极线圈；11
‑
磁极。
具体实施方式
[0025]为了使本领域技术人员更好的理解本专利技术的技术方向，通过具体实施例对本专利技术进行详细的描绘。然而应当理解，具体实施方式的提供仅为了更好地理解本专利技术，它们不应该理解成对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，所用到的术语仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0026]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0027]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0028]针对深海水合物容易出现二次形成水合物，且深海作业时，携带蓄电池等电源，一方面会显著增加深海水合物生产管柱1的重量，另一方面，深海作业有可能时间很长，电源
不能充电，有可能还没有完成水合物开采，电源就已经没有电了。而且采用蓄电池等电源需要另外消耗能量，不够节能环保。故本专利技术提供了一种深海水合物生产管柱1的加热装置和方法，该装置通过加热装置对深海水合物生产管柱1进行加热，避免生产管柱温度过低导致二次形成水合物，而通过设置发电叶片7将海浪的动能转换为电能，输送至加热装置，为加热装置进行供电。本专利技术充分利用了海洋流自主发电，有效解决了深海发电问题，不仅发电方式绿色环保，同时解决了水合物生产管柱的加热能耗问题，防止水合物二次生成。
[0029]图1是本专利技术一实施例中深海水合物生产管柱1的加热装置的结构示意图，如图1所示，本实施例中的深海水合物生产管柱1的加热装置，包括：套管2、两个发电模块3和加热模块4，其中，套管2套设在水合物生产管柱上，用于将发电模块3和加热模块4固定在深海水合物生产管柱1上；发电模块3和加热模块4均套设在套管2上，加热模块4设置在两个发电模块3之间，即两个发电模块3设置在该套管2的两端，加热模块4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深海水合物生产管柱的加热装置，其特征在于，包括：套管、至少两个发电模块和加热模块，所述套管，用于将所述发电模块和加热模块与水合物生产管柱固定；所述发电模块和加热模块均套设在所述套管上，所述加热模块设置在两个所述发电模块之间，所述发电模块通过输电线与所述加热模块连接，并为所述加热模块供电。2.如权利要求1所述的深海水合物生产管柱的加热装置，其特征在于，所述发电模块包括发电线圈、叶片轴承和套，所述发电线圈缠绕在所述套管上，所述叶片轴承套设在所述发电线圈外，将所述发电线圈包裹在所述叶片轴承内，所述发电叶片套套设在所述叶片轴承上。3.如权利要求2所述的深海水合物生产管柱的加热装置，其特征在于，所述发电模块的输电线分别设置在所述套管的上下两端。4.如权利要求2所述的深海水合物生产管柱的加热装置，其特征在于，所述发电叶片套和所述叶片轴承之间设有一对磁极，两个所述磁极相对于所述叶片轴承的轴对称设置。5.如权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清平，李中，何玉发，庞维新，黄婷，宋金泽，朱军龙，刘畅，刘永飞，宋本健，周云健，樊奇，葛阳，
申请(专利权)人：中海油研究总院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：