一种海域天然气水合物自入式开采装置的制作方法

本技术属于天然气水合物开采，具体涉及一种海域天然气水合物自入式开采装置。

背景技术：

1、天然气水合物，是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。

2、目前海域天然气水合物开采较多使用降压开采法，降压开采就是利用人工抽取流体等方式将储层的压力通过降低至水合物相态平衡压之下，从而诱发水合物分解气、水产出。但是针对赋存在海底沉积物表面上的天然气水合物，此方法并不适用。因为直接赋存于海底表面的天然气水合物占比极少，且赋存分散，开采困难，预期生产效率较低，且使用常规海底取样方式采集上的分解气体含有多余的沉积杂质，增加了后续的提纯分解操作，影响工作效率。

3、为此，设计一种海域天然气水合物自入式开采装置来解决上述问题。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型提供了一种海域天然气水合物自入式开采装置，可以将导料框架伸入水合物床的内部，之后启动防护罩内的驱动电机，驱动电机带动螺纹输料杆转动，在负压状态下，使得导料框架外侧的天然气水合物被吸入体内，在螺纹输料杆的丝牙面的传动输出下，开采的结晶和杂质被传送到动力机的一侧，运行的动力机将材料通过导管排入到搅拌部的顶部，与此同时，内部的伺服电机带动传动轴旋转，在两组相啮合的限位齿轮的传动配合下，使得导向轴可沿着传动轴反向旋转，传动轴和导向轴各自的尖锥块相对挤压并刺破结晶和杂质，进而方便后续的过滤收集工作。砂浆螺杆泵将混合物排至分离机体的内部，通过旋液分离器对液体和杂质进行分离，杂质流向储砂室并从底部的出料口排进大海，而液体则通过排料管吸入到提升管内，最后启动海水提升注入机，在负压状态下，使得提升管内过滤后的气体和液体被反吸入收集室内，从而完成自入式开采。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种海域天然气水合物自入式开采装置，包括海水提升注入机，海水提升注入机的底部设置有开采机构；

3、开采机构包括自入式传输部、动力机、搅拌部、分离机体和提升管，提升管的顶部与海水提升注入机的输入端固定连接，分离机体的一侧与提升管的底部固定连接，搅拌部固定连接在分离机体远离提升管的一侧，自入式传输部的出料端与动力机的进料端固定连接，动力机出料端贯穿搅拌部的顶部内壁。

4、优选的，自入式传输部包括导料框架、驱动电机、防护罩和螺纹输料杆，导料框架的外侧与外部水合物床相抵接，防护罩的底部与导料框架的内壁面固定连接，驱动电机螺纹连接在防护罩的内部，螺纹输料杆的内侧通过联轴器与驱动电机的电机轴固定连接。

5、优选的，搅拌部包括支撑架、伺服电机、传动轴、导向轴和尖锥块，支撑架的一侧通过导管与导料框架的输出端固定连接，伺服电机螺纹连接在支撑架的内部，传动轴的内侧通过联轴器与伺服电机的电机轴固定连接，导向轴活动连接在支撑架的内部，尖锥块的表面分别与传动轴和导向轴的外圆面焊接固定。

6、优选的，搅拌部的输出端还设置有砂浆螺杆泵。

7、优选的，分离机体的内部还设置有储砂室、旋液分离器和排料管，旋液分离器的一侧通过导管与砂浆螺杆泵的输出端固定连接，储砂室设置在旋液分离器的下端，排料管的一侧与提升管的底部固定连接。

8、优选的，传动轴和导向轴的一侧开设有相互啮合的限位齿轮。

9、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

10、1、在本实用新型中，可以将导料框架伸入水合物床的内部，之后启动防护罩内的驱动电机，驱动电机带动螺纹输料杆转动，在负压状态下，使得导料框架外侧的天然气水合物被吸入体内，在螺纹输料杆的丝牙面的传动输出下，开采的结晶和杂质被传送到动力机的一侧，运行的动力机将材料通过导管排入到搅拌部的顶部，与此同时，内部的伺服电机带动传动轴旋转，在两组相啮合的限位齿轮的传动配合下，使得导向轴可沿着传动轴反向旋转，传动轴和导向轴各自的尖锥块相对挤压并刺破结晶和杂质，进而方便后续的过滤收集工作。

11、2、在本实用新型中，砂浆螺杆泵将混合物排至分离机体的内部，通过旋液分离器对液体和杂质进行分离，杂质流向储砂室并从底部的出料口排进大海，而液体则通过排料管吸入到提升管内，最后启动海水提升注入机，在负压状态下，使得提升管内过滤后的气体和液体被反吸入收集室内，从而完成自入式开采。

技术特征：

1.一种海域天然气水合物自入式开采装置，包括海水提升注入机(1)，其特征在于：所述海水提升注入机(1)的底部设置有开采机构(2)；

2.根据权利要求1所述的海域天然气水合物自入式开采装置，其特征在于：所述自入式传输部(21)包括导料框架(211)、驱动电机(212)、防护罩(213)和螺纹输料杆(214)，所述导料框架(211)的外侧与外部水合物床相抵接，所述防护罩(213)的底部与所述导料框架(211)的内壁面固定连接，所述驱动电机(212)螺纹连接在所述防护罩(213)的内部，所述螺纹输料杆(214)的内侧通过联轴器与所述驱动电机(212)的电机轴固定连接。

3.根据权利要求2所述的海域天然气水合物自入式开采装置，其特征在于：所述搅拌部(23)包括支撑架(231)、伺服电机(232)、传动轴(233)、导向轴(234)和尖锥块(235)，所述支撑架(231)的一侧通过导管与所述导料框架(211)的输出端固定连接，所述伺服电机(232)螺纹连接在所述支撑架(231)的内部，所述传动轴(233)的内侧通过联轴器与所述伺服电机(232)的电机轴固定连接，所述导向轴(234)活动连接在所述支撑架(231)的内部，所述尖锥块(235)的表面分别与所述传动轴(233)和所述导向轴(234)的外圆面焊接固定。

4.根据权利要求3所述的海域天然气水合物自入式开采装置，其特征在于：所述搅拌部(23)的输出端还设置有砂浆螺杆泵(3)。

5.根据权利要求4所述的海域天然气水合物自入式开采装置，其特征在于：所述分离机体(24)的内部还设置有储砂室(241)、旋液分离器(242)和排料管(243)，所述旋液分离器(242)的一侧通过导管与所述砂浆螺杆泵(3)的输出端固定连接，所述储砂室(241)设置在所述旋液分离器(242)的下端，所述排料管(243)的一侧与所述提升管(25)的底部固定连接。

6.根据权利要求3所述的海域天然气水合物自入式开采装置，其特征在于：所述传动轴(233)和所述导向轴(234)的一侧开设有相互啮合的限位齿轮(4)。

技术总结
本技术属于天然气水合物开采技术领域，尤其为一种海域天然气水合物自入式开采装置，包括海水提升注入机，海水提升注入机的底部设置有开采机构；负压状态下，导料框架外侧的天然气水合物被吸入体内，在螺纹输料杆的丝牙面的传动输出下，开采的结晶和杂质被传送到动力机的一侧，运行的动力机将材料通过导管排入到搅拌部的顶部，在两组相啮合的限位齿轮的传动配合下，使得传动轴和导向轴各自的尖锥块相对挤压并刺破结晶和杂质；砂浆螺杆泵将混合物排至分离机体的内部，通过旋液分离器对液体和杂质进行分离，杂质流向储砂室并从底部的出料口排进大海，而液体则通过排料管吸入到提升管内，在负压状态下完成自入式开采。

技术研发人员：钟超,陆敬安
受保护的技术使用者：广州海洋地质调查局
技术研发日：20230227
技术公布日：2024/1/13