Спосіб видобутку вуглеводневих газів з твердих газогідратів в донних відкладах морів і океанів

1. Спосіб видобутку вуглеводневих газів з твердих газогідратів в донних відкладах морів і океанів, який включає розробку газогідратних шарів, підйом морських газогідратів до горизонтів вод, на яких статичний тиск і навколишня температура призводять до руйнування газогідратів, відділення вуглеводневого газу від води і закачування його в накопичувачі на плавучій платформі з подальшим транспортуванням, який відрізняється тим, що розробка газогідратних шарів включає механічне подрібнення шару газогідратів з поступальним рухом крізь шар, у міру його розробки, обсадної труби, у якій розміщений пристрій для дроблення газогідратів, засмоктування газогідратної пульпи, що утворюється в обсадній трубі, в кулястий сепаратор, який періодично опускають на придонну платформу, попередньо повністю заповнивши забортною водою, і піднімають на плавучу платформу в міру повного витіснення води газогідратною пульпою, причому закачування в накопи U 2 (19) 1 3 України №53185, публ. 15.01.2003), «Спосіб та газодобувний комплекс для добування та переробки метану з морських газогідратних покладів» (деклараційний патент України № 60461, Е21В43/00, публ. 15.10.2003). Однак, відомі способи видобутку вуглеводневого газу з родовищ, розташованих під водою, відрізняються, як правило, дорогим обладнанням, що застосовується, і трудністю транспортування з великих глибин. Найбільш наближений к запропонованому технічному рішенню по суті є «Спосіб добування метану з Чорного моря» (патент України №85738, Е21В43/01, публ. 25.02.2009). Він включає підйом морських газогідратів до горизонтів вод, на яких статичний тиск і навколишня температура призводять до руйнування газогідратів, відділення вуглеводневого газу від води і закачування його в накопичувачі з подальшим транспортуванням. Для промислового застосування цей спосіб має ряд недоліків, зокрема, має низький коефіцієнт корисної дії через втрати вуглеводневого газу, та малу продуктивність. Метою пропонованого технічного рішення є підвищення ефективності та економічності способу видобутку вуглеводневих газів з твердих газогідратів в донних відкладах морів і океанів. Вказана мета досягається тим, що спосіб видобутку вуглеводневих газів з твердих газогідратів в донних відкладах морів і океанів включає механічне подрібнення пласта газогідратів з поступальним рухом крізь шар, у міру його розробки, обсадної труби, в якій розміщують пристрій для дроблення газогідратів, засмоктування пульпи, що утворюється, в кулястий сепаратор, який періодично опускають на придонну платформу, попередньо повністю заповнивши забортної водою, і піднімають на плавучу платформу в міру повного витіснення води газогідратною пульпою, причому, руйнування газогідратів здійснюють за рахунок підйому морських газогідратів до горизонтів вод, на яких статичний тиск і навколишня температура призводять до їх руйнування, відділення вуглеводневого газу від води і домішок, і по трубі за допомогою компресору, який доводить тиск вуглеводневого газу в трубі до рівня його транспортабельності, закачують вуглеводневий газ в накопичувачі з подальшим транспортуванням. Причому розробку газогідратних шарів здійснюють послідовним переміщенням по горизонтальній поверхні шару обсадної труби в міру проходження шару вглиб. Механічне дроблення шару газогідратів здійснюють або за допомогою тонкорозпилених струменів морської води високого тиску, або за допомогою гострої металевої фрези і гвинтової передачі, які розміщують в обсадній трубі. Тонко розпилені струмені морської води високого тиску виконують функцію різального інструменту. їх створюють за допомогою насосу високого тиску, в який закачують придонну морську воду, і який нагнітає морську воду високого тиску в сопла, що розміщені всередині обсадної труби. Засмоктування в кулястий сепаратор газогідратної пульпи, що утворюється в обсадній трубі, 57831 4 здійснюють або за допомогою шламового насосу, або безпосередньо за рахунок гвинтової передачі. Відділення вуглеводневого газу від води і домішок здійснюють за рахунок системи сітчастих фільтрів і періодичного відкачування зайвої води. Суть технічного рішення, що заявляється, пояснюється фіг.1 і фіг.2, на яких зображені технологічні схеми його реалізації. З плавучої платформи 1 на придонну платформу 2 спускають кулястий сепаратор 3, який, попередньо, через трубу 4 повністю заповнюють забортної водою. У середній і нижній частинах кулястого сепаратора 3 вмонтовані насоси 5 для відкачування води, а всередині його встановлена система сітчастих фільтрів 6. У верхню частину кулястого сепаратора 3 вмонтована труба 7, по якій за допомогою компресору 8, що доводить тиск газу в трубі 7 до рівня його транспортабельності, здійснюють відкачування вуглеводневого газу на плавучу платформу 1, де його закачують в накопичувачі 9 з подальшим транспортуванням. Механічне дроблення шару газогідратів здійснюють за допомогою пристрою для дроблення газогідратів 12, що вмонтований в обсадній трубі 10 або 11, і який містить або гвинтову передачу 13 і гостру металеву фрезу 14, або шламовий насос 15 і сопла 16, які розпилюють тонкі струмені морської води високого тиску, що виконують функцію різального інструменту. На фіг. 1 зображена технологічна схема способу, при якому механічне подрібнення пласта газогідратів здійснюють за допомогою гострої металевої фрези 14 і гвинтової передачі 13, які розміщують в обсадній трубі 10, причому, обсадна труба 10 вмонтована в нижню частину кулястого сепаратора 3. На фіг.2 зображена технологічна схема способу, при якому механічне подрібнення шару газогідратів здійснюють за допомогою тонко розпилених струменів морської води високого тиску, причому, обсадна труба 11 також вмонтована в нижню частину кулястого сепаратора 3, але в ній встановлений шламовий насос 15 для подачі газогідратної пульпи в кулястий сепаратор 2. Крім того, всередині, на кінці обсадної труби 11, розміщені сопла 16, які розпилюють тонкі струмені морської води високого тиску, які і виконують функцію різального інструменту. Насос високого тиску 17, який встановлений на придонної платформі 2, нагнітає морську воду високого тиску в сопла 16. Пристрій управління 18 усіма механізмами придонної платформи 2 розміщено на плавучій платформі 1. Реалізують спосіб видобутку вуглеводневих газів з твердих газогідратів в донних відкладах морів і океанів, що заявляється, наступним чином. При доставці плавучої платформи 1 в район розробки газогідратного шару, придонну платформу 2 опускають у море і готують обладнання до початку дроблення вибраної ділянки газогідратного шару. У першому прикладі (фіг.1) кулястий сепаратор 3 на плавучій платформі 1 повністю заповнюють забортною водою, опускають на придонну платформу 2, приводять обсадну трубу 10 в зітк 5 нення з газогідратним шаром і включають гостру металеву фрезу 14. Роздроблену газогідратну пульпу по гвинтовій передачі 13 подають в кулястий сепаратор 3. Одночасно з пристроєм для дроблення газогідратів 12 включають насоси 5 для відкачування води, що витісняється газогідратної пульпою з кулястого сепаратора 3. За сигналом про повне витіснення води газогідратної пульпою, кулястий сепаратор 3 піднімають на плавучу платформу 1. У міру підйому, статичний тиск і навколишня температура призводять до руйнування газогідратів. На плавучій платформі 1 в кулястом сепараторі 3 відокремлюють вуглеводневий газ від води і домішок, і по трубі 7 за допомогою компресору 8, який доводить тиск вуглеводневого газу в трубі 7 до рівня його транспортабельності, закачують вуглеводневий газ в накопичувачі 9 з подальшим його транспортуванням. Домішки осідають на системі сітчастих фільтрів 6, а воду відкачують насосами 5. Цикл підйому і опускання кулястого сепаратора 3 повторюють по ходу розробки газогідратного шару вглиб, при цьому здійснюють поступальний рух крізь шар обсадної труби 10. Після проходження газогідратного шару по глибині виробляють переміщення обсадної труби 10 на нову ділянку, а також переміщують придонну платформу 2 по горизонтальній поверхні газогідратного шару. У другому прикладі (фіг.2) кулястий сепаратор 3 на плавучій платформі 1 повністю заповнюють забортною водою, опускають на придонну платформу 2, приводять обсадну трубу 11 в зіткнення з газогідратним шаром і включають насос високого тиску 17, який встановлений на придонній плат 57831 6 формі 2. Він нагнітає морську воду високого тиску в сопла 16, в результаті чого сопла 16 розпилюють тонкі струмені морської води високого тиску, які виконують функцію різального інструменту. Потім включають шламовий насос 15 для подачі газогідратної пульпи в кулястий сепаратор 3. Одночасно з пристроєм для дроблення газогідратів 12 включають насоси 5 для відкачування води, що витісняється газогідратною пульпою з кулястого сепаратора 3. За сигналом про повне витіснення води газогідратною пульпою, кулястий сепаратор 3 піднімають на плавучу платформу 1. У міру підйому, статичний тиск і навколишня температура призводять до руйнування газогідратів. На плавучій платформі 1 в кулястом сепараторі 3 відокремлюють вуглеводневий газ від води і домішок, і по трубі 7 за допомогою компресору 8, який доводить тиск вуглеводневого газу в трубі 7 до рівня його транспортабельності, закачують вуглеводневий газ в накопичувачі 9 з подальшим його транспортуванням. Домішки осідають на системі сітчастих фільтрів 6, а воду відкачують насосами 5. Цикл підйому і опускання кулястого сепаратора 3 повторюють по ходу розробки газогідратного шару вглиб, при цьому здійснюють поступальний рух крізь шар обсадної труби 11. Після проходження газогідратного шару по глибині виробляють переміщення обсадної труби 11 на нову ділянку, а також переміщують придонну платформу 2 по горизонтальній поверхні газогідратного шару. Таким чином, технічне рішення, що заявляється, реалізує ефективний і економічний спосіб видобутку вуглеводневих газів з твердих газогідратів в донних відкладах морів і океанів. 7 Комп’ютерна верстка М. Мацело 57831 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601