СПОСОБ ДОБЫЧИ ГАЗОВЫХ ГИДРАТНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ СО ДНА ВОДНЫХ БАССЕЙНОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2011 года по МПК E21C50/00 

Описание патента на изобретение RU2431042C1

Настоящее предлагаемое изобретение относится к области добычи полезных ископаемых, находящихся на морском дне.

Известен способ добычи газогидратных углеводородов, заключающийся в формировании теплового поля в нижнем пласте геологической структуры с помощью скважины и извлечении выделившегося газа из верхнего пласта [1]. Известный способ не применим в морских условиях.

Известен способ добычи газовых гидратов с морского дна, заключающийся в поднятии их на поверхность с помощью самоходного комбайна со средствами управления, связи, добычи и погрузки [2]. Данный способ взят за прототип по совокупности существенных признаков.

Поставленная цель в способе решается тем, что придонный слой разрушают с помощью острых кромок ковшей, закрепленных на вертикальной ленте транспортера, передвигающегося по дну бассейна с помощью гусеничного движителя, относительно которого лента транспортера перемещается вертикально, с возможностью заглубления в дно, при этом газовый гидрат поднимают в зону, изолированную от воды поверхностью опрокинутой воронки, где его нагревают, а выделившийся газ транспортируют на поверхность с помощью шланга, закрепленного на вершине воронки, подвергнув его дополнительному нагреву.

Поставленная цель в известном устройстве, содержащем самоходный комбайн со средствами управления, связи, добычи и погрузки, ленту транспортера с закрепленными на ней ковшами и судно сопровождения, достигается тем, что лента транспортера установлена с возможностью движения в прямоугольной раме, расположенной в сопряженном вертикальном отверстии перпендикулярно горизонтальному движителю на гусеничном ходу, вертикальные стороны ее жестко связаны с винтовыми движителями, способными заглублять нижний конец рамы в донные осадки на глубину не менее 10-15 м.

Верхний конец рамы жестко закреплен в отверстии кольцевого поплавка, на верхнем кольце которого установлены нагреватели, наружная кромка кольца соединена с нижней кромкой опрокинутой воронки, внутренняя поверхность которой покрыта теплоизолятором, а вершина соединена через клапан и нагреватель со шлангом транспортировки, выходящим на поверхность, при этом клапан соединен с автоматической системой удержания поверхности воды внутри поплавка на уровне его нижней кромки.

Возможность реализации

На чертеже показано «Устройство для добычи газовых гидратов со дна водных бассейнов», которое и реализует предлагаемый способ. Устройство содержит: гусеничный движитель - 1, перемещающийся по дну - 2 с помощью гусениц - 3. На гусеничном движителе перпендикулярно его плоскости на винтовых движителях - 4 закреплена рама - 5, по которой движется лента транспортера - 6 с расположенными на ней ковшами - 7. Рама - 5 может перемещаться вверх-вниз в сквозном прямоугольном отверстии - 8, в корпусе движителя - 1. На верхнем конце рамы - 5 закреплен поплавок в виде кольца - 9. Часть ленты транспортера - 6, проходя через отверстие поплавка - 9, попадает в замкнутый объем, ограниченный конической (воронкообразной) поверхностью - 10. Внутренняя поверхность конуса покрыта теплоизолирующим материалом - 11. Нижняя кромка воронки - 10 и наружная кромка верхнего кольца поплавка - 9 прочно и герметично соединены. На верхнем кольце поплавка установлены нагреватели - 12. Наверху конуса закреплены клапан - 13 и нагреватель - 14, после которого присоединен транспортирующий шланг - 15.

Устройство для добычи газовых гидратов работает следующим образом. С судна сопровождения (на чертеже не показано) устройство спускается на дно водного бассейна, при этом рама транспортера - 5 максимально поднята над горизонтальным движителем - 1. В результате движитель встает на дно гусеницами - 3. Далее начинают работать двигатели транспортера - 6 и винтовых движителей - 4 (не показаны). Режущие кромки ковшей - 7 разрушают газовый конденсат вместе с вмещающей породой и выносят их во внутренний объем воронки - 10. Внутри воронки нагреватели - 12 нагревают конденсат, и он переходит в газовую фазу. Газ вытесняет воду из-под конической поверхности - 10 вниз до уровня нижней кромки поплавка - 9. Порода, перемещаясь в ковшах - 7 под конусом - 10, отдает газ и опрокидывается вниз в выработанное ковшами пространство. Достигнув нижней границы газового конденсата, винтовые движители - 4 останавливаются, и гусеничный движитель начинает перемещаться в направлении горизонтальной выработки - А, проходя широкую полосу захвата ленты транспортера - 16. Клапан - 13 с помощью любого вида датчиков, например ультразвукового, установленного наверху конуса, или проводимости, установленного на уровне нижнего кольца поплавка, обеспечивает поддержание водной поверхности на нижнем уровне поплавка и выход добытого горючего газа через шланг - 15 на поверхность. Поскольку при расширении газ, переходя от высокого давления на дне (это могут быть сотни атмосфер) к давлению транспортирующего шланга, сильно охлаждается, сразу за клапаном - 13 стоит нагреватель - 14, предотвращающий образование льда в шланге - 15.

Наличие поплавка - 9 необходимо для обеспечения устойчивости системы при больших глубинах залегания газового конденсата. В этом случае высота рамы - 5 может достигать сотен метров, и во время горизонтального движения гусеничного транспортера рама может опрокинуться.

Источники информации

1. Патент России №2306410.

2. Заявка на патент России №2004106857 от 20.08.05.

Похожие патенты RU2431042C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ДОБЫЧИ ГАЗОГИДРАТОВ И ПОДВОДНЫЙ КОМБАЙН ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2014
  • Егоров Александр Владимирович
  • Нигматулин Роберт Искандерович
  • Дозоров Том Анатольевич
RU2550610C1
КОМПЛЕКС ДЛЯ ДОБЫЧИ РАССРЕДОТОЧЕННЫХ ПО МОРСКОМУ ДНУ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 2022
  • Юнгмейстер Дмитрий Алексеевич
  • Шпенст Вадим Анатольевич
  • Григорчук Артур Владимирович
  • Исаев Алексей Игоревич
  • Смоленский Максим Павлович
RU2788227C1
СПОСОБ ДОБЫЧИ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2014
  • Воробьев Александр Валентинович
  • Травин Сергей Викторович
  • Бродский Павел Григорьевич
  • Леньков Валерий Павлович
  • Чернявец Владимир Васильевич
RU2554375C1
АВТОНОМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ СО ДНА АКВАТОРИИ 2014
  • Кисляков Виктор Евгеньевич
  • Маликова Ксения Вячеславовна
RU2549656C1
УСТАНОВКА СТАШЕВСКОГО И.И. ДЛЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ СО ДНА ОКЕАНА (ВАРИАНТЫ) 2004
  • Сташевский И.И.
RU2265724C1
СПОСОБ ДОБЫЧИ ГАЗОГИДРАТОВ СО ДНА И МОРСКОЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2017
  • Римский-Корсаков Николай Андреевич
  • Дозоров Том Анатольевич
  • Егоров Александр Владимирович
RU2668607C1
СПОСОБ ПОДВОДНОЙ ДОБЫЧИ УГЛЕВОДОРОДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2010
  • Егоров Александр Владимирович
  • Нигматулин Роберт Искандерович
  • Римский-Корсаков Николай Андреевич
  • Рожков Алексей Николаевич
  • Сагалевич Анатолий Михайлович
  • Черняев Евгений Сергеевич
  • Дозоров Том Анатольевич
RU2491414C2
КОМПЛЕКС ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ШЕЛЬФОВОЙ ЗОНЫ МИРОВОГО ОКЕАНА 2006
  • Юнгмейстер Дмитрий Алексеевич
  • Маховиков Борис Серафимович
  • Смирнов Дмитрий Владимирович
  • Бурак Андрей Ярославович
RU2301338C1
Торфоуборочная машина 1938
  • Кащеев Г.Н.
SU55184A1
АГРЕГАТ СТАШЕВСКОГО И.И. ДЛЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ СО ДНА ОКЕАНА 2005
  • Сташевский Иван Иванович
RU2302528C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 431 042 C1

Реферат патента 2011 года СПОСОБ ДОБЫЧИ ГАЗОВЫХ ГИДРАТНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ СО ДНА ВОДНЫХ БАССЕЙНОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к области добычи полезных ископаемых, находящихся на морском дне. Техническим результатом является повышение добычи газовых гидратных углеводородов. Способ заключается в разрушении донного слоя острыми кромками ковшей, закрепленных на вертикальной ленте транспортера, передвигающегося по дну бассейна с помощью гусеничного движителя, относительно которого лента транспортера перемещается вертикально, с возможностью заглубления в дно. При этом газовый гидрат поднимают в зону, изолированную от воды поверхностью опрокинутой воронки, где его нагревают, а выделившийся газ транспортируют на поверхность с помощью шланга, закрепленного на вершине воронки, подвергнув его дополнительному нагреву. Также предложено устройство для реализации способа. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 431 042 C1

1. Способ добычи газовых гидратных углеводородов со дна водных бассейнов, заключающийся в механическом разрушении донного слоя и поднятии продуктов разрушения с помощью ковшей на ленте транспортера, отличающийся тем, что придонный слой разрушают с помощью острых кромок ковшей, закрепленных на вертикальной ленте транспортера, передвигающегося по дну бассейна с помощью гусеничного движителя, относительно которого лента транспортера перемещается вертикально, с возможностью заглубления в дно, при этом газовый гидрат поднимают в зону, изолированную от воды поверхностью опрокинутой воронки, где его нагревают, а выделившийся газ транспортируют на поверхность с помощью шланга, закрепленного на вершине воронки, подвергнув его дополнительному нагреву.

2. Устройство для реализации способа по п.1, содержащее вертикальную ленту транспортера с закрепленными на ней ковшами и судно сопровождения, отличающееся тем, что лента транспортера установлена с возможностью движения в прямоугольной раме, расположенной в сопряженном вертикальном отверстии перпендикулярно горизонтальному движителю на гусеничном ходу, вертикальные стороны ее жестко связаны с винтовыми движителями, способными заглублять нижний конец рамы в донные осадки на глубину не менее 10-15 м, при этом верхний конец рамы жестко закреплен в отверстии кольцевого поплавка, на верхнем кольце которого установлены нагреватели, наружная кромка кольца соединена с нижней кромкой опрокинутой воронки, внутренняя поверхность которой покрыта теплоизолятором, а вершина соединена через клапан и нагреватель со шлангом транспортировки, выходящим на поверхность, при этом клапан соединен с автоматической системой удержания поверхности воды внутри поплавка на уровне его нижней кромки.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2431042C1

RU 2004106857 A, 20.08.2005
СПОСОБ ДОБЫЧИ ГАЗА В ОТКРЫТОМ МОРЕ 1994
  • Шестаченко Флориан Александрович
RU2078199C1
УСТАНОВКА СТАШЕВСКОГО И.И. ДЛЯ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ СО ДНА ОКЕАНА (ВАРИАНТЫ) 2004
  • Сташевский И.И.
RU2265724C1
Малошумная труба для подачи к станкам пруткового материала 1949
  • Кабанов А.Н.
SU81524A1
US 6192691 B1, 27.02.2001
US 6299256 B1, 09.10.2001
Способ обработки целлюлозных материалов, с целью тонкого измельчения или переведения в коллоидальный раствор 1923
  • Петров Г.С.
SU2005A1
WO 00/47832 A1, 17.08.2000
JP 2001280055 A, 10.10.2001.

RU 2 431 042 C1

Авторы

Дозоров Том Анатольевич

Римский-Корсаков Николай Андреевич

Егоров Александр Владимирович

Рожков Алексей Николаевич

Даты

2011-10-10Публикация

2010-01-18Подача