深海甲烷可燃冰分析仪

p 整个5月，可以称得上是“可燃冰”月。据外媒报道，美国于12日宣布正在墨西哥湾开展“可燃冰”钻探研究，日本也于4日宣布从近海“可燃冰”中提取出了甲烷。5月18日，国土资源部部长姜大明对外宣布，5月10日起，我国从南海神狐海域水深1266米海底以下203-277米的天然气水合物(也即可俗称的“可燃冰”)矿藏实现连续187个小时的稳定产气。这一消息让包括仪器界在内的不少中国人感到沸腾！br//pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/64c1bf22-6b1e-45a0-9c27-1e9196acd99b.jpg" title="189271705.jpg"//pp　　为什么大部分储存于海底的“可燃冰”能够引得当今世界上的大国们竞相研究它的开采手段呢?主要原因是“可燃冰”使得人类一下增加了很多能源来源，如果能低成本、高安全地商业开发出来，后期基本不需要再进行复杂的化工处理，相比原油/煤炭还需要裂解、建很多炼油厂要环保和省钱得多，而且燃烧后对环境的污染也非常小。/pp　　不过几乎和以往历次国家发布重大科技突破一样，此消息一出，引来各方发声。/pp　　一类声音认为，“从科学到技术创新要经历知其然(发现现象)、知其所以然(理论理解)、造其然(技术上可行)、利其然(经济上可行)的4个阶段。中国这次突破的意义，就是让利用‘可燃冰’达到了‘造其然’的阶段。”/pp　　“这次中国之所以取得突破，就是因为把开采固体变成了开采气体，在原位通过降压把水合物中的甲烷释放出来，直接采甲烷，同时整个过程都保持可控，没有引发海底甲烷泄漏。”/pp　　“‘可燃冰’的开采十分费劲，它深藏在高压低温的海底环境，一不小心，就容易造成海底滑坡。日本先于我国研究开采技术，却因泥沙堵塞管道问题解决不了，‘可燃冰’开采迟迟未能取得进展。虽然我国不是第一个发现‘可燃冰’的国家，也不是第一个开采出‘可燃冰’的，但我们之所以敢宣称是世界第一，是因为‘稳定开采’这四个字。”/pp　　当然，也有另外一类声音：“此次使用的钻井技术，‘可燃冰’开采技术和钻井船舶都是常规技术和设备。这种用常规油气勘探开发的技术和装备来开采“可燃冰”全世界所有大石油公司都会干，都能干。”/pp　　“如果出现大面积海底甲烷气溢出，就会是生态灾难......”/pp　　“有什么样的技术可以把‘可燃冰’融化后溢出的甲烷气盖在海底之下而不溢出海底呢?目前世界没有，中国也没有! ”/pp　　此外，在关于“可燃冰”的报道中，还闹出了“50000公里”这样的乌龙。令人遗憾的是，这个报道中的乌龙助长了另外一个方向的舆论：认为中国这次试采完全没有意义，甚至是自欺欺人。/pp　　无论对于“可燃冰”是“扬”也罢，“抑”也罢，作为科学仪器及分析测试行业的门户网站，我们更加关注的是“可燃冰”的探测技术。/pp　　据了解，深海可燃冰探测在技术上目前已经有了很大突破，然而仍存在价格昂贵(例如，“深海甲烷原位探测系统”其缆控机器人价格在4000万元/台以上)、整套探测装置非常复杂、探测能力有限、难以适应可燃冰分布特点的探测等一些问题。/pp　　不过，已经有技术专家正在着手开发新型深海可燃冰探测系统，其中包括一位年逾七旬的老人，合肥奥义克斯光电科技有限公司的技术带头人丁厚本教授。丁厚本自1963年起从事国防科技工作 1986年至1991年，任核九院工学院院长 1991年7月，作为安徽引进的高科技人才回安徽合肥工作。/pp　　他主持研发的深海可燃冰探测系统，旨在提供一种基于γ射线康普顿背散射扫描技术的深海可燃冰探测器。据奥义克斯公司相关材料显示，它能直接、快捷、安全、准确地判断是否为可燃冰 且设备生产成本低，装置构造简单，容易操作。这一项目曾经在2016年首届四川省科技工作者创新创业菁英大赛中获一等奖。/pp　　另据相关资料介绍，2011年，我国已在南海圈定25个“可燃冰”成矿区块，控制资源量达到41亿吨油当量。如果一个区块需要30套深海可燃冰探测仪，则共需750套探测仪，每套探测仪售价按200万元保守估算，750套共15亿元，并且尚有更多的成矿区块等待被发掘。因此，开发新型的“可燃冰”探测技术也具有潜在的商业价值。/p

p　　时隔两年，参与《“十三五”海洋领域科技创新专项规划》(以下简称《规划》)制定的上海交通大学任平研究员终于盼来了“十三五”海洋科技发展顶层设计正式面世。日前，《规划》由科技部、国土资源部、国家海洋局联合印发。/pp　　“海洋科技创新是提高海洋实力的战略支撑，是海洋强国建设的核心任务。”任平告诉科技日报记者，“十三五”是落实建设海洋强国重大部署，实施创新驱动发展战略的关键时期，《规划》在深入分析世界海洋科技发展新趋势的基础上，查找制约我国海洋科技创新的主要因素，在若干领域布局基础研究和应用技术研究，进一步建设完善国家海洋科技创新体系，提升我国海洋科技创新能力。/pp　　strong“十三五”有望实现万米下潜/strong/pp　　海洋强国战略的实现依赖于深海关键技术与装备能力的提升，而由于高压、低温、高温等极端环境条件的限制，深海技术与装备一直是国际海洋工程技术研究的难点和最前沿，也是制约我国实施深海战略的关键技术瓶颈。/pp　　任平告诉记者，深海潜水器是发展深海技术的引擎和集成平台，也是开展深海科学研究、资源开发的重要支撑，相关技术的进步将促进深海装备配套技术和新兴产业发展。/pp　　开展潜水器谱系化工程，这是《规划》提出的重要目标。“十三五”，我国将通过《深海技术与装备》专项的实施，形成3—5个国际前沿优势技术方向、10个以上核心装备系列产品，满足我国在深海领域的重大需求、为形成我国自主的深海产业提供技术和人才支撑。/pp　　具体来说，包括开展深海空间站研制 全海深(最大工作深度11000米)潜水器研制及深海前沿关键技术研究，争取在“十三五”实现万米下潜 深海通用配套技术及1000—7000米级潜水器作业及应用能力示范 深远海核动力平台关键技术研发。/pp　　科技部相关负责人介绍，“十三五”我国将形成深海运载、探测装备谱系化和配套能力，提升深海作业支持能力以及深水油气和矿产资源开发方面的自主技术能力，最终目的是希望通过技术装备研发，带动整个国家装备制造能力的进步。/pp　　strong形成可燃冰开采试验能力/strong/pp　　“海洋高技术已成为国家竞争力的重要标志。”任平说，本世纪以来，在国家连续3个五年计划的支持下，我国的海洋科学和技术取得了巨大的进步，然而，在日趋激烈的海洋资源的争夺中，我国海洋资源开发能力亟待提高，特别是深海资源开发能力。/pp　　比如，在海洋油气开发方面，我国仍以300米以浅的海洋油气开发为主，尚未系统掌握深水油气勘探开发技术，大量深水油气勘探开发核心技术与设备不得不依赖进口，核心技术不足已成为我国进军海外深水油气的重要瓶颈。在南极磷虾资源调查、捕捞、深度加工等诸多技术方面，我国与挪威、日本等国仍有至少20—30年的差距。目前国际海底矿产资源活动重点逐步由资源勘探向开发过渡，而我国尚不具备海底资源规模化开采技术。此外，生物基因资源利用、生物多样性保护、公海保护区建设等与资源有关的热点问题都需要有力的科技支撑。/pp　　为此，《规划》提出实施深水能源、矿产资源精细勘探与试采技术工程示范，实现核心技术和装备国产化，全面提升海洋资源自主开发能力，为海洋强国建设提供支撑。/pp　　比如,开展海洋油气工程新概念、新技术研究，开发深水油气勘探核心技术和工程装备，结合“大型油气田及煤层气开发”重大专项，形成1500米到3000米深水油气资源自主开发能力 开展海洋天然气水合物成藏、成矿机理以及安全开采等基础问题研究，开发精确勘探和钻采试验技术与装备，形成海底天然气水合物(又称可燃冰)开采试验能力 开展大洋矿产成矿机理与分布规律等科学问题研究，开发高效勘探核心技术研究及深海采矿系统设计，研制集矿与输送装备，完成1000米海深集矿、输送等技术海上试验。/pp　　strong实现大型深海探测装备共享/strong/pp　　该人士认为，《规划》一大亮点是，提出重点建设国家重大基础设施和海洋技术创新平台，优化海洋科技创新基地布局。/pp　　如今我国深海探测与作业技术实现重大进展，在深海耐压舱、深海浮力材料、深海推进器、深海液压控制、深海通信与定位技术、深海机械手等方面均取得了突破，取得了“蛟龙”号载人潜水器、“海马”号4500米级遥控潜水器、“海燕”号深海滑翔机等一批重大成果。预计到“十三五”末，我国将是国际上拥有最多大深度载人潜水器的国家。/pp　　在上述人士看来，这给管理者提出的新命题是如何通过共享机制实现资源最优化及高效应用，实现大型深海探测装备共享。/pp　　《规划》同时提出，要建立资源共享的机制，建立海洋科学观测数据、海洋微生物菌种/基因等资源的共享制度，推动科学观测、技术研发、产业培育、海洋管理等环节的相互融合，建立强有力海洋科技任务的一体化实施体系，建立与中央财政科技计划管理改革方案相适应、与海洋事业发展的重大工程紧密结合的协同创新机制，提高科研产出效率。/pp　　该人士表示，与陆地相比，海洋相关数据获取更难、成本更高，正因为如此，共享才显得更为必要。“比如美国的海洋科技创新之所以领先，其中很重要的一点是建立了有效的共享机制。”/p

p　　strong仪器信息网讯 /strong2017年5月,几个大国都发出了有关可燃冰的消息。中国18日宣布在南海试采可燃冰成功。此前,美国于12日宣布正在墨西哥湾开展可燃冰钻探研究,日本也于4日宣布从近海可燃冰中提取出了甲烷。此前包括俄罗斯、加拿大、印度等国家已经加入了这个开采行列。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/noimg/d7e78e9a-ab48-497d-af9c-7a47147be596.jpg" title="1.jpg" style="width: 606px height: 82px " width="606" vspace="0" hspace="0" border="0" height="82"//pp　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong可燃冰的优点/strong/span/pp　　什么是可燃冰?中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室副研究员袁岚峰介绍,可燃冰的结构是甲烷为主的有机分子被包在水分子组成的“笼子”里,由于甲烷是天然气的主要成分,所以其学名是天然气水合物。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/d6819cd3-6d4f-44db-b5b5-e27a4d9b3142.jpg" title="1.jpg"//pp style="text-align: center "strong可燃冰的结构/strongbr//pp　　它之所以被称作“可燃冰”,一方面是因为既含水又呈固体,看来像冰,另一方面,甲烷与水分子结合很弱,外界稍加扰动就可以让其分离出来,很容易点燃。/pp　　甲烷是清洁燃料,燃烧后只生成二氧化碳和水,如果替代煤炭,将有助于解决空气污染问题。/pp　　可燃冰储量巨大,广泛分布于全球大洋海底、陆地冻土层和极地之下。有专家估计,其资源量相当于全球已探明传统化石燃料碳总量的两倍。因此,可燃冰是一种有重大战略意义的未来能源。/pp　　“目前全球生产模式主要依靠的传统化石能源总会耗尽,而可燃冰可能大大延长这个时间,为人类开发新能源提供缓冲。”袁岚峰说。/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "大国竞相探索/span/strong/pp　　可燃冰的优点吸引了全球大国竞相研究开采手段。/pp　　美国能源部下属的国家能源技术实验室12日宣布,正与得克萨斯大学奥斯汀分校等机构合作,于5月在墨西哥湾深水区开展可燃冰开采研究,11日已经开始了一次钻探。/pp　　美国十分重视可燃冰研究,2000年曾通过《天然气水合物研究与开发法案》。此后美国能源部多次拨款支持可燃冰研究,最近一次是在2016年9月,宣布投入380万美元支持6个新的可燃冰研究项目。开展本次钻探的得克萨斯大学奥斯汀分校就是受支持的项目方之一。/pp　　日本经济产业省资源能源厅4日宣布,日本石油天然气金属矿物资源机构成功从日本近海海底埋藏的可燃冰中提取出甲烷。此次试验开采海域位于爱知县和三重县附近的太平洋近海,估计该海域拥有的可燃冰储量达1.1万亿立方米,是日本天然气年消费量的约10倍。/pp　　这是日本第二次开采可燃冰。2013年,日本尝试过开采海底可燃冰并提取了甲烷,但由于海底砂流入开采井,试验仅6天就被迫中断。本次试验持续12天后也因出砂问题中断,未能完成原计划连续三四周稳定生产的目标,12天产气量只有3.5万立方米。/pp　　《日本经济新闻》19日说,日本希望在21世纪20年代开始可燃冰商业化项目,但现在看来还需要时间研发相应技术。日本资源能源厅石油天然气课长定光裕树表示,由于日本开采试验没有达到目标,可能不得不调整商业化的时间。/pp　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong特殊国情加大开采难度/strong/span/ppspan style="color: rgb(0, 176, 240) "strong　　/strongspan style="color: rgb(0, 0, 0) "我国可燃冰主要分布在南海海域、东海海域、青藏高原冻土带以及被冻土带，根据粗略估算，其资源量分别为64.97*10sup12/supmsup3/sup、3.38*10sup12/supmsup3/sup、12.5*10sup12/supmsup3/sup、2.8*10sup12/supmsup3/sup。其中南海北部陆破的可燃冰资源量达185亿吨油当量，相当于南海深水勘探已探明的油气地质储备的6倍，达到我国陆上石油总量的50%。此外，在西沙海槽已初步圈出可燃冰分布面积5242平方千米，其资源估算达到4.1万亿立方米。而且在我国东海和台湾省海域也存在大量可燃冰。经过海内外专家学者多年探测研究证实中国台湾省西南面积约77000平方千米的海域蕴藏着极为丰富的可燃冰球。据科学家估算，远景资源至少有350亿吨油当量。并且已在南海北部神狐海域和青海省祁连山永久冻土带取得了可燃冰实物样品。/span/span/pp　　中国此次试采可燃冰成功,也是世界首次成功实现资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采。截至18日,本次试采连续产气超过一周,最日高产量3.5万立方米,累计产气12万立方米。/pp　　但是可燃冰要商业化还有许多障碍,比如降低开采成本、降低环境影响等。/pp　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong现阶段的开采技术/strong/span/ppspan style="color: rgb(0, 176, 240) "/span/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/5b267c40-309e-4c34-945f-fd962351f0ab.jpg" title="2.jpg" style="width: 496px height: 433px " width="496" vspace="0" hspace="0" border="0" height="433"//pp style="text-align: center "strong降压法开采原理/strongbr//ppspan style="color: rgb(0, 176, 240) "　　span style="color: rgb(0, 0, 0) "降压法是通过降低压力而使天然气水合物稳定的相平衡曲线移动，从而达到促使水合物分解的目的。一般是在水合物层之下的游离气聚集层中降低天然气压力或形成一个天然气空腔(可由热激发或化学试剂作用人为形成)，使与天然气接触的水合物变得不稳定并且分解为天然气和水。在该方法中，由于没有额外的热量注人水合物开采层，分解所吸收的热量必须由周围物质提供，但是当水合物分解吸收的热量达到一定程度，水合物周围环境温度降低会抑制水合物的进一步分解研究表明，这种方法在气体全面分解过程中有利于控制开采气体的流量，适合于那些储藏中存在大量自由气体的水合物储层，是现有水合物开采技术中经济前景比较好的开采技术。br//span/span/ppbr//pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/8c1160ce-86a8-4c95-b3eb-4b67c33ba6f1.jpg" title="3.jpg" style="width: 493px height: 330px " width="493" vspace="0" hspace="0" border="0" height="330"//pp style="text-align: center "strong综合法开采原理/strong/pp　　综合法是综合利用降压法和热开采技术的优点对天然气水合物进行有效开采。其具体方法是先用热激法分解天然气水合物，后用降压法提取游离气体。目前，这种方法已得到了人们的广泛推祟，已投产的俄罗斯Messoyakha气田和加拿大Mackensie气田均以该法为主要开采技术，其技术在国内具有良好的应用前景。br//pp style="line-height: 16px "img src="/admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif"/a href="http://img1.17img.cn/17img/files/201705/ueattachment/af556450-90e6-48f0-93cf-1eeee0ed2983.pdf"新型洁净能源可燃冰的研究发展.pdf/a/p