CN207974803U - 一种用于天然气水合物回拖流化开采的泥砂回填装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于天然气水合物回拖流化开采的泥砂回填装置，包括分离器、泥砂通道、法兰盘、输砂管、排砂孔，分离器中的排砂管与直式通道中的泥砂通道内口相通，直式通道中的泥砂通道外口与输砂管的上端通过法兰盘联接，输砂管的下端与收集筒的泥砂通道外口通过法兰盘联接，收集筒的泥砂通道内口与钻头内部的排砂孔相通，使分离出的泥砂能够通过上述通道回填到底部。本实用新型的有益效果是：（1）布置泥砂输送通道，防止泥砂直接排出造成井壁堵塞；（2）避免分离出的泥砂在开采装置回拖过程中被二次收集和分离；（3）使泥砂回填到底部，防止开采区盖层垮塌。

Description

一种用于天然气水合物回拖流化开采的泥砂回填装置

技术领域

本发明涉及到天然气水合物开采技术领域，尤其涉及到海底浅层天然气水合物回拖流化开采的泥砂回填装置。

背景技术

天然气水合物又称“可燃冰”，由甲烷为主的烃类气体和水在一定的温度压力条件下形成的“笼型化合物”，呈白色晶状结构。天然气水合物特别是海洋天然气水合物是目前尚未开发的储量巨大的一种清洁能源，其储量相当于全世界已知煤炭、石油等能源储量的两倍，但要实现水合物有效可控的商业开采是目前全世界面临的难题。

目前为止，在我国海域所取得的天然气水合物样品均为非成岩天然气水合物。深水非成岩天然气水合物具有储量大、弱胶结、稳定性差的特点，一旦所在区域的温度、压力条件发生变化，就可能导致海底非成岩天然气水合物的大量分解、气化和自由释放，存在潜在的风险。周守为等根据世界海域水合物取样和我国海域水合物取样情况，首次提出了深水浅层天然气水合物固态流化开采技术，减少浅层水合物分解可能带来的环境风险，达到绿色可控开采的目的。在固态流化开采技术中，如何将回拖破碎之后的混合浆体中的泥砂分离出来并回填到底部，防止开采区垮塌，是一个关键问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于海底浅层天然气水合物回拖流化开采的泥砂回填装置。

本发明采用的技术方案如下：一种用于海底浅层天然气水合物回拖流化开采的泥砂回填装置，包括分离器、泥砂通道、法兰盘、输砂管、排砂孔，分离器中的排砂管与直式通道中的泥砂通道内口相通，直式通道中的泥砂通道外口与输砂管的上端通过法兰联接，输砂管的下端与收集筒的泥砂通道外口通过法兰联接，收集筒的泥砂通道内口与钻头内部的排砂孔相通，使分离出的泥砂能够通过上述通道回填到底部。

进一步的技术方案中，直式通道的外环有三个海水流孔，间隔120°分布，内环有三个浆体流孔，间隔120°分布，泥砂通道布置在两个海水流孔的对称轴线上。

综上所述，本发明的有益效果是：（1）布置泥砂输送通道，防止泥砂直接排出造成井壁堵塞；（2）避免分离出的泥砂在开采装置回拖过程中被二次收集和分离；（3）使泥砂回填到底部，防止开采区盖层垮塌。

附图说明

本发明将通过具体实施例并参考附图的方式说明，其中：

图1为本发明用于天然气水合物回拖流化开采的泥砂回填装置的结构示意图；

图2为直式通道的A-A方向截面结构示意图；

图中，1-溢流管，2-分离器，3-排砂管，4-泥砂通道，5-螺杆泵转子，6-螺杆泵定子，7-螺杆泵短节，8-万向轴，9-密封圈，10-连接轴，11-桥式通道，12-密封圈，13-万向轴，14-螺杆马达转子，15-螺杆马达定子，16-螺杆马达短节，17-喷嘴，18-喷嘴短节，19-收集口，20-收集筒，21-泥砂通道，22-钻头，23-排砂孔，24-法兰盘，25-输砂管，26-法兰盘，27-直式通道，28-双层管，29-海水流孔，30-浆体流孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

一种用于海底浅层天然气水合物回拖流化开采的泥砂回填装置，包括分离器2、泥砂通道4和21、法兰盘5和26、输砂管25、排砂孔23，分离器2中的排砂管3与直式通道27中的泥砂通道4内口相通，直式通道27中的泥砂通道4外口与输砂管25的上端通过法兰盘26联接，输砂管25的下端与收集筒20的泥砂通道21外口通过法兰盘24联接，收集筒20的泥砂通道21内口与钻头22内部的排砂孔23相通，使分离出的泥砂能够通过上述通道回填到底部。

进一步的技术方案中，如图1所示，所述的分离器2安装在双层管28的内管，双层管28的下端与直式通道27通过螺纹联接，直式通道27下端与螺杆泵短节7通过螺纹联接，螺杆泵短节7下端与桥式通道11通过螺纹联接，桥式通道11下端与螺杆马达短节16通过螺纹联接，螺杆马达短节16下端与喷嘴短节18通过螺纹联接，喷嘴短节18下端与收集筒20通过螺纹联接，钻头22安装在收集筒20下端。

进一步的技术方案中，如图1所示，收集口19收集流化的水合物颗粒和泥砂颗粒混合浆体进入收集筒20，然后混合浆体通过喷嘴短节18、螺杆马达短节16的外环空到达桥式通道11，混合浆体在桥式通道11改变流道，进入螺杆泵短节7的内环空；在螺杆泵的举升作用下，混合浆体穿过直式通道27，进入分离器2；在分离器2的离心作用下，水合物颗粒从溢流管1输送到上部，分离出的泥砂从排砂管3排出；泥砂从排砂管3排出之后进入到直式通道27的泥砂通道4，然后再从输砂管25中输送到收集筒20的泥砂通道21，最后通过钻头22中部的排砂孔23回填到底部。

进一步的技术方案中，如图2所示，直式通道27的外环有三个海水流孔29，间隔120°分布，内环有三个浆体流孔30，间隔120°分布，泥砂通道4布置在两个海水流孔29的对称轴线上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种用于海底浅层天然气水合物回拖流化开采的泥砂回填装置，其特征在于，所述的用于海底浅层天然气水合物回拖流化开采的泥砂回填装置包括分离器、泥砂通道、法兰盘、输砂管、排砂孔，分离器中的排砂管与直式通道中的泥砂通道内口相通，直式通道中的泥砂通道外口与输砂管的上端通过法兰盘联接，输砂管的下端与收集筒的泥砂通道外口通过法兰盘联接，收集筒的泥砂通道内口与钻头内部的排砂孔相通，使分离出的泥砂能够通过上述通道回填到底部。

2.如权利要求1所述的一种用于海底浅层天然气水合物回拖流化开采的泥砂回填装置，其特征在于，直式通道的外环有三个海水流孔，间隔120°分布，内环有三个浆体流孔，间隔120°分布，泥砂通道布置在两个海水流孔的对称轴线上。