CN1294648A - 从海底提取甲烷水合物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及从海底提取甲烷水合物的方法,将两端开口的输送管道引入甲烷水合物的区域,并且在输送管道的下部区域中送入高压空气,其中在管道中自下而上形成的强气流中夹带着固态甲烷水合物,并在用自下而上的方式通过输送管道的过程中使水合物进一步融化。将由此形成的甲烷气体成分收集到输送管道的上部区域并储存在合适的容器中以备进一步使用。

Description

从海底提取甲烷水合物的方法
本发明涉及一种从海底提取甲烷水合物的方法。
海底具有灰白岩块，这种岩块即为人们所称的无价值的冰。这种不引人注意的材料可能会解决所有能源问题。
甲烷水合物指的是由水和甲烷构成的物质。在高压和低温下以固态晶格形式连接的水分子包含有气态的甲烷分子，而且它们实际上呈包囊状态。
如果通过加热和／或泄压使这种“冰气”结构溶解，气体将漏出，而且另一方面可以将其作为重要的产生能量的物质进行相应的利用。还可以将甲烷水合物称为冻结的甲烷。
据估计仅在美国东西海岸区域的海底甲烷气的蕴藏量就达11千兆亿立方米，这是目前已知世界天然气储量的8万倍。这些能量超出了目前所知能量的总和。
只要能得到这些甲烷储量的1％，美国的气资源便是目前气资源的几倍。这样，美国的气源供量不再是40年，而是可以扩展到80年。
现在的问题是如何提取和开采这种冻结的含气的水合物。
为此，本发明的目的是提供一种从海洋中提取固态甲烷水合物的经济的方法。
本发明的这一目的是通过权利要求1的特征所述的方法实现的。
本发明提出，根据管道(根据海底甲烷物质的尺寸其直径可达数米)中气压泵定理的原理，将固态甲烷水合物送到管道的上表面。在最深的管道位置上，即在最好是环形喷嘴的入口喷嘴区下方进行开采，根据储藏在海底的甲烷水合物的深度施加高压空气，施加的高压空气压力可达几百巴(bar)。根据气压泵定理，在管道内从下向上形成很强的气流，气流中夹带着从管端的四周吸入的来自海底的甲烷水合物岩块。这样在固态甲烷水合物向上流动的过程中可以通过泄压或是通过加温使甲烷水合物溶化，并使气态甲烷游离，游离的甲烷随着浮力的进一步升高而进入输送管道。
相应的用户在输送管道的上部区域获取溶化的甲烷，然后可以提供进一步的应用。
此外，在施加高压空气或接通高压空气时，为了在管道内形成所需的浮力还需使用具有合适特殊密度的重介质流体。
合适的方式是使重介质流体通过合适的分离装置内的输送管道后再次从海水中分离，并以循环的方式将其再次泵入输送管道的下部区域。
因此，根据本发明所述方法的进一步特征，可以通过与融化的甲烷水合物相应的附加气体量算出从下向上逐渐变大的输送管道的截面。这样，可以通过这种方式来影响输送管道中的流速，并由此影响固态甲烷水合物在管道中的停留时间。例如，借此可以使输送管道中保持恒定的流速。
在该方法的另一种方案中提出，在以气压泵形式构成的管道溢流口处设有收集器，并在此进行水一重介质分离，因此，如上所述，可以得到气体。水和重介质分离后，可以通过泵将重介质再次向下打到气压泵系统的入口处。
根据本发明的另一个特征，为了对固态甲烷水合物进行快速加热并使游离的甲烷气在输送管道内加速，可以在固态甲烷水合物进入管道之前就开始对高压空气和／或重介质流体进行加热。
可以看出，本发明所述方法的另一个明显优点在于，由于可能存在甲烷水合物与岩石部分连在一起的情况，所以在甲烷溶化和气体漏出的情况下，通过对管道中的流动条件进行特殊调节可以使岩石部分慢慢向下沉积，并将海底中提取固态甲烷的自由空间部分再次填满。
很明显，本发明的方法并不限于用于海洋或海底，而且可用于陆地。例如，如果需要的话可借助于耐冷的绝缘套管和加工特种富集水，以便从几百米深处提取甲烷水合物。
附图中所示：
(1)为海洋或水域
(2)为例如800米深的海底
(3)为直径约为5米的输送管道，该管道的直径向上逐渐变大
(4)为环形喷嘴，喷嘴处压入带有介质的高压空气。高压空气可以预加热成例如热空气，并通过膨胀得以再次冷却。但产生的较高温度只要达到使固态甲烷快速溶化的目的即可
(5)上升的甲烷水合物碎块
(6)从上升的气态水合物碎块中游离出的甲烷
(7)甲烷收集容器
(8)水一重介质分离部
(9)高压空气与重介质的混合物
(10)压缩装置
(11)压力容器
在海底2设有机械装置，该装置用抓具或刮具将冷冻的冰送入管道的进料口，并向系统输送管道内输送。

Claims (6)

1．从海底提取甲烷水合物的方法，其特征在于，将两端开口的输送管道引入甲烷水合物的区域，在输送管道的下部区域送入高压空气，而且在管道中自下而上形成的强气流中夹带着固态甲烷水合物，气流使输送管道内的大部分水合物融化，并在输送管道的上部区域收集由此形成的气体成分。
2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将重介质流体与高压空气一起或将其单独泵入或压入输送管道的下部区域，由此，根据重介质流体的不同特定密度在输送管道中形成向上的气流，且在所述气流中夹带着甲烷水合物物质。
3．根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，输送管道的截面从下向上逐渐变大。
4．根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将向上流动的重介质流体从水中分离，并将其引入输送管道的下部区域使其重新循环。
5．根据权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，对高压空气和／或重介质流体进行预加热。
6．根据权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，用于提取甲烷水合物所用的管道是隔热的。
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