一种天然气水合物预裂采掘系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种天然气水合物预裂采掘系统，海上采掘系统包括装载有封装仓的海上作业船，在海上作业船上设置有塔台控制器，塔台控制器一侧设置有海洋钻机，海洋钻机一侧设置有液态二氧化碳储液罐，液态二氧化碳储液罐与增压站相连接，在增压站的一侧设置有脐带电缆收线盘，脐带电缆收线盘的一侧设置有输液软管收线盘，输液软管收线盘的一侧设置有绞车，绞车的输出端设置有连接头；所述的底采掘系统包括海底视频和与连接头相连接的流体连接器和电源及信号插接器，其中流体连接器通过管道与预裂管相连通，电源及信号插接器通过导线与预裂管相连接；对我国海洋矿藏的开发具有深远的意义，产品也可在陆地领域进行应用，具有很好的社会和经济效益。
【专利说明】
一种天然气水合物预裂采掘系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及新能源开发领域，具体涉及一种天然气水合物预裂采掘系统。
【背景技术】
[0002]天然气水合物即“可燃冰”，是深藏于海底或陆地冻土层以下的超级洁净能源。其甲烷含量高达包分之九十九，燃点低，对环境温度较为敏感，常温下20°C即发生分解。目前全球尚无安全完善的装备能够大规模商业开发，均处在研究探索阶段。现有采掘方式是采用水下机械挖掘，其生产率低，成本高昂，且不易成型，给收储封存带来困难，造成资源浪费，同时对深海生态环境带来危害，并且极易诱发地质灾害，存在诸多的安全隐患。
[0003]因此，提供一种结构简单，操作方便，工作和运行效率高，安全系数高，环保高效，成品率高的天然气水合物预裂采掘系统，具有广泛的市场前景。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本实用新型提供一种结构简单，操作方便，工作和运行效率高，安全系数高，环保高效，成品率高的天然气水合物预裂采掘系统，用于解决现有技术中存在的缺陷。
[0005]本实用新型的技术方案是这样实现的:一种天然气水合物预裂采掘系统，包括海上采掘系统和海底采掘系统，所述的海上采掘系统包括装载有封装仓的海上作业船，在海上作业船上设置有塔台控制器，塔台控制器一侧设置有海洋钻机，海洋钻机一侧设置有液态二氧化碳储液罐，液态二氧化碳储液罐与增压站相连接，在增压站的一侧设置有脐带电缆收线盘，脐带电缆收线盘的一侧设置有输液软管收线盘，输液软管收线盘的一侧设置有绞车，绞车的输出端设置有连接头;所述的底采掘系统包括海底视频和与连接头相连接的流体连接器和电源及信号插接器，其中流体连接器通过管道与预裂管相连通，电源及信号插接器通过导线与预裂管相连接。
[0006]所述的预裂管的内部设置有中间大两端小的空腔，在空腔的顶部设置有加热器，加热器的顶部设置有罐装口，在空腔的底部安装有释放电磁阀，空腔通过罐装口与流体连接器相连通，流体连接器与真空输液软管相连通，真空输液软管与增压站相连通，增压站与液态二氧化碳储液罐相连通，加热器和释放电磁阀通过导线与电源及信号插接器相连接，电源及信号插接器与脐带电缆线相连接，脐带电缆线与塔台控制器相连接。
[0007]所述的增压站、海洋钻机和绞车均通过导线与塔台控制器相连接，所述的海底视频设置在海底采掘面上，海底视频通过导线与塔台控制器相连接。
[0008]所述的真空输液软管的一端设置在输液软管收线盘上，真空输液软管的另一端与活动安装在连接头一侧的流体连接器相连通，所述的脐带电缆线的一端设置在脐带电缆收线盘上，脐带电缆线的另一端与活动安装在连接头一侧的电源及信号插接器相连接。
[0009]本实用新型具有如下的积极效果:本实用新型利用超临界二氧化碳相变膨胀原理产生的动能进行工业化开发，不仅生产效率高，成本低廉，而且对海洋生态环境和海底地质结构不构成威胁，成品率高，不产生有害物质，无高频振荡破出现，全部作业过程在高压低温状态下进行，并且二氧化碳具有阻燃作用，无安全隐患。本实用新型突破了商业开发的技术瓶颈，解决了世界上现存的可燃冰开采难题，为全人类低碳经济和循环经济的发展提供了强有力的技术支撑，具有很好的社会和经济效益。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型海上作业船结构示意图。
[0011]图2为本实用新型运行状态结构示意图之一。
[0012]图3为本实用新型运行状态结构示意图之二。
[0013]图4为本实用新型运行状态结构示意图之三。
[0014]图5为本实用新型预裂管结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1、2、3、4、5所示，一种天然气水合物预裂采掘系统，包括海上采掘系统和海底采掘系统，所述的海上采掘系统包括装载有封装仓10的海上作业船I，在海上作业船I上设置有塔台控制器2，塔台控制器2—侧设置有海洋钻机3，海洋钻机3—侧设置有液态二氧化碳储液罐5，液态二氧化碳储液罐5与增压站4相连接，在增压站4的一侧设置有脐带电缆收线盘6，脐带电缆收线盘6的一侧设置有输液软管收线盘7，输液软管收线盘7的一侧设置有绞车8，绞车8的输出端设置有连接头9;所述的底采掘系统包括海底视频11和与连接头9相连接的流体连接器16和电源及信号插接器15，其中流体连接器16通过管道与预裂管20相连通，电源及信号插接器15通过导线与预裂管20相连接。
[0016]所述的预裂管20的内部设置有中间大两端小的空腔21，在空腔21的顶部设置有加热器19，加热器19的顶部设置有罐装口 18，在空腔21的底部安装有释放电磁阀22，空腔21通过罐装口 18与流体连接器16相连通，流体连接器16与真空输液软管14相连通，真空输液软管14与增压站4相连通，增压站4与液态二氧化碳储液罐5相连通，加热器19和释放电磁阀22通过导线与电源及信号插接器15相连接，电源及信号插接器15与脐带电缆线13相连接，脐带电缆线13与塔台控制器2相连接。所述的增压站4、海洋钻机3和绞车8均通过导线与塔台控制器2相连接，所述的海底视频11设置在海底采掘面上，海底视频11通过导线与塔台控制器2相连接。所述的真空输液软管14的一端设置在输液软管收线盘7上，真空输液软管14的另一端与活动安装在连接头9 一侧的流体连接器16相连通，所述的脐带电缆线13的一端设置在脐带电缆收线盘6上，脐带电缆线13的另一端与活动安装在连接头9 一侧的电源及信号插接器15相连接。
[0017]本产品在具体操作时，个设备器件密切配合，掌握海底勘探资料，确定可燃冰位置、深度、面积及厚度等参数，落实海平面至作业面深度，计算动力源功率，查验管路和线路以及信号控制稳定性。上述准备工作完成后，将脐带电缆线13、真空输液软管14和海底视频11通过绞车8输出端设置的连接头9依次缓慢送抵海底作业面，有潜水员配合海洋钻机3在作业面打孔12，并启动增压站4利用液态二氧化碳储液罐5通过真空输液软管14对预裂管20加注液态二氧化碳到空腔21内。达到饱和状态后，自动停止灌装。将预裂管20埋设到孔12中，通过塔台控制器2开启加热器19对空腔21内的液态二氧化碳瞬间加热，五秒钟后，释放电磁阀22自动开启，此时急剧膨胀的高压气液通过释放电磁阀22端口作用于可燃冰体并将其撕裂为块状，潜水员操作水下机械抓斗对其进行移送到封装仓10内密封，然后绞车8将封装仓10拖拽至船体舱位，如此反复进行大面积开发。
[0018]本实用新型对我国海洋矿藏的开发具有深远的意义，产品也可在陆地领域进行应用，具有很好的社会和经济效益。
【主权项】
1.一种天然气水合物预裂采掘系统，包括海上采掘系统和海底采掘系统，其特征在于:所述的海上采掘系统包括装载有封装仓(10)的海上作业船(1)，在海上作业船(I)上设置有塔台控制器(2)，塔台控制器(2)—侧设置有海洋钻机(3)，海洋钻机(3)—侧设置有液态二氧化碳储液罐(5)，液态二氧化碳储液罐(5)与增压站(4)相连接，在增压站(4)的一侧设置有脐带电缆收线盘(6)，脐带电缆收线盘(6)的一侧设置有输液软管收线盘(7)，输液软管收线盘(7 )的一侧设置有绞车(8 )，绞车(8 )的输出端设置有连接头(9 );所述的底采掘系统包括海底视频(11)和与连接头(9)相连接的流体连接器(16)和电源及信号插接器(15)，其中流体连接器(16)通过管道与预裂管(20)相连通，电源及信号插接器(15)通过导线与预裂管(20)相连接。2.根据权利要求1所述的天然气水合物预裂采掘系统，其特征在于:所述的预裂管(20)的内部设置有中间大两端小的空腔(21)，在空腔(21)的顶部设置有加热器(19)，加热器(19)的顶部设置有罐装口(18)，在空腔(21)的底部安装有释放电磁阀(22)，空腔(21)通过罐装口(18)与流体连接器(16)相连通，流体连接器(16)与真空输液软管(14)相连通，真空输液软管(14)与增压站(4)相连通，增压站(4)与液态二氧化碳储液罐(5)相连通，加热器(19)和释放电磁阀(22)通过导线与电源及信号插接器(15)相连接，电源及信号插接器(15)与脐带电缆线(13)相连接，脐带电缆线(13)与塔台控制器(2)相连接。3.根据权利要求1所述的天然气水合物预裂采掘系统，其特征在于:所述的增压站(4)、海洋钻机(3)和绞车(8)均通过导线与塔台控制器(2)相连接，所述的海底视频(11)设置在海底采掘面上，海底视频(11)通过导线与塔台控制器(2)相连接。4.根据权利要求2所述的天然气水合物预裂采掘系统，其特征在于:所述的真空输液软管(14)的一端设置在输液软管收线盘(7)上，真空输液软管(14)的另一端与活动安装在连接头(9) 一侧的流体连接器(16)相连通，所述的脐带电缆线(13)的一端设置在脐带电缆收线盘(6)上，脐带电缆线(13)的另一端与活动安装在连接头(9)一侧的电源及信号插接器(15)相连接。
【文档编号】E21B43/01GK205558878SQ201521108650
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年12月29日
【发明人】王海平, 王坤
【申请人】河南汉唐安科聚能科技股份有限公司