RU2550164C1 - Extraction method of natural gas from gas hydrates and device for its implementation - Google Patents

Extraction method of natural gas from gas hydrates and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2550164C1
RU2550164C1 RU2014112304/03A RU2014112304A RU2550164C1 RU 2550164 C1 RU2550164 C1 RU 2550164C1 RU 2014112304/03 A RU2014112304/03 A RU 2014112304/03A RU 2014112304 A RU2014112304 A RU 2014112304A RU 2550164 C1 RU2550164 C1 RU 2550164C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
hydrate
gas hydrate
hot gases
fuel
Prior art date
Application number
RU2014112304/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Дмитриевич Варфоломеев
Анатолий Иванович ПАПУША
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Биохимической Физики Им. Н.М. Эмануэля Российской Академии Наук (Ибхф Ран)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Биохимической Физики Им. Н.М. Эмануэля Российской Академии Наук (Ибхф Ран) filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Биохимической Физики Им. Н.М. Эмануэля Российской Академии Наук (Ибхф Ран)
Priority to RU2014112304/03A priority Critical patent/RU2550164C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2550164C1 publication Critical patent/RU2550164C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: as per the method, an oxidiser and fuel is supplied to a gas generator. Fuel is burnt in the gas generator so that there obtained is a flow of hot gases containing carbon dioxide and acting on gas hydrate so that displaced gas is obtained. Displaced gas is collected on the surface. Gas hydrate is dispersed. In order to obtain the flow of hot gases containing carbon dioxide, a system of gas generators is used. This system includes at least one pair of gas generators oriented anti-symmetrically relative to each other so that flows of hot gases leaving them in opposite directions and acting on the gas hydrate simultaneously bring into rotational movement a turbine with a gas hydrate dispersion device installed on the shaft common to it. There is a fan blade device. Its rotation is provided by transportation of displaced gas directed in an upward direction and non-decomposed dispersed gas hydrate. They are subject during transportation to decomposition so that an additional amount of displaced gas is formed.
EFFECT: improving efficiency of gas extraction due to reduction of power, material and financial costs for implementation of a technological process and minimisation of commercial product losses.
12 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области газодобычи, конкретно к технологиям выделения и сбора природного газа из залежей газогидратов, и может быть использовано для получения метана из залежей метангидратов, локализованных в придонных участках океанического шельфа и в зоне вечной мерзлоты.The invention relates to the field of gas production, specifically to technologies for the extraction and collection of natural gas from gas hydrate deposits, and can be used to produce methane from methane hydrate deposits located in the bottom areas of the ocean shelf and in the permafrost zone.

Газогидраты представляют собой супрамолекулярные соединения легких углеводородов, преимущественно метана, с водой в форме клатратов и существуют при высоких давлениях и относительно низких температурах. При нормальных температурах и давлении газогидраты разлагаются, выделяя метан и чистую воду.Gas hydrates are supramolecular compounds of light hydrocarbons, mainly methane, with water in the form of clathrates and exist at high pressures and relatively low temperatures. At normal temperatures and pressures, gas hydrates decompose, releasing methane and pure water.

В дальнейшем по тексту термины «газогидрат» и «метангидрат» будут использоваться в качестве синонимов. Также в качестве синонимов будут использованы термины «газ», «метан» и «природный газ».In the future, the terms "gas hydrate" and "methane hydrate" will be used as synonyms. Also, the terms “gas”, “methane” and “natural gas” will be used as synonyms.

В силу геологических и климатических условий газогидраты образуют природные залежи на дне морей, океанов, в районах вечной мерзлоты. По экспертным оценкам геологически идентифицированные запасы природного газа в форме газогидратов значительно превышают разведанные запасы газа, нефти и угля вместе взятые.Due to geological and climatic conditions, gas hydrates form natural deposits at the bottom of the seas, oceans, and in permafrost regions. According to expert estimates, the geologically identified reserves of natural gas in the form of gas hydrates significantly exceed the proven reserves of gas, oil and coal combined.

Большинство известных к настоящему времени изобретений в области разработки газогидратных месторождений в той или иной форме используют несколько общих подходов, основанных на физико-химических свойствах газогидратов, и включают различные комбинации механического, теплового и химического воздействия на природный пласт.Most of the currently known inventions in the field of gas hydrate development in one form or another use several general approaches based on the physicochemical properties of gas hydrates and include various combinations of mechanical, thermal and chemical effects on the natural reservoir.

Описаны способы разложения газогидратов путем прогрева пласта с использованием геотермальной энергии глубинных водоносных пластов [JP 2007120257 А, опубл. 17.05.2007, RU 2463447 С2, опубл. 10.10.2012] путем закачивания с поверхности в пласт под давлением сжатого воздуха или азота вместе с водой [RU 2000128649 А, опубл. 20.10.2002] или с рассолом [WO 2012075569 А1, опубл. 14.06.2012]. Общий недостаток этих способов состоит в том, что вводимая с поверхности или из глубинных слоев тепловая и механическая энергия в значительной мере рассеивается, лишь частично воздействуя на продуктивный слой, следствием чего является относительно невысокая производительность при высоких затратах на создание инфраструктуры, подготовку реагентов и бурение системы скважин. Невысокая энергоемкость сжатых газов требует повышения их расхода и, как следствие, получение сильно разбавленного метана.Methods of decomposition of gas hydrates by heating the formation using geothermal energy of deep aquifers are described [JP 2007120257 A, publ. 05.17.2007, RU 2463447 C2, publ. 10.10.2012] by injection from the surface into the formation under pressure of compressed air or nitrogen together with water [RU 2000128649 A, publ. 10/20/2002] or with brine [WO 2012075569 A1, publ. 06/14/2012]. A common drawback of these methods is that the thermal and mechanical energy introduced from the surface or from the deep layers is significantly dissipated, only partially affecting the productive layer, which results in relatively low productivity at high costs for creating infrastructure, preparing reagents and drilling the system wells. The low energy intensity of compressed gases requires an increase in their consumption and, as a result, the production of highly diluted methane.

Описано применение физических методов разогрева породы газогидрата: в заявках [WO 2007136485 А2, опубл. 29.11.2007, JP 2004108132 А, опубл. 08.04.2004, JP 2009046882 А, опубл. 05.03.2009] для теплового разложения газогидрата используют лазерное излучение, а в описании к патенту [US 7322409 А1, опубл. 29.01.2008] описано термическое разложение метангидрата под действием тепла, выделяемого при электрических разрядах. Описано разложение метангидрата под действием электромагнитного излучения [UA 8548 U, опубл. 15.08.2005]. Высокие энергозатраты, связанные с реализацией этих технологий, делают маловероятным их использование в реальных промышленных условиях.The application of physical methods for heating a rock of gas hydrate is described: in applications [WO 2007136485 A2, publ. 11.29.2007, JP 2004108132 A, publ. 04/08/2004, JP 2009046882 A, publ. 05.03.2009] laser radiation is used for the thermal decomposition of gas hydrate, and in the description of the patent [US 7322409 A1, publ. 01/29/2008] described the thermal decomposition of methane hydrate under the action of heat generated during electrical discharges. The decomposition of methane hydrate by electromagnetic radiation is described [UA 8548 U, publ. 08/15/2005]. The high energy costs associated with the implementation of these technologies make their use in real industrial conditions unlikely.

В настоящее время наиболее распространен подход, основанный на вытеснении углеводорода из газогидрата диоксидом углерода, образующим при существующих в глубинных слоях термобарических условиях более устойчивые, чем метангидраты, комплексы с водой. Для достижения более высокой эффективности извлечения газа воздействие на пласт газогидрата диоксидом углерода сочетают с нагревом газоносного пласта. Известен способ добычи метана из природного газогидрата [US 7988750 В2, опубл. 02.08.2011], согласно которому газоносный пласт обрабатывают смесью азота и диоксида углерода в заявленном интервале количественных соотношений, температуры и давления. Описан способ получения свободного газа из газогидратов [RU 2370642 С2, опубл. 20.10.2009], согласно которому через подземные каналы, которые часто находятся вблизи природных залежей газогидратов, в пласт подают жидкий диоксид углерода или закись азота или смесь диоксида углерода с закисью азота, азотом, гелием, неоном. Невысокая энергоемкость рабочих смесей диоксида углерода с другими газами и рассредоточенный характер их воздействия на продуктивный пласт требуют значительного повышения давления и увеличения продолжительности процесса, что представляется непрактичным и экономически нецелесообразным.Currently, the most common approach is based on the displacement of hydrocarbon from gas hydrate by carbon dioxide, which forms complexes with water that are more stable than methane hydrates under existing thermobaric conditions in deep layers. In order to achieve higher gas extraction efficiency, the effect of carbon dioxide on the gas hydrate formation is combined with heating of the gas-bearing formation. A known method of producing methane from natural gas hydrate [US 7988750 B2, publ. 08/02/2011], according to which the gas reservoir is treated with a mixture of nitrogen and carbon dioxide in the claimed range of quantitative ratios, temperature and pressure. A method for producing free gas from gas hydrates is described [RU 2370642 C2, publ. October 20, 2009], according to which liquid carbon dioxide or nitrous oxide or a mixture of carbon dioxide with nitrous oxide, nitrogen, helium, and neon are fed into the formation through underground channels, which are often located near natural gas hydrate deposits. The low energy intensity of the working mixtures of carbon dioxide with other gases and the dispersed nature of their impact on the reservoir require a significant increase in pressure and increase the duration of the process, which seems impractical and economically impractical.

Использование природных каналов для доставки реагентов в пласт затрудняет регулирование и контроль процесса и оставляет возможность неконтролируемого выделения метана с поверхности большой площади. Согласно RU 2011126008 А, опубл. 27.12.2012, метан вытесняют из подводных залежей газогидрата под действием подаваемого по теплоизолированным трубам углекислого газа, находящегося в сверхкритическом состоянии. Способ требует создания сложной инфраструктуры для подготовки и закачки в пласт реагентов. Преимущества, связанные с интенсификацией добычи метана за счет повышения энергоемкости вводимого в пласт рабочего тела, в значительной мере нивелируется необходимостью применения специальных теплоизолированных трубопроводов.The use of natural channels for the delivery of reagents to the formation complicates the regulation and control of the process and leaves the possibility of uncontrolled release of methane from a large surface area. According to RU 2011126008 A, publ. 12/27/2012, methane is displaced from underwater gas hydrate deposits under the influence of carbon dioxide, which is in a supercritical state, supplied through thermally insulated pipes. The method requires the creation of complex infrastructure for the preparation and injection of reagents into the formation. The advantages associated with the intensification of methane production by increasing the energy intensity of the working fluid introduced into the formation are largely offset by the need to use special heat-insulated pipelines.

В серии американских патентов [US 6973968 В2, опубл. 13.12.2005, US 7343971 В2, опубл. 18.03.2008, US 7513306 В2, опубл. 07.04.2009] описан способ получения природного газа in situ путем введения в пласт нагретой жидкости, содержащей продукты сгорания топлива в среде окислителя, которые образуются в реакторе, размещенном в горизонтальном участке рабочей скважины, ниже уровня пласта газогидрата. Воздействие на газоносный пласт обусловлено двумя факторами: нагреванием за счет тепла продуктов сгорания топлива в реакторе и вытеснением метана из гидрата углекислым газом, образующимся при сгорании топлива. Система включает две скважины: рабочую скважину, предназначенную для введения в пласт реагентов, и продуктовую скважину, имеющую горизонтальный участок, в котором размещен реактор, предназначенную для сбора образовавшегося метана. В качестве реактора использован каталитический реактор, описанный ранее в US 6394791 В2, опубл. 28.05.2002. Важным преимуществом способа является приближение источника образования энергоносителя к природному пласту газогидрата, что обеспечивает более целенаправленное концентрированное воздействие на сырьевой материал. Однако описанная система раздельных скважин не только удорожает процесс, но и оставляет возможность рассеивания образовавшегося газа в окружающей среде, что неизбежно ведет к потерям, снижению эффективности процесса и негативным экологическим последствиям.In a series of American patents [US 6973968 B2, publ. December 13, 2005, US 7343971 B2, publ. 03/18/2008, US 7513306 B2, publ. 04/07/2009] describes a method for producing natural gas in situ by introducing a heated liquid into the formation containing the products of fuel combustion in the oxidizing medium, which are formed in a reactor located in a horizontal section of the working well below the level of the gas hydrate formation. The impact on the gas-bearing formation is due to two factors: heating due to the heat of the combustion products of the fuel in the reactor and the displacement of methane from the hydrate with carbon dioxide, which is formed during the combustion of fuel. The system includes two wells: a working well, intended for introducing reagents into the formation, and a product well, having a horizontal section in which a reactor is located, designed to collect the methane formed. As the reactor used a catalytic reactor described previously in US 6394791 B2, publ. 05/28/2002. An important advantage of the method is the proximity of the source of energy carrier formation to the natural gas hydrate layer, which provides a more focused concentrated effect on the raw material. However, the described system of separate wells not only increases the cost of the process, but also leaves the possibility of dispersing the resulting gas in the environment, which inevitably leads to losses, reduced process efficiency and negative environmental consequences.

Таким образом, несмотря на большое число описанных на сегодняшний день способов добычи природного газа из газогидратов, большинство из них имеет недостатки и ограничения, не позволяющие выйти на технологии крупномасштабного использования. Главные ограничения связаны со значительным энергопотреблением, соизмеримым с энергосодержанием добываемого метана, с необходимостью создания сложной инфраструктуры для подготовки реагентов на поверхности, с необходимостью бурения и обслуживания системы глубоких скважин, предназначенных для транспортировки в пласт реагентов и вывода на поверхность товарного продукта, а также с неконтролируемыми потерями, связанными с возможностью рассеивания образовавшегося газа в окружающей среде.Thus, in spite of the large number of methods described today for the extraction of natural gas from gas hydrates, most of them have drawbacks and limitations that do not allow us to reach large-scale use technologies. The main limitations are associated with significant energy consumption, commensurate with the energy content of produced methane, with the need to create a complex infrastructure for the preparation of reagents on the surface, with the need to drill and maintain a system of deep wells designed for transporting reagents into the formation and withdrawal of a commercial product to the surface, as well as uncontrolled losses associated with the possibility of dispersion of the resulting gas in the environment.

В качестве прототипа заявляемой группы изобретений выбраны способ и устройство для добычи метана из подводных залежей метангидратов, защищенные патентом США [US 7963328 В2, опубл. 21.06.2011].As a prototype of the claimed group of inventions, a method and a device for the extraction of methane from underwater deposits of methane hydrates, protected by US patent [US 7963328 B2, publ. 06/21/2011].

Способ включает комбинацию теплового и химического воздействия на газоносный пласт, реализуемую через следующие стадии: доставка окислителя и метана в реактор, размещенный вблизи уровня залегания пласта, сжигание метана и введение образовавшегося потока содержащих СО2 горячих газов в пласт метангидрата с получением вытесненного метана, отведение части вытесненного метана в реактор и сбор оставшейся части вытесненного метана. Первоначальную порцию метана, инициирующую процесс образования потока содержащих СО2 горячих газов, получают путем подачи в пласт теплоносителя (СО2, кислород, водяной пар или их смесь), нагреваемого с помощью электронагрева.The method includes a combination of thermal and chemical effects on a gas-bearing formation through the following steps: delivery of an oxidizing agent and methane to a reactor located close to the bedding level, burning methane and introducing the resulting stream of CO 2 -containing hot gases into the methane hydrate formation to produce displaced methane, withdrawing part the displaced methane into the reactor and collecting the remainder of the displaced methane. The initial portion of methane initiating the formation of a stream of CO 2 -containing hot gases is obtained by supplying a heat carrier (CO 2 , oxygen, water vapor or a mixture thereof) heated by electric heating to the formation.

Устройство для осуществления способа представляет собой вертикально ориентированную конструкцию, нижний открытый конец которой контактирует с пластом метангидрата, а открытый верхний надводный конец служит для вывода на поверхность добытого газа и подачи реагентов в газогенератор, размещенный внутри конструкции вблизи уровня залегания пласта. В качестве газогенератора используют обычный или каталитический реактор, снабженный устройством для поджига, инициирующим процесс горения, и имеющий входы для окислителя и метана и выход для продуктов сгорания непосредственно в пласт метангидрата, при этом может быть использован как один, так и несколько реакторов. Трубопроводы для подачи реагентов и вывода образовавшегося метана расположены коаксиально. Как и предыдущий аналог, прототип характеризуется важным преимуществом перед большинством известных разработок, а именно размещение реактора вблизи продуктивного пласта обеспечивает целенаправленное концентрированное воздействие на сырьевой материал горячего газового потока, обладающего высоким энергетическим потенциалом. Эксплуатационным недостатком описанного процесса и исполнительной системы является возможность частичного неконтролируемого рассеивания выделившегося метана в окружающую среду. Горение топлива в непосредственной близости от пласта приводит к локальному повышению давления, рассеиванию тепла и прогреву газогидрата вне зоны горения. В этих условиях выделившийся горячий СО2 способен вытеснять метан из газогидрата в областях, отдаленных от зоны горения и системы сбора метана. Это может приводить к значительным материальным и энергетическим потерям, а также к экологическим проблемам, связанным с выделением неколлектированного метана на большой поверхности.The device for implementing the method is a vertically oriented structure, the lower open end of which is in contact with the methane hydrate formation, and the open upper surface end serves to bring the produced gas to the surface and supply reagents to the gas generator located inside the structure near the bedding level. As a gas generator, a conventional or catalytic reactor is used, equipped with an ignition device initiating the combustion process, and having inputs for an oxidizing agent and methane and an outlet for combustion products directly into the methane hydrate formation, in this case, one or several reactors can be used. Pipelines for the supply of reagents and the withdrawal of methane formed are located coaxially. Like the previous analogue, the prototype is characterized by an important advantage over most of the well-known developments, namely, the placement of the reactor near the reservoir provides a targeted concentrated effect on the raw material of a hot gas stream with a high energy potential. An operational drawback of the described process and the executive system is the possibility of partial uncontrolled dispersion of the released methane into the environment. Combustion of fuel in the immediate vicinity of the formation leads to a local increase in pressure, heat dissipation and heating of the gas hydrate outside the combustion zone. Under these conditions, the released hot CO 2 is able to displace methane from the gas hydrate in areas remote from the combustion zone and methane collection system. This can lead to significant material and energy losses, as well as environmental problems associated with the release of uncollected methane on a large surface.

Задачей настоящего изобретения является создание способа добычи природного газа из газогидратов и устройства для его осуществления, которые позволят повысить эффективность извлечения газа за счет снижения энергетических, материальных и финансовых затрат на осуществление технологического процесса и минимизации потерь товарного продукта.The objective of the present invention is to provide a method for the production of natural gas from gas hydrates and devices for its implementation, which will improve the efficiency of gas extraction by reducing energy, material and financial costs for the implementation of the process and minimize losses of commercial product.

Поставленная задача решается предлагаемым способом добычи природного газа из газогидрата, реализуемым в заявляемом устройстве, включающим доставку окислителя и топлива в газогенератор, сжигание топлива в газогенераторе с получением потока содержащих диоксид углерода горячих газов, воздействующих на газогидрат с получением вытесненного газа, и сбор вытесненного газа на поверхности, отличающийся тем, что газогидрат диспергируют, а для получения потока содержащих диоксид углерода горячих газов используют систему газогенераторов, включающую как минимум одну пару газогенераторов, ориентированных антисимметрично друг относительно друг друга так, что истекающие из них в противоположных направлениях потоки горячих газов, воздействующих на газогидрат, одновременно приводят во вращательное движение турбину с установленными на общем с ней валу устройством для диспергирования газогидрата и вентиляторным лопаточным устройством, вращение которого обеспечивает направленный транспорт снизу вверх вытесненного газа и неразложившегося диспергированного газогидрата, который подвергается в процессе транспорта разложению с образованием дополнительного количества вытесненного газа.The problem is solved by the proposed method for the production of natural gas from gas hydrate, implemented in the inventive device, including the delivery of the oxidizing agent and fuel to the gas generator, burning fuel in the gas generator to produce a stream of carbon dioxide containing hot gases acting on the gas hydrate to produce displaced gas, and collecting the displaced gas on surfaces, characterized in that the gas hydrate is dispersed, and a gas generator system is used to obtain a stream of carbon dioxide-containing hot gases, including at least one pair of gas generators oriented antisymmetrically relative to each other so that the flow of hot gases flowing from them in opposite directions acting on the gas hydrate simultaneously rotates the turbine with a device for dispersing gas hydrate and a fan blade mounted on a common shaft device, the rotation of which provides directed transport from the bottom up of the displaced gas and undecomposed dispersed gas hydrate, which first exposed during transport decomposition to produce additional quantities of gas displaced.

Поставленная задача решена также предлагаемым устройством для реализации заявленного способа, включающим вертикально ориентированную конструкцию, нижний открытый конец которой контактирует с пластом газогидрата, а верхний открытый конец служит для вывода на поверхность добытого газа и подачи электроэнергии и реагентов в газогенератор, размещенный внутри конструкции и имеющий входы для окислителя и топлива и выход для образующегося в нем потока содержащих диоксид углерода горячих газов, отличающимся тем, что внутри конструкции дополнительно размещены турбина и установленные на общем с ней валу устройство для диспергирования газогидрата и вентиляторное лопаточное устройство, а для получения потока содержащих диоксид углерода горячих газов используют систему газогенераторов, включающую как минимум одну пару газогенераторов, размещенных антисимметрично относительно друг друга так, что истекающие из них в противоположных направлениях потоки горячих газов приводят во вращательное движение упомянутые турбину, устройство для диспергирования газогидрата и вентиляторное лопаточное устройство.The problem is also solved by the proposed device for implementing the inventive method, comprising a vertically oriented structure, the lower open end of which is in contact with the gas hydrate formation, and the upper open end serves to output the produced gas to the surface and supply electricity and reagents to the gas generator located inside the structure and having inputs for the oxidizer and fuel and the output for the flow of hot gases containing carbon dioxide formed in it, characterized in that inside the structure a turbine and a gas hydrate dispersion device and a fan blade device are installed on a common shaft, and a gas generator system comprising at least one pair of gas generators placed antisymmetrically relative to each other so that flowing from them is used to obtain a stream of hot carbon dioxide containing gases in opposite directions, the flows of hot gases rotate the aforementioned turbine, a device for dispersing gas hydrate and a valve toroidal blade device.

Заявляемые способ и устройство могут быть использованы для добычи газа из залежей газогидратов, локализованных как на суше - в зоне вечной мерзлоты, так и в придонных участках океанического шельфа. В зависимости от условий добычи устройство может представлять собой различные модификации, не выходящие за рамки заявляемого технического решения.The inventive method and device can be used to extract gas from gas hydrate deposits located both on land - in the permafrost zone and in the bottom sections of the ocean shelf. Depending on the production conditions, the device may be various modifications that do not go beyond the scope of the claimed technical solution.

На Фиг.1 схематически показан вариант заявляемого устройства, адаптированный для добычи газа из глубоководных залежей газогидратов.Figure 1 schematically shows a variant of the inventive device, adapted for gas production from deep-sea gas hydrate deposits.

Устройство представляет собой вертикально ориентированную конструкцию 1, преимущественно цилиндрической формы, выполняющую функцию транспортной магистрали для подачи с поверхности в исполнительную систему устройства электроэнергии (кабель 2) и необходимых реагентов (колтюбинги 3 и 4) и выведения на поверхность товарного продукта. Колтюбинги могут содержать набор гибких трубопроводов для доставки при необходимости различных окислителей и различных видов топлива. В зависимости от конкретных условий месторождения и от реализуемой производительности процесса газодобычи поперечные размеры конструкции могут варьироваться в широком диапазоне от десятков сантиметров до нескольких метров. В варианте устройства, предназначенном для разработки глубоководных залежей, схема которого показана на Фиг.1, нижний открытый конец конструкции 1 выполнен в форме донного купола 5, широкий конец которого контактирует с пластом газогидрата, а узкий открытый конец (вершина купола) соединен с цилиндрической частью конструкции 1 с помощью переходного устройства 6 типа сильфона, сообщающего всей конструкции гибкость и относительную подвижность. Стенки донного купола могут быть выполнены глухими, как показано на Фиг.1, или перфорированными для интенсификации поступления образовавшегося газа и измельченной породы в рабочий объем устройства, ограниченный донным куполом и цилиндрической частью конструкции. Механическая прочность и устойчивость конструкции может быть обеспечена силовым каркасом, представленным верхним и нижним поясами 7, на которых с помощью штанг 8 (показаны пунктиром) закреплены подшипниковые опоры 9. Вся конструкция выполнена из легкого прочного коррозионно-стойкого материала, например из листовой нержавеющей стали, пластикового или композиционного материала. Гибкость в совокупности с легкостью обеспечивают мобильность и компактность конструкции. Внутри донного купола размещена исполнительная система устройства, содержащая систему газогенераторов, включающую как минимум одну пару газогенераторов 10, установленных антисимметрично относительно друг друга на верхнем силовом поясе 7, турбину 11, закрепленную на подшипниковых опорах 9, а также смонтированные на общем с турбиной валу 12 вентиляторное лопаточное устройство 13 и диспергирующее устройство, включающее погруженный в пласт центральный бур 14, а также возможно, но необязательно, ножи 15, закрепленные на нижнем поясе 7 силового каркаса, перфорированный диск 16, ориентированный перпендикулярно оси турбины и снабженный измельчительными приспособлениями (не показаны), в качестве которых могут быть использованы, например, закрепленные на диске ножи или грубый абразивный материал. При необходимости количество измельчающих перфорированных дисков может быть увеличено с соответствующим уменьшением размера отверстий в них по мере отдаления диска от уровня пласта газогидрата.The device is a vertically oriented structure 1, mainly of a cylindrical shape, acting as a transport line for supplying electric power (cable 2) and necessary reagents (coiled tubing 3 and 4) from the surface to the actuator system and bringing the product to the surface. Coiled tubing may contain a set of flexible pipelines for the delivery, if necessary, of various oxidizing agents and various types of fuel. Depending on the specific conditions of the field and on the realized productivity of the gas production process, the transverse dimensions of the structure can vary in a wide range from tens of centimeters to several meters. In an embodiment of the device for developing deep-sea deposits, the scheme of which is shown in Fig. 1, the lower open end of the structure 1 is made in the form of a bottom dome 5, the wide end of which is in contact with the gas hydrate layer, and the narrow open end (the top of the dome) is connected to the cylindrical part design 1 using a transition device 6 type bellows, communicating the entire structure with flexibility and relative mobility. The walls of the bottom dome can be made blind, as shown in Figure 1, or perforated to intensify the flow of gas and crushed rock into the working volume of the device, limited by the bottom dome and the cylindrical part of the structure. The mechanical strength and stability of the structure can be ensured by the power cage, represented by the upper and lower belts 7, on which the bearings 9 are mounted using the rods 8 (shown in dashed lines). The whole structure is made of lightweight, durable corrosion-resistant material, for example, of stainless steel sheet, plastic or composite material. Flexibility combined with ease provide mobility and compact design. Inside the bottom dome there is an executive system of the device containing a system of gas generators, including at least one pair of gas generators 10 mounted antisymmetrically relative to each other on the upper power belt 7, a turbine 11 mounted on bearing bearings 9, and also mounted on a fan shaft 12 common to the turbine a blade device 13 and a dispersing device including a central drill 14 immersed in the formation, and also, but not necessarily, knives 15, mounted on the lower belt 7 of the power car casa, perforated disk 16, oriented perpendicular to the axis of the turbine and equipped with grinding devices (not shown), which can be used, for example, mounted on the disk knives or rough abrasive material. If necessary, the number of grinding perforated disks can be increased with a corresponding reduction in the size of the holes in them as the disk moves away from the level of the gas hydrate formation.

Вентиляторное лопаточное устройство 13 содержит известные в технике профилированные обтекаемые элементы, выполненные из высокопрочной легированной стали. При вращении вентиляторного лопаточного устройства на входе создается всасывающий эффект, а на выходе - перепад давлений, которые в сочетании с системой газлифта обеспечивают направленный к поверхности транспорт газа и измельченной породы, не успевшей полностью разложиться в результате первоначального термохимического воздействия на пласт газогидрата потоков горячих газов, образующихся в газогенераторах при сгорании топлива.The fan blade device 13 comprises profiled streamlined elements made of high-strength alloy steel known in the art. When the fan blade device is rotated, an inlet effect is created at the inlet, and a pressure drop is created at the outlet, which, in combination with the gas lift system, ensure the transport of gas and crushed rock directed to the surface, which has not had time to completely decompose as a result of the initial thermochemical exposure of the gas hydrate stream to hot gases generated in gas generators during fuel combustion.

Для увеличения производительности процесса в устройстве может быть размещено несколько пар ориентированных антисимметрично относительно друг друга газогенераторов.To increase the productivity of the process, several pairs of gas generators oriented antisymmetrically relative to each other can be placed in the device.

В тех случаях когда использование донного купола затруднительно или невозможно (например, при разработке залежей, локализованных на суше), используют вертикальную конструкцию 1 одинакового сечения по всей длине, площадь которого достаточна для размещения описанной исполнительной системы.In those cases where the use of the bottom dome is difficult or impossible (for example, when developing deposits located on land), use a vertical structure 1 of the same cross section along the entire length, the area of which is sufficient to accommodate the described executive system.

В качестве газогенераторов могут быть использованы различные известные в технике типы газогенераторов, в которых могут быть использованы различные виды топлив и окислителей. Варьирование качественного состава и количественных соотношений поступающих в газогенератор топлив и окислителей позволяет управлять процессом горения и температурно-скоростными характеристиками истекающих из газогенераторов газовых потоков, оптимизируя их в соответствии с конкретными условиями газодобычи.As gas generators, various types of gas generators known in the art can be used in which various types of fuels and oxidizing agents can be used. Varying the qualitative composition and quantitative ratios of the fuels and oxidants entering the gas generator allows you to control the combustion process and the temperature and speed characteristics of the gas streams flowing from the gas generators, optimizing them in accordance with specific gas production conditions.

В качестве газогенераторов могут быть использованы предложенные ранее устройства для реализации струйных технологий обезвреживания супертоксикантов [RU 2005519 С1, опубл. 15.01.1994, и RU 2240850 С1, опубл. 27.11.2004]. Эти устройства (jet-газогенераторы) содержат камеру смешения и реакционную камеру, выполненную в форме камеры сгорания ракетного двигателя, в которой происходит устойчивое горение топлива в кислородной среде. Дополнительные возможности повышения стабильности процесса газодобычи и повышения его эффективности могут быть обеспечены особенностями конструкции и подбором специальных режимов работы jet-газогенераторов. В частности, геометрические размеры проточной части и соотношение потоков реагентов могут быть подобраны так, что образовавшийся при горении высокотемпературный поток горячих газов разгоняется до скорости, близкой к скорости звука, обеспечивая трансзвуковое течение. В условиях газодобычи на больших глубинах, где в зависимости от изменений донного рельефа и глубины залегания породы давление колеблется в широком диапазоне, наличие трансзвукового течения может иметь принципиально важное значение, поскольку при трансзвуковых скоростях газовый поток становится независимым от колебаний внешних условий, что позволяет обеспечить стабильную работу устройства независимо от изменения рельефа и глубины залегания газоносного пласта.As gas generators, previously proposed devices for implementing jet technologies for the disposal of supertoxicants can be used [RU 2005519 C1, publ. 01/15/1994, and RU 2240850 C1, publ. November 27, 2004]. These devices (jet-gas generators) contain a mixing chamber and a reaction chamber, made in the form of a combustion chamber of a rocket engine, in which stable combustion of fuel in an oxygen medium occurs. Additional opportunities to increase the stability of the gas production process and increase its efficiency can be provided by design features and the selection of special operating modes of jet gas generators. In particular, the geometrical dimensions of the flow part and the ratio of the reagent fluxes can be selected so that the high-temperature flow of hot gases formed during combustion is accelerated to a speed close to the speed of sound, providing a transonic flow. Under conditions of gas production at great depths, where depending on changes in the bottom topography and rock depth, the pressure fluctuates over a wide range, the presence of a transonic flow can be of fundamental importance, since at transonic speeds the gas flow becomes independent of fluctuations in external conditions, which ensures stable the operation of the device, regardless of changes in topography and depth of the gas-bearing formation.

Сущность заявляемого способа получения природного газа из газогидратов раскрыта в приведенном ниже описании работы заявляемого устройства.The essence of the proposed method for producing natural gas from gas hydrates is disclosed in the following description of the operation of the claimed device.

Для инициирования процесса по колтюбингам 3 и 4 с поверхности в камеры смешения каждого из газогенераторов 10 подают окислитель и топливо. Воспламенение топливной смеси осуществляют дистанционно с использованием электрического кабеля 2 или с применением химического зажигания. Под воздействием образующихся потоков горячих продуктов горения, состоящих в основном из диоксида углерода и паров воды, начинается процесс термохимического разложения газогидрата и вытесненный газ начинает заполнять рабочий объем устройства. В дальнейшем подача топлива с поверхности может быть прекращена, а в качестве топлива после дозирования и фильтрации может быть использована часть газа из окружающего газогенераторы пространства. В этом случае начавшийся процесс разрушения газогидрата в дальнейшем является самоподдерживающимся за счет поступления в реакционные камеры газогенераторов новых порций образовавшегося in situ газа.To initiate the process of coiled tubing 3 and 4 from the surface, an oxidizing agent and fuel are fed into the mixing chambers of each of the gas generators 10. The ignition of the fuel mixture is carried out remotely using an electric cable 2 or using chemical ignition. Under the influence of the generated flows of hot combustion products, consisting mainly of carbon dioxide and water vapor, the process of thermochemical decomposition of gas hydrate begins and the displaced gas begins to fill the working volume of the device. In the future, the supply of fuel from the surface can be stopped, and part of the gas from the space surrounding the gas generators can be used as fuel after dosing and filtering. In this case, the started process of gas hydrate destruction is further self-sustaining due to the arrival of new portions of gas formed in situ in the reaction chambers of the gas generators.

Как отмечалось выше, в газогенераторах могут быть использованы различные виды топлив и окислителей в различных количественных соотношениях, что позволяет управлять процессом горения и температурно-скоростными характеристиками истекающего из газогенератора газового потока, оптимизируя их в соответствии с конкретными условиями газодобычи. В качестве окислителя в них можно использовать любой богатый кислородом и пригодный для транспортировки по трубопроводу на большую глубину продукт, например технический кислород, аммиачную селитру, пероксид водорода, атмосферный воздух. В качестве топлива может быть использовано любое углеводородное топливо, в частности керосин, солярка, метанол, этанол, природный газ и др.As noted above, different types of fuels and oxidizing agents can be used in gas generators in various quantitative proportions, which allows controlling the combustion process and temperature and speed characteristics of the gas stream flowing out of the gas generator, optimizing them in accordance with specific gas production conditions. As an oxidizing agent, they can use any product rich in oxygen and suitable for transportation through a pipeline to a great depth, for example, technical oxygen, ammonium nitrate, hydrogen peroxide, and atmospheric air. Any hydrocarbon fuel, in particular kerosene, diesel fuel, methanol, ethanol, natural gas, etc. can be used as fuel.

Измельчение породы повышает эффективность ее термохимической обработки. Известны различные технические подходы к обеспечению процесса измельчения газогидратов. В полезной модели [UA 8548 U, опубл. 15.08.2005] описано разложение метангидрата под действием электромагнитного излучения в сочетании с акустической вибрацией. В документе UA 14924 U, опубл. 15.06.2006 описан способ добычи метана воздействием на пласт метангидрата пульсирующей струей водяного пара, содержащего поверхностно-активные вещества. Согласно WO 2004009958 А1, опубл. 29.01.2004, для разрушения и измельчения породы подводного пласта метангидрата использовано устройство, приводимое в движение от лазерного осциллятора, размещенного на суше или на плавучей платформе.Grinding the rock increases the efficiency of its thermochemical treatment. There are various technical approaches to the process of grinding gas hydrates. In the utility model [UA 8548 U, publ. 08/15/2005] describes the decomposition of methane hydrate under the influence of electromagnetic radiation in combination with acoustic vibration. In document UA 14924 U, publ. 06/15/2006 a method for producing methane is described by exposing the methane hydrate to a pulsating jet of water vapor containing surfactants. According to WO 2004009958 A1, publ. 01/29/2004, to destroy and grind the rock of the underwater methane hydrate formation, a device was used, driven by a laser oscillator located on land or on a floating platform.

В отличие от этих и других энергозатратных и сложно реализуемых на практике способов в настоящем изобретении работа измельчающего устройства обеспечена энергией противоположно направленных потоков горячего газа, приводящих во вращательное движение турбину, на оси которой смонтировано диспергирующее устройство.In contrast to these and other energy-consuming and difficult to implement methods in the present invention, the operation of the grinding device is provided with the energy of oppositely directed flows of hot gas, which rotate the turbine, on the axis of which the dispersing device is mounted.

От турбины вращательный момент также передается на вентиляторное лопаточное устройство, создающее всасывающий эффект, под действием которого образовавшийся газ втягивается в транспортную магистраль, что препятствует его рассеиванию вне зоны образования и способствует максимально полному коллектированию и доставке газа на поверхность. Вместе с газом в устройство засасывается и часть породы газогидрата, не успевшая разложиться при первоначальном термохимическом воздействии. В зоне пониженного гидростатического давления и повышенных температур происходит самопроизвольный распад газогидратных кластеров с выделением дополнительных порций газа, при этом система газлифта поднимает суспензию кристаллов газогидрата к поверхности с попутным уменьшением давления и разложением газогидрата.From the turbine, the torque is also transmitted to the fan blade device, which creates a suction effect, under the influence of which the formed gas is drawn into the transport line, which prevents its dispersion outside the formation zone and contributes to the fullest collecting and delivery of gas to the surface. Together with the gas, a part of the gas hydrate rock is also sucked into the device, which did not have time to decompose during the initial thermochemical exposure. In the zone of reduced hydrostatic pressure and elevated temperatures, spontaneous decomposition of gas hydrate clusters occurs with the release of additional portions of gas, while the gas lift system raises the suspension of gas hydrate crystals to the surface with an associated decrease in pressure and decomposition of gas hydrate.

Для интенсификации этих процессов диспергирующее устройство может быть оборудовано дополнительными приспособлениями, включающими, кроме центрального бура, ножи и один или несколько перфорированных дисков, оборудованных дополнительными измельчающими средствами. По мере продвижения породы вверх через систему перфорированных дисков происходит эффективное измельчение твердого газогидрата, способствующее повышению эффективности его дальнейшего разрушения.To intensify these processes, the dispersing device can be equipped with additional devices, including, in addition to the central drill, knives and one or more perforated disks equipped with additional grinding means. As the rock moves upward through the system of perforated disks, the effective grinding of solid gas hydrate occurs, which increases the efficiency of its further destruction.

Повышение энергоэффективности достигается за счет того, что работа диспергирующего устройства и вентиляторного лопаточного устройства не требует дополнительных энергозатрат, т.к. обеспечивается энергией создаваемых в газогенераторах разнонаправленных потоков горячего газа, вращающих лопатки турбины. Это достигается тем, что исполнительная система содержит как минимум одну пару ориентированных антисимметрично относительно друг друга газогенераторов, каждый из которых генерирует поток горячих газов, истекающий в направлении, противоположном направлению потока, истекающего из парного газогенератора. В результате противоположно направленные потоки горячих газов сообщают импульс вращательного движения турбине 11, а от нее - закрепленному на общем с ней валу 12 (соосно) лопаточному вентиляторному устройству 13 и диспергирующему устройству.Improving energy efficiency is achieved due to the fact that the operation of the dispersing device and the fan blade device does not require additional energy consumption, because is provided with energy generated in the gas generators of multidirectional flows of hot gas, rotating the turbine blades. This is achieved by the fact that the actuator system contains at least one pair of gas generators oriented antisymmetrically relative to each other, each of which generates a stream of hot gases flowing out in the opposite direction to the flow flowing from the steam gas generator. As a result, the oppositely directed flows of hot gases give an impulse of rotational motion to the turbine 11, and from it to the blade fan device 13 and the dispersing device fixed to the shaft 12 (coaxial) and connected to it.

Для повышения производительности процесса и интенсификации работы измельчительного и вентиляторного лопаточного устройств исполнительная система может включать несколько пар газогенераторов.To increase the productivity of the process and to intensify the work of grinding and fan blade devices, the executive system may include several pairs of gas generators.

Формирующиеся в газогенераторах высокотемпературные газовые потоки характеризуются высокой энергоемкостью, на порядки превосходящей энергоемкость сжатого атмосферного воздуха или нагретой воды, и обеспечивают высокие скорости вращения ротора и высокую интенсивность термохимического и механического воздействия на породу газогидрата.High-temperature gas streams formed in gas generators are characterized by high energy intensity, which is several orders of magnitude higher than the energy intensity of compressed atmospheric air or heated water, and provide high rotor speeds and high intensities of thermochemical and mechanical action on the gas hydrate rock.

Дополнительные возможности для интенсификации и улучшения экономических показателей процесса дает использование в качестве газогенераторов упомянутых выше jet-газогенераторов, обеспечивающих возможность создания трансзвуковых потоков горячего газа. Воспламенение топлива в присутствии окислителя приводит к образованию т.н. «дежурного факела», непрерывное горение которого обеспечивает генерирование стабильного высокотемпературного газового потока, непосредственно воздействующего на породу газогидрата и инициирующего процесс его термохимического разложения. Количественное соотношение окислителя и топлива регулируют таким образом, чтобы температура образовавшегося газового потока находилась в интервале от 900°С, что соответствует нижнему температурному уровню устойчивого горения, до 1400°С - уровень, определяющий предел термостойкости конструкции.Additional opportunities for intensification and improvement of economic indicators of the process are provided by the use of the above-mentioned jet gas generators as gas generators, which make it possible to create transonic flows of hot gas. Ignition of the fuel in the presence of an oxidizing agent leads to the formation of so-called “Standby torch”, the continuous burning of which ensures the generation of a stable high-temperature gas stream that directly affects the gas hydrate rock and initiates the process of its thermochemical decomposition. The quantitative ratio of oxidizer and fuel is controlled in such a way that the temperature of the resulting gas stream is in the range from 900 ° C, which corresponds to the lower temperature level of stable combustion, up to 1400 ° C - the level that determines the limit of heat resistance of the structure.

Важно отметить, что в устройствах, описанных в аналогах и прототипе, использованы реакторы, работа которых чувствительна к внешним условиям, в частности к колебаниям давления, связанным с изменениями донного рельефа или с погружением на большие глубины при выработке породы. Вследствие этого при изменении условий газодобычи требуются процедуры извлечения реактора на поверхность, его замены или, при возможности, инженерной адаптации с последующей повторной установкой. Использование jet-газогенераторов, в которых возможно создание трансзвуковых потоков горячих газов, позволяет исключить дополнительные эксплуатационные расходы, связанные с заменой или технической адаптацией конструкции реактора к изменившимся внешним условиям. Использование jet-газогенераторов обеспечивает стабильный процесс газодобычи на любых глубинах и значительную экономию времени, финансовых и материальных ресурсов.It is important to note that in the devices described in the analogues and prototype, reactors are used whose operation is sensitive to external conditions, in particular to pressure fluctuations associated with changes in the bottom topography or with immersion to great depths during rock production. As a result of this, when changing the conditions of gas production, procedures are required to remove the reactor to the surface, replace it, or, if possible, adapt engineering with subsequent reinstallation. The use of jet gas generators, in which the creation of transonic flows of hot gases is possible, eliminates the additional operational costs associated with the replacement or technical adaptation of the design of the reactor to changing external conditions. The use of jet-gas generators provides a stable gas production process at any depths and significant savings in time, financial and material resources.

Важным преимуществом заявляемого способа является то, что процесс протекает в основном в локализованном объеме устройства вблизи уровня породы газогидрата, что позволяет осуществлять непосредственное целенаправленное воздействие на газогидрат и минимизировать энергетические потери. Способ позволяет предотвратить или уменьшить рассеивание выделившегося газа в окружающее пространство за счет всасывающего эффекта, обеспеченного работой вентиляторного лопаточного устройства.An important advantage of the proposed method is that the process proceeds mainly in a localized volume of the device near the rock level of the gas hydrate, which allows a direct targeted effect on the gas hydrate and minimize energy losses. The method allows to prevent or reduce the dispersion of the released gas into the surrounding space due to the suction effect provided by the operation of the fan blade device.

Таким образом, заявляемые способ и устройство обеспечивают одновременное протекание комплекса механических, термохимических, физических и гидродинамических процессов, каждый из которых и все вместе в совокупности обеспечивают повышение эффективности извлечения газа из природных залежей газогидратов.Thus, the inventive method and device provide for the simultaneous occurrence of a complex of mechanical, thermochemical, physical and hydrodynamic processes, each of which together collectively provides an increase in the efficiency of gas extraction from natural gas hydrate deposits.

Claims (12)

1. Способ добычи природного газа из газогидрата, включающий доставку окислителя и топлива в газогенератор, сжигание топлива в газогенераторе с получением потока содержащих диоксид углерода горячих газов, воздействующих на газогидрат с получением вытесненного газа, и сбор вытесненного газа на поверхности, отличающийся тем, что газогидрат диспергируют, а для получения потока содержащих диоксид углерода горячих газов используют систему газогенераторов, включающую как минимум одну пару газогенераторов, ориентированных антисимметрично относительно друг друга так, что истекающие из них в противоположных направлениях потоки горячих газов, воздействующих на газогидрат, одновременно приводят во вращательное движение турбину с установленными на общем с ней валу устройством для диспергирования газогидрата и вентиляторным лопаточным устройством, вращение которого обеспечивает направленный транспорт снизу вверх вытесненного газа и неразложившегося диспергированного газогидрата, которые подвергают в процессе транспорта разложению с образованием дополнительного количества вытесненного газа.1. A method of producing natural gas from a gas hydrate, including delivering an oxidizing agent and fuel to a gas generator, burning fuel in a gas generator to produce a stream of carbon dioxide-containing hot gases acting on the gas hydrate to produce a displaced gas, and collecting displaced gas on the surface, characterized in that the gas hydrate dispersed, and to obtain a stream of carbon dioxide-containing hot gases, a gas generator system is used that includes at least one pair of gas generators oriented antisymmetrically about relative to each other so that the flow of hot gases flowing from them in opposite directions acting on the gas hydrate simultaneously rotates the turbine with a device for dispersing the gas hydrate and a fan blade device mounted on a common shaft, the rotation of which provides directional transport from the top up of the displaced gas and undecomposed dispersed gas hydrate, which are subjected to decomposition during transport with the formation of additional Twa displaced gas. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют продукты, выбранные из группы: технический кислород, аммиачная селитра, пероксид водорода, атмосферный воздух.2. The method according to claim 1, characterized in that as an oxidizing agent, products selected from the group are used: technical oxygen, ammonium nitrate, hydrogen peroxide, atmospheric air. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве топлива используют продукты, выбранные из группы: метан, природный газ, керосин, солярка, метанол, этанол.3. The method according to claim 1, characterized in that the fuel used is products selected from the group: methane, natural gas, kerosene, diesel fuel, methanol, ethanol. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в газогенераторах формируют трансзвуковые потоки горячих газов.4. The method according to claim 1, characterized in that transonic flows of hot gases are formed in the gas generators. 5. Устройство для добычи природного газа из газогидрата, представляющее собой вертикально ориентированную конструкцию, нижний открытый конец которой контактирует с пластом газогидрата, а верхний открытый конец служит для вывода на поверхность добытого газа и подачи электроэнергии и реагентов в газогенератор, размещенный внутри конструкции и имеющий входы для окислителя и топлива и выход для образующегося в нем потока содержащего диоксид углерода горячего газа, отличающееся тем, что внутри конструкции дополнительно размещены турбина и установленные на общем с ней валу устройство для диспергирования газогидрата и вентиляторное лопаточное устройство, а для получения потока содержащего диоксид углерода горячего газа используют систему газогенераторов, включающую как минимум одну пару газогенераторов, размещенных антисимметрично относительно друг друга так, что истекающие из них в противоположных направлениях потоки горячих газов приводят во вращательное движение упомянутые турбину, устройство для диспергирования газогидрата и вентиляторное лопаточное устройство.5. A device for the production of natural gas from gas hydrate, which is a vertically oriented structure, the lower open end of which is in contact with the gas hydrate formation, and the upper open end serves to output the produced gas to the surface and supply electricity and reagents to the gas generator located inside the structure and having inputs for the oxidizer and fuel and the output for the flow of hot gas containing carbon dioxide formed in it, characterized in that the turbine is additionally placed inside the structure a device for dispersing gas hydrate and a fan blade device mounted on a shaft common to it, and to obtain a stream of carbon dioxide-containing hot gas, a gas generator system is used that includes at least one pair of gas generators placed antisymmetrically relative to each other so that flows flowing from them in opposite directions the hot gases are driven into rotation by said turbine, a device for dispersing gas hydrate and a fan blade device about. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что вертикально ориентированная конструкция выполнена цилиндрической.6. The device according to claim 5, characterized in that the vertically oriented structure is cylindrical. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что нижний открытый конец конструкции, контактирующий с пластом газогидрата, представляет собой широкий открытый конец донного купола, верхний узкий открытый конец которого соединен с цилиндрической частью конструкции с помощью гибкого переходного устройства.7. The device according to claim 6, characterized in that the lower open end of the structure in contact with the gas hydrate formation is a wide open end of the bottom dome, the upper narrow open end of which is connected to the cylindrical part of the structure using a flexible adapter. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что турбина и установленные на общем с ней валу устройство для диспергирования газогидрата и вентиляторное лопаточное устройство размещены в пространстве донного купола.8. The device according to claim 7, characterized in that the turbine and a device for dispersing gas hydrate and a fan blade device mounted on a common shaft with it are located in the space of the bottom dome. 9. Устройство по п.5, отличающееся тем, что система газогенераторов содержит более чем одну пару газогенераторов, в каждой из которых газогенераторы ориентированы антисимметрично относительно друг друга.9. The device according to claim 5, characterized in that the gas generator system contains more than one pair of gas generators, in each of which the gas generators are oriented antisymmetrically relative to each other. 10. Устройство по п.5, отличающееся тем, что газогенераторы выполнены с возможностью формирования трансзвуковых потоков горячих газов.10. The device according to claim 5, characterized in that the gas generators are configured to form transonic flows of hot gases. 11. Устройство по п.5, отличающееся тем, что устройство для диспергирования газогидрата содержит центральный бур.11. The device according to claim 5, characterized in that the device for dispersing the gas hydrate contains a Central drill. 12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что устройство для диспергирования газогидрата содержит дополнительные измельчительные приспособления, включающие ножи, один или несколько перфорированных снабженных измельчительными средствами дисков, ориентированных перпендикулярно вертикальной оси устройства. 12. The device according to claim 11, characterized in that the device for dispersing the gas hydrate contains additional grinding devices, including knives, one or more perforated disks equipped with grinding means, oriented perpendicular to the vertical axis of the device.
RU2014112304/03A 2014-04-01 2014-04-01 Extraction method of natural gas from gas hydrates and device for its implementation RU2550164C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014112304/03A RU2550164C1 (en) 2014-04-01 2014-04-01 Extraction method of natural gas from gas hydrates and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014112304/03A RU2550164C1 (en) 2014-04-01 2014-04-01 Extraction method of natural gas from gas hydrates and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2550164C1 true RU2550164C1 (en) 2015-05-10

Family

ID=53293862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014112304/03A RU2550164C1 (en) 2014-04-01 2014-04-01 Extraction method of natural gas from gas hydrates and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2550164C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2689012C1 (en) * 2018-02-19 2019-05-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Gas production method of gas at hydrate deposits
WO2019134220A1 (en) * 2018-01-08 2019-07-11 中国科学院广州能源研究所 Gas production method and system for natural gas hydrate exploitation
CN113309494A (en) * 2021-06-23 2021-08-27 中海石油(中国)有限公司海南分公司 Production pipeline and processing system for natural gas hydrate with covering layer and production method thereof
CN114737929A (en) * 2022-03-03 2022-07-12 大连理工大学 Mining system and application of natural gas hydrate on shallow surface layer of polar region
CN116517511A (en) * 2023-07-03 2023-08-01 辽宁高盛新能源有限公司 Exploitation device of natural gas hydrate for multi-branch well
RU2801449C1 (en) * 2022-08-16 2023-08-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Thermal gas generator for oil production in productive reservoirs of various types

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6299256B1 (en) * 2000-05-15 2001-10-09 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Method and apparatus for recovering a gas from a gas hydrate located on the ocean floor
UA60461C2 (en) * 2002-09-10 2008-02-11 Леонард Федорович Смирнов Method and gas-producing complex for extraction and processing methane from sea gas-hydrate deposits
RU2377392C1 (en) * 2008-07-25 2009-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Веттос" Method to extract methane and fresh water from top of underwater hydrocarbon hydrated-gas accumulation
US7963328B2 (en) * 2009-03-30 2011-06-21 Gas Technology Institute Process and apparatus for release and recovery of methane from methane hydrates
RU113786U1 (en) * 2011-10-17 2012-02-27 Петр Павлович Плотников INSTALLATION FOR THE DEVELOPMENT OF UNDERWATER GAS-HYDROGEN DEPOSITS
RU2491420C2 (en) * 2011-11-30 2013-08-27 Алексей Львович Сильвестров Method for production of natural gas from gas-hydrate pools and device for its realisation
RU2498050C2 (en) * 2011-11-18 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН) Method for production of methane from near-bottom hydrate deposits

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6299256B1 (en) * 2000-05-15 2001-10-09 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Method and apparatus for recovering a gas from a gas hydrate located on the ocean floor
UA60461C2 (en) * 2002-09-10 2008-02-11 Леонард Федорович Смирнов Method and gas-producing complex for extraction and processing methane from sea gas-hydrate deposits
RU2377392C1 (en) * 2008-07-25 2009-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Веттос" Method to extract methane and fresh water from top of underwater hydrocarbon hydrated-gas accumulation
US7963328B2 (en) * 2009-03-30 2011-06-21 Gas Technology Institute Process and apparatus for release and recovery of methane from methane hydrates
RU113786U1 (en) * 2011-10-17 2012-02-27 Петр Павлович Плотников INSTALLATION FOR THE DEVELOPMENT OF UNDERWATER GAS-HYDROGEN DEPOSITS
RU2498050C2 (en) * 2011-11-18 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН) Method for production of methane from near-bottom hydrate deposits
RU2491420C2 (en) * 2011-11-30 2013-08-27 Алексей Львович Сильвестров Method for production of natural gas from gas-hydrate pools and device for its realisation

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019134220A1 (en) * 2018-01-08 2019-07-11 中国科学院广州能源研究所 Gas production method and system for natural gas hydrate exploitation
RU2689012C1 (en) * 2018-02-19 2019-05-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Gas production method of gas at hydrate deposits
CN113309494A (en) * 2021-06-23 2021-08-27 中海石油(中国)有限公司海南分公司 Production pipeline and processing system for natural gas hydrate with covering layer and production method thereof
CN113309494B (en) * 2021-06-23 2022-12-20 中海石油(中国)有限公司海南分公司 Production pipeline and processing system for natural gas hydrate with covering layer and production method thereof
CN114737929A (en) * 2022-03-03 2022-07-12 大连理工大学 Mining system and application of natural gas hydrate on shallow surface layer of polar region
CN114737929B (en) * 2022-03-03 2022-12-23 大连理工大学 Mining system and application of natural gas hydrate on shallow surface layer of polar region
RU2801449C1 (en) * 2022-08-16 2023-08-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Thermal gas generator for oil production in productive reservoirs of various types
CN116517511A (en) * 2023-07-03 2023-08-01 辽宁高盛新能源有限公司 Exploitation device of natural gas hydrate for multi-branch well
CN116517511B (en) * 2023-07-03 2023-08-29 辽宁高盛新能源有限公司 Exploitation device of natural gas hydrate for multi-branch well

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2550164C1 (en) Extraction method of natural gas from gas hydrates and device for its implementation
CN102704894B (en) In-situ submarine natural gas hydrate exploiting device and method thereof
CN105625998B (en) A kind of reverse recovery method of sea bed gas hydrate stabilized zone and its winning apparatus
Cocero Supercritical water processes: Future prospects
AU2010359821B2 (en) Apparatus for thermally treating an oil reservoir
RU2576267C1 (en) Method for combined effect on formations containing hydrocarbons and/or solid organic substances and device for implementing said method
CN101666286B (en) System for integrally exploiting marine energy resource
US7665525B2 (en) Reducing the energy requirements for the production of heavy oil
US2680486A (en) Method and apparatus for well operations employing hydrogen peroxide
CN106522958A (en) Cutter exploitation method of seabed natural gas hydrates
CN108547600B (en) Method for exploiting natural gas hydrate by utilizing electromagnetic heating mode
CN118369489A (en) For providing hydrogen (H)2) Reactor, system and method for compositions
Reddy et al. Hydrothermal flames for subaquatic, terrestrial and extraterrestrial applications
US9248424B2 (en) Production of methane from abundant hydrate deposits
CN111608618B (en) Low-carbon ocean hydrate exploitation and power generation utilization system
RU2424427C1 (en) Procedure for extraction of gas from gas hydrates
RU2569375C1 (en) Method and device for heating producing oil-bearing formation
CN109779574A (en) A kind of exploitation of gas hydrates system and method based on wind-powered electricity generation compensation
CN102120563A (en) Oxyhydrogen source pre-cracking device and water energy combustion principle and control method
JP2003262083A (en) Gas-hydrate recovering system
RU2558031C1 (en) Steam-gas generator for production of oil and gas condensate
RU2569382C1 (en) Downhole gas generator
US7854260B2 (en) Steam driven turbine drive
RU2620507C1 (en) Device for scavenger oil development
RU2803769C1 (en) Method and device for extracting petroleum gas from sedimentary rocks with gas hydrate inclusions