JP6679037B1 - Submarine surface type massive hydrate mining machine and vomiting method - Google Patents
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Abstract
【課題】海底表層型塊状ハイドレートの採掘機及び呑吐式採掘方法を提供する。【解決手段】採掘機は呑吐作動ボックス１６を備え、その底部に走行装置を設け、前端にハイドレート入口及び吸引管３を接続し、吸引管内に超音波式砕氷装置４を設け、吸引管の前端に氷掘削装置を設け、氷掘削装置は方向制御装置と接続する。呑吐作動ボックス内に回転ロッドを設け、回転ロッドの上下にハイドレート収集・分解ボックスを対称に設ける。呑吐作動ボックスの頂部に排水口５を設け、呑吐作動ボックス内壁上のハイドレート入口上方に仕切板１８を設け、仕切板後端と呑吐作動ボックス後端の間に水流通路を残し、水流通路部分にフィルター７を設ける。呑吐作動ボックス底部に磁電管１１、ブロー弁１５及び送ガス管９を設ける。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a seabed surface type massive hydrate mining machine and a vomiting type mining method. SOLUTION: The mining machine is provided with a discharge control box 16, a traveling device is provided at the bottom thereof, a hydrate inlet and a suction pipe 3 are connected to the front end, and an ultrasonic type ice crushing device 4 is provided in the suction pipe. An ice drilling device is provided at the front end, and the ice drilling device is connected to the direction control device. A rotary rod is installed in the spitting box, and hydrate collection / disassembly boxes are installed symmetrically above and below the rotary rod. The drainage port 5 is provided at the top of the discharge control box, and the partition plate 18 is provided above the hydrate inlet on the inner wall of the discharge control box, leaving a water flow passage between the rear end of the partition plate and the rear end of the discharge control box. The filter 7 is installed in the. A magneto-electric tube 11, a blow valve 15 and a gas feeding tube 9 are provided at the bottom of the discharge control box. [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、天然ガスハイドレートの採掘技術分野に係り、海底表層型塊状ハイドレートの採掘機及び呑吐式（ｈｕｆｆ ａｎｄ ｐｕｆｆ、吸排式）採掘方法に関するものである。 The present invention relates to a natural gas hydrate mining technical field, and relates to a seabed surface layer type massive hydrate mining machine and a huff and puff (suction and discharge) mining method.
天然ガスハイドレートは、世界各地の海洋及び永久凍土中に広く分布する将来性の高いエネルギー資源である。天然ガスハイドレートは、海底での生成位置によって深層型ハイドレートと表層型ハイドレートに分けられる。表層型ハイドレートは、主に海底又は海底下の浅い位置に生成される。海底天然ガスハイドレートの主な採掘方法は、減圧法、試薬注入法、加熱法及びＣＯ２置換法である。しかし、天然ガスハイドレートが海底に露出している又は埋没深度が浅い場合、閉鎖的な採掘環境の構築が難しいため、これらの方法を実施することは困難である。現在ある海底鉱物の固体採掘法は操作が複雑であり、表層型天然ガスハイドレートの採掘方法については深く研究されていない。また、採掘方法の多くは、採掘したハイドレートの破片をパイプを通じて海面まで引き上げ、加熱・減圧又は上層海水の導入によりハイドレートを加熱して分解するというものである。これらは操作が複雑でエネルギー消費が多く、海底採掘の破壊による環境汚染が見過ごされているばかりか、操作の融通性に劣り、コストもかかる。 Natural gas hydrate is a highly promising energy resource widely distributed in oceans and permafrost around the world. Natural gas hydrates are classified into deep layer hydrates and surface layer hydrates depending on the generation position on the seabed. The surface hydrate is mainly generated at the seabed or a shallow position below the seabed. The main mining methods for seabed natural gas hydrate are the decompression method, the reagent injection method, the heating method, and the CO 2 substitution method. However, when the natural gas hydrate is exposed to the seabed or the burial depth is shallow, it is difficult to implement these methods because it is difficult to construct a closed mining environment. The existing solid mining method for seafloor minerals is complicated in operation, and the method for mining surface type natural gas hydrate has not been deeply studied. In addition, most of the mining methods involve pulling the mined hydrate fragments up to the sea surface through a pipe, heating and decompressing or introducing upper seawater to heat and decompose the hydrate. These are complicated to operate, consume a lot of energy, and are not only overlooked for environmental pollution due to destruction of seabed mining, but also are inflexible in operation and costly.
特許文献１の「海洋における非続成天然ガスハイドレート貯留層の採掘システム及びその採掘工程」は、ボーリングを利用した採掘方法を開示している。中核となる採掘装置は、垂直方向のボーリング孔に対して垂直な水平パイプを利用してハイドレート採掘を行うものであり、海底の一定範囲内の深度におけるハイドレート貯留層を採掘対象としている。特許文献１では、ハイドレート貯留層中に互いに垂直な生産チャネルと採掘チャネルをそれぞれ設置するが、採掘坑道を実際に設置する作業を考えた場合、その難易度はあまりに高く、施工するには困難でコストもかかり、操作が複雑で、融通性や実現性に乏しい。また、特許文献１は、シャフトアクセスチャネルを通じて埋戻し材を作業船から採掘後の坑道に送るが、過程が複雑でエネルギー消費も多い。 The patent document 1 "A system for mining a non-diagenetic natural gas hydrate reservoir in the ocean and its mining process" discloses a mining method using boring. The core mining equipment is for hydrate mining using a horizontal pipe vertical to a vertical boring hole, and is intended for hydrate reservoirs within a certain depth of the seabed. In Patent Document 1, the production channel and the mining channel that are perpendicular to each other are installed in the hydrate reservoir, but when considering the work of actually installing the mining tunnel, the difficulty is too high and it is difficult to construct. It is costly, complicated to operate, and lacks flexibility and feasibility. Further, in Patent Document 1, the backfill material is sent from the work boat to the tunnel after mining through the shaft access channel, but the process is complicated and energy consumption is large.
特許文献２は、「海洋天然ガスハイドレートの連続採掘式採掘装置及びその方法」を開示している。特許文献２は、ボーリング方法を利用し、ドリルパイプをハイドレート貯留層（海底下の一定の深度）に延ばし入れ、高圧水流を利用して貯留層に沿って破砕するものである。その採掘原理は固体流動化に基づいており、主に海底の一定範囲内の深度におけるハイドレート貯留層を採掘するものである。ハイドレートの分解には、船上の固液分離装置及び気液分離装置が使用されており、操作フローが複雑である。 Patent Document 2 discloses "a continuous mining type mining apparatus and method for marine natural gas hydrate". In Patent Document 2, a drill pipe is used to extend a drill pipe into a hydrate reservoir (constant depth under the seabed), and a high-pressure water stream is used to fracture along the reservoir. Its mining principle is based on solid fluidization and is mainly for mining hydrate reservoirs within a certain depth of the seabed. The solid-liquid separation device and the gas-liquid separation device on board are used for the decomposition of the hydrate, and the operation flow is complicated.
従来の表層型天然ガスハイドレートの採掘方法の多くは、採掘したハイドレートの破片をパイプで海面まで引き上げ、加熱・減圧又は上層海水の導入によりハイドレートを加熱分解するというものであり、操作が複雑でエネルギー消費が多く、海底に重大な環境汚染を招き、融通性に劣り、コストもかかるという上述の問題に鑑み、本発明は、採掘と分離の一体化を実現し、操作が簡単で、海底の環境汚染を防止し、エネルギー消費を低減し、海底表層型ハイドレート採掘への新たなアプローチとなる、海底表層型塊状ハイドレートの採掘機及び呑吐式採掘方法を提供する。 Many of the conventional surface layer type natural gas hydrate mining methods involve pulling mined hydrate fragments up to the sea surface with a pipe and heating / decompressing or introducing upper seawater to thermally decompose the hydrate. In view of the above-mentioned problems of complicated and high energy consumption, causing serious environmental pollution on the seabed, poor flexibility, and high cost, the present invention realizes the integration of mining and separation, and is easy to operate, (EN) Provided are a seabed surface type massive hydrate mining machine and a vomiting method, which prevent environmental pollution of the seabed, reduce energy consumption, and are a new approach to seabed surface type hydrate mining.
本発明が提供する海底表層型塊状ハイドレートの採掘機は、呑吐作動ボックスを備えており、呑吐作動ボックスの底部には走行装置が設けられ、呑吐作動ボックスの前端にはハイドレート入口が設けられ、ハイドレート入口には吸引管が接続され、吸引管内には超音波式砕氷装置が設けられ、吸引管は前端にラッパ形状開口を有しており、ラッパ形状開口部分にはダブルヘリカルギヤ式氷掘削装置が設けられ、ダブルヘリカルギヤ式氷掘削装置は掘削ヘッド用回転及び方向制御装置と接続されている。呑吐作動ボックス内のハイドレート入口の下方には回転ロッドが設けられ、回転ロッドの上下両側にはハイドレート収集・分解ボックスが対称に設けられている。呑吐作動ボックスの頂部には排水口が設けられ、排水口部分にはタービン式排水装置が設けられ、呑吐作動ボックスの内壁上のハイドレート入口の上方には仕切板が設けられ、仕切板の後端と呑吐作動ボックスの後端との間には水流通路が残されており、水流通路部分にはフィルターが設けられている。呑吐作動ボックスの底部には磁電管及びブロー弁が設けられ、呑吐作動ボックスの側面の回転ロッドの下方には送ガス管（ガス送出管）が接続されている。 The seabed surface type massive hydrate mining machine provided by the present invention is provided with a discharge control box, a traveling device is provided at the bottom of the discharge control box, and a hydrate inlet is provided at the front end of the discharge control box. , A suction pipe is connected to the hydrate inlet, an ultrasonic type ice crusher is installed in the suction pipe, and the suction pipe has a trumpet-shaped opening at the front end. A device is provided and the double helical gear ice rig is connected to a rotation and direction control device for the digging head. A rotating rod is provided below the hydrate inlet in the exhalation actuation box, and hydrate collecting / disassembling boxes are symmetrically provided on both upper and lower sides of the rotating rod. A drainage port is provided at the top of the exhalation actuation box, a turbine type drainage device is provided at the drainage port, and a partition plate is provided above the hydrate inlet on the inner wall of the expulsion actuation box. A water flow passage is left between the end and the rear end of the discharge control box, and a filter is provided in the water flow passage portion. A magneto-electric tube and a blow valve are provided at the bottom of the exhalation actuation box, and a gas delivery pipe (gas delivery pipe) is connected to the side surface of the expulsion actuation box below the rotary rod.
さらに、呑吐作動ボックスの底部の走行装置は無限軌道である。 Further, the traveling device at the bottom of the exhalation actuation box is an endless track.
さらに、超音波式砕氷装置は複数個であり、吸引管の管壁上に交差させて設置されている。 Further, a plurality of ultrasonic type ice crushers are installed so as to cross each other on the tube wall of the suction tube.
本発明はさらに海底表層型塊状ハイドレートの呑吐式採掘方法を提供するが、それは特許請求の範囲に記載の海底表層型塊状ハイドレートの採掘機を採用したものであり、具体的な工程は以下の通りである。 The present invention further provides a vomiting mining method of the seabed surface type massive hydrate, which adopts the mining machine of the seabed surface type massive hydrate described in the claims, and the specific steps are as follows: Is the street.
（１）氷掘削段階：掘削ヘッド用回転及び方向制御装置が制御するダブルヘリカルギヤ式氷掘削装置で海底表層又は露出している天然ガスハイドレートブロックの掘削・破砕を行う。 (1) Ice excavation stage: The double helical gear type ice excavator controlled by the rotation and direction control device for the excavation head excavates and crushes the surface layer of the seabed or the exposed natural gas hydrate block.
（２）管輸送及び砕氷段階：タービン式排水装置が海水を排水口から排出し、タービン式排水装置の回転が生む吸引力及びダブルヘリカルギヤ式氷掘削装置による水流への影響により、破砕されたハイドレートブロックが吸引管内に吸引され、比較的大きなハイドレートの破片が管内に配列された超音波式砕氷装置によって破砕されて小さな塊状ハイドレートになる。 (2) Pipe transportation and ice-breaking stage: Turbine drainage discharges seawater from the drainage port, and the suction force generated by the rotation of the turbine drainage and the influence on the water flow by the double-helical gear ice excavator crush the hide. The rate block is sucked into the suction tube, and the relatively large hydrate fragments are crushed by the ultrasonic type ice crushing device arranged in the tube to become a small block hydrate.
（３）ハイドレート収集段階：破砕されたハイドレートが水流によって呑吐作動ボックス内に運搬され、空間が広がっていることにより水流が減速し、重力によってハイドレートの破片が回転ロッド上部のハイドレート収集・分解ボックス内に沈降する。 (3) Hydrate collection stage: The crushed hydrate is carried by the water flow into the spitting actuation box, and the space is expanded to decelerate the water flow, and the hydrate debris collects the hydrate debris above the rotating rod.・ Settles in the decomposition box.
（４）ハイドレート分解段階：ハイドレート収集・分解ボックス内のハイドレートが満杯になるまで収集されると、ハイドレート収集・分解ボックスが回転ロッドによって呑吐作動ボックスの下部まで回転し、且つ下部のハイドレート収集・分解ボックスが上部まで回転してハイドレート収集を継続し、磁電管が下部のハイドレート収集・分解ボックス内のハイドレートを加熱して天然ガスと水に分解し、天然ガスが送ガス管を通じて海面上の作業船に輸送され、貯蔵される。 (4) Hydrate decomposition stage: When the hydrate in the hydrate collection / decomposition box is collected until it is full, the hydrate collection / decomposition box is rotated by the rotating rod to the lower part of the discharge control box, and The hydrate collection / decomposition box rotates to the top to continue the hydrate collection, and the magnetron tube heats the hydrate in the lower hydrate collection / decomposition box to decompose it into natural gas and water, which is then sent by the natural gas. It is transported to a work boat on the surface of the sea through a gas pipe and stored.
（５）土砂排出段階：ハイドレートの分解が終了し、天然ガスが完全に排出された後、分解ボックス内にある土砂及び砕石ブロックがブロー弁を通じて海底の元の場所に埋戻される。 (5) Sediment discharge stage: After the decomposition of hydrate is completed and the natural gas is completely discharged, the sediment and crushed stone blocks in the decomposition box are backfilled to the original position on the seabed through the blow valve.
本発明は、海底用インテリジェント採掘機を海底表層型ハイドレートの採掘に応用しており、採掘機は海底での柔軟な走行能力を有し、表層型ハイドレート貯留層においてマルチアングルで機動的な採掘を実現することができる。本発明は、ハイドレートの採掘と分離技術の一体化を実現している。土砂や不純物の埋戻しにおいて、本発明は、ハイドレートをインテリジェント採掘機内で直接分解し、分解した気体をそのまま船上で収集するため、操作フローが減り、元の場所への埋戻しがより簡単である。本発明の採掘機は、複数台を同時に投入することが可能であり、実際の作業では連続且つ効率的な採掘作業を実現することができ、効率的・経済的であり、環境を保護し、安全に海底表層型ハイドレートの採掘を行うことができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention applies an intelligent undersea mining machine to the mining of a seabed surface hydrate, the mining machine has a flexible running capability on the seabed, and is a multi-angle and dynamic maneuver in the surface hydrate reservoir. Mining can be realized. The present invention realizes the integration of hydrate mining and separation technology. In the backfill of earth and sand and impurities, the present invention directly decomposes the hydrate in the intelligent mining machine and collects the decomposed gas as it is on the ship, which reduces the operation flow and makes it easier to backfill the original place. is there. The mining machine of the present invention is capable of inputting a plurality of machines at the same time, can realize continuous and efficient mining work in actual work, is efficient and economical, protects the environment, It is possible to safely mine submarine surface hydrates.
以下、本発明を具体的な実施例及び図面に基づいてさらに詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples and drawings.
本実施例では海底表層型塊状ハイドレートの採掘機を提供するが、図１に示す通り、採掘機は呑吐作動ボックス１６を備えており、呑吐作動ボックス１６の底部には無限軌道１７が設けられ、呑吐作動ボックス１６の前端にはハイドレート入口が設けられ、ハイドレート入口には吸引管３が接続され、吸引管３内には超音波式砕氷装置４が複数個設けられ、超音波式砕氷装置４は吸引管３の管壁上に交差させて設置されている。吸引管３は前端にラッパ形状開口を有しており、ラッパ形状開口部分にはダブルヘリカルギヤ式氷掘削装置２が設けられ、ダブルヘリカルギヤ式氷掘削装置２は掘削ヘッド用回転及び方向制御装置１３と接続され、掘削ヘッド用回転及び方向制御装置１３は氷掘削装置のハイドレートを採掘する方向と角度を制御するのに用いられる。呑吐作動ボックス１６内のハイドレート入口の下方には回転ロッド１２が設けられ、回転ロッド１２の上下両側には２つのハイドレート収集・分解ボックス８が対称に設けられ、ハイドレート収集・分解ボックス８は回転ロッド１２に連動して回転し、一方のハイドレート収集・分解ボックスの開口が上を向いているとき、もう一方のハイドレート収集・分解ボックスの開口は下を向いている。 In the present embodiment, a seabed surface type massive hydrate mining machine is provided, but as shown in FIG. 1, the mining machine is provided with a dumping actuation box 16, and an endless track 17 is provided at the bottom of the dumping actuation box 16. A hydrate inlet is provided at the front end of the vomiting actuation box 16, a suction pipe 3 is connected to the hydrate inlet, and a plurality of ultrasonic type ice crushers 4 are provided in the suction pipe 3 for ultrasonic crushing. The device 4 is installed on the tube wall of the suction tube 3 so as to intersect. The suction pipe 3 has a trumpet-shaped opening at the front end, and a double-helical gear type ice excavator 2 is provided in the trumpet-shaped opening portion. The double-helical gear type ice excavator 2 includes an excavator head rotation and direction control device 13. Connected, the drilling head rotation and direction control device 13 is used to control the direction and angle at which the hydrate of the ice rig is mined. The rotating rod 12 is provided below the hydrate inlet in the discharge control box 16, and two hydrate collecting / disassembling boxes 8 are symmetrically provided on the upper and lower sides of the rotating rod 12, respectively. Rotates in conjunction with the rotating rod 12, and when the opening of one hydrate collection / disassembly box faces upward, the opening of the other hydrate collection / disassembly box faces downward.
呑吐作動ボックス１６の頂部には排水口５が設けられ、排水口５部分にはタービン式排水装置６が設けられ、タービン式排水装置６の回転が生む吸引力が採掘機に対して垂直下向きに作用力を生じさせることで、採掘機の作動がより安定するとともに、無限軌道と海底との摩擦力を増大させることができる。呑吐作動ボックス１６内のハイドレート入口の上方には仕切板１８が水平に設けられ、仕切板１８の後端と呑吐作動ボックス１６の後端との間には水流通路が残されており、仕切板１８の他の部分と呑吐作動ボックス１６の内壁とは密閉接続され、水流通路は排水口及び呑吐作動ボックス１６内の回転ロッド１２の上部空間を連接しており、水流通路部分にはフィルター７が設けられ、フィルター７が水流中の土砂や砕石ブロックを遮り、排水口から排出されるのを防ぐ。呑吐作動ボックス１６の底部には磁電管１１及びブロー弁１５が設けられ、磁電管１１は呑吐作動ボックス１６の底部のハイドレートを加熱分解するのに用いられ、呑吐作動ボックス１６の側面の回転ロッド１２の下方には送ガス管９が接続され、ハイドレートの分解によって生じた天然ガスが送ガス管９によって海面上の作業船に輸送され、貯蔵される。 The drainage port 5 is provided at the top of the discharge control box 16, and the turbine type drainage device 6 is provided at the drainage port 5 part. The suction force generated by the rotation of the turbine type drainage device 6 is directed vertically downward to the mining machine. By generating the acting force, the operation of the mining machine becomes more stable, and the frictional force between the endless track and the seabed can be increased. A partition plate 18 is horizontally provided above the hydrate inlet in the discharge control box 16, and a water flow path is left between the rear end of the partition plate 18 and the rear end of the discharge control box 16. The other part of the plate 18 and the inner wall of the discharge control box 16 are hermetically connected, and the water flow passage connects the drain port and the upper space of the rotary rod 12 in the discharge control box 16 and the filter 7 is connected to the water flow passage portion. Is provided to block the filter 7 from blocking sand and crushed stone blocks in the water stream and preventing it from being discharged from the drainage port. A magnetron tube 11 and a blow valve 15 are provided at the bottom of the exhalation actuation box 16, and the magnetoelectric tube 11 is used to decompose the hydrate at the bottom of the expulsion actuation box 16 by heating. A gas supply pipe 9 is connected below the gas pipe 12, and natural gas produced by decomposition of the hydrate is transported by the gas supply pipe 9 to a work ship on the sea surface and stored therein.
本実施例では、海底表層型塊状ハイドレートの呑吐式採掘方法を提供するが、それは実施例１に記載の海底表層型塊状ハイドレートの採掘機を採用したものであり、具体的な工程は以下の通りである。 This example provides a vomiting mining method for seabed surface type massive hydrate, which employs the seabed surface type massive hydrate mining machine described in Example 1, and the specific steps are as follows. Is the street.
（１）氷掘削段階：掘削ヘッド用回転及び方向制御装置１３が制御するダブルヘリカルギヤ式氷掘削装置２で海底表層又は露出している天然ガスハイドレートブロック１の掘削・破砕を行う。 (1) Ice digging stage: The double helical gear type ice digging device 2 controlled by the digging head rotation and direction control device 13 digs and fractures the surface layer of the seabed or the exposed natural gas hydrate block 1.
（２）管輸送及び砕氷段階：タービン式排水装置６が海水を排水口５から排出し、タービン式排水装置６の回転が生む吸引力が採掘機に対して垂直下向きに作用力を生じさせることで、採掘機の作動をより安定させ、タービン式排水装置６の回転が生む吸引力及びダブルヘリカルギヤ式氷掘削装置２による水流への影響により、破砕されたハイドレートブロックが吸引管３内に吸引され、比較的大きなハイドレートの破片が管内に配列された超音波式砕氷装置４によって破砕されて小さな塊状ハイドレートになる。 (2) Pipe transportation and ice-breaking stage: The turbine type drainage device 6 discharges seawater from the drainage port 5, and the suction force generated by the rotation of the turbine type drainage device 6 produces an action force vertically downward to the mining machine. In order to stabilize the operation of the mining machine, the suction force generated by the rotation of the turbine type drainage device 6 and the influence of the double helical gear type ice excavator 2 on the water flow cause the crushed hydrate block to be sucked into the suction pipe 3. Then, the fragments of the relatively large hydrate are crushed by the ultrasonic type ice crushing device 4 arranged in the tube to form small lump hydrates.
（３）ハイドレート収集段階：破砕されたハイドレートが水流によって呑吐作動ボックス１６内に運搬され、空間が広がっていることにより水流が減速し、重力によってハイドレートの破片が回転ロッド１２上部のハイドレート収集・分解ボックス８内に沈降する。 (3) Hydrate collection step: The crushed hydrate is carried by the water flow into the discharge control box 16, and the water flow is decelerated due to the expansion of the space, and the hydrate debris causes the hydrate debris on the upper part of the rotating rod 12. Settle in the rate collection / decomposition box 8.
（４）ハイドレート分解段階：ハイドレート収集・分解ボックス８内のハイドレートが満杯になるまで収集されると、ハイドレート収集・分解ボックス８が回転ロッド１２によって呑吐作動ボックス１６の下部まで回転し、且つ下部のハイドレート収集・分解ボックス８が上部まで回転してハイドレート収集を継続し、磁電管１１が下部のハイドレート収集・分解ボックス内のハイドレートを加熱して天然ガス１０と水に分解し、天然ガスが送ガス管９を通じて海面上の作業船に輸送され、貯蔵される。 (4) Hydrate decomposition step: When the hydrate in the hydrate collection / decomposition box 8 is collected until it is full, the hydrate collection / decomposition box 8 is rotated by the rotating rod 12 to the lower part of the spitting actuation box 16. The lower hydrate collection / decomposition box 8 rotates to the upper part to continue the hydrate collection, and the magnetron tube 11 heats the hydrate in the lower hydrate collection / decomposition box to produce natural gas 10 and water. The decomposed and natural gas is transported to the work boat on the sea surface through the gas pipe 9 and stored.
（５）土砂排出段階：ハイドレートの分解が終了し、天然ガスが完全に排出された後、分解ボックス内にある土砂及び砕石ブロックがブロー弁１５を通じて海底の元の場所に埋戻される。 (5) Sediment discharge stage: After the decomposition of hydrate is completed and natural gas is completely discharged, the sediment and crushed stone blocks in the decomposition box are backfilled to the original position on the seabed through the blow valve 15.
上述の実施例は本発明の好ましい実施形態を記述したに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。当業者によって本発明の設計における精神を逸脱せずに行われる本発明の技術案の様々な変更及び改良は、いずれも本発明の特許請求の範囲によって定義される保護範囲に属するものとする。 The above examples merely describe preferred embodiments of the present invention, but do not limit the scope of the present invention. All the various modifications and improvements of the technical solution of the present invention made by those skilled in the art without departing from the spirit of the design of the present invention shall fall within the protection scope defined by the claims of the present invention.
１ ハイドレートブロック
２ ダブルヘリカルギヤ式氷掘削装置
３ 吸引管
４ 超音波式砕氷装置
５ 排水口
６ タービン式排水装置
７ フィルター
８ ハイドレート収集・分解ボックス
９ 送ガス管
１０ 天然ガス
１１ 磁電管
１２ 回転ロッド
１３ 掘削ヘッド用回転及び方向制御装置
１４ 天然ガスハイドレート破片
１５ ブロー弁
１６ 呑吐作動ボックス
１７ 無限軌道
１８ 仕切板
1 Hydrate block 2 Double helical gear type ice drilling device 3 Suction pipe 4 Ultrasonic type ice breaker 5 Drainage port 6 Turbine type drainage device 7 Filter 8 Hydrate collection / decomposition box 9 Gas pipe 10 Natural gas 11 Magnetoelectric tube 12 Rotating rod 13 Rotation and Direction Control Device for Drilling Head 14 Natural Gas Hydrate Debris 15 Blow Valve 16 Discharge Operation Box 17 Endless Track 18 Partition Plate
Claims (4)
掘削ヘッド用回転及び方向制御装置が制御するダブルヘリカルギヤ式氷掘削装置で海底表層又は露出している天然ガスハイドレートブロックの掘削・破砕を行う、氷掘削段階（１）と、
タービン式排水装置が海水を排水口から排出し、前記タービン式排水装置の回転が生む吸引力及び前記ダブルヘリカルギヤ式氷掘削装置による水流への影響により、破砕されたハイドレートブロックが吸引管内に吸引され、比較的大きなハイドレートの破片が管内に配列された超音波式砕氷装置によって破砕されて小さな塊状ハイドレートになる、管輸送及び砕氷段階（２）と、
破砕されたハイドレートが水流によって呑吐作動ボックス内に運搬され、空間が広がっていることにより水流が減速し、重力によってハイドレートの破片が回転ロッド上部のハイドレート収集・分解ボックス内に沈降する、ハイドレート収集段階（３）と、
前記ハイドレート収集・分解ボックス内のハイドレートが満杯になるまで収集されると、前記ハイドレート収集・分解ボックスが前記回転ロッドによって前記呑吐作動ボックスの下部まで回転し、且つ下部の前記ハイドレート収集・分解ボックスが上部まで回転してハイドレート収集を継続し、磁電管が下部の前記ハイドレート収集・分解ボックス内のハイドレートを加熱して天然ガスと水に分解し、天然ガスが送ガス管を通じて海面上の作業船に輸送され、貯蔵される、ハイドレート分解段階（４）と、
ハイドレートの分解が終了し、天然ガスが完全に排出された後、分解ボックス内にある土砂及び砕石ブロックがブロー弁を通じて海底のその場に埋戻される、土砂排出段階（５）と、を含むことを特徴とする、海底表層型塊状ハイドレートの呑吐式採掘方法。 It is a mining method employing the seabed surface type massive hydrate mining machine according to any one of claims 1 to 3, and specific steps include:
An ice excavation stage (1) for excavating and crushing a seabed surface layer or an exposed natural gas hydrate block with a double helical gear type ice excavation device controlled by a rotation and direction control device for an excavation head,
The turbine type drainage device discharges seawater from the drainage port, the suction force generated by the rotation of the turbine type drainage device and the influence on the water flow by the double helical gear type ice drilling device sucks the crushed hydrate block into the suction pipe. And a pipe transportation and ice-breaking step (2) in which relatively large hydrate debris is broken into small block hydrates by an ultrasonic ice-breaker arranged in the pipe.
The crushed hydrate is carried by the water flow into the discharge control box, the water flow is decelerated due to the expansion of the space, and the hydrate debris settles in the hydrate collection / decomposition box above the rotating rod due to gravity. Hydrate collection stage (3),
When the hydrate in the hydrate collection / decomposition box is collected until it is full, the hydrate collection / decomposition box is rotated by the rotating rod to the lower part of the spitting actuation box, and the lower part of the hydrate collection box is・ The decomposition box rotates to the upper part to continue the hydrate collection, and the magnetron tube collects the hydrate in the lower part. ・ The hydrate in the decomposition box is heated to decompose it into natural gas and water. Hydrate decomposition stage (4), which is transported to and stored on the surface of a work vessel through the sea,
After the hydrate decomposition is completed and the natural gas is completely discharged, the sediment and crushed stone blocks in the decomposition box are back-filled in-situ on the seabed through the blow valve. A method for vomiting mining of massive hydrates on the surface of the sea floor.
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