[发明专利]海底工作站天然气水合物收集提纯装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种能源开采装置技术领域的装置，具体是一种海底工作站天然气水合物收集提纯装置。

背景技术

在能源开采装置领域，现行开采运输方法中直接将开采所得的天然水合物运输到海洋平台或地面处理站，再进行提纯分离制取等处理。这样存在一次性投入大，运行成本高，效率低的问题，增加了海底天然气水合物开采成本，不利于生产。而在海底天然气固体开采中，在天然气水合物固体小颗粒中不可避免地混入许多泥沙，进一步增大了运输成本，降低了生产效率。

经过对现有技术文献的检索发现，中国专利申请号为：CN 200610069870.x，名称为“井下气水分离水回注开采海底水合物的方法”的专利，该专利利用螺旋管路进行离心分离提纯，螺旋管路大大增长了运输的管路，而且随着收集的进行，管路上不可避免会存在杂质粘粘，管路变细，设置阻塞，运输效率较低，此方法同样存在管路布置冗长，投入费用大的问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种海底工作站天然气水合物收集提纯装置，该装置能够提纯运输中的天然气水合物，避免了管路阻塞，减少了管路布置，降低了运输成本，提高效率，促进开采装置中的海底天然气水合物的利用。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：收集沉降舱、分离提纯舱、控制舱和保护外壳，其中：收集沉降舱与分离提纯舱连接且收集沉降舱设置于分离提纯舱的下面，控制舱分别与收集沉降舱和分离提纯舱连接，保护外壳与收集沉降舱连接，收集沉降舱和控制舱均与开采装置连接。

所述的收集沉降舱包括：沉降舱体、沉降舱可调进水结构和沉降舱可调排沙结构，其中：沉降舱可调进水结构和沉降舱可调排沙结构分别设置于沉降舱体的上部和下部连接，沉降舱可调进水结构与控制舱连接，沉降舱体分别与开采装置、分离提纯舱和保护外壳连接。

所述的沉降舱体通过输入管路与开采装置连接，沉降舱体为圆形且沉降舱体的直径大于沉降舱体的输入管路的直径。沉降舱体的弧度能够使排沙更充分。

所述的分离提纯舱包括：提纯舱体、圆台凸起、螺旋桨、电机、输出管路、提纯舱可调进水结构和提纯舱可调排沙结构，其中：提纯舱体与收集沉降舱连接，圆台凸起、螺旋桨和电机均设置于提纯舱体内部且圆台凸起和电机均与提纯舱体连接，电机与控制舱连接且设置于圆台凸起内部，螺旋桨与电机连接，提纯舱可调进水结构和提纯舱可调排沙结构分别与提纯舱体的上部和下部连接，输出管路与提纯舱体的顶部连接，提纯舱可调进水结构与控制舱连接。

所述的提纯舱体为圆形结构。

所述的圆台凸起为圆弧状空心梯台结构，圆台凸起中的弧度能够使排沙更充分。圆台突起内部设置有作为动力装置的电机，使电机与液体分离。

所述的螺旋桨由若干片合金浆片组成且设置于圆台凸起的上部。

所述的控制舱包括：开采控制模块、泥沙监测模块、排沙模块和离心螺旋控制模块，其中：开采控制模块分别与开采装置、泥沙监测模块和离心螺旋控制模块连接并输出控制指令，泥沙监测模块，排沙模块和离心螺旋控制模块均与收集沉降舱和分离提纯舱连接并采集工作状态信息后反馈至开采控制模块。

开采控制模块控制开采装置，开采装置产生的天然气水合物的固水混合物在高压下汇集到收集沉降舱，由于收集沉降舱体积变大，混合物流速迅速降低，泥沙部分沉降到收集沉降舱的底部，沉降后的混合物进入分离提纯舱，电机在离心螺旋控制模块的控制下带动螺旋桨旋转，使分离提纯舱内的固液混合物不断旋转。由于泥沙和天然气水合物固体的密度不同，在离心力作用下，分离提纯舱中的泥沙等密度较大的杂质沉降到舱底。在有必要的情况下，几个工作站能够沿输出管路进入下一级更大的工作站，或者分离提纯后的天然气水合物固液混合物沿输出管路进入海洋平台处理。

当分离提纯舱和收集沉降舱堆积一部分泥沙时，当泥沙监测模块监测到泥沙过多或者开采装置转移时，排沙模块控制下开启沉降舱可调进水结构和提纯舱可调进水结构，沉降舱可调排沙结构和提纯舱可调排沙结构进行排出泥沙等杂质，高压海水由沉降舱可调进水结构和提纯舱可调进水结构进入收集沉降舱和分离提纯舱进行冲刷，同时沉降舱可调排沙结构和提纯舱可调排沙结构控制海水杂质混合物的排出。

当一处矿藏开采完毕后，本发明能够整体移动到下一处矿藏，继续使用，节约了资金，提高了生产效率，降低了开采成本。