一种处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到开采海底底层天然气水合物的方法与装置，尤其涉及到处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置。
【背景技术】
[0002]天然气水合物是由天然气和水在低温高压下形成的似冰状的白色固体物质，它分布于海底、海洋沉积物和陆地永久冻土带中。因其天然气组分多以甲烷为主，又称甲烷水合物。据初步预测，全球天然气水合物所含天然气中的有机碳为石油、天然气和煤等化石燃料所含有机碳总量的2倍，被认为是继煤、石油天然气之后的重要后续能源。因此，对天然气水合物的调查和研宄成为近年来国际地学界的热点。
[0003]作为未来新能源的天然气水合物，同时也是一种危险的能源。有关天然气水合物的开发利用就象一柄“双刃剑”，需要加以非常小心谨慎的对待。在考虑其资源价值的同时，必须充分注意到有关的开发利用可能给人类带来的严重环境灾难。正如很多科学家们一再警告的那样:如果天然气水合物的开采不当，将会加剧全球气候变暖趋势，这种作用最终将使全球气候变得不稳定，从而造成环境灾害，严重危及人类自身的生存。也就是说，在天然气水合物开发利用的设计和实施阶段，必须有足够的防范意识和技术措施，防止或尽可能减少天然气水合物开发利用造成的环境影响。
[0004]我国在天然气水合物的研宄方面起步晚，目前还没有形成能够运用各种探测技术有效地进行海洋天然气水合物研宄和评估的科学技术队伍。严格地来说，对相关的探测技术还不熟悉，缺乏基本训练，知识和能力与国外先进的研宄中心和大学相比，相差甚远。在“九五”期间，国土资源部开展了“中国海域气体水合物的找矿前景研宄计划”，在南海进行初步的反射地震区域性调查工作，取得了 4600km高分辨率地震观测记录。最近，“十五”海洋“863”计划中又设立了“海洋天然气水合物探测方法”研宄课题，扩大了研宄方法和技术的范围。拟通过地球物理、地球化学与取样的联合为我国南海的天然气水合物形成与赋存条件进行研宄，同时开发有效进行天然气水合物综合探测的新技术与资源量评估技术，为今后大规模开展工业调查与实用化提供科学技术支撑和培养专业人才。目前许多有关天然气水合物分解的动力学问题尚不清楚，开采技术和工艺还只停留在理论和实验阶段，目前人们根据天然气水合物的物理学性质总结了三种主要的开采方法:
[0005](I)热激发法。此方法主要是将蒸气、热水、热盐水或其它热流体从地面泵入天然气水合物地层，也可采用开采重油时使用的火驱法或利用钻柱加热器，使温度上升达到天然气水合物分解。热开采技术主要的不足之处是会造成大量的热损失，效率很低，特别是在永久冻土区，即使利用绝热管道，永冻层也会降低传递给储集层的有效热量。
[0006](2)化学试剂法。某些化学试剂，诸如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等可以改变天然气水合物形成的相平衡条件，降低天然气水合物的稳定温度。当将上述化学试剂从井孔泵入后，就会引起天然气水合物的分解。化学试剂法较热激发法作用缓慢，但确有降低能源消耗的优点，但它最大的缺点是费用太昂贵。而且由于大洋中天然气水合物所处的压力较高，也不宜采用此方法。
[0007](3)减压法。通过降低压力能达到天然气水合物分解的目的，一般是通过天然气水合物层之下的游离气聚集层中“降低”天然气压力或形成一个天然气“囊”(由热激发或化学试剂作用人为形成)，与天然气接触的天然气水合物变得不稳定井且分解为天然气和水。减压法最大的特点是不需要昂贵的连续激发，因而可能成为今后大规模开采天然气水合物的有效方法之一。
【发明内容】
[0008]为克服上述现有技术不足，本发明提供一种处理海底管道中天然气水合物浆液的方法及装置，将海底底层的天然气水合物输送到海上容器内，然后将部分表面温度较高的海水加热成过热蒸汽，利用过热蒸汽加热天然气水合物使其变为天然气气体，而温度较高的天然气气体经热交换器后将部分能量传给温度较低的海水，从热交换器流出的天然气气体即为我们所需要的能源。此装置不仅简单易行，而且使能量得到了充分利用，提高了能量利用率。
[0009]本发明采用的技术方案如下:包括方法中采用的装置有一个搅拌机、安装在海底中的分离器、混合流体管道、输送混合流体的第一离心泵、容器、热交换器、海水流体管道、输送海水的第二离心泵、输送海水的第三离心泵、锅炉。
[0010]所述的处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置，其特征在于，将分离器分离出的混合流体输送到容器，经锅炉加热后的过热蒸汽输送到容器，容器内的过热蒸汽加热混合流体，天然气水合物吸收热量后成为温度较高的气体，经与部分海水进行热交换后即为我们所需要的气体。
[0011]所述的处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置，其特征在于，从锅炉中得到的温度较高的气体经热交换器把部分能量传给了海水，提高了能量的利用效率。
[0012]所述的处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置，其特征在于，经过分离器作用能得到天然气水合物、水、气体的混合流体。
[0013]所述的处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置，其特征在于，在锅炉中加热海水使其成为过热蒸汽。
[0014]所述的处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置，其特征在于，过热蒸汽在容器内加热混合流体，吸收热量后的天然气水合物成为气体。
[0015]发明的优点
[0016]与众多装置方法相比，本发明具有明显的特点。较好地克服了现有开采海洋天然水合物各种方法的弊端，设备简单、操作方便、成本低廉、能量利用率高，可以应用于大规模处理海底管道中天然气水合物浆液，为人类大规模利用海洋天然气资源找到了一条新途径。
【附图说明】
[0017]下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明:
[0018]图1为处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置示意图；
【具体实施方式】
[0019]下面根据附图具体说明一下本发明具体处理海底管道中天然气水合物浆液的装置及方法。
[0020]所述的处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置，其特征在于，将分离器分离出的混合流体输送到容器，经锅炉加热后的过热蒸汽输送到容器，容器内的过热蒸汽加热混合流体，天然气水合物吸收热量后成为温度较高的气体，经与部分海水进行热交换后即为我们所需要的气体。
[0021]所述的处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置，其特征在于，从锅炉中得到的温度较高的气体经热交换器把部分能量传给了海水，提高了能量的利用效率。
[0022]所述的处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置，其特征在于，经过分离器作用能得到天然气水合物、水、气体的混合流体。
[0023]所述的处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置，其特征在于，在锅炉中加热海水使其成为过热蒸汽。
[0024]所述的处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置，其特征在于，过热蒸汽在容器内加热混合流体，吸收热量后的天然气水合物成为气体。
[0025]附图1中的数字表示以下部件
[0026]1、搅拌机
[0027]2、分离器
[0028]3、天然气水合物输送管道
[0029]4、第一离心泵
[0030]5、容器
[0031]6、热交换器
[0032]7、海水输送管道
[0033]8、第二离心泵
[0034]9、第三离心泵
[0035]10、锅炉。
【主权项】
1.一种处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置:方法中采用的装置有一个搅拌机(1)，安装在海底中的分离器(2)，混合流体管道(3)，输送混合流体的第一离心泵(4)，容器(5)，热交换器￠)，海水流体管道(7)，输送海水的第二离心泵(8)，输送海水的第三离心泵(9)，锅炉(10);其特征在于:在海底天然气水合物层利用搅拌机(I)粉碎天然气水合物进行开采，将水合物、泥沙以及分解气体的混合物排到位于海底的泥沙分离装置(2)，分离后的水合物、气体和水的混合流体通过管道(3)利用第一离心泵(4)被输送到位于海面上的容器(5)，第三离心泵(9)将海面的温度较高的海水输入锅炉(10)，第二离心泵(8)将部分海水经过管道(7)输送到热交换器￠)，将锅炉中的海水加热成过热蒸汽后输入容器(5)，分解出的天然气经管道输送到热交换器(6)进行热量交换。经热交换器(6)流出的气体即为我们所需的物质。2.如权利要求1所述的处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置，其特征在于，将分离器分离出的混合流体输送到容器，经锅炉加热后的过热蒸汽输送到容器，容器内的过热蒸汽加热混合流体，天然气水合物吸收热量后成为温度较高的气体，经与部分海水进行热交换后即为我们所需要的气体。3.如权利要求1所述的处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置，其特征在于，从锅炉中得到的温度较高的气体经热交换器把部分能量传给了海水，提高了能量的利用效率。4.如权利要求1所述的处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置，其特征在于，经过分离器作用能得到天然气水合物、水、气体的混合流体。5.如权利要求1所述的处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置，其特征在于，在锅炉中加热海水使其成为过热蒸汽。6.如权利要求1所述的处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置，其特征在于，过热蒸汽在容器内加热混合流体，吸收热量后的天然气水合物成为气体。
【专利摘要】本发明提供了一种处理海底管道中天然气水合物浆液的方法与装置，通过搅拌机粉碎天然气固体颗粒，随后再通过分离设备得到天然气水合物、气体和水的混合流体，然后利用第一离心泵把混合流体输送到容器内。第二离心泵和第三离心泵分别把部分海水输送到热交换器与锅炉中，从热交换器流出的海水与锅炉相连，在锅炉中加热后过热蒸汽通入容器内以加热混合流体，从容器内流出的温度过高的天然气与部分海水进行热交换后即为我们所需要的天然气气体，此装置具有设备简单、经济效益高好、能量利用率高等特点。
【IPC分类】C10L3/10
【公开号】CN104927950
【申请号】CN201510182162
【发明人】谷昭阳, 韦丽娃, 陈保东, 潘振, 李秉繁, 商丽艳, 冯明如, 吴官纪
【申请人】辽宁石油化工大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年4月15日