本发明专利技术公开了一种基于半潜式钻井平台的绿色能源激光钻井装置，该装置包括基于半潜式钻井平台的绿色能源收集装置、基于半潜式钻井平台的绿色能源转化与储能装置和基于半潜式钻井平台的激光钻井装置；所述绿色能源收集装置收集风能、太阳能、波浪能和压力能产生电能，经过绿色能源转化与储能装置转化后储存在储能装置中，为激光钻井装置供电。该钻井装置，在保护环境和节约资源的前提下，运用可再生的绿色能源配合特定的机械结构进行发电，并运用激光钻井技术进行海洋深水钻井；该发明专利技术结构设计简便、合理，充分利用绿色能源；提高油气井的质量，增加经济效益。增加经济效益。增加经济效益。
【技术实现步骤摘要】
一种基于半潜式钻井平台的绿色能源激光钻井装置
[0001]本专利技术属于海洋石油和天然气钻井
，具体涉及一种基于半潜式钻井平台的绿色能源激光钻井装置。
技术介绍
[0002]海洋蕴含着丰富的油气资源，是巨大的资源宝库。现阶段，随着海洋油气勘探技术的发展，探明储量不断增加，愈发需要先进的开采技术来获取海洋石油和天然气。海洋钻井与陆地钻井既包含众多技术相通的地方，又因为其钻井环境的复杂性与不确定性带来诸多风险与挑战。一方面海洋钻井面临着包括海底低温环境、天然气水合物、浅层气、台风等在内的不确定性因素，另一方面高技术、高成本、高风险也带来了高回报和巨大的经济效益。
[0003]海洋作为重要的资源宝库，蕴含着大量的绿色清洁能源，其中最常见的就是波浪能、潮汐能；除此之外，在海洋环境中还存在着太阳能、风能等较为常见的绿色能源。太阳能、风能、波浪能等绿色清洁能源可以在一定条件下，通过特定的机构进行能量转化，运用能量守恒定律使得这些绿色清洁能源转变为电能，从而最终为钻井作业提供必须的能量。
[0004]激光钻井作为一种新型钻井技术，不需要使用传统钻井工艺中的钻头、套管等设备。激光本质上就是将能量转化为光子，光子聚集成强光束，激光钻井便是运用强烈的激光束将岩石击碎、熔融甚至蒸发，从而达到钻井的效果。与传统钻井工艺相比，激光钻井除了不需要钻头等设备，钻井过程中还会在岩石上形成一层陶质层井壁，从而在一定程度上防止井喷的危害，提高钻井的安全性。就这一点而言，能够有效规避钻井过程对于半潜式钻井平台的潜在风险和安全隐患，对于海洋钻井的水下作业尤为重要。此外，激光钻井由于其经济性的综合考量，在陆地钻井中的应用尚未普及，然而随着激光器研发的不断推进、超短脉冲高功率激光技术的突破发展，在激光钻井技术愈发成熟的基础上，其独特性能可以很好地切合海洋钻井的需要，避免传统钻井工艺在水下作业的不便，对提高海洋钻井效益具有重要的现实意义。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是设计一种基于半潜式钻井平台的绿色能源激光钻井装置，能够使用绿色能源，采用激光钻井装置进行海上钻井。
[0006]本专利技术的技术方案是一种基于半潜式钻井平台的绿色能源激光钻井装置，该装置包括：基于半潜式钻井平台的绿色能源收集装置、基于半潜式钻井平台的绿色能源转化与储能装置和基于半潜式钻井平台的激光钻井装置；所述绿色能源收集装置收集风能、太阳能、波浪能和压力能产生电能，经过绿色能源转化与储能装置转化后储存在储能装置中，为激光钻井装置供电。
[0007]所述半潜式钻井平台包括浮体10、立柱20和上层甲板30，上层甲板30的下部设置有四个立柱20，每两个立柱20的下部设置有一个浮体10；
[0008]所述绿色能源收集装置包括绿色能源收集站40、压电材料地毯50、太阳能板60和
橡胶环70；所述绿色能源收集站40安装在上层甲板30上，用于收集风能、太阳能并转化为电能；所述压电材料地毯50铺设在上层甲板30上，用于将人行走时的压力能转化为电能；所述太阳能板60安装在半潜式钻井平台上，用于收集太阳能并转化为电能；所述橡胶环70安装在海面下的立柱20上，用于收集波浪能转化为电能。
[0009]所述绿色能源收集站40包括下端立柱41、上端立柱42、风扇43、风扇转向机构44、太阳能板45、立柱转向机构46、风向传感器感和光照传感器感；下端立柱41安装在上层甲板30上，下端立柱41与上端立柱42之间是转动副连接的立柱转向机构46，风扇43通过风扇转向机构44安装在上端立柱42上，太阳能板45安装在上端立柱42上；风向传感器感和光照传感器感用于感知风向和阳光方向，进而控制风扇43和太阳能板45的工作方向。
[0010]所述橡胶环70包括压电元件71和橡胶环套72；橡胶环70的横截面为空心的橡胶环套72，压电元件71安装在橡胶环套72的内表面。
[0011]所述绿色能源转化与储能装置包括整流滤波调制器和储能器，整流滤波调制器对绿色能源收集装置收集的风能、太阳能、波浪能和压力能产生的电能进行处理转化后储存在储能器中。
[0012]所述储能器为超导储能器。
[0013]所述激光钻井装置包括激光器801、井口装置802、钻杆803、隔水管804、电缆805、储能器806、液气分离装置807、除尘除渣装置808、回流管线809、钻井液泵810和海底管线811；所述激光钻井装置安装在上层甲板30上，激光器801安装在钻杆803的端部，井口装置802安置在海底的井口处，隔水管804安置在井口装置802与上层甲板30之间，电缆805将储能器806的电能输送给激光器801，隔水管804上端通过管道与液气分离装置807和除尘除渣装置808连通，除尘除渣装置808通过回流管线809与钻井液泵810连通，钻井液泵810通过海底管线811与井口装置802连通。
[0014]所述井口装置802包括防喷器、挠性部件和辅助部件。
[0015]本专利技术所提供的一种基于半潜式钻井平台的绿色能源激光钻井装置具有以下优点：
[0016]本专利技术的一种基于半潜式钻井平台的绿色能源激光钻井装置，在保护环境和节约资源的前提下，运用可再生的绿色能源配合特定的机械结构进行发电，并运用激光钻井技术进行海洋深水钻井；该专利技术结构设计简便、合理，充分利用绿色能源；提高油气井的质量，增加经济效益。
附图说明
[0017]图1是一种基于半潜式钻井平台的绿色能源激光钻井装置的立体示意图；
[0018]图2是绿色能源收集站的立体示意图；
[0019]图3是橡胶环安装在立柱上的剖视图；
[0020]图4是一种基于半潜式钻井平台的绿色能源激光钻井装置的原理框图；
[0021]图5是激光钻井装置的结构示意图；
[0022]附图中标号说明：
[0023]10
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浮体、20
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立柱、30
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上层甲板、40
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绿色能源收集站、41
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下端立柱、42
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上端立柱、43
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风扇、44
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风扇转向机构、45
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太阳能板、46
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立柱转向机构、50
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压电材料地毯、60
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太
阳能板、70
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橡胶环、71
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压电元件、72
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橡胶环套、801
‑
激光器、802
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井口装置、803
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钻杆、804
‑
隔水管、805
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电缆、806
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储能器、807
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液气分离装置、808
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除尘除渣装置、809
‑
回流管线、810
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钻井液泵、811
‑
海底管线；
具体实施方式...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于半潜式钻井平台的绿色能源激光钻井装置，其特征是：该装置包括：基于半潜式钻井平台的绿色能源收集装置、基于半潜式钻井平台的绿色能源转化与储能装置和基于半潜式钻井平台的激光钻井装置；所述绿色能源收集装置收集风能、太阳能、波浪能和压力能产生电能，经过绿色能源转化与储能装置转化后储存在储能装置中，为激光钻井装置供电。2.根据权利要求1所述的一种基于半潜式钻井平台的绿色能源激光钻井装置，其特征是：所述半潜式钻井平台包括浮体(10)、立柱(20)和上层甲板(30)，上层甲板(30)的下部设置有四个立柱(20)，每两个立柱(20)的下部设置有一个浮体(10)；所述绿色能源收集装置包括绿色能源收集站(40)、压电材料地毯(50)、太阳能板(60)和橡胶环(70)；所述绿色能源收集站(40)安装在上层甲板(30)上，用于收集风能、太阳能并转化为电能；所述压电材料地毯(50)铺设在上层甲板(30)上，用于将人行走时的压力能转化为电能；所述太阳能板(60)安装在半潜式钻井平台上，用于收集太阳能并转化为电能；所述橡胶环(70)安装在海面下的立柱(20)上，用于收集波浪能转化为电能。3.根据权利要求2所述的一种基于半潜式钻井平台的绿色能源激光钻井装置，其特征是：所述绿色能源收集站(40)包括下端立柱(41)、上端立柱(42)、风扇(43)、风扇转向机构(44)、太阳能板(45)、立柱转向机构(46)、风向传感器感和光照传感器感；下端立柱(41)安装在上层甲板(30)上，下端立柱(41)与上端立柱(42)之间是转动副连接的立柱转向机构(46)，风扇(43)通过风扇转向机构(44)安装在上端立柱(42)上，太阳能板(45)安装在上端立柱(42)上；风向传感器感和光照传感器感用于感知风向和阳光方向，进而控制风扇(43)和太阳能板(45)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹宜勇，张伯伦，李浩，齐林山，王立琰，丁雨焘，曲从锋，刘斌辉，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：
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