CN114100182A - 一种深水钻井平台排放二氧化碳海底直接封存装置及方法 - Google Patents

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李梦博
田得强
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Abstract

本发明公开了一种深水钻井平台排放二氧化碳海底直接封存装置及方法，该装置包括深水钻井平台、钻井隔水管、废气排放装置、二氧化碳气体收集装置和压缩机。该方法包括以下步骤：二氧化碳气体收集装置收集二氧化碳气体；二氧化碳气体经过压缩机压缩形成高压二氧化碳气体；高压二氧化碳气体通过二氧化碳液体输送管朝着海床方向向下输送，高压二氧化碳气体在输送过程中进一步液化成二氧化碳液液体；二氧化碳液液体直接排放到海床附近形成碳湖，实现二氧化碳液体海底直接封存。本发明公开的方法和装置，减少了钻井平台的二氧化碳气体排放，开辟了海洋油气行业积极探索节能减排的新方式，为碳达峰、碳中和目标贡献一份力量。

Description

一种深水钻井平台排放二氧化碳海底直接封存装置及方法
技术领域
本发明涉及海洋石油工程节能减排领域，具体涉及一种深水钻井平台排放二氧化碳海底直接封存装置及方法。
背景技术
目前，深水钻井平台主要利用柴油发电机组提供动力，平台运行每天需要消耗大量的柴油，产生大量的CO2直接排放到大气中。一艘典型的深水钻井平台年累计碳排放量可达6.8万吨。目前，国际深水钻井平台还未有对平台排放CO2进行封存的案例，都是直接排放于大气中。但在碳达峰、碳中和目标下，如何对钻井平台排放CO2进行高效封存，成为深水油气钻井行业的挑战之一。
然而，目前缺乏通过钻井隔水管的附属管线输送CO2后，在海底直接封存CO2的装置及方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种深水钻井平台排放二氧化碳海底直接封存装置及方法，以减少钻井平台的CO2排放，开辟了海洋油气行业积极探索节能减排的新方式，为碳达峰、碳中和目标贡献一份力量。
本发明提供一种深水钻井平台排放二氧化碳海底直接封存装置，包括深水钻井平台和钻井隔水管，所述深水钻井平台通过钻井隔水管伸入至海床附近，所述深水钻井平台上设置有废气排放装置、二氧化碳气体收集装置和压缩机，所述废气排放装置的出气口和所述二氧化碳气体收集装置的进气口相连通，所述二氧化碳气体收集装置的出气口通过所述二氧化碳气体输送管与所述压缩机的进气口相连通，所述压缩机的出液口连接有二氧化碳液体输送管，所述二氧化碳液体输送管傍依于所述钻井隔水管向下伸入直至靠近海床。
优选地，所述二氧化碳液体输送管的出液端设置在钻井隔水管底端且出液端设置有二氧化碳液体输送管出口；所述二氧化碳液体输送管傍依于所述钻井隔水管向下伸入直至所述二氧化碳液体输送管出口靠近海床。
优选地，所述二氧化碳液体输送管在所述钻井隔水管外侧或内部傍依。
本发明还涉及一种深水钻井平台排放二氧化碳海底直接封存方法，采用上述的装置，该方法包括以下步骤：
步骤A：二氧化碳气体收集装置收集深水钻井平台上废气排放装置排放出废气中的二氧化碳气体；
步骤B：二氧化碳气体经过压缩机压缩形成高压二氧化碳气体；
步骤C：高压二氧化碳气体通过依附于钻井隔水管的二氧化碳液体输送管朝着海床方向向下输送，高压二氧化碳气体在输送过程中进一步液化成二氧化碳液液体；
步骤D：二氧化碳液液体直接排放到海床附近形成碳湖，实现二氧化碳液体海底直接封存。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明公开了一种深水钻井平台排放二氧化碳海底直接封存装置及方法，其中装置包括深水钻井平台、钻井隔水管、废气排放装置、二氧化碳气体收集装置和压缩机，该方法利用傍依于深水钻井平台的钻井隔水管的二氧化碳液体输送管注入至海底，利用海底低温高压环境液化CO2，再将液态CO2直接排放到海底形成碳湖，实现CO2的海底直接封存。本发明公开的方法和装置在深水钻井平台正常钻井作业或者隔水管悬挂期间均可以正常运行进行二氧化碳的海底直接封存，减少了钻井平台的CO2排放，开辟了海洋油气行业积极探索节能减排的新方式，为碳达峰、碳中和目标贡献一份力量。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的深水钻井平台排放二氧化碳海底直接封存装置的结构示意图。
附图标记说明：1-深水钻井平台，2-废气排放装置，3-二氧化碳气体收集装置，4-二氧化碳气体输送管，5-压缩机，6-钻井隔水管，7-二氧化碳液体输送管，8-二氧化碳液体输送管出口，9-二氧化碳液体，10-海床。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
常规深水油气钻井，平台排放废气中的二氧化碳直接排放进入大气中，产生大量的碳排放。深水钻井平台排放二氧化碳的捕集对碳中和十分重要。本发明公开的一种深水钻井平台排放二氧化碳海底直接封存装置及方法，将从深水钻井平台排放废气中的二氧化碳捕集分离后注入依附于钻井隔水管的二氧化碳液体输送管，利用海底低温高压环境液化成二氧化碳液体排放至海底，从而实现二氧化碳的海底直接封存。本方法和装置在深水钻井平台正常钻井作业或者隔水管悬挂期间均可以正常运行进行二氧化碳的海底直接封存，可为深水钻井提供排放二氧化碳的封存方法和装置，助力海洋油气开发探索出节能减排的路径和方式。
实施例1
实施例1提供一种深水钻井平台排放二氧化碳海底直接封存装置，下面对其结构进行详细描述。
参考图1，该装置包括深水钻井平台1、废气排放装置2、二氧化碳气体收集装置3、二氧化碳气体输送管4、压缩机5、钻井隔水管6及二氧化碳液体输送管7，
其中，深水钻井平台1设置于海床10上方，且深水钻井平台1通过钻井隔水管6伸入至海床10附近；
所述深水钻井平台1上设置有废气排放装置2、二氧化碳气体收集装置3和压缩机5，所述废气排放装置2的出气口和所述二氧化碳气体收集装置3的进气口相连通，所述二氧化碳气体收集装置3的出气口通过所述二氧化碳气体输送管4与所述压缩机5的进气口相连通，
所述压缩机5的出液口连接有二氧化碳液体输送管7，所述二氧化碳液体输送管7的出液端设置在钻井隔水管6底端且出液端设置有二氧化碳液体输送管出口8；
所述二氧化碳液体输送管7傍依于所述钻井隔水管6向下伸入直至所述二氧化碳液体输送管出口8靠近海床10。
具体地，深水钻井平台1上的柴油机等动力机组会产生废气，其中废气中含二氧化碳、硫化物、氮化物、烟尘等，这些废气先通过废气排放装置2后，再经二氧化碳气体收集装置3；
二氧化碳气体收集装置3存放有胺类等溶液，用于收集并分离深水钻井平台1排放废气中的CO2，得到高纯度CO2气体；
压缩机5用于压缩二氧化碳气体，经高压二氧化碳气体流入至二氧化碳液体输送管7；其中，二氧化碳液体输送管7可以在所述钻井隔水管6外侧傍依，也可以在所述钻井隔水管6内部傍依，用于将分离出的高纯度CO2气体向海床10输送；
高压二氧化碳气体通过二氧化碳液体输送管7朝着海床10方向向下输送，在输送过程中受到自身静水压的压力和海水低温作用进一步液化形成二氧化碳液体9；
由于二氧化碳液体9比海水重，二氧化碳液体9经二氧化碳液体输送管出口8排出后，逐渐下沉至海床10表面，在海床10附近聚集形成碳湖，从而实现平台排放二氧化碳的海底直接封存。
实施例2
实施例2提供一种深水钻井平台排放的二氧化碳海底直接封存方法，采用实施例1提供的装置，该方法包括以下步骤：
步骤A：二氧化碳气体收集装置3收集深水钻井平台1上废气排放装置2排放出废气中的二氧化碳气体；
步骤B：二氧化碳气体经过压缩机5压缩形成高压二氧化碳气体；
步骤C：高压二氧化碳气体通过依附于钻井隔水管6的二氧化碳液体输送管7朝着海床10方向向下输送，高压二氧化碳气体在输送过程中进一步液化成二氧化碳液液体9；
步骤D：二氧化碳液液体9直接排放到海床10附近形成碳湖，实现二氧化碳液体海底直接封存。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种深水钻井平台排放二氧化碳海底直接封存装置，包括深水钻井平台(1)和钻井隔水管(6)，所述深水钻井平台(1)通过钻井隔水管(6)伸入至海床(10)附近，其特征在于，
所述深水钻井平台(1)上设置有废气排放装置(2)、二氧化碳气体收集装置(3)和压缩机(5)，所述废气排放装置(2)的出气口和所述二氧化碳气体收集装置(3)的进气口相连通，所述二氧化碳气体收集装置(3)的出气口通过所述二氧化碳气体输送管(4)与所述压缩机(5)的进气口相连通，
所述压缩机(5)的出液口连接有二氧化碳液体输送管(7)，所述二氧化碳液体输送管(7)傍依于所述钻井隔水管(6)向下伸入直至靠近海床(10)。
2.根据权利要求1所述的深水钻井平台排放二氧化碳海底直接封存装置，其特征在于，
所述二氧化碳液体输送管(7)的出液端设置在钻井隔水管(6)底端且出液端设置有二氧化碳液体输送管出口(8)；
所述二氧化碳液体输送管(7)傍依于所述钻井隔水管(6)向下伸入直至所述二氧化碳液体输送管出口(8)靠近海床(10)。
3.根据权利要求1所述的深水钻井平台排放二氧化碳海底直接封存装置，其特征在于，
所述二氧化碳液体输送管(7)在所述钻井隔水管(6)外侧或内部傍依。
4.一种深水钻井平台排放二氧化碳海底直接封存方法，采用如权利要求1至3任一所述的装置，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤A：二氧化碳气体收集装置(3)收集深水钻井平台(1)上废气排放装置(2)排放出废气中的二氧化碳气体；
步骤B：二氧化碳气体经过压缩机(5)压缩形成高压二氧化碳气体；
步骤C：高压二氧化碳气体通过依附于钻井隔水管(6)的二氧化碳液体输送管(7)朝着海床(10)方向向下输送，高压二氧化碳气体在输送过程中进一步液化成二氧化碳液液体(9)；
步骤D：二氧化碳液液体(9)直接排放到海床(10)附近形成碳湖，实现二氧化碳液体海底直接封存。
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