用于天然气水合物的开采装置和开采系统

本发明涉及能源开采，尤其涉及一种用于天然气水合物的开采装置和开采系统。

背景技术：

1、随着天然气水合物开采技术领域的发展，基于微波加热的开采方式也在该领域应用的越来越广泛。微波加热开采的原理是直接对天然气水合物层进行加热，使天然气水合物层的温度超过其平衡温度，从而促使天然气水合物分解为水与天然气。现有技术提供一种微波加热短节，该装置包括设有石英玻璃视窗的套管和微波发射器，其通过外接电缆对微波发射器进行供电，使微波发射器发射微波，以实现对天然气水合物进行加热的目的。然而这种微波加热设备需要从地面向矿井内牵引较长的供电电缆，使用起来较为繁琐，对能源的利用也效率不高，导致装置的成本过高。

技术实现思路

1、本发明的第一方面提供一种用于天然气水合物的开采装置，用以解决现有技术中需要设置电缆的缺陷，通过在壳体内部设置与加热组件电连接的电源组件，这样可以直接为加热组件进行能源提供，免去了外部牵拉电缆的繁琐步骤，使得整体装置更加简单实用，适应性更强。

2、本发明的第二方面提供一种用于天然气水合物的开采系统。

3、本发明第一方面提供的用于天然气水合物的开采装置，包括：

4、壳体，中空以限制出容置空间，所述壳体设有与所述容置空间连通的发射口；

5、至少一个加热组件，设于所述容置空间，所述加热组件的发射端与所述发射口的位置相对应，所述加热组件用于发射微波；

6、电源组件，设于所述容置空间，所述电源组件与所述加热组件电连接，用于为所述加热组件提供电能。

7、根据本发明提供的用于天然气水合物的开采装置，所述容置空间沿所述壳体的长度方向延伸，所述容置空间包括发电段、滤流段和加热段，所述发电段设于所述滤流段朝向流体流动方向的一侧，所述加热段与所述发电段和/或滤流段连接；

8、所述发射口和所述加热组件均设于所述加热段，所述电源组件设于所述发电段，所述滤流段的所述壳体设有流体进口，所述流体进口与所述发电段连通，所述壳体外侧的流体适于通过所述流体进口进入所述发电段，并通过所述壳体的出口端离开所述发电段，所述电源组件用于将所述流体的动力转化为电能。

9、根据本发明提供的用于天然气水合物的开采装置，所述电源组件包括：

10、筒轴，沿所述壳体的长度方向延伸，所述筒轴一端连通所述流体进口，另一端连通所述壳体的出口端；

11、涡轮部件，设于所述筒轴靠近所述滤流段的一侧，所述涡轮部件适于在所述流体的推动下带动所述筒轴同步转动；

12、转子部件，套设于所述筒轴远离所述滤流段的一侧，所述转子部件适于随所述筒轴同步转动；

13、定子部件，套设于所述转子部件并与所述转子部件转动配合，所述定子部件与所述壳体固定连接，所述定子部件与所述加热组件电连接。

14、根据本发明提供的用于天然气水合物的开采装置，所述加热组件包括：

15、安装座，包括至少一个安装构件，所述安装构件靠近所述壳体的一侧设有连接口，所述连接口与所述发射口相对应；

16、加热部件，对应设于所述安装构件，所述加热部件与所述电源组件电连接，所述加热部件的发射端通过所述连接口对应所述发射口，所述加热部件用于发射微波。

17、根据本发明提供的用于天然气水合物的开采装置，所述安装座还包括安置槽，所述安装构件和所述安置槽相对设于所述安装座的两侧，所述安置槽和所述安装构件通过第一通孔连通，所述加热部件通过所述第一通孔与所述电源组件电连接。

18、根据本发明提供的用于天然气水合物的开采装置，所述安装座还包括接线盒，所述接线盒嵌设于所述安置槽，所述接线盒底部设有与所述第一通孔对应的第二通孔，所述加热部件通过所述第一通孔和所述第二通孔与所述电源组件电连接。

19、根据本发明提供的用于天然气水合物的开采装置，所述安装构件包括相互连接的管座凹槽和管座端盖，所述管座端盖与所述管座凹槽围设出安置空间，所述加热部件设于所述安置空间；

20、所述管座凹槽背离所述管座端盖的一面通过所述第一通孔与所述安置槽连通；所述管座凹槽和所述管座端盖的靠近所述壳体的一侧设有用于形成所述连接口的开口。

21、根据本发明提供的用于天然气水合物的开采装置，所述加热部件包括：

22、磁控管，设于所述安装构件，所述磁控管与所述电源组件电连接；

23、波导管，所述波导管的一端与所述磁控管的发射端连接，另一端穿过所述连接口后设于所述发射口；

24、发射头，嵌设于所述波导管远离所述磁控管的一端，用于传递所述磁控管发射的微波。

25、根据本发明提供的用于天然气水合物的开采装置，所述电源组件包括至少一个蓄电池，所述蓄电池设于所述容置空间，所述蓄电池的输出端与所述加热组件电连接。

26、根据本发明提供的用于天然气水合物的开采装置，还包括变压组件，所述变压组件设于所述容置空间，所述变压组件的一端与所述电源组件电连接，所述变压组件的另一端与所述加热组件电连接，所述变压组件用于调整所述电源组件传出的电压。

27、本发明实施例提供的用于天然气水合物的开采装置，通过在壳体的容置空间中设置加热组件，这样，可以通过加热组件发射微波对壳体外部的天然气水合物进行均匀加热，实现无梯度加热，以促进其分解，另外，微波加热的开采速度易于控制，且能量转化的利用效率较高，可以选择性的加热，针对性强，加热位置准确，提高了天然气水合物的开采效率。相比于现有技术，本发明实施例提供的用于天然气水合物的开采装置，通过在壳体内部设置与加热组件电连接的电源组件，这样可以直接为加热组件进行能源提供，免去了外部牵拉电缆的繁琐步骤，使得整体装置更加简单实用，适应性更强。

技术特征：

1.一种用于天然气水合物的开采装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于天然气水合物的开采装置，其特征在于，所述容置空间(130)沿所述壳体(100)的长度方向延伸，所述容置空间(130)包括发电段(131)、滤流段(132)和加热段(133)，所述发电段(131)设于所述滤流段(132)朝向流体流动方向的一侧，所述加热段(133)与所述发电段(131)和/或滤流段(132)连接；

3.根据权利要求2所述的用于天然气水合物的开采装置，其特征在于，所述电源组件(300)包括：

4.根据权利要求1所述的用于天然气水合物的开采装置，其特征在于，所述加热组件(200)包括：

5.根据权利要求4所述的用于天然气水合物的开采装置，其特征在于，所述安装座(210)还包括安置槽(212)，所述安装构件(211)和所述安置槽(212)相对设于所述安装座(210)的两侧，所述安置槽(212)和所述安装构件(211)通过第一通孔连通，所述加热部件(220)通过所述第一通孔与所述电源组件(300)电连接。

6.根据权利要求5所述的用于天然气水合物的开采装置，其特征在于，所述安装座(210)还包括接线盒(230)，所述接线盒(230)嵌设于所述安置槽(212)，所述接线盒(230)底部设有与所述第一通孔对应的第二通孔，所述加热部件(220)通过所述第一通孔和所述第二通孔(231)与所述电源组件(300)电连接。

7.根据权利要求5所述的用于天然气水合物的开采装置，其特征在于，所述安装构件(211)包括相互连接的管座凹槽(2111)和管座端盖(2112)，所述管座端盖(2112)与所述管座凹槽(2111)围设出安置空间(2113)，所述加热部件(220)设于所述安置空间(2113)；

8.根据权利要求4所述的用于天然气水合物的开采装置，其特征在于，所述加热部件(220)包括：

9.根据权利要求1至8任一项所述的用于天然气水合物的开采装置，其特征在于，所述电源组件(300)包括至少一个蓄电池(350)，所述蓄电池(350)设于所述容置空间(130)，所述蓄电池(350)的输出端与所述加热组件(200)电连接。

10.根据权利要求1至8任一项所述的用于天然气水合物的开采装置，其特征在于，还包括变压组件(400)，所述变压组件(400)设于所述容置空间(130)，所述变压组件(400)的一端与所述电源组件(300)电连接，所述变压组件(400)的另一端与所述加热组件(200)电连接，所述变压组件(400)用于调整所述电源组件(300)传出的电压。

技术总结本发明涉及能源开采技术领域，提供一种用于天然气水合物的开采装置和开采系统。其中开采装置包括壳体、至少一个加热组件和电源组件，所述壳体中空以限制出容置空间，所述壳体设有与所述容置空间连通的发射口；所述加热组件设于所述容置空间，所述加热组件的发射端与所述发射口相对应，所述加热组件用于发射微波；所述电源组件设于所述容置空间，所述电源组件与所述加热组件电连接，用于为所述加热组件提供电能。本发明的提供的开采装置，用以解决现有技术中设置电缆的缺陷，通过在壳体内部设置与加热组件电连接的电源组件，这样可以直接为加热组件进行能源提供，免去了外部牵拉电缆的繁琐步骤，使得整体装置更加简单实用，适应性更强。技术研发人员：孙挺,韩增成,王林聪,杨铠嵽,何紫欣,薛睿,温志良,冯新洲,贾舒受保护的技术使用者：中国石油大学（北京）技术研发日：技术公布日：2024/7/15