[发明专利]一种深水可燃冰沉降防砂开采装置

说明书

本发明涉及一种深水可燃冰沉降防砂开采装置，属开采设备技术领域。含增压筒、射流筒、沉降筒、排渣筒，增压筒内装有空心轴，并通过径向轴承、调整套b和调整套c装有涡轮组，涡轮定子与增压筒装接，涡轮转子与空心轴装接；空心轴延伸至沉降筒的一端制有孔，并通过键a、轴套a装有小齿轮；射流筒上制有射流孔，沉降筒上制有水合物吸口，沉降筒与其内装的支撑筒间构成沉降区域，支撑筒内安装的蛟龙轴左端面上通过挡泥板、轴套b和键b装有大齿轮，蛟龙轴延伸至排渣筒的限位轴肩上经锁紧套和紧定螺钉装有滚动轴承，排渣筒上制有排渣孔。实现砂石沉降分离，携可燃冰流体回流，采空区回填防坍塌，开采纯度高，结构简单，安全可靠，降低开采成本。

技术领域

本发明涉及一种深水可燃冰沉降防砂开采装置，属开采设备 技术领域。

背景技术

可燃冰又称天然气水合物，它是由水和天然气在高温和低压条件时形成的非化学计量的笼形结晶化合物，化学式为CH₄·nH₂O，广泛分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，使用方便，燃烧值高且清洁无污染。但开采这种优质新能源也给人类带来了新的挑战，由于全球约90%储存在深水区泥线以下几米到200米范围内的细粒裂缝型和分散型天然气水合物总量巨大，其胶结性差、非成岩、无致密盖层，因此开发难度高。该区域可燃冰呈固态，不会像石油开采那样自喷流出，从海底至海面的运输过程中易挥发为气体，钻井或采气不当将引起海底压力减低或温度上升，可燃冰刚性底层就会分解成天然气和水，最终使其上部的沉积层失稳而产生滑坡，最直接后果就是损坏海底电缆和管道，大规模滑坡则会引发海啸，且滑进深海里的沉积物中含有的可燃冰将因压力释放而分解，释放出的甲烷气体通过海水排放到空气中造成温室效应。目前，综合各国科学家提出的天然气水合物开发技术，包括热解法、降温法、固态流化法、化学注剂开采法和置换法；上述方法各有利弊，有待进一步改善；其中固态流化法是在不改变可燃冰储层温度和压力条件下，通过射流破碎流化开采可燃冰,提高了可燃冰开采的生产效率，保护了储层底层的安全,但开采的可燃冰中含砂量大，对环境污染大，开采成本高，开采质量差强人意。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种实现沉降区域沉降分离，海水携带可燃冰颗粒回流区别处理，采空区实时砂土回填不坍塌，开采的可燃冰颗粒泥砂、碎石含量低、纯化度高，结构简单，开采安全可靠，有效降低开采成本的深水可燃冰沉降防砂开采装置；以解决现有技术开采的可燃冰中含砂量大，对环境污染大，开采成本高，严重影响可燃冰开采质量的问题。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种深水可燃冰沉降防砂开采装置,包括增压筒、射流筒、沉降筒、排渣筒、导向头、涡轮组和减速齿轮组，所述涡轮组由涡轮定子和涡轮转子组成，所述减速齿轮组由小齿轮和大齿轮组成；其特点是：所述增压筒通过锥形螺纹、调整套a装接有射流筒，所述射流筒通过密封板a、锥形螺纹与沉降筒装接，所述沉降筒通过锥形螺纹、密封板b装接有排渣筒，所述排渣筒通过锁紧板、锥形螺纹装有导向头；所述增压筒内通过径向轴承装有空心轴，并通过径向轴承、调整套b和调整套c装有涡轮组，所述涡轮组的涡轮定子与增压筒内壁装接，涡轮组的涡轮转子与空心轴装接；所述空心轴左端面上安装有圆螺栓和垫片，空心轴延伸至沉降筒的一端开制有孔，并通过键a、轴套a安装有减速齿轮组的小齿轮；所述射流筒上开制有射流孔，所述沉降筒上开制有水合物吸口，沉降筒内安装有支撑筒，沉降筒与支撑筒间构成沉降区域，所述支撑筒内安装有蛟龙轴，所述蛟龙轴的左端面上通过挡泥板、轴套b和键b安装有大齿轮，所述小齿轮与大齿轮啮合连接；所述蛟龙轴延伸至排渣筒的限位轴肩上通过锁紧套和紧定螺钉安装有滚动轴承，所述排渣筒上开制有排渣孔。

所述的增压筒制作有入水口和水合物出口，增压筒通过管螺纹连接钻杆，通过水合物出口螺纹连接油管。

所述的空心轴上安装的圆螺栓a和垫片a，抵靠于增压筒的内台阶，圆螺栓a用于空心轴及其轴上零件的轴向限位，垫片a用于增大接触面积，减小局部压力。