JP4773647B2 - Gas hydrate transfer device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に存在するガスハイドレートを採掘する技術に関し、特に掘削したガスハイドレートを含む流体を配管を通じて搬送する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
ガスハイドレートとは、気体ガス分子と水分子とからなる氷状の個体物質である。いうまでもなく水分子は1個の酸素原子と2個の水素原子とからなるが、液体の状態では複数の水分子が結合したり離れたりしており、数十個の水分子が結合した状態はクラスター(駕籠)構造と呼ばれる。クラスター構造は液体の状態では不安定であるが、加圧したり冷却したりすると安定し、クラスター構造を構成する水分子の数も増加する。
【0003】
ここに十分な気体分子が存在すると、駕籠状になった空隙の内側に気体分子が取り込まれて水和物が生成される。クラスター構造の空隙に気体分子を取り込んだものはガスハイドレートと呼ばれ、特にメタン分子を取り込んだものはメタンハイドレートと呼ばれる。
【0004】
主にメタンを多く含むガスハイドレート、すなわちメタンハイドレートは、自然界では永久凍土の下や水深500m前後以深の海底地盤中に存在することが明らかになっている。その埋蔵量は非常に膨大で、従来の化石燃料に替わる次世代のエネルギー資源として大きな期待が寄せられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
メタンハイドレートの存在は、海底の音波探査や試掘等によって裏付けられているが、その特異な性状から、石油や天然ガス等の従来の化石燃料とは異なる独自の掘削技術を確立する必要がある。
【0006】
例えば、採掘しようとしているのはメタンガスやその他の有用なガスであって、水は不要なものであるが、有用なガスと結び付いてハイドレートを形成しているために、これを海上まで引き上げるのに大きなエネルギーを消費することになる。しかしながら、メタンハイドレートの氷塊を海上から海底に垂下した配管を通じて吸い上げようとすると、海上に近づくにつれて周囲の温度が上昇することもあり、メタンハイドレートが分解して水の濃度が高まる。つまり、利用価値のない水を吸い上げるために無駄なエネルギーを消費することになるのである。
【0007】
また、配管を通じてメタンハイドレートの氷塊を吸い上げようとすると、配管の継ぎ目等で氷塊どうしが凍り付いて閉塞することも予想される。配管の内部に詰まりが生じると、これを解消するには多大なエネルギーを必要とするばかりでなく、掘削の設備に大きなダメージを与えることになりかねないので大変危険である。
【0008】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、地中に存在するガスハイドレートを効率よく、かつ安全に採掘することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、次のような構成を採用する。すなわち本発明に係る請求項1記載のガスハイドレート搬送装置は、ガスハイドレート、ガスおよび水が混在する状態の流体を配管を通じて搬送するガスハイドレート搬送装置であって、前記配管の内部から排水する排水手段と、前記配管の内壁から離間した位置に長さ方向を揃えて設置し、側面に多数の開口部を形成する筒状体と、該筒状体よりも上流に、前記流体の流れに旋回流を与える旋回流付与手段と、を設けたことを特徴とする。
【0010】
本発明の参考例のガスハイドレート搬送装置は、前記配管の内壁から離間した位置に長さ方向を揃えて筒状体を設置するとともに、該筒状体の側面に多数の開口部を形成したことを特徴とする。
【0011】
本発明の参考例のガスハイドレート搬送装置は、前記筒状体よりも上流に、前記流体の流れに旋回流を与える旋回流付与手段を設けたことを特徴とする。
【0012】
本発明においては、配管内部を流通する流体において、密度と速度分布の関係から、密度の大きいものほど管の内壁近くを流れ、密度の小さいものほど管の中央を流れようとする。そこでこの性質を利用して、ガスハイドレート、ガス、水のうち比較的密度の小さいガスとガスハイドレートとが配管の中心を、密度の大きい水が配管の内壁に沿って流れるようにする。そして、内壁に沿って流れる水を外部に排出すると、配管を流れる流体中の水の濃度が下がる。
【0013】
さらに、本発明においては、配管の内部に長さ方向を揃えて筒状体を設置し、比較的密度の小さいガスとガスハイドレートが筒状体の内側を、密度の大きい水が筒状体の外側を流れるようにするとともに、筒状体の側面に多数の開口部を形成することが望ましい。例えば、筒状体を多孔板や網状のメッシュ材で製作する。これによると、配管の中央から外側に水の移動が容易に行われて水の分離効率が高まる。
また、本発明においては、筒状体よりも上流に、流体の流れに旋回流を与える旋回流付与手段を設けることが望ましい。これによると、遠心力が作用することにより密度の大きい水が外側に移動しようとする力が強められて水の分離効率がさらに高まる。
【0014】
本発明の参考例のガスハイドレート搬送装置は、ガスハイドレート、ガスおよび水が混在する状態の流体を配管を通じて搬送するガスハイドレート搬送装置であって、前記配管内部の流体の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段の検出結果に基づいて前記流体を加熱する加熱手段とを備えることを特徴とする。
【0015】
本発明の参考例のガスハイドレート搬送装置は、前記加熱手段が、前記配管の内部に設けられた熱媒の導通路と、該導通路に前記熱媒を循環させるポンプと、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記熱媒を加熱する加熱器とを備えることを特徴とする。
【0016】
本発明の参考例においては、配管内部の流体の温度が閉塞を起こし易い温度に低下しないように、これを検知して流体を加熱することにより、配管内部の閉塞が防止される。
【0017】
本発明の参考例のガスハイドレート搬送装置は、ガスハイドレート、ガスおよび水が混在する状態の流体を配管を通じて搬送するガスハイドレート搬送装置であって、前記配管を複数のパートに分け、各パートごとに前記流体の圧力を検出する圧力検出手段を設置し、該圧力検出手段の検出結果に基づいて閉塞の有無と閉塞が起きたパートを特定することを特徴とする。
【0018】
本発明の参考例のガスハイドレート搬送装置は、前記各パートごとに前記流体を加熱する加熱手段を設置し、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて特定されたパート内部の流体を加熱することを特徴とする。
【0019】
本発明の参考例においては、あるパートの前後で大きく圧力が異なれば(上流側で高圧、下流側で低圧となる)、当該のパートで閉塞が生じたと特定される。ひとたび閉塞が生じれば、当該のパート内部の流体を加熱することにより、閉塞が解消される。
【0020】
本発明の参考例のガスハイドレート搬送装置は、ガスハイドレート、ガスおよび水が混在する状態の流体を配管を通じて搬送するガスハイドレート搬送装置であって、前記配管を複数のパートに分け、各パートごとに前記流体の温度を検出する温度検出手段と前記流体を加熱する加熱手段とを設置し、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記各パートごとに前記流体を加熱することを特徴とする。
【0021】
本発明の参考例においては、各パートごとに流体の温度を検出し、閉塞を起こし易い温度に低下したパートがあればこのパートの内部を流れる流体を加熱することにより、配管内部の閉塞が防止される。
【0022】
本発明の参考例のガスハイドレート搬送装置は、ガスハイドレート、ガスおよび水が混在する状態の流体を配管を通じて搬送するガスハイドレート搬送装置であって、前記配管の途中に前記流体を一時的に貯留して前記ガスハイドレートの分解を促す空間を設け、該空間に溜まる水を外部に排出し、ガスを前記配管を通じて搬送することを特徴とする。
【0023】
本発明の参考例においては、流体の一時的な溜まりを設けてガスハイドレートの分解を促し、余剰の水は外部に排出することにより、その先にはガスのみもしくはガスの濃度が高まった流体が搬送される。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明に係るガスハイドレート搬送装置の第1の実施形態を図1および図2に示して説明する。
図1には海底地盤に埋蔵された主にメタンを多く含むガスハイドレート(すなわちメタンハイドレート)およびメタンを主成分とする天然ガスを掘削する洋上施設を示す。図において符号1は洋上に設置されたプラットフォーム、2は採掘されたメタンハイドレートを脱水して濃度を高める高濃度化設備、3は採掘されたメタンガスからメタンハイドレートを生成する生成設備、4は地中のハイドレート層Hからメタンハイドレートを導通するハイドレート用配管、5は地中のガス層からメタンガスを導通するガス用配管である。プラットフォーム1上で高濃度化もしくは生成されたメタンハイドレートは、専用の輸送船6によって海上を輸送され、陸地に設けられた貯蔵施設7に蓄えられる。
【0025】
本発明に係るガスハイドレート搬送装置は、ハイドレート用配管4に設けられる。ハイドレート用配管4では、メタンハイドレートMH、メタンガスgおよび水Wが混在する状態の流体が搬送されるが、図2に示すように、ハイドレート用配管4の下端に近い位置には、断面円形のハイドレート用配管4の内壁から離間した位置に長さ方向を揃えて、さらに中心を一致させて円筒体(筒状体)10が設置されている。円筒体10は、上下端を漏斗状に拡大されてハイドレート用配管4の内壁に固定されている。円筒体10は多孔板を加工したもので、側面には多数の孔(開口部)10aが形成されている。
【0026】
また、ハイドレート用配管4には、開閉弁Vを介して円筒体10との間に形成される空間11から水を排出するポンプ(排出手段)12が設けられている。
【0027】
上記のように構成されたガスハイドレート搬送装置においては、ハイドレート用配管4の内部を流通する流体において、密度と速度分布の関係から、密度の大きいものほど管の内壁近くを流れ、密度の小さいものほど管の中央を流れようとする性質を利用する。詳述すると、ハイドレート用配管4の内部を流通する流体には、内壁との摩擦等から、管の中央ほど流速が高く、内壁に近いほど流速が低くなる速度分布が生まれる。ここで、ある任意の断面について考えると、管の中央と周辺(内壁近く)では流体のもつエネルギーは一定と考えられるから、管の中央を流れる流体の密度をρ1、流速をv1とし、周辺を流れる流体の密度をρ2、流速をv2とすると、ρ1×v12/2=ρ2×v22/2となる。ここで、v1>v2であるから、上記関係式を満たすにはρ1<ρ2が絶対条件となる。つまり、管の中央を密度の比較的小さいメタンガスとメタンハイドレートとが流れ、周辺を密度の大きい水が流れるようになるのである。
【0028】
このような性質から、ハイドレート用配管4の内部では、円筒体10の内側をメタンガスgとメタンハイドレートMHが流れ、空間11を水が流れるようになる。そこで、空間11を流れる水をポンプ12で外部に排出すると、ハイドレート用配管4を流れる流体中の水の濃度が下がる。
【0029】
これによると、利用価値のない水を吸い上げるために消費するエネルギーを節約することができ、メタンハイドレートの掘削を効率よく実施することができる。
【0030】
なお、本実施形態のハイドレート搬送装置は、ハイドレート用配管4の下端に限らずいずれの場所に設置されても効果を発揮する。また、ハイドレート用配管4に複数のハイドレート搬送装置を設置するとより効果的である。
【0031】
次に、本発明に係るガスハイドレート搬送装置の第2の実施形態を図3に示して説明する。なお、上記第1の実施形態において既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
本実施形態においては、円筒体10よりも上流、すなわちハイドレート用配管4の下端側に、流体の流れに旋回流を与える旋回機(旋回流付与手段)13が設けられている。旋回機13は、管の内壁に沿って周方向一方に流れを作ることによって旋回流を生み出す装置である。
【0032】
これによると、旋回流を与えられることにより流体を構成する各要素に遠心力が作用し、密度の大きい水が外側に移動しようとする力が強められて水の分離効率がさらに高まるので、メタンハイドレートの掘削をさらに効率よく実施することができる。
【0033】
次に、本発明の参考例1に係るガスハイドレート搬送装置を図4に示して説明する。なお、上記の各実施形態において既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
本参考例においては、ハイドレート用配管4が二重管構造とされ、内側の管4aのさらに内側を流体が流れるようになっている。そして、本参考例のガスハイドレート搬送装置は、管4a内部の流体の温度を検出する温度検出手段20と、温度検出手段20の検出結果に基づいて流体を加熱する加熱手段21とを備えて構成されている。
【0034】
加熱手段21は、内側の管4aと外側の管4bとの間の空間22を熱媒である温水の導通路とし、空間22を一部とする温水の循環経路23の途中に設けられたポンプ24と、温水を加熱する加熱器25とを備えている。
【0035】
このガスハイドレート搬送装置においては、管4a内部の流体の温度がある温度より低下したら、加熱器25を作動させて温水を加熱し、加熱された温水を空間22に流すことでハイドレート用配管4内部を一定の温度に保つ。
【0036】
これによると、加熱器25を作動させる温度を、ハイドレート用配管4内部の流体の温度が閉塞を起こし易い温度より高めに設定しておくことで、メタンハイドレートの凍結による閉塞を防止することができ、これによってメタンハイドレートの掘削を安全かつ円滑に進めることができる。
【0037】
なお、本参考例のハイドレート搬送装置は、ハイドレート用配管4を複数のパートに分け、各パートに個々にハイドレート搬送装置を設置するとより効果的である。
【0038】
次に、本発明の参考例2に係るガスハイドレート搬送装置を図5に示して説明する。なお、上記の各実施形態および参考例において既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
本参考例においては、二重構造のハイドレート用配管4に、長さ方向に分割された複数のパートa,b,c…が設定され、各パート毎に内部の流体の圧力を検出する圧力検出手段30が設置されている。また、各パート毎に上記と同様の加熱手段21が設置されるとともに、圧力検出手段30の検出結果に基づいて閉塞が起きたパートの加熱手段21を作動させる制御部31が設置されている。
【0039】
このガスハイドレート搬送装置においては、あるパートの前後で大きく圧力が異なれば、当該のパートで閉塞が生じた、もしくは閉塞が生じつつある状態にあると特定される。ひとたびこの状態が特定されれば、当該のパートに設置された加熱手段21を作動させ、内部の流体を加熱する。
【0040】
これによると、閉塞を生じたか生じつつあるパートを加熱することで、メタンハイドレートの凍結による閉塞を防止することができ、これによってメタンハイドレートの掘削を安全かつ円滑に進めることができる。
【0041】
本参考例においては、各加熱手段21に温度検出手段20を組み合わせ、参考例2のガスハイドレート搬送装置を構成し、温度検出による閉塞防止と圧力検出による閉塞防止を同時に行うとさらに効果的である。
【0042】
次に、本発明の参考例3に係るガスハイドレート搬送装置を図6に示して説明する。なお、上記の各実施形態および参考例において既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
本実施形態においては、ハイドレート配管4の途中に、流体を一時的に貯留する空間40を有する函体41が設けられている。函体41には、内部に溜まった流体を加熱する加熱器42が設けられるとともに、空間40に溜まった水を外部に排出するポンプ43が設けられている。
【0043】
このハイドレート搬送装置においては、ハイドレート用配管4を通じて空間40まで吸い上げられた流体が一時的に停留するので、その間にこの流体を加熱してメタンハイドレートを分解する。そして、増加する水を空間40からポンプ43で外部に排出し、残ったメタンガスもしくはメタンガスの濃度が高まった流体をさらに上方に搬送する。
【0044】
これによると、利用価値のない水を吸い上げるために消費するエネルギーを節約することができ、メタンハイドレートの掘削を効率よく実施することができる。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ガスハイドレート、ガス、水のうち比較的密度の小さいガスとガスハイドレートが筒状体の内側を、密度の大きい水が筒状体の外側を流れるようにし、筒状体の配管の内壁と筒状体との間を流れる水を外部に排出することによって配管を流れる流体中の水の濃度が下げられるので、利用価値のない水を吸い上げるために消費するエネルギーを節約することができ、これによってガスハイドレートの掘削を効率よく実施することができる。
【0046】
本発明の参考例によれば、配管内部の流体の温度が閉塞を起こし易い温度に低下しないように、これを検知して流体を加熱することにより、配管内部の閉塞を防止することができ、これによってガスハイドレートの掘削を安全かつ円滑に進めることができる。
【0047】
本発明の参考例によれば、圧力の相違により閉塞を生じたか生じつつあると特定されたパートを加熱することにより、配管内部の閉塞を防止することができ、これによってメタンハイドレートの掘削を安全かつ円滑に進めることができる。
【0048】
本発明の参考例によれば、各パートごとに流体の温度を検出し、閉塞を起こし易い温度に低下したパートがあればこのパートの内部を流れる流体を加熱することにより、配管内部の閉塞を防止することができ、これによってメタンハイドレートの掘削を安全かつ円滑に進めることができる。
【0049】
本発明の参考例によれば、流体の一時的な溜まりを設けてガスハイドレートの分解を促し、余剰の水は外部に排出することにより、その先にはガスのみもしくはガスの濃度が高まった流体が搬送されるので、利用価値のない水を吸い上げるために消費するエネルギーを節約することができ、これによってガスハイドレートの掘削を効率よく実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る第1の実施形態を示す図であって、海底地盤に埋蔵されたメタンハイドレートおよび天然ガスを掘削する洋上施設を示す概略図である。
【図2】 同じく第1の実施形態を示す図であって、ハイドレート用配管に設けられたガスハイドレート搬送装置の構造を示す側断面図である。
【図3】 本発明に係る第2の実施形態を示す図であって、ハイドレート用配管に設けられたガスハイドレート搬送装置の構造を示す側断面図である。
【図4】 本発明の参考例1を示す図であって、ハイドレート用配管に設けられたガスハイドレート搬送装置の構造を示す側断面図である。
【図5】 本発明の参考例2を示す図であって、ハイドレート用配管に設けられたガスハイドレート搬送装置の構造を示す側断面図である。
【図6】 本発明の参考例3を示す図であって、ハイドレート用配管に設けられたガスハイドレート搬送装置の構造を示す側断面図である。
【符号の説明】
4 ハイドレート用配管
10 円筒体(筒状体)
12 ポンプ(排出手段)
13 旋回機(旋回流付与手段)
20 温度検出手段
21 加熱手段
30 圧力検出手段
31 制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for mining a gas hydrate existing in the ground, and particularly to a technique for conveying a fluid containing the excavated gas hydrate through a pipe.
[0002]
[Prior art]
A gas hydrate is an icy solid substance composed of gaseous gas molecules and water molecules. Needless to say, a water molecule consists of one oxygen atom and two hydrogen atoms, but in the liquid state, a plurality of water molecules are bonded or separated, and dozens of water molecules are bonded. The state is called a cluster structure. The cluster structure is unstable in a liquid state, but becomes stable when pressurized or cooled, and the number of water molecules constituting the cluster structure increases.
[0003]
When sufficient gas molecules are present here, gas molecules are taken into the inside of the crevices and hydrates are generated. Those in which gas molecules are taken into the voids of the cluster structure are called gas hydrates, and those in which methane molecules are taken in are called methane hydrates.
[0004]
It has been clarified that gas hydrate containing a large amount of methane, that is, methane hydrate, exists in the natural world under permafrost and in submarine ground at a depth of about 500 m or less. The reserves are extremely large, and there are great expectations for next-generation energy resources to replace conventional fossil fuels.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The existence of methane hydrate is supported by acoustic exploration and trial drilling of the seabed, but due to its unique properties, it is necessary to establish a unique drilling technique different from conventional fossil fuels such as oil and natural gas. .
[0006]
For example, what we are trying to mine is methane gas or other useful gas, which does not need water, but because it is combined with useful gas to form a hydrate, it is pulled up to the sea. Consumes a lot of energy. However, when trying to suck up the ice mass of methane hydrate through a pipe hanging from the sea to the bottom of the sea, the ambient temperature may increase as it approaches the sea, and the methane hydrate decomposes and the water concentration increases. In other words, useless energy is consumed to suck up water that has no utility value.
[0007]
In addition, if the methane hydrate ice blocks are sucked up through the pipes, it is expected that the ice blocks freeze and block at the joints of the pipes. When clogging occurs inside the piping, it is very dangerous because not only a great deal of energy is required to solve this problem, but also the equipment for excavation can be seriously damaged.
[0008]
This invention is made | formed in view of said situation, and aims at extracting the gas hydrate which exists in the ground efficiently and safely.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the above problems, the following configuration is adopted. That is, the gas hydrate transfer device according to
[0010]
Gas hydrate conveying device of the reference example of the present invention is to install a tubular body aligned lengthwise at a position spaced from the inner wall of the front Symbol pipe, forming a number of openings on the side surface of the tubular body It is characterized by that.
[0011]
Gas hydrate conveying device of the reference example of the present invention, upstream from previous SL cylindrical body, characterized in that a swirling flow imparting means for imparting the swirling flow to the fluid stream.
[0012]
In the present invention, from the relationship between density and velocity distribution in the fluid flowing through the inside of the pipe, the higher the density, the closer the inner wall of the pipe, and the lower the density, the closer the center of the pipe. Therefore, by utilizing this property, a relatively low density gas and gas hydrate out of gas hydrate, gas, and water are allowed to flow along the center of the pipe, and high density water flows along the inner wall of the pipe. And if the water which flows along an inner wall is discharged | emitted outside, the density | concentration of the water in the fluid which flows through piping will fall.
[0013]
Further, in the present invention, the cylindrical body is installed in the pipe with the length direction aligned, and the relatively low density gas and gas hydrate are inside the cylindrical body, and the high density water is the cylindrical body. It is desirable to form a large number of openings on the side surface of the cylindrical body. For example, a cylindrical body is manufactured with a perforated plate or a net-like mesh material. According to this, water is easily moved from the center of the pipe to the outside, and the water separation efficiency is increased.
In the present invention, it is desirable to provide swirl flow imparting means for imparting a swirl flow to the fluid flow upstream of the cylindrical body. According to this, the force with which high density water tries to move outward is enhanced by the action of centrifugal force, and the water separation efficiency is further increased.
[0014]
A gas hydrate transfer device according to a reference example of the present invention is a gas hydrate transfer device that transfers a fluid containing gas hydrate and gas and water through a pipe, and detects the temperature of the fluid inside the pipe. It is characterized by comprising temperature detecting means and heating means for heating the fluid based on the detection result of the temperature detecting means.
[0015]
Gas hydrate conveying device of the reference example of the present invention, prior Symbol heating means, wherein the conductive path of the heat medium provided inside the pipe, a pump for circulating the heating medium in the conductor passage, wherein the temperature detection And a heater for heating the heating medium based on the detection result of the means.
[0016]
In the reference example of the present invention , the clogging inside the pipe is prevented by detecting this and heating the fluid so that the temperature of the fluid inside the pipe does not drop to a temperature at which clogging easily occurs.
[0017]
A gas hydrate transfer device of a reference example of the present invention is a gas hydrate transfer device that transfers a fluid in a state where gas hydrate and gas and water are mixed through a pipe, and the pipe is divided into a plurality of parts. Pressure detecting means for detecting the pressure of the fluid is installed for each part, and the presence or absence of the blockage and the part where the blockage occurred are specified based on the detection result of the pressure detection unit.
[0018]
Reference Example of gas hydrate conveying apparatus of the present invention has established a heating means for heating the fluid before SL in each part, heating the identified part inside the fluid based on the detection result of said pressure detecting means It is characterized by that.
[0019]
In the reference example of the present invention, if the pressure is significantly different before and after a certain part (high pressure on the upstream side and low pressure on the downstream side), it is specified that the part is blocked. Once occlusion occurs, the occlusion is resolved by heating the fluid inside the part.
[0020]
A gas hydrate transfer device of a reference example of the present invention is a gas hydrate transfer device that transfers a fluid in a state where gas hydrate and gas and water are mixed through a pipe, and the pipe is divided into a plurality of parts. A temperature detecting means for detecting the temperature of the fluid for each part and a heating means for heating the fluid are installed, and the fluid is heated for each part based on the detection result of the temperature detecting means. To do.
[0021]
In the reference example of the present invention, the temperature of the fluid is detected for each part, and if there is a part that has fallen to a temperature that is likely to cause clogging, the fluid flowing inside this part is heated to prevent clogging inside the pipe. Is done.
[0022]
A gas hydrate transfer device according to a reference example of the present invention is a gas hydrate transfer device that transfers a fluid in a state where gas hydrate and gas and water are mixed through a pipe, and temporarily transfers the fluid in the middle of the pipe. A space is provided for promoting the decomposition of the gas hydrate, the water accumulated in the space is discharged to the outside, and the gas is conveyed through the pipe.
[0023]
In the reference example of the present invention, a temporary reservoir of fluid is provided to promote decomposition of gas hydrate, and excess water is discharged to the outside, so that only the gas or the concentration of the gas is increased beyond that. Is transported.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of a gas hydrate transfer apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a gas hydrate mainly containing methane (that is, methane hydrate) buried in the seabed and offshore facilities that excavate natural gas mainly composed of methane. In the figure,
[0025]
The gas hydrate transfer apparatus according to the present invention is provided in the
[0026]
The
[0027]
In the gas hydrate transfer device configured as described above, in the fluid flowing through the
[0028]
Due to such properties, in the
[0029]
According to this, energy consumed to suck up water having no utility value can be saved, and methane hydrate excavation can be carried out efficiently.
[0030]
It should be noted that the hydrate transport device of this embodiment is effective not only at the lower end of the
[0031]
Next, a second embodiment of the gas hydrate transfer apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component already demonstrated in the said 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
In the present embodiment, a swirler (swirl flow imparting means) 13 that provides a swirl flow to the fluid flow is provided upstream of the
[0032]
According to this, the centrifugal force acts on each element constituting the fluid by giving the swirl flow, and the force for moving the dense water to the outside is strengthened, so that the water separation efficiency is further increased. Hydrate excavation can be carried out more efficiently.
[0033]
Next, the gas hydrate conveyed equipment according to the reference example 1 of the present invention shown in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component already demonstrated in said each embodiment, and description is abbreviate | omitted.
In this reference example , the
[0034]
The heating means 21 uses a
[0035]
In this gas hydrate transfer device, when the temperature of the fluid inside the
[0036]
According to this, the temperature at which the
[0037]
The hydrate transport device of this reference example is more effective when the
[0038]
Next, the gas hydrate conveyed equipment according to the reference example 2 of the present invention shown in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component already demonstrated in each said embodiment and reference example , and description is abbreviate | omitted.
In this reference example , a plurality of parts a, b, c... Divided in the length direction are set in the double-
[0039]
In this gas hydrate transfer device, if the pressure is greatly different before and after a certain part, it is specified that the part is clogged or is clogged. Once this state is specified, the heating means 21 installed in the part is operated to heat the fluid inside.
[0040]
According to this, it is possible to prevent clogging due to freezing of methane hydrate by heating the part that has been clogged or is causing clogging, and thus excavation of methane hydrate can proceed safely and smoothly.
[0041]
In this reference example, it is more effective to combine the temperature detection means 20 with each heating means 21 to constitute the gas hydrate transport device of Reference Example 2 and simultaneously perform blockage prevention by temperature detection and pressure detection. is there.
[0042]
Next, the gas hydrate conveyed equipment according to
In the present embodiment, a
[0043]
In this hydrate transfer device, the fluid sucked up to the
[0044]
According to this, energy consumed to suck up water having no utility value can be saved, and methane hydrate excavation can be carried out efficiently.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a relatively low density gas and gas hydrate out of gas hydrate, gas, and water are inside the cylindrical body, and high density water is outside the cylindrical body. Since the concentration of water in the fluid flowing in the pipe is lowered by discharging the water flowing between the inner wall of the pipe of the cylindrical body and the cylindrical body to the outside, the water that is not useful is sucked up Energy can be saved, and gas hydrate excavation can be performed efficiently.
[0046]
According to the reference example of the present invention , it is possible to prevent clogging inside the pipe by detecting this and heating the fluid so that the temperature of the fluid inside the pipe does not decrease to a temperature at which clogging easily occurs. This allows gas hydrate excavation to proceed safely and smoothly.
[0047]
According to the reference example of the present invention , it is possible to prevent the clogging of the inside of the pipe by heating the part identified as being clogged due to the difference in pressure, thereby excavating methane hydrate. It can proceed safely and smoothly.
[0048]
According to the reference example of the present invention , the temperature of the fluid is detected for each part, and if there is a part that has been lowered to a temperature at which it is likely to cause clogging, the fluid flowing inside this part is heated, so This can prevent methane hydrate excavation safely and smoothly.
[0049]
According to the reference example of the present invention, a temporary reservoir of fluid is provided to promote decomposition of gas hydrate, and excess water is discharged to the outside, so that only gas or the concentration of gas is increased beyond that. Since the fluid is transported, it is possible to save the energy consumed for sucking up water that is not useful, thereby enabling efficient gas hydrate drilling.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment according to the present invention, and is a schematic diagram showing an offshore facility excavating methane hydrate and natural gas buried in seabed ground.
FIG. 2 is also a diagram showing the first embodiment, and is a side sectional view showing a structure of a gas hydrate transfer device provided in a hydrate pipe.
FIG. 3 is a side sectional view showing a structure of a gas hydrate transfer device provided in a hydrate pipe, showing a second embodiment according to the present invention.
FIG. 4 is a side sectional view showing the structure of a gas hydrate transfer device provided in a hydrate pipe, showing Reference Example 1 of the present invention.
FIG. 5 is a view showing a reference example 2 of the present invention , and is a side sectional view showing a structure of a gas hydrate transfer device provided in a hydrate pipe.
6 is a view showing a third embodiment of the present invention , and is a side sectional view showing a structure of a gas hydrate transfer device provided in a hydrate pipe. FIG.
[Explanation of symbols]
4 Hydrate piping 10 Cylindrical body (tubular body)
12 Pump (Discharge means)
13 slewing machine (swirl flow applying means)
20 Temperature detection means 21 Heating means 30 Pressure detection means 31 Control unit
Claims (1)
前記配管の内部から排水する排水手段と、
前記配管の内壁から離間した位置に長さ方向を揃えて設置し、側面に多数の開口部を形成する筒状体と、
該筒状体よりも上流に、前記流体の流れに旋回流を与える旋回流付与手段と、を設けたことを特徴とするガスハイドレート搬送装置。A gas hydrate transfer device for transferring a fluid in a state where gas hydrate and gas and water are mixed through a pipe,
Drainage means for draining from the inside of the pipe ;
A cylindrical body that is installed with the length direction aligned at a position spaced from the inner wall of the pipe, and forms a large number of openings on the side surface;
A gas hydrate conveying apparatus comprising: a swirl flow imparting unit that imparts a swirl flow to the fluid flow upstream of the cylindrical body .
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