一种天然气水合物破碎装置及破碎天然气水合物的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到海洋天然气水合物开采的技术领域，尤其涉及到一种天然气水合物破碎装置及破碎天然气水合物的方法。
【背景技术】
[0002]天然气水合物是在高压低温条件下水和天然气低分子量的烃类化合物形成的一种笼型结晶化合物，具有能量密度高、燃烧后无残留等特点，被公认为新型绿色能源。目前，自然界中的天然气水合物以天然气水合物为主，且绝大部分以固态形式蕴藏于海底，开采难度很大。室内实验用于探索海洋天然气水合物的开采，通常将水和天然气在高压低温(P=1MPa,T = 2°C )的反应釜内合成水合物。天然气水合物样品在反应釜内合成后以固态形式存储在反应釜中，且与反应釜壁粘合在一起。如何将其在高压低温的条件下进行破碎，开展海洋天然气水合物采掘模拟实验，为天然气水合物管输实验提供天然气水合物浆体，是海底天然气水合物固态流化开采模拟实验的技术难题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种天然气水合物破碎装置及破碎天然气水合物的方法。
[0004]本发明是通过以上技术方案实现:
[0005]本发明提供了一种天然气水合物破碎装置，该天然气水合物破碎装置包括:反应釜；所述反应釜的外壁上包裹有电加热装置；所述反应釜具有液相入口、液相出口、气相入口、气相出口及取压口 ；
[0006]搅拌破碎装置，包括固定在所述反应釜内的防水电机，与所述防水电机连接的伸缩装置，驱动所述伸缩装置伸缩的液压装置，与所述伸缩装置连接的切刀。
[0007]优选的，所述防水电机的输出轴通过联轴器与所述伸缩装置连接。
[0008]优选的，所述伸缩装置包括与所述联轴器连接的花键套以及套装在所述花键套内的花键轴；且所述液压装置包括与所述防水电机连接的液压缸内管，与所述液压缸内管固定连接的液压缸外管，位于所述液压缸外管内的活塞，且所述花键轴与所述活塞固定连接。
[0009]优选的，还包括底板，所述底板通过支腿支撑所述反应釜。
[0010]优选的，所述反应釜包括筒体，固定在所述筒体顶部的平盖，以及固定在所述筒体底部的下封头；其中，所述液相出口及取压口设置在所述筒体上；所述液相入口及所述气相入口设置在所述下封头；所述气相入口设置在所述平盖上。
[0011]优选的，所述平盖上设置有吊环。
[0012]优选的，所述搅拌破碎装置固定在所述平盖上。
[0013]本发明还提供了一种利用上述天然气水合物破碎装置破碎天然气水合物的方法，其特征在于，该方法包括:
[0014](I)在天然气水合物合成实验结束后，关闭反应釜的液相入口、液相出口、气相入口、气相出口，确保釜内水合物处于低温高压环境中，启动反应釜外壁面缠绕的电加热装置，使反应釜内壁面上的水合物受热分解，与反应釜内壁面不再粘合，判断固态水合物与反应釜内壁面脱离后停止加热；
[0015](2)启动反应釜内的搅拌破碎装置，控制切刀下移到固态水合物表面，启动防水电机，切刀旋转切削，破碎作业开始；
[0016](3)破碎作业同时，打开反应釜底部液相入口，向反应釜内栗入水，使破碎后的水合物以浆体形式存在，同时打开反应釜的液相出口，破碎形成的水合物浆体输出。
[0017]本发明的有益效果是:提供了便于研究海洋天然气水合物的采掘的装置，为天然气水合物管输实验提供天然气水合物浆体，方便对天然气水合物进行研究。
【附图说明】
[0018]图1是本发明实施例提供的天然气水合物破碎装置的结构示意图；
[0019]图2是本发明实施例提供的搅拌破碎装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0021]请参阅图1及图2，图1是本发明提供的天然气水合物破碎装置的结构示意图，图2是本发明实施例提供的搅拌破碎装置的结构示意图。
[0022]本发明实施例提供了一种天然气水合物破碎装置，该天然气水合物破碎装置包括:反应釜；反应釜的外壁上包裹有电加热装置；反应釜具有液相入口 d、液相出口 b、气相入口 C、气相出口 a及取压口 e、f ;
[0023]搅拌破碎装置8，包括固定在反应釜内的防水电机101，与防水电机101连接的伸缩装置，驱动伸缩装置伸缩的液压装置，与伸缩装置连接的切刀116。
[0024]在上述实施例中，通过采用电加热装置使得反应釜内壁面上的水合物受热分解，与反应釜内壁面不再粘合，并通过搅拌破碎装置对固态水合物进行切割，同时，通过液相入口向反应釜内添加液体，形成天然气水合物浆体方便对天然气水合物进行研究。
[0025]为了对本发明实施例提供的天然气水合物破碎装置结构以及工作原理的理解，下面结合附图1及附图2对其进行详细的说明。
[0026]如图1所示，反应釜主体结构筒体9，固定在筒体9顶部的平盖2，以及固定在筒体9底部的下封头17 ;其中，液相出口 b及取压口 e、f设置在筒体9上；液相入口 d及气相入口 c设置在下封头17 ;气相入口 a设置在平盖上。具体的，其主体结构由平盖2、法兰7、筒体9及下封头17构成，平盖2上设置吊环1，用于吊装及快速打开平盖2，平盖2上开有气相出口 a，液压控制口 g、h，的法兰7与平盖2通过螺栓3、螺母4、平垫片5连接，并依靠椭圆垫6进行密封。的筒体9上开有取压孔e、f及液相出口 b，接管10与法兰12通过螺栓13、螺母14、垫片15连接，法兰连接处加有椭圆垫11，破碎后的浆体由液相出口 b排出。的下封头17上开有气相入口 c及液相入口 d，进气接管18接入气相入口 c处，进水接管19通过螺栓24、螺母25、垫片26与法兰连接，法兰连接处加有椭圆垫23，反应釜由支腿20支撑，支腿20与下封头17间垫有垫板16，支腿20下端焊有底板21。搅拌破碎装置8通过软管27及软管28与平盖液压控制口 g、h相连。
[0027]如图2所示，搅拌破碎装置8固定在平盖2上。其中，防水电机101的输出轴通过联轴器103与伸缩装置连接。伸缩装置包括与联轴器103连接的花键套108以及套装在花键套108内的花键轴109 ;且液压装置包括与防水电机101连接的液压缸内管102，与液压缸内管102固定连接的液压缸外管104，位于液压缸外管104内的活塞107，且花键轴109与活塞107固定连接。具体的，搅拌破碎装置8应包括液压驱动和防水电机101驱动，的防水电机101通过联轴器103带动花键套108旋转，花键套108与花键轴109通过花键副连接从而带动花键轴109旋转运动，花键轴109为阶梯轴，切刀116装于花键轴阶梯处，并通过垫片117、锁紧螺母118固定，防水电机101启动，带动切刀116做旋转切削运动。液压缸内管102与防水电机101连接固定，液压缸内管102和液压缸外管104、下端盖110构成液