JP2003262083A - Gas-hydrate recovering system - Google Patents

Gas-hydrate recovering system

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JP2003262083A
JP2003262083A JP2002063830A JP2002063830A JP2003262083A JP 2003262083 A JP2003262083 A JP 2003262083A JP 2002063830 A JP2002063830 A JP 2002063830A JP 2002063830 A JP2002063830 A JP 2002063830A JP 2003262083 A JP2003262083 A JP 2003262083A
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JP
Japan
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gas
hydrate
methane
sea
transportation pipe
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Withdrawn
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JP2002063830A
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Japanese (ja)
Inventor
Kozo Yoshikawa
孝三 吉川
Hirotsugu Nagayasu
弘貢 長安
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E21B41/0099Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00 specially adapted for drilling for or production of natural hydrate or clathrate gas reservoirs; Drilling through or monitoring of formations containing gas hydrates or clathrates

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a methane-hydrate recovering system which is implemented in a highly economical manner. <P>SOLUTION: The gas-hydrate recovering system 1 is comprised of a transportation pipe 2 and a blowing means 3. The transportation pipe 2 is penetratingly set in the sea from near the sea level to the sea bottom 14. The blowing means 3 blows compressed gas 11 generated by vaporization of a gas-hydrate transported to above the sea by the transportation pipe, to a predetermined location of the transportation pipe. According to the gas-hydrate recovering system 1, the gas hydrate is transported above the sea via the transportation pipe 2 by virtue of an air lift effect, and an ascending current is formed by gas blown by the blowing means 3, whereby the air lift effect can be maintained or accelerated. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、海底に存在する天然の
ガスハイドレートを資源として回収するシステムに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for recovering natural gas hydrate existing on the seabed as a resource.

【0002】[0002]

【従来技術】天然ガスは、地盤内に形成されたガス層
(「フリーガス層」と呼ばれる)内部に気体状態で存在す
る場合が多く、こうしたフリーガス層から掘削されて利
用される場合が一般的である。しかしこれとは別に、天
然ガスが水和されて生成された、固体状態の水和物とし
て存在する場合がある。この天然ガスの水和物(以下、
「ガスハイドレート」と記す)とは、包接化合物(クラス
レート化合物)の一種であって、複数の水分子(H2O)
により形成された立体かご型の包接格子(クラスレー
ト)の中に、天然ガスの成分であるメタン(CH4)、
エタン(C26)等の分子が入り込み包接された結晶構
造をなすものである。
2. Description of the Related Art Natural gas is a gas layer formed in the ground.
It often exists in a gas state inside (called “free gas layer”), and it is common to excavate and use from such a free gas layer. Alternatively, however, it may exist as a solid-state hydrate produced by hydration of natural gas. This natural gas hydrate (hereinafter,
“Gas hydrate”) is a kind of clathrate compound, and is composed of a plurality of water molecules (H 2 O).
In the three-dimensional cage-type clathrate (clathrate) formed by methane (CH 4 ), which is a component of natural gas,
It has a crystal structure in which molecules such as ethane (C 2 H 6 ) enter and are included.

【0003】こうしたガスハイドレートは、その内部に
天然ガスが高密充填された状態となっている。理論上
は、ガスハイドレート1m3中に、標準状態における気
体に換算して約170m3の天然ガスが含まれているこ
ととなり、次世代のエネルギー源として多大な注目を集
めている。
Such a gas hydrate is in a state in which natural gas is highly densely packed inside. Theoretically, 1 m 3 of gas hydrate contains about 170 m 3 of natural gas in terms of gas in the standard state, which is attracting much attention as a next-generation energy source.

【0004】ガスハイドレートは、低温・高圧の条件下
で生成されて安定的に存在することができるので、こう
した条件に合致する地盤内に層をなして(「ガスハイド
レート層」、あるいは単に「ハイドレート層」と呼ばれ
る)存在している。具体的には、北極圏や南極圏等の永
久凍土層の下部、あるいは深度300m程度以深の海底
地盤中等に広く分布することがわかってきている。ま
た、例えば南海トラフ等といった、我が国近海の海底地
盤中にも多量に存在するであろうと考えられており、そ
の調査或いは掘削回収が順次行われようとしている。
Since the gas hydrate is produced under the conditions of low temperature and high pressure and can exist stably, it forms a layer in the ground that meets these conditions ("gas hydrate layer", or simply It is called "hydrate layer". Specifically, it has been found that it is widely distributed in the lower part of the permafrost layer in the Arctic Circle, the Antarctic Circle, etc., or in the seabed ground with a depth of about 300 m or less. In addition, it is considered that a large amount will exist in the seabed ground near Japan, such as the Nankai Trough, and investigations or excavation and recovery thereof are about to be carried out sequentially.

【0005】こうしたガスハイドレートの掘削回収に
は、石油の掘削回収等とは大きく異なる技術が要求され
る。すなわち、石油の場合は既に知られているように、
堅い岩盤に覆われた特定箇所に、液体として存在するの
が一般的である。そのため石油を掘削回収するには、ボ
ーリング装置等を用いて岩盤のある1箇所に採取孔を穿
孔し、この採取孔から海上構造物まで吸い上げればよ
い。
[0005] Such a technique for excavating and recovering gas hydrate requires a technology which is significantly different from the technique for excavating and recovering oil. In other words, as already known in the case of oil,
It generally exists as a liquid in a specific area covered by hard rock. Therefore, in order to excavate and recover oil, a sampling hole may be drilled in one place on the rock using a boring device and the like, and suction up to the offshore structure from this sampling hole.

【0006】これに対して、ガスハイドレートは固体で
あり、また必ずしも岩盤中に存在するとは限らず、軟弱
な海底地盤中に横方向へと広がって存在する場合が多
い。加えて、石油のように特定箇所に集中して存在する
とは限らず、複数の層状をなして散在する場合も多い。
こうしたことから、海底のある1箇所に採取孔を穿孔し
て吸い上げるといった、石油の掘削回収技術を、ガスハ
イドレートの掘削回収にそのまま適用することは殆ど不
可能である。
On the other hand, the gas hydrate is a solid and does not always exist in the bedrock, but it often exists laterally in the soft seabed. In addition, like petroleum, it is not always concentrated in a specific place, and it is often scattered in a plurality of layers.
For this reason, it is almost impossible to directly apply the oil drilling and recovery technology such as drilling and sucking up a sampling hole at one place on the seabed to the drilling and recovery of gas hydrate.

【0007】これまで提案されてきたガスハイドレート
の掘削回収方法としては、海底地盤中のハイドレート層
に熱水等を注入し、ガスハイドレートを海底地盤中で分
解させて気体にし、この気体状態で海上まで輸送するも
のがある。しかしこうした方法では、ガスハイドレート
を分解させるために必要な大量の熱を、長い距離を経
て、低温である海底まで送り続けなくてはならない。こ
のような熱の移送を的確に行うことは非常に困難である
とともに、熱水等の注入孔から遠く離れた位置のガスハ
イドレートを分解させることが困難であり、回収効率が
良好とは言えない。
As a method for excavating and recovering the gas hydrate that has been proposed so far, hot water or the like is injected into the hydrate layer in the seabed to decompose the gas hydrate in the seabed to form a gas. Some are transported to the sea in the state. However, in such a method, a large amount of heat required for decomposing gas hydrate must be continuously sent over a long distance to the cold seabed. It is very difficult to accurately transfer such heat, and it is difficult to decompose the gas hydrate at a position far away from the injection hole for hot water or the like, and it can be said that the recovery efficiency is good. Absent.

【0008】また、ガスハイドレートを分解させて気体
状態とすると、固体状態の場合と比較してハンドリング
性に劣るという間題があった。加えて上記の通り、ガス
化させた場合には、固体状態のガスハイドレートの17
0倍もの体積の天然ガス(気体)となり、海底で暴噴して
しまうおそれがあった。万が一暴噴してしまうと、ガス
を有効に回収できないばかりか、海底側に設けた各種機
器の故障、破損を招くおそれがあるので、高価で施工に
手間がかかる暴噴対策を施す必要もあった。こうしたこ
とから、海底でガス化させる方法は好ましいとはいえ
ず、他の回収方法が望まれていた。
Further, there is a problem that when the gas hydrate is decomposed into a gas state, the handling property is inferior to that in the solid state. In addition, as described above, when gasified, 17% of solid state gas hydrate is obtained.
The volume of natural gas (gas) was 0 times that of the sea, and there was a risk that it would explode on the seabed. In the unlikely event of a sudden blow, not only the gas cannot be effectively recovered, but also various equipment installed on the seabed side may be damaged or damaged.Therefore, it is also necessary to take measures against the blowout, which is expensive and time-consuming to construct. It was For these reasons, the method of gasifying at the seabed is not preferable, and other recovery methods have been desired.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】海底からのガスハイド
レートの回収においては、回収されたメタンハイドレー
トから得られる燃料の燃焼エネルギーから、メタンハイ
ドレートを回収するための設備及び維持に必要なエネル
ギーを差し引いたものであるエネルギー収支が正の値に
ならなければ、経済的な効果が得られない。従って、回
収に必要とされるエネルギー量が少なく、低コストでメ
タンハイドレートを回収できるシステムが望まれる。
In the recovery of gas hydrate from the seabed, in the combustion energy of the fuel obtained from the recovered methane hydrate, the equipment required to recover the methane hydrate and the energy required for maintenance. If the energy balance, which is obtained by subtracting, does not become a positive value, no economic effect can be obtained. Therefore, a system that requires a small amount of energy for recovery and can recover methane hydrate at low cost is desired.

【0010】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、安全性及び経済性の高いメタンハイドレートの回収
システムを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a methane hydrate recovery system which is highly safe and economical.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明にかかるガスハイ
ドレート回収システムは、海面付近から海底までを貫く
ように設置された輸送パイプと、該輸送パイプにより海
上に輸送されたガスハイドレートが気化して生じる圧縮
ガスを該輸送パイプの所定の位置に吹き込む吹込手段と
を含んでなり、ガスハイドレートをエアリフト効果によ
り前記輸送パイプを通じて海上に輸送するとともに、前
記吹込手段により吹き込まれたガスにより上昇流を形成
し、エアリフト効果を維持又は促進することを可能にす
るものである。
A gas hydrate recovery system according to the present invention comprises a transportation pipe installed so as to penetrate from near the sea surface to the sea floor, and a gas hydrate transported by the transportation pipe to the sea. And a blowing means for blowing compressed gas generated as a result of blowing into a predetermined position of the transportation pipe, transporting the gas hydrate to the sea through the transportation pipe by an air lift effect, and rising by the gas blown by the blowing means. It is possible to form a flow and maintain or promote the airlift effect.

【0012】また、本発明にかかる別のガスハイドレー
ト回収システムは、前記輸送パイプ内に設置した流量計
と、前記吹込手段により吹き込まれるガス量を調節する
調節手段とをさらに備え、該流量計により得られた計測
値に応じて該調節手段を制御することを特徴とするもの
である。
Further, another gas hydrate recovery system according to the present invention further comprises a flow meter installed in the transportation pipe and adjusting means for adjusting the amount of gas blown by the blowing means. The adjusting means is controlled according to the measured value obtained by.

【0013】さらには、本発明にかかるガスハイドレー
ト回収システムは、前記流量計の計測値が所定の基準値
以下であれば、前記調節手段により吹き込むガス量を増
加させ、前記流量計の計測値が所定の基準値以上であれ
ば、前記調節手段により吹き込むガス量を減少させ、あ
るいは吹き込みを停止することを特徴とするものであ
る。
Further, in the gas hydrate recovery system according to the present invention, if the measured value of the flow meter is less than or equal to a predetermined reference value, the amount of gas blown by the adjusting means is increased to measure the measured value of the flow meter. Is equal to or greater than a predetermined reference value, the amount of gas blown by the adjusting means is reduced or the blowing is stopped.

【0014】これらのガスハイドレート回収システムに
おいては、前記ガスハイドレートがメタンハイドレート
であることが好ましい。
In these gas hydrate recovery systems, the gas hydrate is preferably methane hydrate.

【0015】さらに、これらのガスハイドレート回収シ
ステムにおいて、前記輸送パイプの直径が1〜10mで
あることが好ましい。
Further, in these gas hydrate recovery systems, it is preferable that the diameter of the transportation pipe is 1 to 10 m.

【0016】本発明にかかるガスハイドレート回収シス
テムによれば、簡単な設備により、エアリフト効果によ
りメタンハイドレートを固体状態のまま海底から回収す
ることができる。また、輸送パイプ中の輸送過程におい
ては、海面に近づくにつれてガスハイドレートにかかる
圧力が低減することにより、ガスハイドレートを海面付
近でガスとして回収することが可能になる。このような
エアリフト効果を利用したガスハイドレート回収システ
ムにより、大きな動力を必要とせず、定常的にガスハイ
ドレートを回収することが可能になる。
According to the gas hydrate recovery system of the present invention, methane hydrate can be recovered from the seabed in a solid state by the airlift effect with simple equipment. Further, in the transportation process in the transportation pipe, the pressure applied to the gas hydrate decreases as it approaches the sea surface, so that the gas hydrate can be recovered as gas near the sea surface. With the gas hydrate recovery system utilizing the air lift effect, it is possible to recover the gas hydrate constantly without requiring a large amount of power.

【0017】[0017]

【発明の実施の態様】ここで、本発明のガスハイドレー
ト回収システムにより回収されるのは、海底地盤中にあ
って、固体状態のガスハイドレート、特には、メタンハ
イドレートである。以下の説明において、メタンハイド
レートについて説明するが、エタンハイドレートやその
他のガスハイドレートも同様に、本発明のシステムを用
いて回収することができ、特定のガスハイドレートに限
定されるものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Here, what is recovered by the gas hydrate recovery system of the present invention is solid-state gas hydrate, particularly methane hydrate, in the seabed. In the following description, methane hydrate will be described, but ethane hydrate and other gas hydrates can be similarly recovered using the system of the present invention, and are not limited to specific gas hydrates. Absent.

【0018】海底地盤中にあっては、メタンハイドレー
トは、固体状態の水和物として存在する。このような水
和物は、複数の水分子(H2O)により形成された立体
かご型の包接格子(クラスレート)の中に、天然ガスの
成分であるメタンを包接した包接化合物として存在して
いる。その組成はCH4・(H2O)5.75で表され、密度
は約0.90g/cm3である。
In the seabed, methane hydrate exists as a solid-state hydrate. Such a hydrate is a clathrate compound in which methane that is a component of natural gas is clathrated in a three-dimensional cage clathrate lattice formed of a plurality of water molecules (H 2 O). Exists as. Its composition is represented by CH 4. (H 2 O) 5.75 and its density is about 0.90 g / cm 3 .

【0019】メタンハイドレートは、2℃〜10℃の海
底では約3〜8MPaのもとで、固体水和物の状態であ
るが、常圧付近、すなわち約0.1MPaではメタンハ
イドレートの固体水和物の大部分が、気化したメタンガ
スと水とに分解する。また、メタンハイドレートは通常
土砂やその他の不純物と混同した状態で存在し、そのと
きの密度は約2.0〜2.5g/cm3であるが、純粋
なメタンハイドレート自体は海水(密度は約1.03g
/cm3)よりも密度が低いため、掘削されてある程度
小さい塊となり、比較的密度の高い土砂類と分離された
状態になると、自ら海中を浮上することができる。
Methane hydrate is in the form of a solid hydrate at about 3 to 8 MPa on the seabed at 2 ° C. to 10 ° C., but is a solid of methane hydrate at around normal pressure, that is, at about 0.1 MPa. Most of the hydrate decomposes into vaporized methane gas and water. Also, methane hydrate usually exists in a state of being confused with earth and sand and other impurities, and the density at that time is about 2.0 to 2.5 g / cm 3 , but pure methane hydrate itself is Is about 1.03g
Since it has a density lower than that of / cm 3 ), it can be floated in the sea by itself when it is excavated into small lumps and separated from relatively dense sediments.

【0020】本発明は、上述のように海底深くにおいて
高圧のもとに固体状態で存在するメタンハイドレート
を、海底で熱、圧力又は化学的な作用を加えることによ
り気化させる方法ではなく、固体状態のまま輸送パイプ
等を通じて回収する。その際、海面に近づくにつれてメ
タンハイドレートにかかる圧力が低減するために、メタ
ンハイドレートの一部が分解し、メタンガスになるとい
う性質に注目してなされたものである。
The present invention is not a method of vaporizing methane hydrate existing in a solid state under high pressure in the deep seafloor by applying heat, pressure or chemical action on the seafloor, as described above. Collect as it is through transportation pipes. At that time, the pressure applied to the methane hydrate decreased as it approached the sea level, so that the methane hydrate was partially decomposed into methane gas, which was the focus of attention.

【0021】このように、ガスハイドレートは輸送パイ
プ等を通って海面に向けて上昇するにつれて気化し、上
昇流を生じる。これによるエアリフト効果によって、エ
アリフトポンプと同様の原理で海底の固体物を海上に引
き上げることができる。
As described above, the gas hydrate is vaporized as it rises toward the sea surface through the transportation pipe or the like, and an ascending current is generated. Due to the air lift effect by this, the solid matter on the sea floor can be pulled up to the sea by the same principle as the air lift pump.

【0022】ここで、エアリフトポンプとは、水中の立
管の中にブロワーから圧縮空気を吹き込み、管内外の液
体に比重差をつくり、そのとき上昇する気泡とともに汚
水・汚物等を揚水するポンプをいい、排水処理等の分野
で多く用いられている。かかるエアリフトポンプは、立
管内に気体を吹き込むことが不可欠であるが、本発明に
おいては、輸送されるメタンハイドレートが、海中を上
昇するにつれて気化し、自らの作用によりエアリフト効
果を生ずる気体となるため、メタンハイドレートが豊富
かつ均一に分布する理想的な状態では、いったん定常的
な上昇流が生成すれば、外からの気体の吹込みを必要と
することなく、さらに固体物を上昇させることができ
る。しかし、現実にはメタンハイドレートやその他の岩
石、土砂等の分布は不均一であることが多く、上昇流を
定常的なものとするための工夫が必要である。
Here, the air lift pump is a pump that blows compressed air from a blower into a standing pipe in water to make a difference in specific gravity between liquid inside and outside the pipe, and pumps up dirty water / dirt along with bubbles rising at that time. It is often used in the field of wastewater treatment. It is essential for such an air lift pump to blow gas into the vertical pipe, but in the present invention, the transported methane hydrate is vaporized as it rises in the sea, and becomes a gas that produces an air lift effect by its action. Therefore, in an ideal state where methane hydrate is abundant and evenly distributed, once a steady upward flow is generated, it is possible to raise the solid matter further without the need to inject gas from the outside. You can However, in reality, the distribution of methane hydrate, other rocks, sediment, etc. is often non-uniform, and it is necessary to devise to make the upward flow steady.

【0023】以下に本発明を、図面を用いて実施形態を
示し、詳細に説明する。以下の説明は本発明を限定する
ものではない。
The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments with reference to the drawings. The following description does not limit the invention.

【0024】図1に、本発明の第一の実施形態にかかる
メタンハイドレート回収システムを示して説明する。図
示するメタンハイドレート回収システム1は、海底14
から海面付近までを貫く輸送パイプ2と、海面付近まで
輸送された圧縮メタンガス11を輸送パイプ2の所定の
位置に吹き込むための吹込手段3とを含んでなる。
A methane hydrate recovery system according to the first embodiment of the present invention is shown in FIG. 1 and described. The illustrated methane hydrate recovery system 1 has a seabed 14
To the sea surface, and a blowing means 3 for injecting the compressed methane gas 11 transported to the sea surface to a predetermined position of the transportation pipe 2.

【0025】本発明のガスハイドレート回収システムに
より回収されるのは、主には海底14の地盤中にあっ
て、固体状態のメタンハイドレート13である。その組
成はCH4・(H2O)5.75で表され、海底面から約数十
m〜100mの層に埋蔵されている場合が多い。
What is recovered by the gas hydrate recovery system of the present invention is methane hydrate 13 in the solid state, which is mainly in the ground of the seabed 14. Its composition is represented by CH 4 · (H 2 O) 5.75 , and it is often buried in a layer about several tens to 100 m from the sea floor.

【0026】このようなメタンハイドレート13は、そ
の堆積層が約50〜数100mの厚さで存在するため、
掘削して土砂とメタンハイドレートに分離するととも
に、適当な大きさにする必要がある。このような掘削の
作業は、例えば、トンネル掘削マシンのカットフェイス
の回転による削り取りにより行うことができる。掘削作
業の詳細については、後述する。
Since such a methane hydrate 13 has a deposited layer having a thickness of about 50 to several 100 m,
It is necessary to excavate and separate into sediment and methane hydrate, and to make it an appropriate size. Such excavation work can be performed by, for example, scraping by rotating the cut face of the tunnel excavation machine. Details of the excavation work will be described later.

【0027】本発明にかかるガスハイドレート回収シス
テムによれば、エアリフト効果により海底14から掘削
された固形物が海上に輸送されるため、輸送される物質
にはメタンハイドレート13のみならず、海底の土砂や
海水なども含まれる。以下にこれらをメタンハイドレー
ト回収物10という。また、このメタンハイドレート回
収物10には、エタンハイドレートなどの他のガスハイ
ドレート成分が含まれていてもよい。
According to the gas hydrate recovery system of the present invention, the solid material excavated from the seabed 14 is transported to the sea due to the airlift effect, so that not only the methane hydrate 13 but also the seabed are transported. It also includes sediments and seawater. Hereinafter, these are referred to as methane hydrate recovered products 10. Further, the methane hydrate recovered product 10 may include other gas hydrate components such as ethane hydrate.

【0028】本実施形態において、輸送パイプ2は、海
面付近から海底14までを貫いてメタンハイドレート回
収物10を海上にまで輸送するものである。輸送パイプ
2は、例えば、長さが約1000m〜4500m、直径
が1m〜10m程度のものを使用することができる。メ
タンハイドレート13が埋蔵されているのが、通常、約
1000m付近の海底であり、メタンハイドレート回収
物10は一旦、海面から上に貯蔵され、あるいは通常海
面付近に設けられたパイプラインにより使用目的地に運
ばれることから、輸送パイプ2の適当な長さを例示した
が、メタンハイドレートの埋蔵される深さによって、適
宜輸送パイプ2の長さを決定することができる。
In the present embodiment, the transport pipe 2 is for transporting the methane hydrate recovered matter 10 to the sea by penetrating from near the sea surface to the sea bottom 14. As the transport pipe 2, for example, a pipe having a length of about 1000 m to 4500 m and a diameter of about 1 m to 10 m can be used. The methane hydrate 13 is normally buried in the seabed around 1000 m, and the methane hydrate recovery product 10 is temporarily stored above the sea surface or used by a pipeline provided near the sea surface. Although an appropriate length of the transport pipe 2 is illustrated because it is transported to the destination, the length of the transport pipe 2 can be appropriately determined depending on the depth at which methane hydrate is buried.

【0029】輸送パイプ2の下端は、海底面より下の土
壌中にあって、掘削されたメタンハイドレート回収物1
0を吸い込むことが可能な場所に位置する。例えば、輸
送パイプ2の下端は、メタンハイドレート堆積層付近に
位置することが好ましいが、これには限定されない。輸
送パイプの下端の構造は、例えば、掘削孔を外筒15で
覆い、外筒15と輸送パイプ2との間から海水を流入さ
せてメタンハイドレートを回収する構造にすることがで
きるが、これには限定されない。
The lower end of the transport pipe 2 is located in the soil below the sea floor, and the excavated methane hydrate recovery product 1
Located in a place where you can inhale 0. For example, the lower end of the transportation pipe 2 is preferably located near the methane hydrate deposition layer, but not limited to this. The structure of the lower end of the transport pipe may be, for example, a structure in which the drill hole is covered with the outer cylinder 15 and seawater is introduced from between the outer cylinder 15 and the transport pipe 2 to recover methane hydrate. It is not limited to

【0030】一方、輸送パイプ2の上端は、海面付近に
設けられてもよいメタンハイドレート回収物10の貯蔵
手段に接続され、あるいはメタンハイドレート回収物1
0を別の場所に移送するためのパイプラインに接続され
る。または、回収して海上でメタンハイドレート回収物
10からメタンガス及びメタンハイドレート12を分離
するための装置に接続することもできる。
On the other hand, the upper end of the transport pipe 2 is connected to a storage means for the methane hydrate recovered product 10 which may be provided near the sea surface, or the methane hydrate recovered product 1
0 is connected to the pipeline for transfer to another place. Alternatively, it may be connected to an apparatus for separating and recovering methane gas and methane hydrate 12 from the methane hydrate recovered product 10 at sea.

【0031】かかる輸送パイプ2は、一定の手段を用い
て、固定しなければならない。これには、セメンチング
によるパイプ先端近傍部の固定等の手段を用いることが
できるが、これには限定されない。
The transportation pipe 2 must be fixed by a certain means. For this purpose, means such as fixing of the pipe tip vicinity portion by cementing can be used, but it is not limited to this.

【0032】このような輸送パイプ2は、内部を固体状
のメタンハイドレート13及びこれに混じって土砂や海
水が通過するため、これらにより損傷されあるいは劣化
されない素材で製造することが好ましい。また、メタン
ハイドレートが輸送パイプ2内を上昇しながら、気化す
ることにより輸送パイプ2の管壁に与える圧力が増大す
るため、耐圧性の素材で製造しなければならない。具体
的には、価格の安い炭素鋼に耐食コーティングしたパイ
プなどにより製造することができるが、これには限定さ
れない。
The transport pipe 2 as described above is preferably made of a material which is not damaged or deteriorated by solid methane hydrate 13 and soil and seawater mixed with the solid methane hydrate 13. Further, since the pressure applied to the pipe wall of the transportation pipe 2 increases as the methane hydrate rises in the transportation pipe 2 and vaporizes, it must be manufactured from a pressure resistant material. Specifically, it can be manufactured by a pipe or the like that is made of low-cost carbon steel and is corrosion-resistant coated, but is not limited thereto.

【0033】本実施形態において、吹込手段3は、いっ
たん海面に引き上げられ、水和物から気化した圧縮され
たメタンガス11を輸送パイプ2の所定の位置に吹き込
むための手段である。これにより、輸送パイプ2内に上
昇流を生じさせ、エアリフト効果を維持し、あるいは促
進する。上述のように、メタンハイドレートの分布は必
ずしも均一ではなく、海底の岩石が泥と混ざり合ってい
るので、輸送パイプ2へのメタンハイドレート13の流
入が止まったり、減少したりすることがある。このよう
なメタンハイドレート13の輸送パイプ2への流入の変
動により、エアリフト効果が途切れることがある。この
ようなことが起こると、メタンハイドレート13の安定
な回収を行うことができないので、吹込手段3により圧
縮されたメタンガス11を輸送パイプ2の所定の位置に
吹き込んで、エアリフト効果を維持する。
In the present embodiment, the blowing means 3 is means for blowing the compressed methane gas 11 that has been once pulled up to the sea surface and vaporized from the hydrate to a predetermined position of the transportation pipe 2. As a result, an ascending flow is generated in the transportation pipe 2, and the air lift effect is maintained or promoted. As described above, the distribution of methane hydrate is not always uniform, and rocks on the seabed are mixed with mud, so the flow of methane hydrate 13 into the transport pipe 2 may stop or decrease. . The air lift effect may be interrupted due to such fluctuations in the inflow of the methane hydrate 13 into the transportation pipe 2. When this happens, the methane hydrate 13 cannot be stably recovered, so the methane gas 11 compressed by the blowing means 3 is blown into a predetermined position of the transportation pipe 2 to maintain the airlift effect.

【0034】吹込手段3は、ノズル31とパイプ32と
を含んでなる。この吹込手段3により、海上から輸送さ
れる圧縮メタンガス11を輸送パイプ2内に吹き込む。
圧縮メタンガス11は、海上で一旦回収されたものをそ
のまま減圧することなく用いる。海上で回収されるメタ
ンガスは、通常、海上まで回収されてからも気化するこ
となどにより常圧よりも高い気圧となっている。吹込手
段3には、かかる圧縮メタンガス11をさらに加圧する
ための手段をさらに含んでもよく、減圧するための手段
を含んでもよい。このとき、吹き込む圧縮メタンガス1
1の圧力は、ノズル31の位置における静水圧力以上が
好ましく、吹き込む量は、例えば、ノズル31が海面か
らの深さ約2000mの位置に設置されたときに、約1
〜50Nm3/s程度であることが好ましく、10〜2
0Nm3/s程度であることがさらに好ましいが、これ
には限定されない。吹込手段3は常に稼動させる必要は
なく、吹込みを停止することもありうる。
The blowing means 3 comprises a nozzle 31 and a pipe 32. By this blowing means 3, the compressed methane gas 11 transported from the sea is blown into the transportation pipe 2.
The compressed methane gas 11 is used without being decompressed as it is once recovered at sea. Methane gas collected at sea usually has a higher atmospheric pressure than normal pressure due to vaporization even after being collected up to the sea. The blowing means 3 may further include a means for further pressurizing the compressed methane gas 11 or a means for depressurizing the compressed methane gas 11. At this time, blow compressed methane gas 1
The pressure of 1 is preferably equal to or higher than the hydrostatic pressure at the position of the nozzle 31, and the blowing amount is, for example, about 1 when the nozzle 31 is installed at a depth of about 2000 m from the sea surface.
It is preferably about 50 Nm 3 / s, and 10 to 2
It is more preferably about 0 Nm 3 / s, but not limited to this. The blowing means 3 does not always have to be operated, and the blowing may be stopped.

【0035】吹込手段3のノズル31の設置位置は、メ
タンハイドレートが存在する水深、メタンハイドレート
回収量、輸送パイプ径等によって最終的な条件が決めら
れる。これは、輸送パイプ2全体に渡って上昇流を生じ
させるためには、ある程度の海底に近い位置から気体を
吹き込むことが好ましいが、あまり深い位置に吹込手段
3を設置すると、吹込手段3にかかる圧力が大きくな
り、吹込手段3の設置やメンテナンスが困難となるため
である。
The final position of the installation position of the nozzle 31 of the blowing means 3 is determined by the depth of water in which methane hydrate exists, the recovery amount of methane hydrate, the diameter of the transportation pipe, and the like. In order to generate an upward flow over the entire transportation pipe 2, it is preferable to blow the gas from a position near the seabed to some extent, but if the blowing means 3 is installed at a too deep position, the blowing means 3 will be affected. This is because the pressure becomes large and it becomes difficult to install and maintain the blowing means 3.

【0036】本発明におけるハイドレート層からのハイ
ドレートの掘削作業の一例を図2を用いて、以下に説明
する。この例では、トンネル掘削マシンのような掘削回
収装置20を用いている。掘削回収装置20は、海底面
近傍に据え付けられた掘削基地部21と、海底地盤及び
メタンハイドレート13の層を掘進する掘進装置部22
と、掘削基地部21から掘進装置部22に駆動力を伝達
するシャフト23とを備える。掘進装置部22は、シャ
フト23により掘削基地部21に連結されている。掘削
基地部21は、遠隔操作により掘進装置部22の掘進速
度及び掘進方向等を操作する。シャフト23及び二重管
部24は掘進に伴って伸長していき、掘削基地部21と
掘進装置部22との間に形成された掘削孔が、二重管部
24により覆われる。
An example of the hydrate excavation work from the hydrate layer according to the present invention will be described below with reference to FIG. In this example, an excavation recovery device 20 such as a tunnel excavation machine is used. The excavation recovery device 20 includes an excavation base portion 21 installed near the sea bottom and an excavation device portion 22 for excavating the seabed and the methane hydrate 13 layer.
And a shaft 23 that transmits a driving force from the excavation base portion 21 to the excavation device portion 22. The excavation unit 22 is connected to the excavation base 21 by a shaft 23. The excavation base 21 operates the excavation speed and the excavation direction of the excavation device 22 by remote control. The shaft 23 and the double pipe part 24 are extended along with the excavation, and the double pipe part 24 covers the excavation hole formed between the excavation base part 21 and the excavation device part 22.

【0037】輸送パイプ2の下端は、掘削回収装置20
等と直接連結されていてもよいが、掘削回収装置20と
輸送パイプ2の下端との間に土砂分離装置40を設け
て、混入している土砂やその他の不純物をメタンハイド
レート回収物から分離した上で輸送パイプ2に送るのが
好ましい。土砂分離装置40を設けると、予め土砂やそ
の他の不純物を分離して輸送パイプ2に送ることがで
き、土砂または岩石の混入によるエアリフト効果の低減
を防ぐことができる。
The lower end of the transport pipe 2 has a digging and recovering device 20.
Although it may be directly connected to the etc., a sediment separating device 40 is provided between the excavating and recovering device 20 and the lower end of the transport pipe 2 to separate the mixed sediment and other impurities from the recovered methane hydrate. After that, it is preferable to send it to the transportation pipe 2. When the sediment separating device 40 is provided, sediment and other impurities can be separated in advance and sent to the transportation pipe 2, and the reduction of the airlift effect due to the mixture of sediment or rock can be prevented.

【0038】さらに掘進装置部22を拡大した図が図3
である。掘進装置部22は、先端部に掘削ビット22a
を備えており、掘進基地部21からの回転駆動力がシャ
フト23を介して伝達され、掘削ビット22aの回転に
よって、海底地盤及びハイドレート13層を掘進するこ
とができる。なお、掘進装置部22の先端に、センサ
(例えば中性子センサ)等を取り付けて、海底地盤やハ
イドレート層13の検層を行いながら掘進するようにし
てもよい。
An enlarged view of the excavation device section 22 is shown in FIG.
Is. The excavation unit 22 has a drill bit 22a at the tip.
The rotary driving force from the excavation base portion 21 is transmitted via the shaft 23, and the excavation bit 22a rotates to excavate the seabed ground and the 13-layer hydrate. A sensor (for example, a neutron sensor) or the like may be attached to the tip of the excavation device unit 22 to excavate the seabed and the hydrate layer 13 while logging them.

【0039】二重管部24は、互いに一定の間隙をあけ
て配置された外側管24aと内側管24bとから構成さ
れている。外側管24aは、海底地盤表面から掘削ビッ
ト22aまでの間の掘削孔を覆うように構成され、地盤
表面では、内側管との間隙から海水を流入できるように
海水流入口を形成する。内側管24bはその内部にシャ
フト23を中心に包むようにシャフト23から一定の間
隙をあけて構成され、掘進装置部22とは連結していな
いため、海水流入口から流入した海水は、外側管24a
と内側管24bとの間の間隙を流入し、さらに掘削され
たハイドレート層とともに内側管24b内部に流れる。
ここで内側管の掘削ビット22a側の先端部は、土砂は
通過できるが、掘削されたハイドレート塊は通過できな
い大きさのスクリーンからなる土砂ハイドレート分離ス
クリーン24cが備えられている。この土砂ハイドレー
ト分離スクリーン24cにより、掘削された土砂の混じ
ったハイドレートは、ハイドレートと土砂に分離され、
土砂はスクリーン24cの目を通って外側管24aへ除
去され、ハイドレートのみが内側管24bの内側を掘削
ビット22aから掘削基地21方向へ移動できる。図3
では、内側管24bの先端部のうち、下側の一部のみに
スクリーン24cが設けられているが、内側管24bの
先端部の全体をスクリーン24cにしてもよい。また、
内側管24bの先端部のうち、スクリーン24cを設け
る領域は特に限定されず、メタンハイドレートの埋蔵さ
れる深さや、土砂の混合割合等により適宜変更可能であ
る。
The double pipe portion 24 is composed of an outer pipe 24a and an inner pipe 24b which are arranged with a certain gap therebetween. The outer pipe 24a is configured to cover a drill hole between the surface of the seabed and the drill bit 22a, and forms a seawater inlet on the ground surface so that seawater can flow in through a gap between the outer pipe 24a and the inner pipe. The inner pipe 24b is configured with a certain gap from the shaft 23 so as to wrap the shaft 23 in the center thereof, and since it is not connected to the excavation device portion 22, the seawater that has flowed in from the seawater inlet has the outer pipe 24a.
Flows into the gap between the inner pipe 24b and the inner pipe 24b, and further flows into the inner pipe 24b together with the excavated hydrate layer.
Here, the tip end portion of the inner pipe on the side of the excavation bit 22a is provided with a sediment hydrate separation screen 24c which is a screen having a size that allows passage of sediment but does not allow passage of excavated hydrate masses. The earth and sand hydrate separation screen 24c separates the excavated earth and sand hydrate into hydrate and earth and sand,
Sediment is removed to the outer pipe 24a through the eyes of the screen 24c, and only the hydrate can move inside the inner pipe 24b from the drill bit 22a toward the drill base 21. Figure 3
In the above, the screen 24c is provided only on a part of the lower end of the inner tube 24b, but the entire tip of the inner tube 24b may be the screen 24c. Also,
Of the tip portion of the inner pipe 24b, the region where the screen 24c is provided is not particularly limited, and can be appropriately changed depending on the depth at which methane hydrate is buried, the mixing ratio of earth and sand, and the like.

【0040】なお、この図では、外側管24aと内側管
24bとの間隙として海水流入口を海底地盤付近に設け
たが、回収基地部21の下部もしくは土砂分離装置40
の下部、またはその両方に付属させてもよい。さらに、
回収基地部21の下部または土砂分離装置40の下部に
設けた海水流入口と、外側管24aと内側管24bとの
間隙の海水流入口とを両方設けてもよい。掘削されたハ
イドレートは、海水と混合されてエアリフト効果により
上昇するが、回収基地部21の下部もしくは土砂分離装
置40の下部に海水流入口を設けた場合には、例えばベ
ルトコンベアのような適当な搬送装置を用いて、掘削さ
れたハイドレートを掘進装置部から回収基地部21の下
部もしくは土砂分離装置40まで運搬してもよい。
In this figure, the seawater inlet is provided near the seabed ground as a gap between the outer pipe 24a and the inner pipe 24b, but the lower part of the recovery base 21 or the sediment separating device 40.
It may be attached to the lower part or both. further,
You may provide both the seawater inlet provided in the lower part of the collection | recovery base part 21 or the lower part of the earth-and-sand separation apparatus 40, and the seawater inlet of the clearance gap between the outer pipe 24a and the inner pipe 24b. The excavated hydrate is mixed with seawater and rises due to the airlift effect. However, when a seawater inlet is provided at the lower part of the recovery base unit 21 or the lower part of the sediment separating device 40, for example, a suitable belt conveyor or the like. The excavated hydrate may be transported from the excavation device section to the lower portion of the recovery base section 21 or the sediment separating apparatus 40 by using a different transport device.

【0041】次に、図1に示すシステムを用いて海底の
メタンハイドレートを回収する機構について説明する。
海底で掘削され、適当な大きさの塊となった固体状のメ
タンハイドレートは、トンネル掘削マシン等の手段によ
り、本発明にかかるガスハイドレート回収システム1の
輸送パイプ2の下端部に移送される。回収システムの始
動時には、輸送パイプ2内部は、海水で満たされてお
り、流れはない。ここに、吹込手段3から圧縮空気又は
圧縮メタンガス11などの加圧気体を吹き込むことによ
り、上昇流を発生させる。かかる上昇流が輸送パイプ2
内に発生することによって、海底14のメタンハイドレ
ート回収物10が海面に向かって輸送される。いったん
上昇流が発生し、メタンハイドレート回収物10が運ば
れていくと、メタンハイドレート回収物10に含まれる
メタンハイドレートが輸送パイプ2中を上昇するにつれ
て周囲の海水から気化熱を奪いつつ気化して、上昇流を
形成する。従って、この段階で加圧気体の吹き込みを止
めることもできる。
Next, a mechanism for recovering methane hydrate on the sea floor using the system shown in FIG. 1 will be described.
Solid methane hydrate that has been excavated on the seabed and formed into a lump of an appropriate size is transferred to the lower end portion of the transport pipe 2 of the gas hydrate recovery system 1 according to the present invention by means such as a tunnel drilling machine. It At the start of the recovery system, the inside of the transport pipe 2 is filled with seawater and there is no flow. A pressurized gas such as compressed air or compressed methane gas 11 is blown into the blowing means 3 to generate an upward flow. This upward flow is the transportation pipe 2
By being generated inside, the methane hydrate recovered matter 10 on the seabed 14 is transported toward the sea surface. Once an upflow occurs and the methane hydrate recovered product 10 is transported, as the methane hydrate contained in the methane hydrate recovered product 10 rises in the transport pipe 2, it deprives the surrounding seawater of heat of vaporization. Evaporate to form an upflow. Therefore, the blowing of the pressurized gas can be stopped at this stage.

【0042】加圧気体の吹き込みを一旦止めるにせよ、
そのまま継続するにせよ、回収されたメタンガス11を
吹き込むことができるようになる。この圧縮メタンガス
11の吹き込みにより、輸送パイプ2内には、メタンハ
イドレートの気化による上昇流に加えて、吹き込まれた
圧縮ガス11の上昇流を発生させることができる。これ
は、海底14において掘削されるメタンハイドレート1
3の性状や分布が均一でないことが多いため、または、
その他海底14の状況によってハイドレートの気化によ
る上昇流が途絶えたり弱まったりすることを防止すべ
く、定常的な上昇流を形成するためである。
Once the blowing of the pressurized gas is stopped,
Even if it continues as it is, it becomes possible to blow the recovered methane gas 11. By blowing in the compressed methane gas 11, an upward flow of the blown compressed gas 11 can be generated in the transportation pipe 2 in addition to the upward flow of vaporization of methane hydrate. This is methane hydrate 1 drilled on the seabed 14.
The properties and distribution of 3 are often not uniform, or
This is to form a steady upflow in order to prevent the upflow due to vaporization of the hydrate from being interrupted or weakened depending on the conditions of the seabed 14.

【0043】このようにして、始動時以降に吹き込むガ
スは特に限定されるものではなく、空気でもよいがメタ
ンハイドレートを気化したガスは、海面での回収時にお
いても、1〜10MPa程度の圧縮された状態にあり、
それをそのままあるいは加圧又は減圧して吹き込むこと
により、海底からのメタンハイドレート回収物10の輸
送に動力を用いることなく、メタンハイドレートあるい
はその気化したガスを海上にて安定的に回収することが
できる。
In this way, the gas blown after the start-up is not particularly limited, and may be air, but the gas obtained by vaporizing methane hydrate is compressed to about 1 to 10 MPa even at the time of recovery at sea level. Has been
Stable recovery of methane hydrate or its vaporized gas at sea without using power for transporting the methane hydrate recovered material 10 from the seabed by blowing it as it is or by pressurizing or depressurizing it. You can

【0044】海面付近まで輸送されたメタンハイドレー
ト回収物10中のメタンハイドレートの相当部分は気化
してメタンガスになる。従って、海上においては輸送パ
イプ2により輸送されて得られたメタンハイドレート回
収物10の中から、メタンガスを分離して貯蔵すること
ができ、あるいはパイプライン等を用いてメタンガスが
利用される発電所等に移送することができる。
A considerable portion of the methane hydrate in the recovered methane hydrate product 10 transported to the vicinity of the sea surface is vaporized into methane gas. Therefore, on the sea, methane gas can be separated and stored from the methane hydrate recovery product 10 obtained by being transported by the transportation pipe 2, or a power plant where methane gas is used by using a pipeline or the like. And so on.

【0045】メタンハイドレート回収物10中には、気
化することなく固体状態のままのメタンハイドレートも
残存している。この固体状態のメタンハイドレートを冷
却用冷水の代わりに使用して、熱交換により発電所等の
燃焼用空気の冷却を行うことができる。また、メタンハ
イドレートから気体の状態になったメタンを水と伴に冷
却してメタンハイドレートに戻し、上記同様に冷却に用
いることができる。この方法によれば、メタンハイドレ
ートをメタンと水に分解したときに発生する冷熱を燃焼
用空気の冷却に用いることができると同時に、生じたメ
タンを燃料として用いることができる。このような態様
は、発電プラント、特に液化天然ガス複合発電プラント
に用いることができる。本態様により、発電プラントの
出力増加及び出力安定化を安価に達成することができ
る。
In the recovered substance 10 of methane hydrate, methane hydrate which remains in a solid state without being vaporized also remains. This solid-state methane hydrate can be used in place of cooling cold water to cool combustion air in a power plant or the like by heat exchange. Further, it is possible to cool the methane in a gas state from the methane hydrate together with water to return it to the methane hydrate, and use it for cooling in the same manner as above. According to this method, the cold heat generated when methane hydrate is decomposed into methane and water can be used for cooling the combustion air, and at the same time, the generated methane can be used as a fuel. Such a mode can be used for a power generation plant, particularly a liquefied natural gas combined cycle power generation plant. According to this aspect, it is possible to increase the output of the power plant and stabilize the output at low cost.

【0046】本発明にかかる第一の実施形態によれば、
動力をほとんど必要とすることなく、比較的簡易な施設
で海中のメタンハイドレートを回収することができると
いう利点がある。
According to the first embodiment of the present invention,
There is an advantage that methane hydrate in the sea can be recovered with a relatively simple facility, requiring almost no power.

【0047】図4に、本発明の第二の実施形態にガスハ
イドレート回収システム1aを示して説明する。図示す
るメタンハイドレート回収システム1aは、図1に示す
ガスハイドレート回収システム1に、輸送パイプ2内部
を通過する物質の流量を測定する流量計4と、吹込手段
3により吹き込まれるメタンガスの流量を調節する調節
手段5をさらに含んでなるものである。
FIG. 4 shows a gas hydrate recovery system 1a according to a second embodiment of the present invention. The methane hydrate recovery system 1a shown in the figure is different from the gas hydrate recovery system 1 shown in FIG. 1 in that a flow meter 4 for measuring the flow rate of a substance passing through the inside of the transportation pipe 2 and a flow rate of methane gas blown by the blowing means 3 are provided. It further comprises adjusting means 5 for adjusting.

【0048】ここで、流量計4は、輸送パイプ2中を上
昇する物質量、特にはメタンハイドレート回収物10を
含む海水の流速を測定する装置である。輸送パイプ2の
中では、上述のように、海水やメタンハイドレート、メ
タンガスのみならず、海底から土砂やその他の物質が流
れる。従って、上昇流の比重も大きく変動するので、流
速もそれにつれて変動する。より安定したメタンハイド
レート13の回収を図るべく、流速に応じて圧縮メタン
ガス11の吹き込み量を制御する。
Here, the flowmeter 4 is a device for measuring the amount of substances rising in the transportation pipe 2, in particular, the flow velocity of seawater containing the methane hydrate recovered matter 10. In the transport pipe 2, as described above, not only seawater, methane hydrate, and methane gas, but also sediment and other substances flow from the seabed. Therefore, the specific gravity of the ascending flow also fluctuates greatly, and the flow velocity also fluctuates accordingly. In order to recover the methane hydrate 13 more stably, the blowing amount of the compressed methane gas 11 is controlled according to the flow velocity.

【0049】かかる流量計4は、海底14に近い位置で
あって吹込手段3より海底14近くに設置することが好
ましい。これは、メタンハイドレート回収量を把握する
には、気液混合していない領域で真の海水流量を把握す
る必要があるため、海床に近いほど気化したメタンガス
の量は少なく、これを精密に検知できるためである。
The flow meter 4 is preferably installed near the seabed 14 and closer to the seabed 14 than the blowing means 3. This is because it is necessary to know the true seawater flow rate in the area where gas and liquid are not mixed in order to grasp the amount of methane hydrate recovered. This is because it can be detected.

【0050】一方、調節手段5は、流量計4で測定され
た値に応じて、吹込手段3により輸送パイプ2内に吹き
込む圧縮メタンガス11の量を調節する。この調節手段
は、例えば、調節弁やダンパーなどを用いることができ
る。輸送パイプ2内に吹き込まれる圧縮メタンガス11
量を増加させると、輸送パイプ2内にさらなる上昇流を
発生させ、流量を増加させることができる。
On the other hand, the adjusting means 5 adjusts the amount of the compressed methane gas 11 blown into the transportation pipe 2 by the blowing means 3 according to the value measured by the flow meter 4. As the adjusting means, for example, a adjusting valve or a damper can be used. Compressed methane gas 11 blown into the transport pipe 2
Increasing the amount can generate a further upward flow in the transport pipe 2 and increase the flow rate.

【0051】また、このような流量計4と調節手段5を
用いることにより、定常的にメタンガス及びメタンハイ
ドレートを回収することができる。これは、流量計4の
値が所定の基準値以下であれば吹込手段3により吹き込
む圧縮メタンガス11量を増加させ、流量計4の値が所
定の基準値以上であれば吹込手段3により吹き込む圧縮
メタンガス11量を減少させ、あるいは吹き込みを停止
するように、調節手段5を制御することで行うことがで
きる。
Further, by using the flow meter 4 and the adjusting means 5 as described above, it is possible to steadily recover methane gas and methane hydrate. This is because if the value of the flow meter 4 is less than or equal to a predetermined reference value, the amount of compressed methane gas 11 blown by the blowing means 3 is increased, and if the value of the flow meter 4 is at least a predetermined reference value, compression is blown by the blowing means 3. This can be done by controlling the adjusting means 5 so as to reduce the amount of methane gas 11 or to stop the blowing.

【0052】具体的には、約4000mの長さで、直径
が2mの輸送パイプ2を使用し、水深4000mに流量
計4を設置し、輸送パイプ2内の流量が、14.4m3
/sの場合を基準値と定めることができる。ここで、流
量計4の計測値が基準値以下になると、水深2000m
に設置した吹込手段3により圧縮メタンガス11を16
Nm3/sで輸送パイプ2内に吹き込む。これにより、
流量計4の計測値が基準値に達したら吹き込むのを停止
し、あるいは吹き込む量を減少させるように制御するこ
とができる。このとき、メタンハイドレートの回収量は
約2×105kg/hであり、出力が8MWの発電プラ
ント規模の燃料生産が可能となる。また、本発明のエア
リフト方式によるガスハイドレートの回収システムを用
いた場合の所要動力は約1.54×104kWである。
これは、従来のポンプ方式と比べて約1/4、加熱上昇
流方式と比べて約1/100の動力である。従って、本
発明は従来法と比べて非常に経済的にガスハイドレート
を回収できることがわかる。
Specifically, a transport pipe 2 having a length of about 4000 m and a diameter of 2 m is used, a flowmeter 4 is installed at a water depth of 4000 m, and the flow rate in the transport pipe 2 is 14.4 m 3.
The case of / s can be defined as the reference value. Here, when the measured value of the flow meter 4 becomes less than the reference value, the water depth is 2000 m.
The compressed methane gas 11 by 16
Blow into the transport pipe 2 at Nm 3 / s. This allows
When the measured value of the flow meter 4 reaches the reference value, the blowing can be stopped or the blowing amount can be controlled to be reduced. At this time, the recovered amount of methane hydrate is about 2 × 10 5 kg / h, and it is possible to produce fuel in a power plant scale with an output of 8 MW. Further, the required power when using the gas hydrate recovery system of the air lift system of the present invention is about 1.54 × 10 4 kW.
This is about 1/4 of the power of the conventional pump system and about 1/100 of the power of the heating upflow system. Therefore, it can be seen that the present invention can recover the gas hydrate much more economically than the conventional method.

【0053】このように、本発明の第二の実施の形態に
よれば、定常的に、かつ燃料として使用するのに十分な
量のメタンハイドレートの回収が可能となる。また、か
かるメタンハイドレートの回収に要する動力が従来と比
較して小さいという利点がある。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, it is possible to constantly recover methane hydrate in an amount sufficient for use as a fuel. Further, there is an advantage that the power required to recover such methane hydrate is smaller than that of the conventional one.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明にかかるガスハイドレート回収シ
ステムによれば、動力をほとんど必要とすることなく、
エアリフト効果によりメタンハイドレートを固体のまま
輸送することができる。また、輸送過程においては、海
面に近づくにつれてガスハイドレートにかかる圧力が低
減することにより、ガスハイドレートを海面付近でガス
として回収することが可能になる。さらに、流量計と調
節手段によりメタンハイドレート回収量の制御が可能と
なり、定常的に一定量のメタンハイドレートを回収する
ことができる。このようなガスハイドレート回収システ
ムによれば経済的に優れたガスハイドレートの回収が可
能になり、かかるシステムにより回収されたガスを発電
燃料などに広く有効利用することができる。
The gas hydrate recovery system according to the present invention requires almost no power,
Due to the airlift effect, methane hydrate can be transported as a solid. Further, in the transportation process, the pressure applied to the gas hydrate decreases as it approaches the sea surface, so that the gas hydrate can be recovered as gas near the sea surface. Further, the flowmeter and the adjusting means can control the recovery amount of methane hydrate, and can constantly recover a constant amount of methane hydrate. With such a gas hydrate recovery system, it is possible to recover the gas hydrate economically, and the gas recovered by such a system can be widely and effectively used as fuel for power generation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第一の実施形態にかかるメタンハイド
レート回収システムを示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a methane hydrate recovery system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明におけるハイドレート層からのハイドレ
ートの掘削作業の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a hydrate excavation operation from a hydrate layer according to the present invention.

【図3】図2に示す掘削作業の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of the excavation work shown in FIG. 2.

【図4】本発明の第二の実施形態にかかる回収量を調節
可能なメタンハイドレート回収システムを示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a methane hydrate recovery system capable of adjusting a recovery amount according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 メタンハイドレート回収システム 1a メタンハイドレート回収システム 2 輸送パイプ 3 吹込手段 31 ノズル 32 パイプ 4 流量計 5 調節手段 10 メタンハイドレート回収物 11 圧縮メタンガス 12 メタンガス・メタンハイドレート 13 メタンハイドレート 14 海底 15 外筒 20 掘削回収装置 21 掘削基地部 22 掘進装置部 22a 掘削ビット 23 シャフト 24 二重管部 24a 外側管 24b 内側管 24c 土砂ハイドレート分離スクリーン 40 土砂分離装置 1 Methane hydrate recovery system 1a Methane hydrate recovery system 2 transportation pipes 3 blowing means 31 nozzles 32 pipes 4 flow meter 5 Adjustment means 10 Methane hydrate recovered 11 Compressed methane gas 12 Methane gas / Methane hydrate 13 Methane hydrate 14 seabed 15 Outer cylinder 20 Excavation and recovery equipment 21 Excavation base 22 Excavation equipment section 22a drilling bit 23 Shaft 24 Double pipe section 24a outer tube 24b inner tube 24c Sediment hydrate separation screen 40 Sediment Separation Equipment

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 海面付近から海底までを貫くように設置
された輸送パイプと、 該輸送パイプにより海上に輸送されたガスハイドレート
が気化して生じる圧縮ガスを、該輸送パイプの所定の位
置に吹き込む吹込手段とを含んでなり、 ガスハイドレートをエアリフト効果により前記輸送パイ
プを通じて海上に輸送するとともに、前記吹込手段によ
り吹き込まれたガスにより上昇流を形成し、エアリフト
効果を維持又は促進することを可能にするガスハイドレ
ート回収システム。
1. A transportation pipe installed so as to penetrate from near the sea surface to the bottom of the sea, and a compressed gas produced by vaporization of a gas hydrate transported to the sea by the transportation pipe at a predetermined position of the transportation pipe. And a blowing means for blowing the gas hydrate to the sea through the transportation pipe by the air lift effect, while forming an upward flow by the gas blown by the blowing means, to maintain or promote the air lift effect. Gas hydrate recovery system that enables.
【請求項2】 前記輸送パイプ内に設置した流量計と、 前記吹込手段により吹き込まれるガス量を調節する調節
手段とをさらに備え、該流量計により得られた計測値に
応じて、該調節手段を制御することを特徴とする請求項
1に記載のガスハイドレート回収システム。
2. A flow meter installed in the transportation pipe, and an adjusting means for adjusting the amount of gas blown by the blowing means, and the adjusting means according to a measurement value obtained by the flow meter. The gas hydrate recovery system according to claim 1, wherein the gas hydrate recovery system is controlled.
【請求項3】 前記流量計の計測値が所定の基準値以下
であれば、前記調節手段により吹き込むガス量を増加さ
せ、前記流量計の計測値が所定の基準値以上であれば、
前記調節手段により吹き込むガス量を減少させ、あるい
は吹き込みを停止することを特徴とする請求項2に記載
のガスハイドレート回収システム。
3. If the measured value of the flow meter is below a predetermined reference value, the amount of gas blown in by the adjusting means is increased, and if the measured value of the flow meter is above a predetermined reference value,
The gas hydrate recovery system according to claim 2, wherein the amount of gas blown in is reduced or stopped by the adjusting means.
【請求項4】 前記ガスハイドレートがメタンハイドレ
ートである請求項1〜3のいずれかに記載のガスハイド
レート回収システム。
4. The gas hydrate recovery system according to claim 1, wherein the gas hydrate is methane hydrate.
【請求項5】 前記輸送パイプの直径が、1〜10mで
ある請求項1〜4のいずれかに記載のガスハイドレート
回収システム。
5. The gas hydrate recovery system according to claim 1, wherein the diameter of the transportation pipe is 1 to 10 m.
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