CN114016975A - 开采海底表面裸露型可燃冰矿藏甲烷生成装置涉及的风力发电方法 - Google Patents

开采海底表面裸露型可燃冰矿藏甲烷生成装置涉及的风力发电方法 Download PDF

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Abstract

一种开采海底表面裸露型可燃冰矿藏甲烷生成装置时涉及的风力发电方法：由一根从海平面插入海底岩层的底部封口刚性管道(4)构成，要求：其直径能够放进定位在其底部封口位置内的深潜泵(B)，其下部设置有能够与水下输送带(D)的端部位置衔接的可燃冰碎块进料口(7)，其能够利用发理发电的方法：在甲烷生成装置所在地的水面上空，通过形成三角形水平位置三个顶点的三根绳索在高空定位一个悬挂在风筝下面的大功率风力发电机，并以此来提供免费的电力供应；风筝悬挂风力发电机的高度是：根据气象资料所显示的处于该高度的风筝是永远不会落下来的高度，即：以公知的总是在某一有空气存在的高度区间范畴内依靠地球的万有引力牵动的空气流动速度与地球的自转速度又存在着明显速度差别的高度位置。

Description

开采海底表面裸露型可燃冰矿藏甲烷生成装置涉及的风力发 电方法
技术领域：
本发明是一种开采海底表面裸露型可燃冰矿藏甲烷生成装置时涉及的风力发电方法。
背景技术：
随着尤其资源的巨大消耗，人类在21世纪开始已经面临着尤其资源的巨大危机，作为能源消耗的大国，中国年原油进口已经超过一亿吨，国内陆上油气田的产量勉强保持稳定，专家们估计短期内很难再会有重大突破。而天然气水合物，即可燃冰，作为一种替代能源，正在被世界各国，尤其被发达国家所青睐。
以在海底形成的天然气水合物为例：在1℃至20℃的环境温度时，只要水深在300米，即达到30个大气压力，就会形成天然气水合物，即可燃冰矿藏；而环境高于上述温度或/和环境低于上述压力，就会促使该天然气水合物分解成甲烷与水。
——世界上可燃冰矿藏的蕴藏量是如石油等可燃矿物蕴藏量的2倍，够全球人口使用1000年；理论计算，1m3的饱和天然气水合物在标准条件下可释放出164m3的甲烷气体，而天然气水合物燃烧只产生CO2和H2O，属于一种难得的绿色洁净能源。
中国的南海海底蕴藏了极其丰富的可燃冰矿藏，然而，与世界上其他的海域一样，可燃冰矿藏均未被开采出来，其主要原因是，可燃冰的开采成本很高，约200美元/m3。
目前为止，人们研究出来的“实验室”方法很多，但是，均处于探索阶段，难以进入实用的可以成规模的商业开采阶段。
从具体的技术层面来看：开采水下可燃冰，不少开采方法中需要分解天然气水合物时必须要的高深度潜水泵尚未问世，即高潜水深度(例如：几百米甚至上千米)的潜水泵由于多种技术问题的牵制(尚未解决)而难以问世。
——现有的潜水泵由于没有解决好其防水密封的关键问题，一般只能在离开水面几米远的水下使用才会收到最好的效果，而且，还必须定期吊拉上岸拆机进行排除泵内的渗水维护(不是坏损后的维修)才行，其“定期上岸维护”间隔时间，多则几个月而少则几周甚至几天，潜水泵的潜水深度越大，则上述“定期上岸维护”的周期就越短；就因为需要“定期上岸维护”这一点，人们就不敢奢望使用特大功率(例如：上百万瓦)的潜水泵用于水下工程，因为，特大功率的潜水泵的单机重量不可能很轻，难以经常性地“吊拉上岸进行排除渗水的维护”。
发明内容：
本发明之目的或关键点的在于：
主要是从解决上述最辣手的深潜泵问题着手，提出一种可以成功地进入实用阶段，对于可燃冰，即天然气水合物分解成甲烷与水的减压特殊开采方案，最终获取人们所需要的廉价甲烷。
本发明的特点：
由于本发明能够解决或实现上述“本发明之目的”或“本发明的关键点”中诸多所述的问题，这就为能够让海洋可燃冰，即海洋天然气水合物进入成规模开采阶段，同时还可以达到商业化开采的程度(有利润)创造了条件。
附图说明
图1示意了用于海底可燃冰矿藏碎块的甲烷生成发生装置的结构原理。
1：排气管道；2：排水管道；3：密封的甲烷集散室(兼顾：人携带氧气瓶进入的临时工作室)；4：刚性管道；5：可上下翻动的密封盖；6：开采获得的可燃冰碎块；7：可燃冰碎块进料口；8：倒锥形底部配重基础；9：供水升压阀(为了开启密封盖增压而设置)；D：深水输送带；B：深潜泵；R：微波加热器；W：可垂直升降拦截其他碎杂石块的接收网；G：底部机房的翻动密封舱机构；虚线箭头
Figure BSA0000258973590000021
示意了甲烷(气体)的流向；实线箭头
Figure BSA0000258973590000022
示意了水的流向。
具体实施方式：
为了实现上述本发明目的，拟采用以下的技术方案：
(一)本发明的主体结构特征在于：
至少由一根刚性管道4从海平面插入并定位在海底岩层的甲烷生成发生装置的机体组成，该机体外底面设置有倒锥型的且能够与海底岩层的结合部位置相吻合的配重基础8，该机体内下部定位了深潜泵B，深潜泵B上方与进料口7之间设置了能够垂直上升至海平面的碎杂石块收集网W，进料口7上方设置有微波加热器R，微波加热器R的上方设置了底部机房的翻动密封舱该机构G；
所述的进料口7设置有能够通过遥控翻动实施开启或封闭的密封盖5：
当密封盖5开启时，进料口7与外接的水下输送带D的端部能够实施非连接式的位置衔接，准确地接收由该水下输送带D输送的可燃冰碎块6；
所述的刚性管道4外侧水面以下设置了对内的遥控供水升压阀9，只有通过对内供水升压并与外侧水体压力一致时才能够让密封盖5开启；
所述的深潜泵B的上方设置有排水管道2，用以对外排放通过深潜泵B随时能够自动排出的内部积水；
所述的刚性管道4内部的水体被深潜泵B对外抽空时，就会受到水面大气空间一个大气压力的间接影响，其间接影响的方式是：
让刚性管道4内部生成的甲烷收集器3，最后从排气管道1对外输出供人们使用的过程当中。
(二)甲烷生成装置涉及的风力发电方法：
在甲烷生成装置所在地的水面上空，通过形成三角形水平位置三个顶点的三根绳索在高空定位一个悬挂在风筝下面的大功率风力发电机，并以此来提供免费的电力供应；
所述的风筝悬挂风力发电机的高度是：根据气象资料所显示的处于该高度的风筝是永远不会落下来的高度，即：
以公知的总是在某一有空气存在的高度区间范畴内但该区间范畴内的依靠地球的万有引力牵动的空气流动速度与地球的自转速度又存在着的明显地速度大小差别而确实有足够力量能在够勾举起风筝的同时并还能够让该风筝悬吊起来的风力发电机还能够勾同时发电的高度位置。
说明一下：
本发明设置的前提是，采用类似露天煤矿的开采方法，不同的只是在深露水的情况下来开采海底表面可燃冰矿藏，即涉及该方案所有的水下器具必须是能够承受深潜水的基本条件才行。
这里可以坦言：涉及深潜水器具的所有核心技术已经处于接近于完全解决的程度。——这里所述的已经解决的核心技术，起码必须做到，能够克服现有技术潜水泵的关键缺陷：潜水很浅(最多几十米的量级)，而且还需要该潜水泵定期上岸做清除内部渗水的维护(间隔时间几个月或几周)，该定期间隔时间周期的短与长，和该潜水泵潜水作业的潜水深度成正比。
显然，本发明的改进关键点在于：
通过设置了“翻动密封舱盖机构G”这一隔离设施，从本发明的底部将其人为地分为两个部分，主要是将本发明底部设置有较多的诸如包括深潜泵B等设施或装备的“机房”部分将其隔离，这样，对于在周期性地进行让可燃冰碎块的分批分离成甲烷与水，在操作使用上可以进行简化：例如：在整个分离装置中实施较频繁的“升压”与“降压”的过程，可以尽量限制在“翻动密封舱盖机构G”以下的部位，即底部的密封舱体中进行，这与节约整机的能耗是有利的。

Claims (1)

1.一种开采海底表面裸露型可燃冰矿藏甲烷生成装置涉及的风力发电方法，
其特征在于：
(一)甲烷生成装置在结构上包括：
至少由一根刚性管道(4)从海平面插入并定位在海底岩层的刚性管道(4)组成的机体，该机体外底面设置有倒锥型的且能够与海底岩层的结合部位置相吻合的配重基础(8)，该机体内下部定位了深潜泵(B)；深潜泵(B)上方与进料口(7)之间设置了能够垂直上升至海平面的碎杂石块收集网(W)，进料口(7)上方设置有微波加热器(R)，微波加热器(R)的上方设置了底部机房的翻动密封舱盖机构(G)；
所述的进料口(7)设置有能够通过遥控翻动实施开启或封闭的密封盖(5)：
当密封盖(5)开启时，进料口(7)与外接的水下输送带(D)的端部能够实施非连接式的位置衔接，准确地接收由该水下输送带(D)输送的可燃冰碎块(6)；
所述的刚性管道(4)外侧水面以下设置了对内的遥控供水升压阀(9)，只有通过对内供水升压并与外侧水体压力一致时才能够让密封盖(5)开启；
所述的深潜泵(B)的上方设置有排水管道(2)，用以对外排放通过深潜泵(B)随时能够自动排出的内部积水；
(二)甲烷生成装置涉及的风力发电方法：
在甲烷生成装置所在地的水面上空，通过形成三角形水平位置三个顶点的三根绳索在高空定位一个悬挂在风筝下面的大功率风力发电机，并以此来提供免费的电力供应；
所述的风筝悬挂风力发电机的高度是：根据气象资料所显示的处于该高度的风筝是永远不会落下来的高度，即：
以公知的总是在某一有空气存在的高度区间范畴内但该区间范畴内的依靠地球万有引力牵动的空气流动速度与地球的自转速度又存在着的明显地速度大小差别而确实有足够力量能够举起风筝并同时让该风筝悬吊起来的风力发电机又能同时发电的高度位置。
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