(CN107313752B) 基于超润滑气体输运界面的可燃冰采运装置和采运方法

源语言标题
(CN107313752) Combustible ice exploiting and transporting device and method based on super lubricating gas transporting interface
公开号/公开日
CN107313752 CN107313752 / 2019-10-15 2017-11-03
申请号/申请日
CN201710470174 / 2017-06-20
发明人
CAO MOYUAN YU CUNMING
申请人
TIANJIN UNIVERSITY
主分类号
IPC分类号
E21B-043/01 E21B-043/295
摘要
(CN107313752)
本发明属于流体操控技术领域,公开了一种基于超润滑气体输运界面的可燃冰采运装置和采运方法,疏水润滑液浸润低表面能的微/纳米尺度多孔基底形成超润滑气体输运界面,微/纳米尺度多孔基底一端固定加热气化元件形成运输结构单元,一个运输结构单元单独设置或者多个运输结构单元间隔层状排列构成可燃冰采运装置。 加热气化元件插入可燃冰层且使可燃冰采运装置以一定倾斜角度设置,原位加热气化的甲烷气泡在接触到超润滑气体输运界面之时自发被捕获,浮力作用下甲烷气泡在开放的超润滑气体输运界面上向上输运,同时泥沙、岩石等杂质被留在低层,从而实现可燃冰的原位气化采运,能够保证原位、连续、高效的收集海底可燃冰。
地址
代理人
(CN107313752B) Qichen ; TIANJIN BEIYANG PATENT AGENCY Reg. Nb: 12201
代理机构
优先权号
2017CN-0470174
主权利要求
(CN107313752)
1.一种基于超润滑气体输运界面的可燃冰采运装置,其特征在于,包括低表面能的微/纳米尺度多孔基底;所述低表面能的微/纳米尺度多孔基底浸润有疏水润滑液,形成超润滑气体输运界面;
 浸润有疏水润滑液的所述低表面能的微/纳米尺度多孔基底一端固定有加热气化元件构成运输结构单元;
 一个运输结构单元单独设置或者多个运输结构单元间隔层状排列,构成能使气泡在所述超润滑气体输运界面运输的可燃冰采运装置;
 可燃冰采运装置的所述加热气化元件用于插入于可燃冰层,并且所述低表面能的微/纳米尺度多孔基底以大于20°小于90°的倾斜角度设置。
2.根据权利要求1所述的一种基于超润滑气体输运界面的可燃冰采运装置,其特征在于,所述低表面能的微/纳米尺度多孔基底由微/纳米尺度多孔基底经过低表面能处理得到,所述微/纳米尺度多孔基底为纸基板、纤维素板、玻璃纤维板、混凝土板、氧化铝板、铜板、ABS板中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种基于超润滑气体输运界面的可燃冰采运装置,其特征在于,所述微/纳米尺度多孔基底具有孔径为10~5000nm的微/纳米多孔结构。
4.根据权利要求1所述的一种基于超润滑气体输运界面的可燃冰采运装置,其特征在于,所述低表面能的微/纳米尺度多孔基底浸润有疏水润滑液,是指所述疏水润滑液吸附于所述低表面能的微/纳米尺度多孔基底内部的微/纳米多孔结构中并附着于所述低表面能的微/纳米尺度多孔基底表面,其中附着于所述低表面能的微/纳米尺度多孔基底表面的所述疏水润滑液厚度为10~200微米。
5.根据权利要求1所述的一种基于超润滑气体输运界面的可燃冰采运装置,其特征在于,所述疏水润滑液为全氟硅油、二甲基硅油、石蜡油中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种基于超润滑气体输运界面的可燃冰采运装置,其特征在于,所述疏水润滑液的沸点为150℃-300℃。
7.根据权利要求1所述的一种基于超润滑气体输运界面的可燃冰采运装置,其特征在于,每个运输结构单元的宽度为0.1-1m,多个运输结构单元间隔层状排列的间距为5-50mm。
8.根据权利要求1所述的一种基于超润滑气体输运界面的可燃冰采运装置,其特征在于,所述加热气化元件在所述运输结构单元的一端与所述低表面能的微/纳米尺度多孔基底相接触且螺旋排列或多层排列。
9.一种基于超润滑气体输运界面的可燃冰采运方法,其特征在于,该方法按照以下步骤进行:
 (1)制备微/纳米尺度多孔基底,并对所述微/纳米尺度多孔基底进行低表面能处理,得到低表面能的微/纳米尺度多孔基底;
 (2)将所述低表面能的微/纳米尺度多孔基底在疏水润滑液中浸泡0.5-2小时后取出,水洗去除表面多余的所述疏水润滑液,所述低表面能的微/纳米尺度多孔基底浸润有所述疏水润滑液形成超润滑气体输运界面;
 (3)在浸润有所述疏水润滑液的所述低表面能的微/纳米尺度多孔基底的一端固定加热气化元件,形成运输结构单元;
 (4)一个运输结构单元单独设置或者多个运输结构单元间隔层状排列,构成能使气泡在所述超润滑气体输运界面运输的可燃冰采运装置;
 (5)将可燃冰采运装置的所述加热气化元件插入可燃冰层,并且使低表面能的微/纳米尺度多孔基底以大于20°小于90°的倾斜角度设置;所述加热气化元件原位加热气化可燃冰层中的甲烷成分,溢出的甲烷气泡在接触到所述超润滑气体输运界面之时自发被捕获,浮力作用下甲烷气泡在所述超润滑气体输运界面上向上输运,同时杂质被留在低层,从而实现可燃冰的原位气化采运。
10.根据权利要求9所述的一种基于超润滑气体输运界面的可燃冰采运方法,其特征在于,
 所述微/纳米尺度多孔基底为纤维素板、混凝土板、氧化铝板、铜板、ABS板中的一种;
 所述微/纳米尺度多孔基底具有孔径为10~5000nm的微/纳米多孔结构;
 所述低表面能的微/纳米尺度多孔基底浸润有疏水润滑液,是指所述疏水润滑液吸附于所述低表面能的微/纳米尺度多孔基底内部的微/纳米多孔结构中并附着于所述低表面能的微/纳米尺度多孔基底表面,其中附着于所述低表面能的微/纳米尺度多孔基底表面的所述疏水润滑液厚度为10~200微米;
 所述疏水润滑液为全氟硅油、二甲基硅油、石蜡油中的一种;
 所述疏水润滑液的沸点为150℃-300℃;
 每个运输结构单元的宽度为0.1-1m,多个运输结构单元间隔层状排列的间距为5-50mm;
 所述加热气化元件在所述运输结构单元的一端与所述低表面能的微/纳米尺度多孔基底相接触且螺旋排列或多层排列。
法律状态
GRANTED
专利类型码
B A
国别省市代码
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