Способ добычи газогидратов со дна и морской комплекс для его реализации
Владельцы патента RU 2668607:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (RU)
Группа изобретений относится к добыче полезных ископаемых на морском дне. Техническим результатом является увеличение производительности получения сжиженного газа в морских условиях. Способ добычи газогидратов со дна водных бассейнов включает разрушение верхнего слоя дна. Продукты разрушения собирают и отправляют на поверхность по трубе за счет собственной положительной плавучести. Разрушают поверхность дна с помощью набора плугов, перемещаемых судном сопровождения. Обеспечивают циркуляцию воды в камере дегазации газогидратов путем поддержания в ней давления меньше атмосферного. Осуществляют естественный слив за счет поддержания в камере дегазации уровня воды выше ватерлинии судна. Морской комплекс для реализации способа содержит судно, связанное тросом с набором плугов на тяжелой платформе, помещенных в оболочку. Оболочка соединена с гибкой трубой. Верхний конец трубы находится в камере дегазации газогидратов. В камере дегазации поддерживаются давление и температура, обеспечивающие полное разрушение газогидратов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Настоящее предлагаемое изобретение относится к добыче полезных ископаемых на морском дне.
Известен способ добычи газовых гидратов с морского дна, заключающийся в механическом разрушении донного слоя с помощью кромок ковшей, перемещаемых по дну и транспортировки газа на поверхность с помощью шланга (1). Известный способ энергозатратен, т.к. разложение газогидрата под высоким давлением требует его сильного нагрева.
Известен способ добычи газовых гидратных углеводородов, заключающийся в разрушении верхнего слоя дна и отправке их на поверхность по трубе за счет собственной положительной плавучести (2).
Целью настоящего предложения является повышение производительности и получения конечного продукта (газа) уже в морских условиях.
Поставленная цель в способе решается тем, что разрушают поверхность дна с помощью набора плугов, перемещаемых судном сопровождения, и обеспечивают циркуляцию воды в камере дегазации газогидратов путем поддержания в ней давления меньше атмосферного, и естественного слива за счет поддержания в ней уровня воды выше ватерлинии судна.
Поставленная цель в морском комплексе по добыче газогидратов, включающем судно, связанное гибкой трубой с донным комплексом, имеющим механизм разрушения донного слоя, решается тем, что судно сопровождения связано наклонным кабель-тросом с набором плугов на тяжелой платформе, помещенных в оболочку, соединенную гибкой трубой, верхний конец которой находится в камере дегазации газогидратов, в которой существует циркуляция донной воды за счет слива за борт судна, и поддерживаются давление и температура, обеспечивающие полное разрушение газогидратов.
Кроме перечисленных отличий, на платформе с плугами установлены телекамера и направляющие ролики, обеспечивающие безопасное движение по краю разрабатываемого полигона, а дно камеры дегазации представляет собой набор шарнирных клапанов, закрывающихся в сторону, противоположную движению судна, и верх камеры соединен с первым компрессором, который через ресивер соединен со вторым компрессором и хранилищем сжиженного газа.
Возможность реализации.
На фиг. 1 показана реализация предлагаемого способа добычи газогидратов. По поверхности моря - 1 передвигается судно - 2, которое по дну - 3 посредством троса - 4 тянет платформу - 5, которая гибкой трубой - 6 соединена с судном. Платформа - 5 передвигается по дну на роликах - 7. Платформа имеет достаточный вес, чтобы плуги - 8, закрепленные на ней, надежно вскрывали верхний осадочный слой вместе с газогидратами. На платформе - 5 установлена телекамера - 9, которая обеспечивает передвижение платформы по краю разрабатываемого полигона. Верхний конец гибкой трубы 6 введен в камеру дегазации - 10, находящейся на судне. В процессе вспахивания поверхности дна газогидраты высвобождаются от вмещающих пород и всплывают (поскольку имеют удельный вес меньше 1) на верх оболочки платформы - 5. Конусообразная поверхность оболочки концентрирует газогидраты у нижнего конца гибкой трубы - 6, внутри которой они благополучно продолжают движение к поверхности, и попадают в камеру дегазации - 10, верх которой соединен с первым (всасывающим) компрессором - 11. Компрессор создает небольшое разрежение в камере, такое, чтобы уровень воды в ней был выше забортного на 20-30 см. Этого достаточно, чтобы вода самотеком, разумеется, через клапан (не показан) уходила за борт судна.
Уже в процессе всплытия газогидратов по трубе - 6, начиная с глубины 300-350 м, газогидраты начинают разлагаться, и в камеру по трубе попадают уже пузырьки газа вместе с остатками твердой фракции. Для их окончательного разложения в камере - 10 поддерживается необходимая температура. Как правило, достаточно несколько десятков градусов. Первый компрессор - 11 высасывает из камеры газ, который через ресивер - 12 попадает во второй, нагнетающий компрессор - 13, который обеспечивает давление, необходимое для перехода его в жидкую фазу. Сжиженный газ хранится в хранилище - 14, в котором поддерживается температура, необходимая для его сжижения.
Поскольку газогидраты, находясь в твердом состоянии, содержат мелкую фракцию тяжелее воды, они оседают на дно камеры дегазации - 10. Конструкция дна камеры (поз. 16 на фиг. 1) показана на фиг. 2. Дно камеры - 17 состоит из шарнирных клапанов - 18, которые лепестками - 19 закрываются в сторону, противоположную движению судна. Когда вес мелкой фракции (песок, мелкие камешки) становится больше гидродинамического усилия клапанов - 19, они открываются и песок высыпается через днище камеры.
Таким образом, происходит непрерывное получение горючего газа из газогидратных залежей на дне океана. Остается регулярно освобождать судно сопровождения от сжиженного газа. Предложенные способ и морской комплекс достигают поставленной цели, а именно имеют высокую производительность получения сжиженного газа в морских условиях.
Источники информации
1. Патент России №2431042.
2. Заявка на изобретение №2013148347.
1. Способ добычи газогидратов со дна водных бассейнов, заключающийся в разрушении верхнего слоя дна, сборе продуктов разрушения и отправке их на поверхность по трубе за счет собственной положительной плавучести, отличающийся тем, что разрушают поверхность дна с помощью набора плугов, перемещаемых судном сопровождения, и обеспечивают циркуляцию воды в камере дегазации газогидратов путем поддержания в ней давления меньше атмосферного и естественного слива за счет поддержания в ней уровня воды выше ватерлинии судна.
2. Морской комплекс по добыче газогидратов, включающий судно, связанное гибкой трубой с донным комплексом, имеющим механизм разрушения донного слоя, отличающийся тем, что судно сопровождения связано наклонным тросом с набором плугов на тяжелой платформе, помещенных в оболочку, соединенную с гибкой трубой, верхний конец которой находится в камере дегазации газогидратов, в которой существует циркуляция донной воды за счет слива за борт судна и поддерживаются давление и температура, обеспечивающие полное разрушение газогидратов.
3. Морской комплекс по п. 2, отличающийся тем, что на платформе с плугами установлены телекамера и направляющие ролики, обеспечивающие безопасное движение по краю разрабатываемого полигона.
4. Морской комплекс по пп. 2 и 3, отличающийся тем, что дно камеры дегазации представляет собой набор шарнирных клапанов, закрывающихся в сторону, противоположную движению судна, а верх камеры соединен с первым компрессором, который через ресивер соединен со вторым компрессором и хранилищем сжиженного газа.
