一種海底表層天然氣水合物切削收集裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種用于天然氣開采領(lǐng)域的海底表層天然氣水合物固體采集的海底表層天然氣水合物切削收集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣水合物是清潔、優(yōu)質(zhì)的能源，世界上天然氣水合物的總資源量相當(dāng)于全球已知煤、石油和天然氣的2倍，可滿足人類1000年的需求。它將是21世紀(jì)人類最重要的能源。成功開采天然氣水合物，對(duì)解決能源危機(jī)以及人類的發(fā)展都有極具重要的意義。
[0003]目前針對(duì)天然氣水合物的開采技術(shù)大體上有兩類，地下分解開采和固態(tài)開采。地下分解開采主要是通過改變水合物形成的物理化學(xué)性質(zhì)使其分解，從而實(shí)現(xiàn)天然氣水合物的開采。如減壓法，熱刺激法，化學(xué)試劑法，二氧化碳置換法。這些開采方式適合于水合物表面有堅(jiān)硬的凍土層，通過鉆井，然后在井筒內(nèi)實(shí)現(xiàn)開采。
[0004]不管是采用減壓法，熱刺激法、化學(xué)試劑法，還是采用二氧化碳置換、水力提升、微波加熱等新方法開采天然氣水合物，大多面臨著儀器設(shè)備復(fù)雜、試劑價(jià)格昂貴等問題。并且以上幾種方法只適合于水合物上層具有良好的不可分解的覆蓋層的礦藏，否則都不可行。
[0005]不同于地下分解開采，固態(tài)開采是先將海底表層天然氣水合物切削后，用抽漿栗將天然氣水合物漿通過管柱等結(jié)構(gòu)抽吸到工作船上，然后在工作船上完成天然氣水合物的分解并利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0006]本發(fā)明的目的是:為了克服現(xiàn)有的海底表層天然氣水合物固體開采技術(shù)效率低的缺陷，特提供一種海底表層天然氣水合物切削收集裝置，該裝置作為固體天然氣水合物開采系統(tǒng)的重要組成部分，可以更高效的切削并收集天然氣水合物固體。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種海底表層天然氣水合物切削收集裝置，是由調(diào)整臂、減速器、驅(qū)動(dòng)軸、滾筒切削頭、收集倉、聯(lián)軸器、軸承A、軸承B、外滾筒、內(nèi)筒倉、切削齒、滾子，保持架組成，其結(jié)構(gòu)特征在于:調(diào)整臂通過聯(lián)軸器連接在減速器的輸入端，調(diào)整臂進(jìn)入減速器的外殼處用密封圈密封；減速器左右兩端的輸出端連接驅(qū)動(dòng)軸，滾筒切削頭安裝在左右兩端的驅(qū)動(dòng)軸上；收集倉安裝在調(diào)整臂與滾筒切削頭之間的聯(lián)結(jié)處，收集倉的下端安裝在滾筒切削頭的驅(qū)動(dòng)軸上，聯(lián)結(jié)處用軸承B密封聯(lián)接，收集倉的上端安裝在調(diào)整臂上，聯(lián)結(jié)處用軸承A密封聯(lián)接；驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)入減速器的外殼處用密封圈密封；收集倉用抽吸管道與滾筒切削頭連接；滾筒切削頭由外滾筒、內(nèi)筒倉、切削齒、滾子、保持架構(gòu)成，內(nèi)筒倉安裝在外滾筒內(nèi)部且同軸，內(nèi)筒倉與外滾筒之間用滾子支撐，滾子安裝在保持架內(nèi)固定在相應(yīng)位置，切削齒安裝在外滾筒的外圍上。
[0008]所述的外滾筒周向設(shè)置有均勻分布的貫穿入的水孔，水孔的位置與安裝在外滾筒上的切削齒在周向交錯(cuò)排列；外滾筒的一側(cè)端面設(shè)置有抽吸口，另一端面設(shè)置有與驅(qū)動(dòng)軸相配合的孔。
[0009]所述的內(nèi)筒倉軸向設(shè)置有一個(gè)貫穿倉內(nèi)外的槽，槽的軸向長度是內(nèi)筒倉軸向長度的五分之三，在沒有槽的兩端部位的周向分別設(shè)置有一周凹槽，在凹槽內(nèi)放置滾子；內(nèi)筒倉的一側(cè)端面設(shè)置有抽吸口，該抽吸口與外滾筒的抽吸口同軸，內(nèi)筒倉的另一側(cè)端面是密封的。
[0010]所述的收集倉設(shè)置有抽吸管道，該抽吸管道穿過外滾筒的抽吸口與內(nèi)筒倉的抽吸口焊接在一起，抽吸管道與外滾筒接觸部分用軸承密封。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:(I)本切削收集裝置所述的滾筒切削頭中的外滾筒周向的水孔與內(nèi)筒倉上的槽相互配合并形成一個(gè)相對(duì)密封的體系，克服了現(xiàn)有的海底表層天然氣水合物固體開采效率低，達(dá)到高效的切削并收集水合物固體的目的；(2)本切削收集裝置通過驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)外滾筒滾動(dòng)切削天然氣水合物固體，切削效率高，天然氣水合物固體漿通過水孔和槽進(jìn)入內(nèi)筒倉，再通過抽吸管道進(jìn)入收集倉，收集方便安全；(3)本裝置所述的滾筒切削頭，外滾筒與內(nèi)筒倉之間用滾子支撐，減小了內(nèi)外筒之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦力，降低了整個(gè)裝置的摩擦損耗和切削頭的磨損破壞。
【附圖說明】
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[0012]圖1為本海底表面天然氣水合物切削收集裝置的整體結(jié)構(gòu)圖；圖中:1.調(diào)整臂；
2.減速器;3.驅(qū)動(dòng)軸;4.滾筒切削頭;5.收集倉;6.聯(lián)軸器;7.外滾筒;8.內(nèi)筒倉;9.切削齒；14.軸承A ; 15.軸承B。
[0013]圖2為本切削收集裝置中滾筒切削頭4結(jié)構(gòu)的正視剖視圖；圖中:10.滾子；11.保持架；12.水孔
[0014]圖3為本切削收集裝置中滾筒切削頭4結(jié)構(gòu)的右視剖視圖。
[0015]圖4為本切削收集裝置中外滾筒7的結(jié)構(gòu)平面圖；圖中:12.水孔
[0016]圖5為本切削收集裝置中內(nèi)筒倉8的結(jié)構(gòu)平面圖；圖中:13.槽；16.凹槽
【具體實(shí)施方式】
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[0017]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的切削收集裝置作詳細(xì)說明。
[0018]參見圖1，本發(fā)明公開的一種海底天然氣水合物切削收集裝置包括，調(diào)整臂1，減速器2，驅(qū)動(dòng)軸3，滾筒切削頭4，收集倉5，聯(lián)軸器6，切削齒9，軸承A14，軸承B15，外滾筒7，內(nèi)筒倉8。其中:調(diào)整臂I通過聯(lián)軸器6連接在減速器2的輸入端，調(diào)整臂I進(jìn)入減速器2的外殼處用密封圈密封；減速器2左右兩端的輸出端連接驅(qū)動(dòng)軸3，驅(qū)動(dòng)軸3進(jìn)入減速器2的外殼處用密封圈密封；滾筒切削頭4安裝在左右兩端的驅(qū)動(dòng)軸3上；收集倉5安裝在調(diào)整臂I與滾筒切削頭4之間的聯(lián)結(jié)處，收集倉5的下端安裝在滾筒切削頭4的驅(qū)動(dòng)軸3上，用軸承B15密封連接，上端安裝在調(diào)整臂I上，用軸承A14密封連接。收集倉5用抽吸管道與滾筒切削頭4連接，具體說，是抽吸管道穿過外滾筒7的抽吸口焊接在內(nèi)筒倉8的外側(cè)端面的抽吸口上，抽吸進(jìn)入滾筒內(nèi)部的天然氣水合物固體漿，并且抽吸管道與外滾筒7之間通過軸承密封；驅(qū)動(dòng)軸3與滾筒切削頭4通過軸承連接。
[0019]參見圖2和圖3，所述海底表層天然氣水合物切削收集裝置的滾筒切削頭4由外滾筒7，內(nèi)筒倉8，切削齒9，滾子10，保持架11構(gòu)成。內(nèi)筒倉8安裝在外滾筒7內(nèi)部且同軸，內(nèi)筒倉8與外滾筒7之間用滾子10支撐，滾子10安裝在保持架11內(nèi)并固定在相應(yīng)位置，切削齒9安裝在外滾筒7的外圍上。
[0020]參見圖4，外滾筒7周向設(shè)置有均勻分布的貫穿入水孔12，且水孔12的位置與安在外滾筒7上的切削齒9在其周向交錯(cuò)排列；外滾筒7的一側(cè)端面設(shè)置有抽吸口，另一端面設(shè)置有與驅(qū)動(dòng)軸3相配合的孔。
[0021]參見圖5，內(nèi)筒倉8其軸向設(shè)置有一個(gè)貫穿倉內(nèi)外的槽13，槽13的軸向長度是內(nèi)筒倉8的五分之三，這樣可以讓切削的天然氣水合物固體漿通過外滾筒7的水孔12和內(nèi)筒倉8的貫穿入槽13進(jìn)入到滾筒切削頭4的內(nèi)部；在沒有槽13的兩端部位的周向分別設(shè)置有一周凹槽16，在凹槽16內(nèi)放置上述所述滾子10。內(nèi)筒倉8的一側(cè)端面設(shè)置有抽吸口，該抽吸口與外滾筒7的抽吸口同軸，內(nèi)筒倉8的另一側(cè)端面是密封的。
[0022]外滾筒7通過軸承連接在驅(qū)動(dòng)軸3上，隨驅(qū)動(dòng)軸3滾動(dòng)切削天然氣水合物固體。內(nèi)筒倉8和收集倉5的抽吸管道焊接在一起，相對(duì)海底靜止，內(nèi)筒倉8上的貫穿其內(nèi)外的槽13正對(duì)著外滾筒7接觸切削固體水合物部分。
[0023]所述貫穿入水孔12的布置使切削齒9切削打碎的天然氣水合物固體漿可以通過其進(jìn)入到滾筒內(nèi)部，但是同時(shí)水孔12又使得滾筒內(nèi)部與外部海底的壓力相平衡，大大降低了抽吸的效率；所述設(shè)置有槽13的內(nèi)筒倉8置于外滾筒7的內(nèi)部且同軸，內(nèi)筒倉8相對(duì)海底靜止，其上的槽13始終對(duì)著海底被切削水合物層，內(nèi)筒倉8的其他部位就達(dá)到封住水孔12的目的，提升了滾筒切削頭4的內(nèi)外壓力差，抽吸天然氣水合物固體漿的效率得到提高。
[0024]工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸3驅(qū)動(dòng)滾筒切削頭4滾動(dòng)，安裝有切削齒9的外滾筒7滾動(dòng)切削海底表層天然氣水合物固體，內(nèi)筒倉8相對(duì)海底靜止，由此在外滾筒7上的水孔12與內(nèi)筒倉8上的貫穿入槽13的相互配合下，天然氣水合物固體漿通過水孔12和槽13進(jìn)入到滾筒切削頭4的內(nèi)筒倉8，再通過抽吸管道進(jìn)入收集倉5。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種海底表層天然氣水合物切削收集裝置，是由調(diào)整臂、減速器、驅(qū)動(dòng)軸、滾筒切削頭、收集倉、聯(lián)軸器、軸承A、軸承B、外滾筒、內(nèi)筒倉、切削齒、滾子、保持架組成，其特征在于:調(diào)整臂(I)通過聯(lián)軸器(6)連接在減速器(2)的輸入端，調(diào)整臂(I)進(jìn)入減速器(2)的外殼處用密封圈密封；減速器(2)左右兩端的輸出端連接驅(qū)動(dòng)軸(3)，滾筒切削頭(4)安裝在左右兩端的驅(qū)動(dòng)軸(3)上；收集倉(5)安裝在調(diào)整臂(I)與滾筒切削頭(4)之間的聯(lián)結(jié)處，收集倉(5)的下端安裝在滾筒切削頭(4)的驅(qū)動(dòng)軸(3)上，聯(lián)結(jié)處用軸承B (15)密封聯(lián)接，收集倉(5)的上端安裝在調(diào)整臂⑴上，聯(lián)結(jié)處用軸承A(14)密封聯(lián)接；驅(qū)動(dòng)軸(3)進(jìn)入減速器(2)的外殼處用密封圈密封；收集倉(5)用抽吸管道與滾筒切削頭(4)聯(lián)結(jié)；滾筒切削頭⑷由外滾筒(7)、內(nèi)筒倉⑶、切削齒(9)、滾子(10)、保持架(11)構(gòu)成，內(nèi)筒倉(8)安裝在外滾筒(7)內(nèi)部且同軸，內(nèi)筒倉⑶與外滾筒(7)之間用滾子(10)支撐，滾子(10)安在保持架(11)內(nèi)固定在相應(yīng)位置，切削齒(9)安裝在外滾筒(7)的外圍上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削收集裝置，其特征是:所述外滾筒(7)其周向設(shè)置有均勻分布的貫穿入水孔(12)，水孔(12)的位置與安在外滾筒(7)上的切削齒(9)在周向交錯(cuò)排列；外滾筒(7)的一側(cè)端面設(shè)置有抽吸口，另一端面設(shè)置有與驅(qū)動(dòng)軸(3)相配合的孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削收集裝置，其特征是:所述內(nèi)筒倉(8)，其軸向設(shè)置有一個(gè)貫穿倉內(nèi)外的槽(13)，槽(13)的軸向長度是內(nèi)筒倉⑶軸向長度的五分之三，在沒有槽(13)的兩端部位的周向分別設(shè)置有一周凹槽(16)，在凹槽(16)內(nèi)放置滾子(10);內(nèi)筒倉(8)的一側(cè)端面設(shè)置有抽吸口，該抽吸口與外滾筒(7)的抽吸口同軸，內(nèi)筒倉(8)的另一側(cè)端面是密封的。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削收集裝置，其特征是:所述收集倉(5)設(shè)置有抽吸管道，該抽吸管道穿過外滾筒(7)的抽吸口與內(nèi)筒倉(8)的抽吸口焊接在一起；抽吸管道與外滾筒(7)接觸部分用軸承密封。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削收集裝置，其特征是:所述滾筒切削頭(4)中的外滾筒(7)周向的水孔(12)與內(nèi)筒倉⑶上的槽(13)相互配合并形成一個(gè)相對(duì)密封的體系。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于天然氣開采領(lǐng)域的海底表層天然氣水合物切削收集裝置。它克服現(xiàn)有的海底表層天然氣水合物固體開采效率低的缺陷，并達(dá)到高效的切削并收集水合物固體的目的。其技術(shù)方案是：調(diào)整臂通過聯(lián)軸器連接減速器，減速器左右兩端連接驅(qū)動(dòng)軸，滾筒切削頭安裝在左右兩端的驅(qū)動(dòng)軸上；收集倉的下端安裝在滾筒切削頭的驅(qū)動(dòng)軸上，上端安裝在調(diào)整臂上；滾筒切削頭的內(nèi)筒倉安裝在外滾筒內(nèi)部且同軸，內(nèi)筒倉與外滾筒間用滾子支撐，滾子安在保持架內(nèi)，切削齒安裝在外滾筒的外圍上。本切削收集裝置通過驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)外滾筒滾動(dòng)切削天然氣水合物固體，切削效率高，天然氣水合物固體漿通過水孔和槽進(jìn)入內(nèi)筒倉，再通過抽吸管道進(jìn)入收集倉，收集方便安全。
【IPC分類】E21B43/01
【公開號(hào)】CN105156079
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510321351
【發(fā)明人】鄧嶸, 李孟華, 郭正偉, 李向東, 邱順佐, 豐波
【申請(qǐng)人】西南石油大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月12日