JP6713409B2 - Gas hydrate recovery device and gas hydrate recovery method - Google Patents

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    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells

Description

本発明は、ガスハイドレートを融解してメタン等のガスを外部に取り出して回収することを目的に水底の塊状のガスハイドレートを水底の水とともに揚収して回収するガスハイドレート回収装置およびガスハイドレート回収方法に関するものであり、詳しくはガスハイドレートを効率的に融解させるガスハイドレート回収装置およびガスハイドレート回収方法に関するものである。 The present invention is a gas hydrate recovery apparatus for collecting and recovering a massive gas hydrate at the bottom of water together with water at the bottom of the water for the purpose of melting the gas hydrate and taking out and recovering gas such as methane to the outside. The present invention relates to a gas hydrate recovery method, and more particularly, to a gas hydrate recovery device and a gas hydrate recovery method for efficiently melting gas hydrate.

海底や湖の底(以下、水底ということがある)に存在するメタンガスハイドレートを回収するガスハイドレート回収装置が種々提案されている(例えば特許文献1参照)。 Various gas hydrate recovery devices for recovering methane gas hydrate existing on the bottom of the sea or the bottom of the lake (hereinafter, sometimes referred to as the water bottom) have been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1は、水底の水とともに塊状のガスハイドレートを水上設備に移動させて、塊状のガスハイドレートを融解させて発生したガスを回収するガスハイドレート回収装置を提案する。セパレータでは、回収した塊状のガスハイドレートと表層水を混合させて、ガスハイドレートの融解にともない発生したガスを回収していた。 Patent Document 1 proposes a gas hydrate recovery device that moves the massive gas hydrate together with water at the bottom of the water to a floating facility to melt the massive gas hydrate and recover the generated gas. In the separator, the collected massive gas hydrate was mixed with surface water to collect the gas generated by melting the gas hydrate.

セパレータには塊状のガスハイドレートとともに水底の土砂が流れ込む。この土砂がセパレータの底部に堆積して、セパレータの底部に形成されている通路が閉塞してしまう不具合が生じる。セパレータの底部の通路が土砂で閉塞する度に、ガスハイドレートの回収作業を中断してセパレータの内部の清掃等を行なわなくてはならないことが予想される。そのためガスハイドレートの回収を長時間連続して行なうことが困難になる。 Sediment on the bottom of the water flows into the separator together with the massive gas hydrate. This earth and sand accumulate on the bottom of the separator, and the passage formed in the bottom of the separator is blocked. It is expected that each time the bottom passage of the separator is clogged with earth and sand, the gas hydrate recovery work must be interrupted to clean the inside of the separator. Therefore, it becomes difficult to continuously collect the gas hydrate for a long time.

ガスハイドレートの融解は吸熱反応であるため、セパレータの上流側から供給された表層水は、下流側に移動するにしたがって温度が低下する。そのためセパレータの下流側でガスハイドレートの融解が効率的に進まない不具合が予想される。 Since the melting of gas hydrate is an endothermic reaction, the temperature of the surface water supplied from the upstream side of the separator decreases as it moves to the downstream side. Therefore, it is expected that the gas hydrate will not melt efficiently downstream of the separator.

セパレータ内に集積したガスハイドレートは、ガスハイドレートが分解する際の吸熱反応により、ガスハイドレートの溶解水や周囲の海水の海水を凍結させて、ガスハイドレートと氷とから成る大きな塊に成長することがある。ガスハイドレートと氷との塊となると、ガスハイドレートは表面積が小さくなり融解し難くなる。そのため従来のセパレータではガスハイドレートを効率的に融解させることが困難になると予想される。 The gas hydrate accumulated in the separator freezes the dissolved water of the gas hydrate and the seawater of the surrounding seawater due to the endothermic reaction when the gas hydrate decomposes, forming a large mass of gas hydrate and ice. May grow. When the gas hydrate forms a mass of ice, the gas hydrate has a small surface area and is difficult to melt. Therefore, it is expected that it will be difficult for the conventional separator to efficiently melt the gas hydrate.

特開2015−31097号公報JP, 2005-31097, A

本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的はガスハイドレートを効率的に融解させることができるガスハイドレート回収装置およびガスハイドレート回収方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a gas hydrate recovery apparatus and a gas hydrate recovery method that can efficiently melt gas hydrate.

上記の目的を達成するためのガスハイドレート回収装置は、水底の水とともに前記水底から採取された塊状のガスハイドレートを回収するガス化タンクを備えるガスハイドレート回収装置において、前記ガス化タンクが、前記水底の水とともに塊状の前記ガスハイドレートを前記ガス化タンクの内部に導く供給口と、前記ガス化タンクの中のガスを外部に取り出すガス回収部と、前記ガス化タンクの底部に配置されていて前記水底の水とともに回収される土砂を外部に排出する排出口と、前記ガス化タンクの中の塊状の前記ガスハイドレートに熱を供給する加熱機構を備えていて、前記加熱機構が、前記ガス化タンクの中の水を回収する取水口と、この取水口から回収される水を加熱する加熱器と、この加熱器で加熱した水を前記ガス化タンクの中の上部から供給するノズル部とを備えるとともに、前記加熱機構が、前記ガス化タンクの中に互いに間隔をあけて配置される複数の前記ノズル部と、複数の前記ノズル部にそれぞれ設置されていて前記ノズル部に供給される水の流量をそれぞれ制御する流量制御弁とを備えることを特徴とする。 A gas hydrate recovery apparatus for achieving the above object, in a gas hydrate recovery apparatus including a gasification tank for recovering a massive gas hydrate collected from the water bottom together with water at the bottom of the water, wherein the gasification tank is A supply port for introducing the massive gas hydrate together with the water at the bottom into the gasification tank; a gas recovery unit for extracting the gas in the gasification tank to the outside; and a gas recovery unit arranged at the bottom of the gasification tank. An outlet for discharging the earth and sand collected together with the water on the bottom of the water to the outside, and a heating mechanism for supplying heat to the massive gas hydrate in the gasification tank, wherein the heating mechanism is , A water intake for collecting water in the gasification tank, a heater for heating water recovered from the water intake, and water heated by the heater is supplied from an upper part of the gasification tank A plurality of nozzle portions that are provided with a nozzle portion and are spaced apart from each other in the gasification tank, and the heating mechanism is installed in each of the plurality of nozzle portions and is supplied to the nozzle portion. And a flow rate control valve for controlling the flow rate of the generated water, respectively .

上記の目的を達成するためのガスハイドレート回収方法は、水底の水とともに前記水底から塊状のガスハイドレートをガス化タンクに回収して、塊状の前記ガスハイドレートの融解により発生したガスを回収するガス回収方法において、塊状の前記ガスハイドレートと土砂とを前記水底の水とともに前記ガス化タンクの中に供給する供給工程と、塊状の前記ガスハイドレートと前記土砂とを比重差により分離させる分離工程と、塊状の前記ガスハイドレートを融解させてガスを発生させる融解工程と、前記ガス化タンクの内部のガスを外部に取り出して回収する回収工程と、前記分離工程で分離する前記土砂を前記ガス化タンクの外部に排出する排出工程とを備えることを特徴とする。 The gas hydrate recovery method for achieving the above-mentioned object is to collect a gas hydrate in a lump form from the water bottom in a gasification tank together with water at the bottom of the water, and collect a gas generated by melting the hydrated gas hydrate. In the gas recovery method, the supplying step of supplying the massive gas hydrate and earth and sand together with the water of the water bottom into the gasification tank, and separating the massive gas hydrate and earth and sand by a difference in specific gravity. A separation step, a melting step of melting the massive gas hydrate to generate a gas, a recovery step of extracting and recovering the gas inside the gasification tank to the outside, and the earth and sand separated in the separation step. And a discharge step of discharging the gasification tank to the outside.

本発明のガスハイドレート回収装置およびガスハイドレート回収方法によれば、塊状のガスハイドレートとともに回収される土砂をガス化タンクから排出することができるので、ガス化タンクを長時間連続で使用することができる。ガスハイドレートを効率的に融解させるには有利である。 According to the gas hydrate recovery apparatus and the gas hydrate recovery method of the present invention, since the earth and sand recovered together with the massive gas hydrate can be discharged from the gasification tank, the gasification tank is used continuously for a long time. be able to. This is advantageous for efficiently melting the gas hydrate.

本発明のガスハイドレート回収装置を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the gas hydrate collection|recovery apparatus of this invention. 図1のガス化タンクを例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the gasification tank of FIG. 図2のガス化タンクをAA矢視で例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the gasification tank of FIG. 2 by AA arrow. 図2のガス化タンクの変形例を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the modification of the gasification tank of FIG. 図4のガス化タンクの変形例を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the modification of the gasification tank of FIG. 図5のガス化タンクの変形例を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the modification of the gasification tank of FIG.

以下、本発明のガスハイドレート回収装置およびガスハイドレート回収方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, a gas hydrate recovery apparatus and a gas hydrate recovery method of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.

図1に例示するように本発明のガスハイドレート回収装置1は、海や湖の底である水底2に存在するメタンガスハイドレートmを掘削して塊状のガスハイドレートmを捕集する掘削機構3と、掘削機構3で捕集されたガスハイドレートmを水底2の近傍から上方に向かって搬送するライザー管4とを備えている。 As illustrated in FIG. 1, a gas hydrate recovery apparatus 1 of the present invention is an excavation mechanism for excavating a methane gas hydrate m existing on a water bottom 2 which is the bottom of a sea or a lake to collect a massive gas hydrate m. 3 and a riser pipe 4 that conveys the gas hydrate m collected by the excavation mechanism 3 upward from the vicinity of the water bottom 2.

掘削機構3は、例えばドリルビットや水中重機で構成することができる。掘削機構3の構成はこれに限らず、水底2を掘削して塊状のガスハイドレートmをライザー管4の下端の回収口4aに送る構成を有していればよい。 The excavation mechanism 3 can be composed of, for example, a drill bit or an underwater heavy machine. The configuration of the excavation mechanism 3 is not limited to this, and may be any configuration that excavates the water bottom 2 and sends the massive gas hydrate m to the recovery port 4a at the lower end of the riser pipe 4.

ライザー管4は、例えば上下方向に延在する筒状体で構成することができる。ライザー管4の下端の回収口4aは水底2の近傍に配置される。 The riser pipe 4 can be configured by, for example, a tubular body extending in the vertical direction. The recovery port 4a at the lower end of the riser pipe 4 is arranged near the water bottom 2.

ライザー管4の上端はガス化タンク5に直接または間接に連結されている。水面近傍に配置される船舶や浮体等の構造物6にガス化タンク5は設置される。ガス化タンク5が設置される構造物6は水面近傍に配置される船舶等に限らず、陸上の建造物や水中に配置される浮体等で構成してもよい。 The upper end of the riser pipe 4 is directly or indirectly connected to the gasification tank 5. The gasification tank 5 is installed in a structure 6 such as a ship or a floating body arranged near the water surface. The structure 6 in which the gasification tank 5 is installed is not limited to a ship or the like arranged near the water surface, but may be a land structure or a floating body arranged in water.

ガス化タンク5は塊状のガスハイドレートmをガス化する機能を有している。ガス化タンク5は、内部のガスgを外部に取り出すガス回収部7と、ガス回収部7に一端を連結されるガス供給ライン8とを備えている。ガス供給ライン8の他端にはガスgを貯留する貯
留タンクやガスgを輸送する装置やガスgを消費地まで搬送するパイプラインを連結することができる。ガス供給ライン8に連続的にガスgを供給するために、ガス化タンク5が所定量以上のガスハイドレートmを貯留する機能を有していてもよい。
The gasification tank 5 has a function of gasifying the massive gas hydrate m. The gasification tank 5 includes a gas recovery section 7 for extracting the internal gas g to the outside, and a gas supply line 8 having one end connected to the gas recovery section 7. At the other end of the gas supply line 8, a storage tank for storing the gas g, a device for transporting the gas g, and a pipeline for transporting the gas g to the consumption area can be connected. In order to continuously supply the gas g to the gas supply line 8, the gasification tank 5 may have a function of storing a predetermined amount or more of the gas hydrate m.

ガス化タンク5には水底2に向かって延設される排出管9が直接または間接に連結されている。排出管9は例えば筒状体で構成されていて、下端部9aは水底2の近傍に配置されている。本明細書において水底近傍とは水底2から上方に10m程度までの領域をいう。水底近傍の範囲は上記に限らず適宜設定することができる。水底近傍の範囲は、例えば水底2から上方に2mまでの範囲としてもよく、水底2から上方に50mまでの範囲としてもよい。 A discharge pipe 9 extending toward the water bottom 2 is directly or indirectly connected to the gasification tank 5. The discharge pipe 9 is formed of, for example, a tubular body, and the lower end portion 9a is arranged near the water bottom 2. In the present specification, the vicinity of the water bottom refers to an area from the water bottom 2 up to about 10 m. The range in the vicinity of the water bottom is not limited to the above and can be set appropriately. The range near the water bottom may be, for example, a range up to 2 m from the water bottom 2 or a range up to 50 m from the water bottom 2.

水底2で掘削機構3により掘削され捕集される塊状のガスハイドレートmは、ライザー管4の下端の回収口4aに送られる。ガスハイドレートmはメタンガス等のガス資源を内包していて比較的比重が小さいため、浮力によりライザー管4の中を上方に移動していく。 The massive gas hydrate m excavated and collected by the excavation mechanism 3 at the water bottom 2 is sent to the recovery port 4 a at the lower end of the riser pipe 4. Since the gas hydrate m contains a gas resource such as methane gas and has a relatively small specific gravity, it moves upward in the riser pipe 4 by buoyancy.

水面に近づくほど水圧が小さくなり温度が高くなるため、ライザー管4の中を上昇するガスハイドレートmが融解して、ガスgの気泡を発生させることがある。ライザー管4の上端に近づくほど気泡の量が増えるので、ライザー管4の中の流体の密度は上端に近いほど小さくなる。 Since the water pressure becomes smaller and the temperature becomes higher as it gets closer to the water surface, the gas hydrate m rising in the riser pipe 4 may be melted to generate bubbles of the gas g. Since the amount of bubbles increases toward the upper end of the riser pipe 4, the density of the fluid in the riser pipe 4 decreases toward the upper end.

ライザー管4の回収口4aと上端との比重差が大きくなるので、この比重差によりライザー管4の中に上昇流が発生する。いわゆるエアリフトポンプと同様の効果が発生する。この上昇流により塊状のガスハイドレートmとともに水底2の近傍の水や土砂(以下、スラリーと総称することがある)がライザー管4により吸い上げられて、ガス化タンク5に回収される。ライザー管4にポンプ等の動力源を設置したり、ライザー管4の内部に気体を吹き込んで気泡を発生させたりして、ライザー管4の中に上昇流を能動的に発生させる構成にしてもよい。 Since the difference in specific gravity between the recovery port 4a and the upper end of the riser pipe 4 becomes large, an upward flow is generated in the riser pipe 4 due to this difference in specific gravity. The same effect as a so-called air lift pump occurs. Due to this rising flow, water and earth and sand (hereinafter sometimes collectively referred to as slurry) in the vicinity of the water bottom 2 are sucked up by the riser pipe 4 together with the massive gas hydrate m and collected in the gasification tank 5. A power source such as a pump may be installed in the riser pipe 4, or a gas may be blown into the riser pipe 4 to generate bubbles, so that an upflow is actively generated in the riser pipe 4. Good.

ライザー管4の内部に気体を吹き込む場合には、ガス化タンク5またはガス供給ライン8からメタン等のガスgを回収して、このガスgをライザー管4の内部に供給するガスリフト機構を設置することが望ましい。このガスリフト機構によりガス供給ライン8を経由して回収されるガスgに空気など他の気体が混ざらないため、回収されるガスgの品質を一定に維持し易くなる。また燃焼や爆発などの災害を回避することができる。 When the gas is blown into the riser pipe 4, a gas lift mechanism is installed to recover the gas g such as methane from the gasification tank 5 or the gas supply line 8 and supply the gas g into the riser pipe 4. Is desirable. This gas lift mechanism prevents other gases such as air from being mixed with the gas g recovered via the gas supply line 8, so that the quality of the recovered gas g can be easily maintained constant. Moreover, disasters such as combustion and explosion can be avoided.

またガスリフト機構がライザー管4の途中部分であって水深が300mよりも浅く300mを含む位置からガスgを供給する構成にすることが望ましい。ライザー管4の内部に供給するガスgがガスハイドレートを再生成してしまう不具合を回避するには有利である。ライザー管4の内壁面に再生成したガスハイドレートが付着して、流路を閉塞させたり、上昇流を妨げたりする不具合を回避することができる。 Further, it is desirable that the gas lift mechanism is configured to supply the gas g from a position in the middle of the riser pipe 4 where the water depth is shallower than 300 m and includes 300 m. It is advantageous to avoid the problem that the gas g supplied to the inside of the riser pipe 4 regenerates the gas hydrate. It is possible to avoid the problem that the regenerated gas hydrate adheres to the inner wall surface of the riser pipe 4 to block the flow path or hinder the upward flow.

またライザー管4の内部に供給するガスgを水底近傍で吹き込むよりもガスgを低圧にすることができる。吹き込むガスgが低圧となるため、ライザー管4の内部でガスgの気泡が過剰に大きくなり揚収を妨げることを回避できる。 Further, the gas g supplied to the inside of the riser pipe 4 can be made to have a lower pressure than that of the gas g blown near the water bottom. Since the gas g blown into the riser has a low pressure, it is possible to prevent the bubbles of the gas g from becoming excessively large inside the riser pipe 4 and hindering the collection.

ガスハイドレートmが存在する水底2は、例えば水深400m以上であり水底2の水の水温は5℃以下となる。これに対して船舶等の構造物6に設置されるガス化タンク5の周囲は例えば20℃程度となる。水底2に比べてガス化タンク5の中の温度は比較的高くなるため、ガス化タンク5の中ではガスハイドレートmが融解してガスgが発生する。またライザー管4の中を流れる途中でガスハイドレートmの融解により発生するガスgがガス
化タンク5に回収される。
The water bottom 2 in which the gas hydrate m exists has a water depth of 400 m or more, for example, and the water temperature of the water bottom 2 is 5° C. or less. On the other hand, the temperature around the gasification tank 5 installed in the structure 6 such as a ship is about 20° C., for example. Since the temperature in the gasification tank 5 becomes relatively higher than that in the water bottom 2, the gas hydrate m melts in the gasification tank 5 to generate gas g. Further, the gas g generated by the melting of the gas hydrate m while flowing through the riser pipe 4 is recovered in the gasification tank 5.

ガス化タンク5の中のメタン等のガスgは、ガス回収部7からガス化タンク5の外部となるガス供給ライン8に取り出される。ガス回収部7は例えばガス化タンク5の内部から外部へのみガスの移動を可能とする逆止弁で構成することができる。 The gas g such as methane in the gasification tank 5 is taken out from the gas recovery section 7 to a gas supply line 8 outside the gasification tank 5. The gas recovery unit 7 can be configured by, for example, a check valve that allows gas to move only from the inside of the gasification tank 5 to the outside.

ガス化タンク5の内部の土砂は排出管9を介して外部に排出される。そのためガス化タンク5の内部に土砂が堆積することを抑制できる。ガス化タンク5の内部に土砂が堆積して閉塞させたり、土砂の堆積によりガス化タンク5の容量が圧迫されることを抑制できるので、ガス化タンク5の長時間の連続運転が可能となる。ガスハイドレートmを効率的に融解させるには有利である。本明細書において土砂とは、水底2からガスハイドレートmとともに回収される礫や砂泥などの固体をいう。 The earth and sand inside the gasification tank 5 is discharged to the outside through the discharge pipe 9. Therefore, it is possible to suppress the accumulation of earth and sand inside the gasification tank 5. Since it is possible to suppress sedimentation and clogging of the gasification tank 5 inside the gasification tank 5 and to suppress the capacity of the gasification tank 5 from being accumulated due to sedimentation, it is possible to continuously operate the gasification tank 5 for a long time. .. This is advantageous for efficiently melting the gas hydrate m. In the present specification, the earth and sand refer to solids such as gravel and sand and mud collected from the water bottom 2 together with the gas hydrate m.

ガス化タンク5の内部に土砂が堆積し難いため、ライザー管4によるガスハイドレートmの揚収が長時間連続して行われ、ガス化タンク5でのガス化と並行して排出管9による土砂の排出を連続的に行なうことができる。つまりガスハイドレートmの回収を長時間連続して行なうことが可能となる。 Since sediment is difficult to accumulate inside the gasification tank 5, the riser pipe 4 continuously collects the gas hydrate m for a long time, and the gasification tank 5 uses the discharge pipe 9 in parallel with the gasification. Sediment can be discharged continuously. That is, it becomes possible to continuously collect the gas hydrate m for a long time.

本発明においてガス化タンク5に塊状のガスハイドレートmを供給する構成はライザー管4に限定されない。ガス化タンク5に水底2の塊状のガスハイドレートmを供給できる構成を有していればよく、例えばバケットなどで構成してもよい。 In the present invention, the structure for supplying the massive gas hydrate m to the gasification tank 5 is not limited to the riser pipe 4. It suffices that the gasification tank 5 be capable of supplying the massive gas hydrate m of the water bottom 2 to the gasification tank 5. For example, a bucket or the like may be used.

図2および図3に例示するようにガス化タンク5は、水平方向の長辺の長さに比べて上下方向の長さが短く設定されている横型タンクで構成されている。なお図中ではガス化タンク5の内部におけるスラリーの流れる流れ方向を矢印x、この流れ方向xと水平面内で交差する交差方向を矢印y、上下方向を矢印zで示している。図2および図3の実施形態ではガス化タンク5の流れ方向xの長さが長辺となり、交差方向yの長さが短辺となる。 As illustrated in FIGS. 2 and 3, the gasification tank 5 is configured by a horizontal tank whose vertical length is set shorter than the horizontal long side length. In the figure, the flow direction of the slurry inside the gasification tank 5 is indicated by an arrow x, the cross direction intersecting the flow direction x in the horizontal plane is indicated by an arrow y, and the vertical direction is indicated by an arrow z. In the embodiment of FIGS. 2 and 3, the length in the flow direction x of the gasification tank 5 is the long side, and the length in the intersecting direction y is the short side.

ガス化タンク5は水底2の水とともに塊状のガスハイドレートmをガス化タンク5の内部に導く供給口10を有している。供給口10はガス化タンク5の側面の比較的上方となる位置に形成されている。供給口10はガス化タンク5の中の水の平均水位WLよりも高い位置に形成されることが望ましい。 The gasification tank 5 has a supply port 10 for guiding the massive gas hydrate m together with the water at the bottom 2 into the gasification tank 5. The supply port 10 is formed at a position relatively above the side surface of the gasification tank 5. The supply port 10 is preferably formed at a position higher than the average water level WL of water in the gasification tank 5.

ガス化タンク5の内部であって供給口10の延長線上に、バッフル板11を設置してもよい。バッフル板11は、供給口10からガス化タンク5の内部に供給されるスラリーおよびガスハイドレートmが衝突可能な位置に設置されている。 The baffle plate 11 may be installed inside the gasification tank 5 and on an extension of the supply port 10. The baffle plate 11 is installed at a position where the slurry supplied to the inside of the gasification tank 5 from the supply port 10 and the gas hydrate m can collide.

ガス化タンク5は、ガス化タンク5の内部のガスgを外部に取り出すガス回収部7を有している。ガス回収部7はガス化タンク5の例えば上面に形成されている。 The gasification tank 5 has a gas recovery unit 7 for extracting the gas g inside the gasification tank 5 to the outside. The gas recovery unit 7 is formed, for example, on the upper surface of the gasification tank 5.

ガス化タンク5は、ガス化タンク5の内部の水や底部に堆積する土砂を外部に排出する排出口12を有している。排出口12はガス化タンク5の底面に形成されている。この排出口12には排出管9が連結されている。排出口12から排出される水の流量を調整することにより、ガス化タンク5の内部の水の水位を調整する構成にしてもよい。 The gasification tank 5 has a discharge port 12 that discharges water inside the gasification tank 5 and earth and sand accumulated on the bottom to the outside. The outlet 12 is formed on the bottom surface of the gasification tank 5. A discharge pipe 9 is connected to the discharge port 12. The water level in the gasification tank 5 may be adjusted by adjusting the flow rate of the water discharged from the discharge port 12.

図2に例示するようにガス化タンク5は、底面に形成されていて流れ方向xに沿って下り傾斜となる第一傾斜部13を有している。第一傾斜部13の下端近傍に排出口12が配置されている。図3に例示するようにガス化タンク5は、側面に形成されていて交差方向yにおいて排出口12に向かって下り傾斜となる第二傾斜部14を有している。 As illustrated in FIG. 2, the gasification tank 5 has a first inclined portion 13 which is formed on the bottom surface and is inclined downward along the flow direction x. The discharge port 12 is arranged near the lower end of the first inclined portion 13. As illustrated in FIG. 3, the gasification tank 5 has a second inclined portion 14 which is formed on the side surface and is inclined downward toward the discharge port 12 in the cross direction y.

第一傾斜部13および第二傾斜部14は、ガス化タンク5の内部の土砂を堆積させることなく排出口12に導き易くする構成を有している。本発明において第一傾斜部13および第二傾斜部14は必須要件ではない。ガス化タンク5の底面や側面を湾曲した曲面など他の形状に構成してもよい。 The first sloping portion 13 and the second sloping portion 14 have a configuration that makes it easy to guide the sediment inside the gasification tank 5 to the discharge port 12 without depositing the sediment. In the present invention, the first inclined portion 13 and the second inclined portion 14 are not essential requirements. The gasification tank 5 may have another shape such as a curved surface on the bottom surface or side surface.

図2に例示するようにガス化タンク5に、ガス化タンク5の内部のガスハイドレートmに熱を供給する加熱機構15を設置してもよい。この実施形態では加熱機構15は、ガス化タンク5の側面に形成されていて内部の水を回収して外部に取り出す取水口16と、取水口16で回収する水を加熱する加熱器17と、加熱器17で加熱される水をガス化タンク5の中の上部から供給するノズル部18とを有している。取水口16とノズル部18とを連通する配管の途中にはポンプを設置してもよい。 As illustrated in FIG. 2, the gasification tank 5 may be provided with a heating mechanism 15 that supplies heat to the gas hydrate m inside the gasification tank 5. In this embodiment, the heating mechanism 15 is formed on a side surface of the gasification tank 5 and has a water intake 16 for collecting water inside and taking it out to the outside, and a heater 17 for heating water collected by the water intake 16. It has a nozzle part 18 for supplying water heated by the heater 17 from the upper part in the gasification tank 5. A pump may be installed in the middle of the pipe connecting the water intake 16 and the nozzle portion 18.

この実施形態では加熱器17はガス化タンク5の外部に設置されているが、本発明はこの構成に限定されない。加熱器17をガス化タンク5の内部に設置して、取水口16で回収する水を加熱してノズル部18に供給する構成にしてもよい。 In this embodiment, the heater 17 is installed outside the gasification tank 5, but the present invention is not limited to this configuration. The heater 17 may be installed inside the gasification tank 5 so that the water collected at the water intake 16 is heated and supplied to the nozzle portion 18.

本明細書において、ガス化タンク5の中の上部とは、ガス化タンク5の内部であって平均水位WLの上方となる位置をいう。ノズル部18はガス化タンク5の内部であって水没しない位置に設置されている。 In the present specification, the upper part in the gasification tank 5 refers to a position inside the gasification tank 5 and above the average water level WL. The nozzle portion 18 is installed inside the gasification tank 5 at a position where it will not be submerged in water.

取水口16の近傍には塊状のガスハイドレートmなどの固体の流入を阻止するためのスクリーン19を設置してもよい。スクリーン19は固体の通過を阻止しつつ、水を通過させる構成を有していればよい。例えば金網などで構成することができる。 A screen 19 may be installed in the vicinity of the water intake port 16 for blocking the inflow of solid matter such as the lumped gas hydrate m. The screen 19 may have a structure that allows water to pass through while blocking the passage of solids. For example, it can be configured by a wire mesh or the like.

加熱器17は例えば電気の供給により通過する水を加熱するヒータや、比較的温度の高い表層水を熱媒として循環させることにより配管内を通過する水を加熱する熱交換器等で構成することができる。加熱器17の構成は上記に限らず、取水口16で回収した水を加熱できる構成を有していればよい。 The heater 17 is composed of, for example, a heater that heats water passing through by supplying electricity, a heat exchanger that heats water passing through the pipe by circulating surface water having a relatively high temperature as a heat medium, and the like. You can The configuration of the heater 17 is not limited to the above, as long as the water collected at the water intake 16 can be heated.

ノズル部18は、例えば配管に複数の開口部を形成してこの開口部から加熱された水をガス化タンク5の中の上方から下方に向かって供給する構成を有している。ノズル部18が一つの開口部のみを有する構成にしてもよい。この実施形態ではガス化タンク5の内部に流れ方向に沿って互いに間隔をあけた状態で複数のノズル部18が配置されている。加熱器17から各ノズル部18に至る配管にはそれぞれ流量制御弁20が設置されている。 The nozzle portion 18 has a configuration in which, for example, a plurality of openings are formed in a pipe, and water heated from the openings is supplied from the upper side to the lower side in the gasification tank 5. The nozzle portion 18 may have a configuration having only one opening. In this embodiment, a plurality of nozzles 18 are arranged inside the gasification tank 5 along the flow direction at intervals. A flow control valve 20 is installed in each pipe from the heater 17 to each nozzle portion 18.

ノズル部18の開口部の延長線上にバッフル板を設置する構成にしてもよい。ノズル部18の開口部から供給される加熱された水は、バッフル板に衝突して液滴の大きさが小さくなった状態でガス化タンク5の内部の水面に落下する。この構成によりガス化タンク5の内部における水の上下方向zの動きを比較的緩慢にすることができる。 A baffle plate may be installed on an extension of the opening of the nozzle portion 18. The heated water supplied from the opening of the nozzle part 18 collides with the baffle plate and drops to the water surface inside the gasification tank 5 in a state where the size of the droplet is reduced. With this configuration, the movement of the water in the vertical direction z inside the gasification tank 5 can be made relatively slow.

ガス化タンク5の内部における水の上下方向zの動きを緩慢にすることにより、水中のガスハイドレートmを水面に浮上させ易くなる。つまり比重差によるガスハイドレートmの分離を促進することができる。具体的には比重0.91、直径1mm以上のガスハイドレートmの浮上を促すために、ガス化タンク5の上下方向zの流速が毎秒1cm以下となる状態とすることが望ましい。 By slowing the movement of the water in the vertical direction z inside the gasification tank 5, it becomes easy to float the gas hydrate m in the water on the water surface. That is, the separation of the gas hydrate m due to the difference in specific gravity can be promoted. Specifically, in order to promote the floating of the gas hydrate m having a specific gravity of 0.91 and a diameter of 1 mm or more, it is desirable that the flow velocity in the vertical direction z of the gasification tank 5 be 1 cm/sec or less.

ノズル部18の開口部の延長線上に配置されるバッフル板は、例えば平板、穴あき板、羽板(ルーバー)または金網等で構成することができる。ノズル部18が複数の開口部を有する場合には、全ての開口部から供給される加熱された水がバッフル板に衝突可能な状態に、バッフル板を配置することが望ましい。 The baffle plate arranged on the extension line of the opening of the nozzle portion 18 can be formed of, for example, a flat plate, a perforated plate, a louver, a wire mesh, or the like. When the nozzle portion 18 has a plurality of openings, it is desirable to arrange the baffle plate so that the heated water supplied from all the openings can collide with the baffle plate.

加熱機構15の構成は上記に限らない。各ノズル部18に至る配管にそれぞれ加熱器17を設置する構成にしてもよい。つまりノズル部18ごとに供給する水の温度を変更できる構成にしてもよい。またガス化タンク5に設置するノズル部18を一つとしてもよい。 The configuration of the heating mechanism 15 is not limited to the above. You may make it the structure which installs the heater 17 in the piping which reaches each nozzle part 18, respectively. That is, the temperature of water supplied to each nozzle 18 may be changed. Further, the number of nozzles 18 installed in the gasification tank 5 may be one.

ガス化タンク5の内部における塊状のガスハイドレートmの状態を監視する監視機構21をガス化タンク5に設置する構成にしてもよい。監視機構21は例えばガス化タンク5の内部に設置されるカメラと、このカメラで取得する画像を処理する画像処理機で構成することができる。この監視機構21は、ガス化タンク5の内部で水に浮いている塊状のガスハイドレートmの位置や大きさや分布を測定することができる。 The monitoring mechanism 21 for monitoring the state of the massive gas hydrate m inside the gasification tank 5 may be installed in the gasification tank 5. The monitoring mechanism 21 can be composed of, for example, a camera installed inside the gasification tank 5 and an image processor for processing an image acquired by this camera. The monitoring mechanism 21 can measure the position, size, and distribution of the massive gas hydrate m floating in the water inside the gasification tank 5.

監視機構21は上記の構成に限らず、流れ方向xおよび交差方向yにおけるガスハイドレートmの位置や大きさを測定できる構成を有していればよい。監視機構21は例えばガス化タンク5の内部に設置されガスハイドレートmに向かってレーザ光を照射して距離を測定するレーザスキャナや、超音波により距離を測定する超音波測定装置や、ガス化タンク5の外部に設置してX線によりガスハイドレートmの位置等を測定するX線機器で構成することができる。 The monitoring mechanism 21 is not limited to the above configuration, and may be any configuration that can measure the position and size of the gas hydrate m in the flow direction x and the crossing direction y. The monitoring mechanism 21 is installed inside the gasification tank 5, for example, a laser scanner that measures the distance by irradiating the gas hydrate m with a laser beam, an ultrasonic measuring device that measures the distance by ultrasonic waves, or gasification. It can be configured by an X-ray device installed outside the tank 5 to measure the position of the gas hydrate m and the like by X-ray.

監視機構21から得られるガスハイドレートmの状態に応じて、流量制御弁20を制御する制御機構22をガス化タンク5に設置する構成にしてもよい。流量制御弁20の開度を制御することにより、あるノズル部18から噴射される温水の流量を増加させたり、他のノズル部から噴射される温水の流量を減少させたりすることができる。 The control mechanism 22 for controlling the flow rate control valve 20 may be installed in the gasification tank 5 according to the state of the gas hydrate m obtained from the monitoring mechanism 21. By controlling the opening degree of the flow rate control valve 20, it is possible to increase the flow rate of the hot water injected from a certain nozzle section 18 or decrease the flow rate of the hot water injected from another nozzle section.

また監視機構21から得られるガスハイドレートmの状態に応じて、加熱器17により温水の温度を調整してもよい。監視機構21から得られるガスハイドレートmの状態に応じて、流量制御弁20と加熱器17とをともに制御することで、ノズル部18から噴射される温水の流量と温度とを制御することができる。制御機構22は、監視機構21および流量制御弁20と有線または無線の信号線で接続されている。図2において説明のため信号線を一点鎖線で示している。 Further, the temperature of the hot water may be adjusted by the heater 17 according to the state of the gas hydrate m obtained from the monitoring mechanism 21. By controlling both the flow rate control valve 20 and the heater 17 according to the state of the gas hydrate m obtained from the monitoring mechanism 21, the flow rate and the temperature of the hot water injected from the nozzle section 18 can be controlled. it can. The control mechanism 22 is connected to the monitoring mechanism 21 and the flow rate control valve 20 via a wired or wireless signal line. In FIG. 2, signal lines are indicated by alternate long and short dash lines for the sake of explanation.

本発明において監視機構21と制御機構22とは必須要件ではない。ガス化タンク5に監視機構21と制御機構22とを設置しない構成にしてもよい。 In the present invention, the monitoring mechanism 21 and the control mechanism 22 are not essential requirements. The gasification tank 5 may be configured without the monitoring mechanism 21 and the control mechanism 22.

ガス化タンク5の底面に設置されていて、排出口12に向かって水流を発生させる第一噴射機構23をガス化タンク5が備える構成にしてもよい。ガス化タンク5が第一傾斜部13を有している場合には、この第一傾斜部13の上端の近傍に第一噴射機構23を設置することができる。第一噴射機構23は噴射する水が排出口12に向かう水流を発生させる構成を有していればよく、例えばガス化タンク5の底面から上方に移動させた位置に設置してもよい。ガス化タンク5に設置する第一噴射機構23の数は、一つでもよく複数でもよい。 The gasification tank 5 may be provided with a first injection mechanism 23 that is installed on the bottom surface of the gasification tank 5 and generates a water flow toward the discharge port 12. When the gasification tank 5 has the first inclined portion 13, the first injection mechanism 23 can be installed near the upper end of the first inclined portion 13. The first injection mechanism 23 may have a configuration in which the water to be injected generates a water flow toward the outlet 12, and may be installed, for example, at a position moved upward from the bottom surface of the gasification tank 5. The number of the first injection mechanisms 23 installed in the gasification tank 5 may be one or plural.

ガス化タンク5の排出口12の近傍に、排出口12とは逆方向に向かって水流を発生させる第二噴射機構24をガス化タンク5が備える構成にしてもよい。第二噴射機構24は例えば上方に向かって水流を発生させる状態にガス化タンク5の底面に設置することができる。ガス化タンク5に設置する第二噴射機構24の数は、一つでもよく複数でもよい。 The gasification tank 5 may be configured to include a second injection mechanism 24 near the discharge port 12 of the gasification tank 5 to generate a water flow in a direction opposite to the discharge port 12. The 2nd injection mechanism 24 can be installed in the bottom face of the gasification tank 5 in the state which produces a water flow upwards, for example. The number of the second injection mechanism 24 installed in the gasification tank 5 may be one or plural.

第一噴射機構23および第二噴射機構24は、例えば取水口16から回収される水を噴射することができる。第一噴射機構23および第二噴射機構24と取水口16とを連通する配管の途中にポンプを設置してもよい。第一噴射機構23および第二噴射機構24は、周囲の水を取り込んで噴射する構成にしてもよい。なお図2および図3において第一噴射
機構23および第二噴射機構による水の噴射方向を説明のため白抜き矢印で示している。
The 1st injection mechanism 23 and the 2nd injection mechanism 24 can inject the water collect|recovered from the water intake 16, for example. A pump may be installed in the middle of the pipe that connects the first injection mechanism 23 and the second injection mechanism 24 to the water intake 16. The first jetting mechanism 23 and the second jetting mechanism 24 may be configured to take in surrounding water and jet it. Note that, in FIGS. 2 and 3, the directions of water injection by the first injection mechanism 23 and the second injection mechanism are shown by outline arrows for explanation.

排出管9の途中部分にスラリーポンプ25を設置する構成にしてもよい。このスラリーポンプ25により、ガス化タンク5の内部の土砂を水とともに外部に排出し易くなる。ガス化タンク5の内部の水および土砂を排出管9により水底2に戻すことができる。水底2から回収する水および土砂を水底2に戻すことができるので、土砂等の移動による水中環境の変化を抑制するには有利である。 The slurry pump 25 may be installed in the middle of the discharge pipe 9. The slurry pump 25 facilitates discharging the earth and sand inside the gasification tank 5 together with water to the outside. Water and earth and sand in the gasification tank 5 can be returned to the water bottom 2 by the discharge pipe 9. Since water and earth and sand collected from the water bottom 2 can be returned to the water bottom 2, it is advantageous to suppress changes in the underwater environment due to movement of earth and sand and the like.

ガスハイドレート回収装置1によりガスハイドレートmを回収する際には、まず水底2の水と塊状のガスハイドレートmと土砂とからなるスラリーが供給口10からガス化タンク5の中に供給される(供給工程)。 When recovering the gas hydrate m by the gas hydrate recovery device 1, first, a slurry consisting of water at the bottom 2 of the water, massive gas hydrate m and earth and sand is supplied into the gasification tank 5 from the supply port 10. (Supply process).

バッフル板11が設置されている場合には、塊状のガスハイドレートmがバッフル板11と衝突する。バッフル板11に衝突させることにより、塊状のガスハイドレートmを破壊させて小さくすることができる。これによりガスハイドレートmが融解し易くなる。 When the baffle plate 11 is installed, the massive gas hydrate m collides with the baffle plate 11. By colliding with the baffle plate 11, the massive gas hydrate m can be destroyed and reduced in size. This facilitates melting of the gas hydrate m.

またスラリーをバッフル板11に衝突させることにより、ガスハイドレートmがガス化タンク5の中に広がるので、融解させ易くなる。スラリーはバッフル板11に衝突して液滴の大きさが小さくなった状態でガス化タンク5の内部の水面に落下する。そのためガス化タンク5の内部における水の上下方向zの動きを比較的緩慢にすることができる。 Further, by causing the slurry to collide with the baffle plate 11, the gas hydrate m spreads in the gasification tank 5, which facilitates melting. The slurry collides with the baffle plate 11 and drops onto the water surface inside the gasification tank 5 in a state where the size of the droplet is reduced. Therefore, the movement of the water in the vertical direction z inside the gasification tank 5 can be made relatively slow.

ガス化タンク5の中に供給されるスラリーは比重差により分離される(分離工程)。ガスハイドレートmは水よりも比重が小さいため、水面近傍に浮上していく。ガス化タンク5の内部ではスラリーの供給により流れ方向xに沿って流れが発生する。そのため水面に浮上したガスハイドレートmは供給口10から遠い位置に集まり易くなる。図2においてガスハイドレートmは、図2の右方に集まり易くなる。 The slurry supplied into the gasification tank 5 is separated by the difference in specific gravity (separation step). Since the gas hydrate m has a smaller specific gravity than water, it floats near the water surface. Inside the gasification tank 5, a flow is generated along the flow direction x due to the supply of the slurry. Therefore, the gas hydrate m floating on the water surface easily collects at a position far from the supply port 10. In FIG. 2, the gas hydrate m is likely to collect on the right side of FIG.

土砂は水より比重が大きいためガス化タンク5の底部に沈殿していく。ガス化タンク5が第一傾斜部13または第二傾斜部14の少なくとも一方を備えている場合には、土砂は排出口12に向かって移動していく。 Since the specific gravity of earth and sand is larger than that of water, it sediments on the bottom of the gasification tank 5. When the gasification tank 5 has at least one of the first inclined portion 13 and the second inclined portion 14, the earth and sand move toward the discharge port 12.

ガス化タンク5の中の水は取水口16から加熱器17に送られる。加熱器17で加熱された水はノズル部18から水面に浮上したガスハイドレートmに噴射される。ガスハイドレートmは加熱された水により融解して水とガスgとに分解される(融解工程)。 The water in the gasification tank 5 is sent from the water intake 16 to the heater 17. The water heated by the heater 17 is jetted from the nozzle portion 18 to the gas hydrate m floating on the water surface. The gas hydrate m is melted by heated water and decomposed into water and gas g (melting step).

ガスハイドレートmはガス化タンク5の中で水面に浮上した状態で存在し、上部から供給される水により融解する。上部から供給される水およびガスハイドレートmの周囲の水からガスハイドレートmの融解にともない熱が奪われるものの、水面に浮いているガスハイドレートmよりも低い位置にある取水口16から水が回収されるため、ガスハイドレートmとの熱交換が終了した水を取水することができる。つまり加熱機構15はガス化タンク5の中の水の全量を加熱する必要がなく、ガスハイドレートmおよびガスハイドレートmが存在する周囲の水のみを加熱しつつ循環させて使用する。そのためガスハイドレートmを融解させる際の熱効率を向上することができる。 The gas hydrate m exists in the gasification tank 5 in a state of floating on the water surface, and is melted by water supplied from above. Although heat is taken from the water supplied from the upper part and the water around the gas hydrate m as the gas hydrate m melts, water is drawn from the intake 16 at a position lower than the gas hydrate m floating on the water surface. Since water is recovered, it is possible to take in water after the heat exchange with the gas hydrate m is completed. That is, the heating mechanism 15 does not need to heat the entire amount of water in the gasification tank 5, and only the gas hydrate m and the water around the gas hydrate m are used while being circulated while being heated. Therefore, the thermal efficiency when melting the gas hydrate m can be improved.

加熱機構15は、ガス化タンク5の中の水を循環させる構成であり、表層水など外部の水を利用しない構成である。そのため水底2の水に表層水などが混ざることを回避できる。微生物の移動など水底2の環境変化を抑制するには有利である。 The heating mechanism 15 has a configuration in which water in the gasification tank 5 is circulated and does not utilize external water such as surface water. Therefore, it is possible to avoid mixing surface water with the water on the bottom 2. This is advantageous for suppressing environmental changes in the bottom 2 such as movement of microorganisms.

ガスハイドレート回収装置1が複数のノズル部18と流量制御弁20とを有している場合には、流量制御弁20の制御により、ガス化タンク5の中において加熱された水を供給
する位置を調整することができる。ガスハイドレートmは供給口10から流れ方向xに沿って移動するため、供給口10から遠い位置ほど水面に浮かぶガスハイドレートmの量が多くなる。
When the gas hydrate recovery device 1 has a plurality of nozzles 18 and a flow control valve 20, a position for supplying heated water in the gasification tank 5 under the control of the flow control valve 20. Can be adjusted. Since the gas hydrate m moves from the supply port 10 along the flow direction x, the amount of the gas hydrate m floating on the water surface increases with increasing distance from the supply port 10.

そのため例えば流れ方向xに沿って供給口10から遠い位置に設置されるノズル部18ほど噴射する水の量が多くなる状態に制御することができる。ガス化タンク5の内部の流れ方向xにおける位置ごとに供給する熱の量を調整できるので、ガスハイドレートmを効率的に融解させるには有利である。 Therefore, for example, the amount of water to be jetted can be controlled to increase in the nozzle portion 18 installed farther from the supply port 10 along the flow direction x. Since the amount of heat supplied can be adjusted for each position in the flow direction x inside the gasification tank 5, it is advantageous for efficiently melting the gas hydrate m.

ガスハイドレート回収装置1が制御機構22を備えている場合には、例えば所定時間経過ごとに各ノズル部18から噴射する水の量を変更する制御を制御機構22により行なうことができる。また水底2の掘削機構3による掘削状況に応じて制御機構22により噴射する水の量を調整する構成にしてもよい。 When the gas hydrate recovery apparatus 1 includes the control mechanism 22, the control mechanism 22 can control, for example, to change the amount of water jetted from each nozzle portion 18 every predetermined time. Further, the amount of water injected by the control mechanism 22 may be adjusted according to the excavation state of the excavation mechanism 3 on the water bottom 2.

具体的には掘削機構3により回収するガスハイドレートmの量がそれほど多くないときはノズル部18から噴射する水の量を抑制して、回収するガスハイドレートmの量が増えるに応じて噴射する水の量を増加させる制御を行なってもよい。ガス化タンク5の内部における熱効率を向上するには有利である。 Specifically, when the amount of gas hydrate m recovered by the excavation mechanism 3 is not so large, the amount of water injected from the nozzle unit 18 is suppressed, and the amount of gas hydrate m recovered is increased as the amount of gas hydrate m recovered increases. You may perform the control which increases the amount of water to do. It is advantageous to improve the thermal efficiency inside the gasification tank 5.

ガスハイドレート回収装置1が監視機構21を備えている場合には、ガス化タンク5の内部のガスハイドレートmの分布状態等に応じて、ノズル部18から供給する水の流量を適宜変更することができる。つまりガスハイドレートmの分布状態等に応じて、供給する熱量の分布を適宜変更することができる。例えば水面に浮かぶガスハイドレートmの量が多い場所に加熱された水を多く噴射する制御を行なうことができる。ガスハイドレートmの融解を効率的に行なうにはさらに有利である。 When the gas hydrate recovery apparatus 1 includes the monitoring mechanism 21, the flow rate of water supplied from the nozzle unit 18 is appropriately changed according to the distribution state of the gas hydrate m inside the gasification tank 5. be able to. That is, the distribution of the amount of heat to be supplied can be appropriately changed according to the distribution state of the gas hydrate m and the like. For example, it is possible to control to inject a large amount of heated water to a place where the amount of the gas hydrate m floating on the water surface is large. It is further advantageous to efficiently melt the gas hydrate m.

ガスハイドレート回収装置1が各ノズル部18に至る配管にそれぞれ配置される複数の加熱器17を備えている場合には、ノズル部18ごとに供給する水の温度を適宜変更することができる。ガス化タンク5の内部に供給する熱量の分布を制御することができるので、ガスハイドレートmの融解を効率的に行なうことができる。ノズル部18から供給される水の流量と温度の両方を制御してもよく、一方を制御する構成にしてもよい。 When the gas hydrate recovery apparatus 1 is provided with a plurality of heaters 17 respectively arranged in the pipes leading to the nozzle portions 18, the temperature of water supplied to each nozzle portion 18 can be changed appropriately. Since the distribution of the amount of heat supplied to the inside of the gasification tank 5 can be controlled, the gas hydrate m can be efficiently melted. Both the flow rate and the temperature of the water supplied from the nozzle unit 18 may be controlled, or one of them may be controlled.

ガス化タンク5の内部のガスgはガス回収部7から回収される(回収工程)。このガスgは、ガス化タンク5の中で融解するガスハイドレートmから発生するガスgの他に、ライザー管4の途中部分でガスハイドレートmが融解して発生するガスgも含まれる。またスラリーの水の中に溶解していたガスgが、ガス化タンク5の内部で時間の経過とともに気相側に移動したものも含まれる。 The gas g inside the gasification tank 5 is recovered from the gas recovery unit 7 (recovery step). The gas g includes, in addition to the gas g generated from the gas hydrate m that melts in the gasification tank 5, the gas g that is generated by melting the gas hydrate m in the middle of the riser pipe 4. In addition, the gas g dissolved in the water of the slurry may be moved into the gas phase inside the gasification tank 5 with the passage of time.

ガス化タンク5の内部で沈殿する土砂は水とともに排出口12から外部に排出される(排出工程)。排出口12には例えば開閉バルブを設置することができる。ガス化タンク5は排出口12を備えているため、土砂がガス化タンク5の中に堆積して閉塞等を引き起こす不具合を回避できる。土砂の排出は連続的に行なってもよく、間欠的に行なってもよい。例えば所定時間ごとに排出口12の開放と閉止とを切り替える構成にすることができる。 The sediment deposited inside the gasification tank 5 is discharged to the outside through the discharge port 12 together with water (discharging step). An on-off valve can be installed at the outlet 12, for example. Since the gasification tank 5 is provided with the discharge port 12, it is possible to avoid a problem that sediment is deposited in the gasification tank 5 and causes clogging or the like. The earth and sand may be discharged continuously or intermittently. For example, the discharge port 12 may be opened and closed at predetermined time intervals.

ガス化タンク5が第一傾斜部13または第二傾斜部14の少なくとも一方を備えている場合には、土砂はガス化タンク5の底部に堆積する際に排出口12の近傍まで移動するため、土砂を効率的に排出口12から排出することができる。土砂による閉塞等を回避するには有利である。 When the gasification tank 5 includes at least one of the first sloped portion 13 and the second sloped portion 14, the sediment moves to the vicinity of the discharge port 12 when accumulating on the bottom of the gasification tank 5, The earth and sand can be efficiently discharged from the discharge port 12. It is advantageous for avoiding blockage due to sediment.

ガス化タンク5が第一噴射機構23を備えている場合には、第一噴射機構23から水を噴射することにより底面に堆積する土砂を排出口12まで強制的に移動させることができる。第一噴射機構23による水の噴射は連続的に行なってもよく、間欠的に行なってもよい。ガス化タンク5の内部における土砂の堆積を抑制するには有利である。土砂を取り除くための清掃等がほとんど不要となるため、ガスハイドレート回収装置1を長時間連続して運転することが可能となる。 When the gasification tank 5 includes the first injection mechanism 23, water can be injected from the first injection mechanism 23 to forcibly move the earth and sand deposited on the bottom surface to the discharge port 12. The injection of water by the first injection mechanism 23 may be performed continuously or intermittently. It is advantageous to suppress the accumulation of earth and sand inside the gasification tank 5. Since cleaning or the like for removing soil is almost unnecessary, the gas hydrate recovery apparatus 1 can be continuously operated for a long time.

ガス化タンク5が第二噴射機構24を備えている場合には、第二噴射機構24から水を噴射することにより排出口12の近傍に堆積する土砂を取り除くことができる(閉塞防止工程)。第二噴射機構24による水の噴射は連続的に行なってもよく、間欠的に行なってもよい。排出口12が土砂で閉塞する不具合を抑制するには有利である。 When the gasification tank 5 is provided with the second injection mechanism 24, by injecting water from the second injection mechanism 24, it is possible to remove the sediment deposited in the vicinity of the discharge port 12 (blocking prevention step). The injection of water by the second injection mechanism 24 may be performed continuously or intermittently. This is advantageous for suppressing the problem that the discharge port 12 is clogged with earth and sand.

また第二噴射機構24から噴射される水が上方に向かって噴射される構成である場合には、ガス化タンク5の中のスラリーを撹拌することができる。例えば周囲の水を冷やして再凍結するとともに互いに集合して大きな塊となったガスハイドレートmを撹拌により破砕することができる。ガスハイドレートmが細かく破砕されることにより表面積が多くなるため、ガスハイドレートmを効率的に融解させるには有利である。 Further, when the water jetted from the second jetting mechanism 24 is jetted upward, the slurry in the gasification tank 5 can be stirred. For example, the surrounding water can be cooled and re-frozen, and at the same time, the gas hydrates m aggregated into a large mass can be crushed by stirring. Since the gas hydrate m is finely crushed to increase the surface area, it is advantageous for efficiently melting the gas hydrate m.

排出管9に設置されるスラリーポンプ25の回転方向を制御機構22により制御する構成にしてもよい。つまり制御機構22により、スラリーポンプ25の回転方向である正転と逆転とを切り替える構成にすることができる。土砂を排出する際にはスラリーポンプ25を正転させて、排出口12から排出管9に向かう流れをスラリーポンプ25により実現する(正転制御)。 The rotation direction of the slurry pump 25 installed in the discharge pipe 9 may be controlled by the control mechanism 22. That is, the control mechanism 22 can switch the rotation direction of the slurry pump 25 between normal rotation and reverse rotation. When discharging the earth and sand, the slurry pump 25 is normally rotated so that the flow from the discharge port 12 toward the discharge pipe 9 is realized by the slurry pump 25 (normal rotation control).

これに対してスラリーポンプ25の回転方向を逆転させると、排出管9からガス化タンク5に向かって水が流れる(逆転制御)。この流れにより第二噴射機構24と同様に、排出口12に堆積した土砂を取り除いたり、ガス化タンク5の中のスラリーを撹拌することができる(閉塞防止工程)。 On the other hand, when the rotation direction of the slurry pump 25 is reversed, water flows from the discharge pipe 9 toward the gasification tank 5 (reverse control). By this flow, like the second injection mechanism 24, it is possible to remove the earth and sand accumulated in the discharge port 12 and agitate the slurry in the gasification tank 5 (blocking prevention step).

ガス化タンク5の内部における土砂の状態を監視する土砂監視機構26をガス化タンク5に設置する構成にしてもよい。土砂監視機構26は例えばガス化タンク5の底面に設置されるカメラと、このカメラで取得する画像を処理する画像処理機で構成することができる。この土砂監視機構26は、ガス化タンク5の底面に堆積している土砂の位置や量や分布を測定することができる。 The sediment monitoring mechanism 26 that monitors the state of sediment inside the gasification tank 5 may be installed in the gasification tank 5. The sediment monitoring mechanism 26 can be composed of, for example, a camera installed on the bottom surface of the gasification tank 5 and an image processor for processing an image acquired by this camera. The sediment monitoring mechanism 26 can measure the position, amount and distribution of the sediment accumulated on the bottom surface of the gasification tank 5.

土砂監視機構26は上記の構成に限らず、ガス化タンク5の底面における土砂の堆積量などを測定できる構成を有していればよい。土砂監視機構26は例えばガス化タンク5の底面に設置され土砂に向かってレーザ光を照射して距離を測定するレーザスキャナや、ガス化タンク5の外部に設置してX線により土砂の位置等を測定するX線機器で構成することができる。土砂監視機構26はガスハイドレートmの状態を測定する監視機構21と共用してもよい。つまり監視機構21でガスハイドレートmの状態および土砂の状態の両方を測定する構成にしてもよい。 The sediment monitoring mechanism 26 is not limited to the above-mentioned configuration, and may have a configuration capable of measuring the amount of sediment deposited on the bottom surface of the gasification tank 5. The sediment monitoring mechanism 26 is installed on the bottom of the gasification tank 5, for example, a laser scanner that irradiates the sediment with laser light to measure the distance, or is installed outside the gasification tank 5 to locate the location of the sediment by X-rays. X-ray equipment for measuring The sediment monitoring mechanism 26 may be shared with the monitoring mechanism 21 that measures the state of the gas hydrate m. That is, the monitoring mechanism 21 may be configured to measure both the state of the gas hydrate m and the state of the earth and sand.

土砂監視機構26から得られる土砂の状態に応じて、第一噴射機構23または第二噴射機構24の少なくとも一方の水の噴射および噴射の停止を制御する土砂制御機構27をガス化タンク5に設置する構成にしてもよい。土砂の堆積量が所定以上になったときに土砂制御機構27が、例えば第一噴射機構23から水を噴射させて、土砂を積極的に排出口12に移動させる構成にすることができる。 A sediment control mechanism 27 is installed in the gasification tank 5 to control the jetting and stopping of the jetting of at least one of the first jetting mechanism 23 and the second jetting mechanism 24 according to the state of the sand obtained from the sediment monitoring mechanism 26. It may be configured to. The sediment control mechanism 27 can be configured to, for example, inject water from the first injection mechanism 23 to positively move the sediment to the discharge port 12 when the amount of sediment deposited exceeds a predetermined value.

排出口12における土砂の堆積が土砂監視機構26により測定された場合には、土砂制
御機構27が第二噴射機構24から水を噴射させて排出口12の近傍の土砂を除去することができる。スラリーポンプ25の回転方向の制御を、土砂監視機構26から得られる土砂の状態に応じて土砂制御機構27が制御する構成にしてもよい。
When sediment deposition at the discharge port 12 is measured by the sediment monitoring mechanism 26, the sediment control mechanism 27 can inject water from the second injection mechanism 24 to remove the sediment in the vicinity of the discharge port 12. The rotation direction of the slurry pump 25 may be controlled by the sediment control mechanism 27 according to the state of the sediment obtained from the sediment monitoring mechanism 26.

土砂の状態に応じて第一噴射機構23等を制御するので、ガス化タンク5の内部から外部に土砂を効率的に排出し易くなる。また排出口12が土砂により閉塞する不具合を回避するには有利である。 Since the first injection mechanism 23 and the like are controlled according to the state of the sediment, it becomes easy to efficiently discharge the sediment from the inside of the gasification tank 5 to the outside. Further, it is advantageous to avoid the problem that the discharge port 12 is blocked by the earth and sand.

土砂制御機構27は、土砂監視機構26と第一噴射機構23と第二噴射機構24とスラリーポンプ25と、有線または無線の信号線で接続されている。図2において説明のため信号線を一点鎖線で示している。 The sediment control mechanism 27 is connected to the sediment monitoring mechanism 26, the first injection mechanism 23, the second injection mechanism 24, and the slurry pump 25 by a wired or wireless signal line. In FIG. 2, signal lines are indicated by alternate long and short dash lines for the sake of explanation.

土砂制御機構27は制御機構22と共用してもよい。つまり制御機構22で流量制御弁20等と第一噴射機構23等を制御する構成にしてもよい。 The sediment control mechanism 27 may be shared with the control mechanism 22. That is, the control mechanism 22 may control the flow control valve 20 and the first injection mechanism 23.

本発明において土砂監視機構26と土砂制御機構27とは必須要件ではない。ガス化タンク5に土砂監視機構26と土砂制御機構27を設置しない構成にしてもよい。 In the present invention, the sediment monitoring mechanism 26 and the sediment control mechanism 27 are not essential requirements. The gasification tank 5 may not have the sediment monitoring mechanism 26 and the sediment control mechanism 27.

図4に例示するようにガス化タンク5の底部に、土砂に含まれる礫の通過を阻止する礫せき止め板28を設置する構成にしてもよい。礫せき止め板28はガス化タンク5の底部から上方に立設されている。 As illustrated in FIG. 4, a gravel damming plate 28 may be installed at the bottom of the gasification tank 5 to prevent passage of gravel contained in the earth and sand. The gravel stop plate 28 is erected upward from the bottom of the gasification tank 5.

この実施形態ではガス化タンク5は、礫せき止め板28により通過を阻止される礫をガス化タンク5の外部に排出する第一排出口12aと、この第一排出口12aと排出管9との間の管路の途中に設置されるスラリーポンプ25aとを有している。供給口10と礫せき止め板28との間に位置する底面には、第一排出口12aに向かって下り傾斜となる第一傾斜部13が形成されている。 In this embodiment, the gasification tank 5 includes a first discharge port 12a for discharging gravel, which is blocked by the gravel damming plate 28, to the outside of the gasification tank 5, the first discharge port 12a, and the discharge pipe 9. And a slurry pump 25a installed in the middle of the pipeline between them. A first inclined portion 13 is formed on the bottom surface located between the supply port 10 and the gravel damming plate 28 so as to be inclined downward toward the first discharge port 12a.

ガス化タンク5は、礫せき止め板28を通過する砂泥をガス化タンク5の外部に排出する第二排出口12bと、この第二排出口12bと排出管9との間の管路の途中に設置されるスラリーポンプ25bとを有している。礫せき止め板28と第二排出口12bとの間に位置する底面には、第二排出口12bに向かって下り傾斜となる第一傾斜部13が形成されている。礫せき止め板28および排出口12の設置数は上記に限定されない。複数の礫せき止め板28や複数の排出口12をガス化タンク5に設置する構成にしてもよい。複数の排出口12が設置される場合には、各排出口12に向かってそれぞれ下り傾斜となる複数の第一傾斜部13が形成される構成にしてもよい。 The gasification tank 5 has a second discharge port 12b for discharging the sand and mud passing through the gravel stop plate 28 to the outside of the gasification tank 5 and a conduit between the second discharge port 12b and the discharge pipe 9. And a slurry pump 25b installed in the. On the bottom surface located between the gravel damming plate 28 and the second discharge port 12b, a first inclined portion 13 that is inclined downward toward the second discharge port 12b is formed. The number of installed gravel stop plates 28 and discharge ports 12 is not limited to the above. A plurality of gravel stop plates 28 and a plurality of outlets 12 may be installed in the gasification tank 5. When a plurality of outlets 12 are installed, a plurality of first inclined portions 13 each having a downward inclination toward each outlet 12 may be formed.

本明細書において礫とは粒径が2mm以上の破砕物をいい、砂泥とは粒径が2mmより小さい破砕物をいう。そのため礫せき止め板28は、例えば目開きが2mmの金網で構成することができる。礫せき止め板28の目開きの大きさは適宜変更することができる。例えば目開きが1mmの金網で構成してもよい。 In the present specification, gravel refers to a crushed product having a particle size of 2 mm or more, and sand mud refers to a crushed product having a particle size of less than 2 mm. Therefore, the gravel damming plate 28 can be composed of, for example, a wire mesh having an opening of 2 mm. The size of the openings of the gravel damming plate 28 can be appropriately changed. For example, the wire mesh may have a mesh of 1 mm.

この構成によれば第一排出口12aからは粒径が2mm以上の礫が排出され(礫処理工程)、第二排出口12bからは粒径が2mmより小さい砂泥のみが排出される(砂泥処理工程)。第一排出口12aおよび第二排出口12bを通過するそれぞれのスラリーの性状が安定するため、それぞれに対応するスラリーポンプ25a、25bを最適化し易くなる。ガス化タンク5の内部から土砂を効率的に排出するには有利である。なお礫処理工程と砂泥処理工程とは互いに独立する状態で行うことができる。 According to this configuration, gravel having a particle size of 2 mm or more is discharged from the first discharge port 12a (gravel processing step), and only sand and mud having a particle size of less than 2 mm is discharged from the second discharge port 12b (sand). Mud treatment process). Since the properties of the respective slurries passing through the first discharge port 12a and the second discharge port 12b are stable, it is easy to optimize the slurry pumps 25a and 25b corresponding to the respective properties. It is advantageous to efficiently discharge the earth and sand from the inside of the gasification tank 5. The gravel treatment step and the sand and mud treatment step can be performed independently of each other.

礫せき止め板28の設置により、ガス化タンク5の内部における水の揺動を抑制してス
ロッシングの発生を抑制できる。スロッシングの抑制にともない、ガス化タンク5の中の上下方向zの水の動きを比較的緩慢にすることができる。ガス化タンク5の強度を補強する部材として礫せき止め板28を利用することができる。
By installing the gravel damming plate 28, it is possible to suppress the rocking of water inside the gasification tank 5 and suppress the occurrence of sloshing. With the suppression of sloshing, the movement of water in the vertical direction z in the gasification tank 5 can be made relatively slow. The gravel stop plate 28 can be used as a member for reinforcing the strength of the gasification tank 5.

ガス化タンク5の内部の圧力が所定以上になったときに内部のガスを外部に放出する安全弁29を設置する構成にしてもよい。安全弁29はガス化タンク5の上面または上面の近傍に設置することができる。スラリーとともに大量のガスが供給口10からガス化タンク5の内部に供給される不具合が発生した場合であっても、ガス化タンク5の内部の圧力を安全弁29により下げることができる。ガス化タンク5の破損等を回避するには有利である。 A safety valve 29 may be installed to release the internal gas to the outside when the internal pressure of the gasification tank 5 exceeds a predetermined value. The safety valve 29 can be installed on or near the upper surface of the gasification tank 5. Even if a problem occurs that a large amount of gas is supplied from the supply port 10 to the inside of the gasification tank 5 together with the slurry, the pressure inside the gasification tank 5 can be lowered by the safety valve 29. It is advantageous to avoid damage to the gasification tank 5.

加熱機構15は、例えばガス化タンク5の外周面に設置するジャケット15aで構成してもよい。ジャケット15aによりガス化タンク5の内部のスラリーを加熱することができる。ジャケット15aがガス化タンク5の内周面に設置される構成にしてもよい。ノズル部18を有する加熱機構15とジャケット15aとを組み合わせて設置する構成にしてもよい。ノズル部18を有する加熱機構15でガスハイドレートmを効果的に融解させつつ、ジャケット15aによりガスハイドレートmがガス化タンク5の内壁面に付着して氷を成長させる不具合の発生を抑制することができる。 The heating mechanism 15 may be configured by a jacket 15a installed on the outer peripheral surface of the gasification tank 5, for example. The slurry inside the gasification tank 5 can be heated by the jacket 15a. The jacket 15a may be installed on the inner peripheral surface of the gasification tank 5. The heating mechanism 15 having the nozzle portion 18 and the jacket 15a may be installed in combination. While effectively melting the gas hydrate m by the heating mechanism 15 having the nozzle portion 18, the occurrence of the problem that the gas hydrate m is attached to the inner wall surface of the gasification tank 5 by the jacket 15a to grow ice is suppressed. be able to.

ジャケット15aは、表層水などの熱媒を循環させる構成にすることができる。ジャケット15aを電気の供給により昇温するヒータで構成してもよい。 The jacket 15a may be configured to circulate a heat medium such as surface water. The jacket 15a may be composed of a heater that is heated by the supply of electricity.

図5に例示するようにガス化タンク5を水平方向の長さに比べて上下方向zの長さが長く設定されている縦型タンクで構成してもよい。この実施形態ではガス化タンク5の上部が円筒形状に形成され、下部が下方に向かって直径が小さくなる円錐台形に形成されている。この構成によればガス化タンク5の底面全体が傾斜部で構成されるため、土砂の堆積を抑制するには有利である。 As illustrated in FIG. 5, the gasification tank 5 may be configured by a vertical tank in which the length in the vertical direction z is set to be longer than the length in the horizontal direction. In this embodiment, the upper portion of the gasification tank 5 is formed in a cylindrical shape, and the lower portion is formed in a truncated cone shape whose diameter decreases downward. According to this configuration, the entire bottom surface of the gasification tank 5 is formed by the inclined portion, which is advantageous for suppressing sedimentation.

ガス化タンク5を縦型タンクで構成する場合であっても排出口12の近傍に第二噴射機構24を設置することができる。排出管9の閉塞を抑制するには有利である。この実施形態では二つの第二噴射機構24がガス化タンク5の底面であり、排出口12の近傍に配置されている。 Even when the gasification tank 5 is a vertical tank, the second injection mechanism 24 can be installed near the discharge port 12. It is advantageous to suppress the blockage of the discharge pipe 9. In this embodiment, the two second injection mechanisms 24 are the bottom surface of the gasification tank 5 and are arranged near the discharge port 12.

この実施形態では水平方向における水の移動を阻止する消波板30が、供給口10の下方に配置されている。消波板30は例えば上下方向zに延在して、平面視で格子状に組み合わされる板状部材で構成することができる。消波板30は例えば多孔板や金網など水は通過できるが、波の衝撃を緩和できる構造にしてもよい。ガス化タンク5の内部における水の揺動を抑制することができるので、波により揺動し易い船舶にガス化タンク5が設置される場合であっても、ガスハイドレートmや土砂の比重差による分離を安定的に行なうことができる。また比較的大型な構造物となるガス化タンク5の強度を消波板30により補強することができる。 In this embodiment, a wave-dissipating plate 30 that blocks the movement of water in the horizontal direction is arranged below the supply port 10. The wave-eliminating plate 30 can be configured by plate-shaped members that extend in the up-down direction z and are combined in a lattice shape in a plan view, for example. The wave-eliminating plate 30 allows water to pass through, such as a perforated plate or a wire net, but may have a structure capable of absorbing the shock of waves. Since the fluctuation of water inside the gasification tank 5 can be suppressed, even if the gasification tank 5 is installed in a ship that is easily rocked by waves, the difference in specific gravity between the gas hydrate m and the sediment. The separation by can be performed stably. Further, the strength of the gasification tank 5 which is a relatively large structure can be reinforced by the wave-eliminating plate 30.

平均水位WLは消波板30の上端より上方となる状態に維持される。そのため水に浮くガスハイドレートmは供給口10から離れた位置に流れて集合する。このガスハイドレートmが集合する位置の上方には一つのノズル部18が配置されている。このノズル部18が複数配置される構成にしてもよい。 The average water level WL is maintained above the upper end of the wave-eliminating plate 30. Therefore, the gas hydrate m floating in the water flows and gathers at a position away from the supply port 10. One nozzle portion 18 is arranged above the position where the gas hydrates m gather. A plurality of nozzles 18 may be arranged.

ガス回収部7からガスgを取り出す際に、ガス化タンク5の内部の圧力が外部の圧力(大気圧)よりも高い状態に維持することが望ましい。ガス化タンク5の内部に大気が流入して、ガスgに空気等が混合してガスgの品質が不安定になることを抑制するには有利である。 When taking out the gas g from the gas recovery part 7, it is desirable to maintain the internal pressure of the gasification tank 5 higher than the external pressure (atmospheric pressure). It is advantageous to suppress the instability of the quality of the gas g due to the air flowing into the gasification tank 5 and mixing the air with the gas g.

図6に例示するようにガス化タンク5を二つの縦型タンクで構成してもよい。この実施形態ではガス化タンク5が、分離部5aを構成するタンクと融解部5bを構成するタンクとからなる。分離部5aはスラリーが供給される供給口10と、外部に土砂を排出する排出口12とを有している。分離部5aに消波板30を設置してもよい。 As illustrated in FIG. 6, the gasification tank 5 may be composed of two vertical tanks. In this embodiment, the gasification tank 5 is composed of a tank that constitutes the separation section 5a and a tank that constitutes the melting section 5b. The separation unit 5a has a supply port 10 for supplying the slurry and a discharge port 12 for discharging earth and sand to the outside. The wave-eliminating plate 30 may be installed in the separating portion 5a.

融解部5bは加熱機構15を構成する取水口16と加熱器17とノズル部18とを有している。融解部5bの上面には、内部で発生したガスgを外部に取り出すガス回収部7が配置されている。融解部5bは、分離部5aで分離しきれなかった土砂を沈殿させて外部に排出する排出口12を底面に有していてもよい。水底2からのガスハイドレートmの回収が短時間途絶えた場合でも、ガス供給ライン8へガスgを連続的に供給するために、所定量以上のガスハイドレートmを貯留可能な大きさに融解部5bを構成してもよい。つまりガスハイドレートmを貯留する機能を融解部5bが有する構成にしてもよい。図6の実施形態において分離部5aと融解部5bとの各排出口12の近傍に第二噴射機構24を設置してもよい。 The melting unit 5b has a water intake 16 that constitutes the heating mechanism 15, a heater 17, and a nozzle unit 18. On the upper surface of the melting part 5b, a gas recovery part 7 is arranged to take out the gas g generated inside to the outside. The melting section 5b may have a discharge port 12 on the bottom surface for precipitating the earth and sand which cannot be completely separated by the separating section 5a and discharging the sediment. Even if the recovery of the gas hydrate m from the water bottom 2 is interrupted for a short time, in order to continuously supply the gas g to the gas supply line 8, a predetermined amount or more of the gas hydrate m is melted to a size capable of being stored. The part 5b may be configured. That is, the melting portion 5b may have a function of storing the gas hydrate m. In the embodiment of FIG. 6, the second injection mechanism 24 may be installed near each outlet 12 of the separation section 5a and the melting section 5b.

分離部5aと融解部5bとの間にはオーバーフロー管31が配置されている。オーバーフロー管31は、一端が分離部5aの平均水位WLの近傍に連結され、他端が融解部5bの平均水位WLよりも上方に連結されている。オーバーフロー管31は、分離部5aの側の端部の方が、融解部5bの側の端部よりも高い位置となる状態に配置されていて、分離部5aにおけるオーバーフローによりガスハイドレートmが融解部5bに流れ込む構成を有している。例えば分離部5aと融解部5bとのそれぞれの排出口12から排出される水の流量を調整することにより、分離部5aと融解部5bとのそれぞれの水位を調整する構成にしてもよい。 An overflow pipe 31 is arranged between the separating section 5a and the melting section 5b. The overflow pipe 31 has one end connected to the vicinity of the average water level WL of the separation part 5a and the other end connected to above the average water level WL of the melting part 5b. The overflow pipe 31 is arranged such that the end portion on the separation portion 5a side is higher than the end portion on the melting portion 5b side, and the gas hydrate m is melted by the overflow in the separation portion 5a. It has a configuration of flowing into the portion 5b. For example, the water level of each of the separation section 5a and the melting section 5b may be adjusted by adjusting the flow rate of water discharged from each of the discharge ports 12 of the separation section 5a and the melting section 5b.

分離部5aでは供給口10から供給されるスラリーを比重差で分離する構成を有している。分離部5aで水面に浮いたガスハイドレートmは水とともに、オーバーフロー管31を経由して融解部5bに移動する。供給口10から供給されるスラリーの流れにより、ガスハイドレートmは分離部5aからオーバーフロー管31に移動していく。 The separation unit 5a has a structure in which the slurry supplied from the supply port 10 is separated by a specific gravity difference. The gas hydrate m floating on the water surface in the separation section 5a moves to the melting section 5b via the overflow pipe 31 together with water. The gas hydrate m is moved from the separation unit 5 a to the overflow pipe 31 by the flow of the slurry supplied from the supply port 10.

スクレーパ等で機械的に分離部5aからオーバーフロー管31にガスハイドレートmを移動させる構成にしてもよい。分離部5aにおいてもスラリーに溶解していたガスgやガスハイドレートmの融解により発生するガスgが上部に溜まるため、上面にガス回収部7を形成することが望ましい。 The gas hydrate m may be mechanically moved from the separation unit 5a to the overflow pipe 31 with a scraper or the like. Also in the separation part 5a, the gas g dissolved in the slurry and the gas g generated by melting the gas hydrate m are accumulated in the upper part, so that it is desirable to form the gas recovery part 7 on the upper surface.

ガスハイドレートmとともに融解部5bに移動する水は、取水口16から回収され加熱されてノズル部18からガスハイドレートmに噴射される。取水口16とノズル部18とを連通する配管の途中にはポンプを設置してもよい。 The water that moves to the melting portion 5b together with the gas hydrate m is recovered from the water intake 16, heated, and jetted from the nozzle portion 18 to the gas hydrate m. A pump may be installed in the middle of the pipe connecting the water intake 16 and the nozzle portion 18.

融解部5bを分離部5aと異なるタンクで構成したため、ノズル部18から供給される水の熱が、分離部5aのスラリーに移動することがない。加熱機構15から供給される熱を効率よくガスハイドレートmに付与するには有利である。 Since the melting unit 5b is configured by a tank different from the separating unit 5a, the heat of water supplied from the nozzle unit 18 does not transfer to the slurry of the separating unit 5a. It is advantageous to efficiently apply the heat supplied from the heating mechanism 15 to the gas hydrate m.

一つのガス化タンク5の内部に上下方向に延在する隔離壁を配置して、分離部5aと融解部5bとに分離する構成にしてもよい。この場合、隔離壁には分離部5aから融解部5bにガスハイドレートmが移動するための開口部を形成することができる。また分離部5aと融解部5bとの底面にそれぞれ排出口12を配置して、各排出口12から排出される水の流量を調整することにより、分離部5aと融解部5bとの水位を調整する構成にしてもよい。この構成により分離部5aの水位を上昇させて隔離壁の上部から融解部5bにオ
ーバーフローさせて、ガスハイドレートmを融解部5bに移動させることができる。
It is also possible to arrange a separating wall extending in the vertical direction inside one gasification tank 5 to separate it into a separating portion 5a and a melting portion 5b. In this case, an opening for moving the gas hydrate m from the separating part 5a to the melting part 5b can be formed in the isolation wall. In addition, by arranging the discharge ports 12 on the bottom surfaces of the separation unit 5a and the melting unit 5b and adjusting the flow rate of the water discharged from each discharge port 12, the water level of the separation unit 5a and the melting unit 5b is adjusted. It may be configured to. With this configuration, it is possible to raise the water level of the separation portion 5a and cause the separation portion 5a to overflow from the upper portion of the isolation wall to the melting portion 5b, and move the gas hydrate m to the melting portion 5b.

1 ガスハイドレート回収装置
2 水底
3 掘削機構
4 ライザー管
4a 回収口
5 ガス化タンク
5a 分離部
5b 融解部
6 構造物
7 ガス回収部
8 ガス供給ライン
9 排出管
9a 下端部
10 供給口
11 バッフル板
12 排出口
12a 第一排出口
12b 第二排出口
13 第一傾斜部
14 第二傾斜部
15 加熱機構
15a ジャケット
16 取水口
17 加熱器
18 ノズル部
19 スクリーン
20 流量制御弁
21 監視機構
22 制御機構
23 第一噴射機構
24 第二噴射機構
25 スラリーポンプ
25a スラリーポンプ
25b スラリーポンプ
26 土砂監視機構
27 土砂制御機構
28 礫せき止め板
29 安全弁
30 消波板
31 オーバーフロー管
m ガスハイドレート
g ガス
x 流れ方向
y 交差方向
z 上下方向
WL 平均水位
1 Gas Hydrate Recovery Device 2 Water Bottom 3 Excavation Mechanism 4 Riser Pipe 4a Recovery Port 5 Gasification Tank 5a Separation Section 5b Melting Section 6 Structure 7 Gas Recovery Section 8 Gas Supply Line 9 Discharge Pipe 9a Lower End 10 Supply Port 11 Baffle Plate 12 outlet 12a 1st outlet 12b 2nd outlet 13 1st inclination part 14 2nd inclination part 15 heating mechanism 15a jacket 16 water intake 17 heater 18 nozzle part 19 screen 20 flow control valve 21 monitoring mechanism 22 control mechanism 23 First injection mechanism 24 Second injection mechanism 25 Slurry pump 25a Slurry pump 25b Slurry pump 26 Sediment monitoring mechanism 27 Sediment control mechanism 28 Gravel baffle plate 29 Safety valve 30 Wave breaker plate 31 Overflow pipe m Gas hydrate g Gas x flow direction y crossing Direction z Vertical WL Average water level

Claims (10)

水底の水とともに前記水底から採取された塊状のガスハイドレートを回収するガス化タンクを備えるガスハイドレート回収装置において、
前記ガス化タンクが、前記水底の水とともに塊状の前記ガスハイドレートを前記ガス化タンクの内部に導く供給口と、前記ガス化タンクの中のガスを外部に取り出すガス回収部と、前記ガス化タンクの底部に配置されていて前記水底の水とともに回収される土砂を外部に排出する排出口と、前記ガス化タンクの中の塊状の前記ガスハイドレートに熱を供給する加熱機構を備えていて、
前記加熱機構が、前記ガス化タンクの中の水を回収する取水口と、この取水口から回収される水を加熱する加熱器と、この加熱器で加熱した水を前記ガス化タンクの中の上部から供給するノズル部とを備えるとともに、
前記加熱機構が、前記ガス化タンクの中に互いに間隔をあけて配置される複数の前記ノズル部と、複数の前記ノズル部にそれぞれ設置されていて前記ノズル部に供給される水の流量をそれぞれ制御する流量制御弁とを備えることを特徴とするガスハイドレート回収装置。
In a gas hydrate recovery device comprising a gasification tank for recovering a massive gas hydrate collected from the water bottom together with water on the water bottom,
The gasification tank, a supply port for guiding the massive gas hydrate together with the water at the bottom to the inside of the gasification tank, a gas recovery unit for extracting the gas in the gasification tank to the outside, and the gasification A discharge mechanism is provided at the bottom of the tank for discharging earth and sand collected together with the water on the bottom of the water to the outside, and a heating mechanism for supplying heat to the massive gas hydrate in the gasification tank. ,
The heating mechanism has a water intake for collecting water in the gasification tank, a heater for heating water recovered from the water intake, and water heated by the heater in the gasification tank. With a nozzle part that supplies from the top,
The heating mechanism has a plurality of nozzles arranged at intervals in the gasification tank, and a flow rate of water supplied to the nozzles respectively installed in the plurality of nozzles. A gas hydrate recovery device comprising: a flow control valve for controlling .
前記ガス化タンクの内部における塊状の前記ガスハイドレートの状態を監視する監視機構と、この監視機構から得られる塊状の前記ガスハイドレートの状態に応じて複数の前記流量制御弁を制御する制御機構とを備える請求項1に記載のガスハイドレート回収装置。 A monitoring mechanism for monitoring the state of the massive gas hydrate inside the gasification tank, and a control mechanism for controlling the plurality of flow rate control valves according to the state of the massive gas hydrate obtained from the monitoring mechanism. The gas hydrate recovery apparatus according to claim 1 , further comprising: 前記ガス化タンクが、前記供給口と前記排出口を備えていて前記水底の水から塊状の前記ガスハイドレートを分離させる分離部と、前記加熱機構を構成する前記取水口および前記ノズル部を備えていて前記分離部で分離される塊状の前記ガスハイドレートが供給される融解部とを備える請求項1または2に記載のガスハイドレート回収装置。 The gasification tank is provided with a separation unit that includes the supply port and the discharge port and separates the massive gas hydrate from the water at the bottom of the water, and the water intake port and the nozzle unit that configure the heating mechanism. The gas hydrate recovery apparatus according to claim 1 or 2 , further comprising a melting section to which the block-shaped gas hydrate separated by the separation section is supplied. 前記ガス化タンクの内部に配置されていて前記供給口から供給される塊状の前記ガスハイドレートを衝突させるバッフル板を備える請求項1〜3のいずれかに記載のガスハイドレート回収装置。 The gas hydrate recovery apparatus according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a baffle plate that is disposed inside the gasification tank and that collides the massive gas hydrate supplied from the supply port. 水底の水とともに前記水底から採取された塊状のガスハイドレートを回収するガス化タンクを備えるガスハイドレート回収装置において、
前記ガス化タンクから前記水底に向かって延設され前記水底で回収される塊状の前記ガスハイドレートを前記水底の水とともに吸い上げるライザー管と、前記ガス化タンクから回収されるガスを前記ライザー管の中に供給するガスリフト機構とを備えていて、
前記ガス化タンクが、前記水底の水とともに塊状の前記ガスハイドレートを前記ガス化タンクの内部に導く供給口と、前記ガス化タンクの中のガスを外部に取り出すガス回収部と、前記ガス化タンクの底部に配置されていて前記水底の水とともに回収される土砂を外部に排出する排出口とを備えていて、
前記ガスリフト機構が、前記ライザー管の途中部分であって水深が300m以浅となる位置に前記ガスを供給する構成を有することを特徴とするガスハイドレート回収装置。
In a gas hydrate recovery device comprising a gasification tank for recovering a massive gas hydrate collected from the water bottom together with water on the water bottom,
A riser pipe that extends from the gasification tank toward the water bottom and sucks the massive gas hydrate collected at the water bottom together with the water at the water bottom, and a gas collected from the gasification tank of the riser pipe. It has a gas lift mechanism to supply inside,
The gasification tank, a supply port for guiding the massive gas hydrate together with the water at the bottom to the inside of the gasification tank, a gas recovery unit for extracting the gas in the gasification tank to the outside, and the gasification And a discharge port disposed at the bottom of the tank for discharging earth and sand collected together with the water on the bottom of the tank,
The gas hydrate recovery apparatus is characterized in that the gas lift mechanism has a configuration for supplying the gas to a position where the water depth is shallower than 300 m in the middle of the riser pipe .
水底の水とともに前記水底から塊状のガスハイドレートをガス化タンクに回収して、塊状の前記ガスハイドレートの融解により発生したガスを回収するガス回収方法において、
塊状の前記ガスハイドレートと土砂とを前記水底の水とともに前記ガス化タンクの中に供給する供給工程と、
塊状の前記ガスハイドレートと前記土砂とを比重差により分離させる分離工程と、
塊状の前記ガスハイドレートを融解させてガスを発生させる融解工程と、
前記ガス化タンクの内部のガスを外部に取り出して回収する回収工程と、
前記分離工程で分離する前記土砂を前記ガス化タンクの外部に排出する排出工程とを備えることを特徴とするガス回収方法。
In the gas recovery method, the bulk gas hydrate is collected from the water bottom together with water at the bottom in a gasification tank, and the gas generated by melting of the bulk gas hydrate is collected.
A supplying step of supplying the gas hydrate and earth and sand in a lump form into the gasification tank together with the water on the bottom of the water,
A separation step of separating the gas hydrate and the earth and sand in a lump form by a difference in specific gravity,
A melting step of melting the mass of gas hydrate to generate gas,
A collection step of collecting and recovering the gas inside the gasification tank to the outside,
And a discharging step of discharging the earth and sand separated in the separating step to the outside of the gasification tank.
前記融解工程が、前記ガス化タンクの中の水を取水して、この水を加熱した後に前記ガス化タンクの中の上部から供給する請求項6に記載のガス回収方法。 The gas recovery method according to claim 6 , wherein the melting step takes in water in the gasification tank, heats the water, and then supplies the water from an upper portion of the gasification tank. 前記ガス化タンクから取水して加熱した水を前記ガス化タンクの中の上部から供給するノズル部を複数設置して、
前記融解工程が、前記ガス化タンクの中における塊状の前記ガスハイドレートの状態を監視して、それぞれの前記ノズル部から供給される前記水の流量を前記ガスハイドレートの状態に応じて制御する請求項7に記載のガス回収方法。
By installing a plurality of nozzles that supply water heated from the gasification tank from the upper part of the gasification tank,
The melting step monitors the state of the massive gas hydrate in the gasification tank, and controls the flow rate of the water supplied from each of the nozzles according to the state of the gas hydrate. The gas recovery method according to claim 7 .
前記ガス化タンクに分離部と融解部とを形成して、
前記分離部で塊状の前記ガスハイドレートと前記土砂とを分離させて、前記土砂を前記ガス化タンクの外部に排出するとともに塊状の前記ガスハイドレートを前記融解部に供給して、
前記融解部で塊状の前記ガスハイドレートを融解させるとともに発生するガスを回収する請求項6〜8のいずれかに記載のガス回収方法。
By forming a separation part and a melting part in the gasification tank,
By separating the block-shaped gas hydrate and the earth and sand in the separation unit, discharging the earth and sand to the outside of the gasification tank and supplying the block-shaped gas hydrate to the melting unit,
The gas recovery method according to any one of claims 6 to 8 , wherein the generated gas is recovered while the massive gas hydrate is melted in the melting part.
塊状の前記ガスハイドレートと前記土砂とを前記水底の水とともに前記ガス化タンクの中に供給する際に、前記ガス化タンクの内部に配置するバッフル板に塊状の前記ガスハイドレートを衝突させる請求項6〜9のいずれかに記載のガス回収方法。 And said gas hydrate and the sediment mass with water in the sea bed when supplying into the gasifying tank, according to impinge the gas hydrate mass in the baffle plate located in the interior of the gasification tank Item 10. A gas recovery method according to any one of items 6 to 9 .
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