海底甲烷泄露应急清理设备及甲烷泄露清理方法与流程
本申请涉及甲烷清理，特别涉及一种海底甲烷泄露应急清理设备及甲烷泄露清理方法。
背景技术：
1、天然气以及天然气水合物中的主要组成成分是甲烷（ch4），作为一种强温室气体，甲烷产生的温室效应是二氧化碳（co2）的20倍。在天然气或天然气水合物的开发过程中，开采井在自然灾害（地震、海啸）或者人为因素影响下可能会发生井喷、气涌、爆炸等事故，导致海底甲烷持续大量的泄露，在甲烷经过海水过程中，好氧嗜甲烷菌等微生物能够通过氧化代谢途径快速分解甲烷，但是由于分解的过程会快速消耗海水中的溶解氧，随着氧气的耗尽，好氧微生物对甲烷分解速率会快速下降甚至停止代谢，导致后续持续泄露的甲烷无法顺利消除，这些甲烷会在海水中形成气泡并通过海水逃逸到大气中，从而加剧全球气候变暖。即使后期通过对泄露点封堵或封井的方式彻底解决事故地的甲烷泄露，但在此之前甲烷泄漏对环境造成的危害无法挽回。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题的至少之一，本申请提供了一种海底甲烷泄露应急清理设备及甲烷泄露清理方法，能够确保海水中的溶解氧浓度保持在适宜水平，以确保甲烷在海水中的消耗速率，减少逃逸到大气中的甲烷量。
2、根据本申请第一方面的实施例提供的海底甲烷泄露应急清理设备，包括：
3、底座，所述底座用于放置于甲烷泄露点处；
4、海上供氧平台，所述海上供氧平台包括第一控制装置、供氧装置以及水质监测装置，所述第一控制装置以及所述供氧装置位于海面上，所述水质监测装置安装于水下，所述水质监测装置与所述供氧装置分别电连接于所述第一控制装置，所述水质监测装置用于实时监测海水中的溶解氧浓度并传送至所述第一控制装置，所述第一控制装置用于根据所述水质监测装置检测到的实时数据控制所述供氧装置启停和运行功率 ；以及
5、输送装置，所述输送装置的沿海洋深度方向上的一端与所述供氧装置的出口连通，所述输送装置的沿海洋深度方向上的另一端连接于所述底座并设有供氧口，所述供氧口连通海水。
6、作为一种可选的实施方式，在本申请第一方面的实施例中，所述供氧口填充设置有透水石。
7、作为一种可选的实施方式，在本申请第一方面的实施例中，所述输送装置包括第一输氧管和多个第二输氧管，多个所述第二输氧管交叉设置并在交汇处连通，各所述第二输氧管的远离所述第一输氧管的一端均设置所述供氧口，且所述第二输氧管安装于所述底座，所述第一输氧管的一端连通多个所述第二输氧管的交汇处，所述第一输氧管的另一端连通所述供氧装置的出口。
8、作为一种可选的实施方式，在本申请第一方面的实施例中，所述水质监测装置的数量为多个，多个所述水质监测装置沿海洋深度方向上依次间隔设置。
9、作为一种可选的实施方式，在本申请第一方面的实施例中，所述海底甲烷泄露应急清理设备还包括第一线缆，所述第一线缆的一端连接于所述第一控制装置，所述第一线缆的另一端连接于所述底座，所述水质监测装置安装于所述第一线缆，且所述第一线缆电连接于所述第一控制装置与所述水质监测装置。
10、作为一种可选的实施方式，在本申请第一方面的实施例中，所述水质监测装置包括框架主体和水质传感器，水质传感器安装于框架主体，所述框架主体填充有浮体材料。
11、根据本申请第二方面的实施例提供的甲烷泄露清理方法，所述方法采用如上述第一方面所述的海底甲烷泄露应急清理设备进行清理，所述方法包括：
12、提供海底甲烷泄露应急清理设备；
13、将所述底座、所述输送装置以及所述水质监测装置布放入水，以使所述底座放置于甲烷泄漏点处；
14、通过所述水质监测装置与所述第一控制装置控制所述供氧装置启动。
15、作为一种可选的实施方式，在本申请第二方面的实施例中，所述方法还包括：
16、通过封井装置对甲烷泄漏点封堵处理。
17、作为一种可选的实施方式，在本申请第二方面的实施例中，所述海底甲烷泄露应急清理设备还包括第一线缆和浮标，所述第一线缆分别连接于所述底座与所述浮标，所述水质监测装置安装于所述第一线缆并与所述第一线缆电连接，所述浮标设有第二控制装置，所述第二控制装置电连接于所述第一控制装置，在封堵甲烷泄漏点后，所述方法还包括：
18、将所述第二控制装置与所述第一控制装置断开连接，将所述输送装置与所述供氧装置断开连接；
19、所述水质监测装置实时监测海水数据并将实时海水数据传送至所述浮标；
20、所述浮标将所述海水数据传送至地面实验室。
21、作为一种可选的实施方式，在本申请第二方面的实施例中，所述海底甲烷泄露应急清理设备的数量为多个，多个所述海底甲烷泄露应急清理设备围绕甲烷泄漏点间隔设置。
22、与现有技术相比，本申请的有益效果在于：
23、本申请实施例提供的一种海底甲烷泄露应急清理设备及甲烷泄露清理方法，该海底甲烷泄露应急处理装置包括底座、海上供氧平台以及输送装置，通过设置输送装置沿海洋深度方向上的一端连接于海上供氧平台的供氧装置的出口，另一端连接于底座并设有供氧口，从而能够通过供氧装置向海水通入氧气，以保持海底好氧微生物的活性，以确保好氧微生物能够持续分解从海底泄露的甲烷，以达到应急处理的效果，使得甲烷在海水中被快速分解消耗，进而减少逃逸到大气中的甲烷量，降低海底甲烷泄露事故对环境的损害。
24、进一步地，通过海上供氧平台的水质监测装置实时监测海水中的溶解氧浓度，第一控制装置根据水质监测装置检测到的实时数据控制供氧装置启停和运行功率，从而一方面能够及时启动供氧装置并控制供氧装置的供氧量，以确保海水中的溶解氧浓度，有利于使溶解氧浓度保持在适宜好氧微生物繁殖和代谢的区间内，以确保海底好氧微生物具有较好的活性，使得从海底泄露的甲烷能够在短时间内被大量地消耗，进而确保甲烷在海水中的消耗效率，以进一步减少逃逸到大气中的甲烷量，降低海底甲烷泄露事故对环境的损害，另一方面，设置水质监测装置还能对底座与甲烷泄漏点的位置以及供氧量进行校验，以确保甲烷泄漏点附近的氧气得到准确地补充，从而确保海底甲烷泄露应急清理设备的供氧效果，进而确保甲烷的消耗效率，减少逃逸到大气中的甲烷量。
技术特征：
1.一种海底甲烷泄露应急清理设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的海底甲烷泄露应急清理设备，其特征在于，所述供氧口填充设置有透水石。
3.根据权利要求1或2所述的海底甲烷泄露应急清理设备，其特征在于，所述输送装置包括第一输氧管和多个第二输氧管，多个所述第二输氧管交叉设置并在交汇处连通，各所述第二输氧管的远离所述第一输氧管的一端均设置所述供氧口，且所述第二输氧管安装于所述底座，所述第一输氧管的一端连通多个所述第二输氧管的交汇处，所述第一输氧管的另一端连通所述供氧装置的出口。
4.根据权利要求1所述的海底甲烷泄露应急清理设备，其特征在于，所述水质监测装置的数量为多个，多个所述水质监测装置沿海洋深度方向上依次间隔设置。
5.根据权利要求1所述的海底甲烷泄露应急清理设备，其特征在于，所述海底甲烷泄露应急清理设备还包括第一线缆，所述第一线缆的一端连接于所述第一控制装置，所述第一线缆的另一端连接于所述底座，所述水质监测装置安装于所述第一线缆，且所述第一线缆电连接于所述第一控制装置与所述水质监测装置。
6.根据权利要求5所述的海底甲烷泄露应急清理设备，其特征在于，所述水质监测装置包括框架主体和水质传感器，水质传感器安装于框架主体，所述框架主体填充有浮体材料第一控制装置。
7.一种甲烷泄露清理方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的海底甲烷泄露应急清理设备进行清理，所述方法包括：
8.根据权利要求7所述的甲烷泄露清理方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.根据权利要求8所述的甲烷泄露清理方法，其特征在于，所述海底甲烷泄露应急清理设备还包括第一线缆和浮标，所述第一线缆分别连接于所述底座与所述浮标，所述水质监测装置安装于所述第一线缆并与所述第一线缆电连接，所述浮标设有第二控制装置，所述第二控制装置电连接于所述第一控制装置与所述第一线缆，在封堵甲烷泄漏点后，所述方法还包括：
10.根据权利要求7所述的甲烷泄露清理方法，其特征在于，所述海底甲烷泄露应急清理设备的数量为多个，多个所述海底甲烷泄露应急清理设备围绕甲烷泄漏点间隔设置。
技术总结
本申请公开了一种海底甲烷泄露应急清理设备及甲烷泄露清理方法，广泛应用于甲烷清理技术领域。该海底甲烷泄露应急清理设备包括底座、海上供氧平台以及输送装置，底座用于放置于甲烷泄露点处，海上供氧平台的第一控制装置以及供氧装置位于海面上，水质监测装置安装于水下，水质监测装置与供氧装置分别电连接于第一控制装置，第一控制装置用于根据水质监测装置检测到的实时数据控制供氧装置启停和运行功率，输送装置的沿海洋深度方向上的一端与供氧装置的出口连通，输送装置的沿海洋深度方向上的另一端连接于底座并设有供氧口，供氧口连通海水。从而，能够确保海水中的溶解氧浓度，以确保甲烷在海水中的消耗速率，减少逃逸到大气中的甲烷量。
技术研发人员：季春生,张伟,莫仕林,袁胜,王阔,刘鹏奇,王力峰,王飞飞,张国庆,陶德乐
受保护的技术使用者：广州海洋地质调查局三亚南海地质研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23