Método de extracción y procesado de sedimento de fondo marino.

Un método de extracción y procesado de sedimento de fondo marino incluyendo los pasos de:

1) remover sedimento en el fondo marino (3) para formar una suspensión usando una a herramienta de minería de oruga operada a distancia (2);

2) transportar la suspensión a la superficie mediante una columna de producción ascendente (6);

3) procesar la suspensión para disociar hidratos y quitar hidratos de la suspensión en forma gaseosa en la superficie, caracterizado por:

4) transportar la suspensión a una posición en tierra.

Método de extracción y procesado de sedimento de fondo marino La presente invención se refiere a un método de extracción y procesado de sedimento de fondo marino.

Hoy día hay mínima actividad en el campo de la minería en el fondo marino. Es un campo que está comenzando a ser desarrollado por compañías como Nautilus Minerals que usa técnicas de oruga para extraer sulfuros minerales del fondo marino. De Beers también usa varios métodos de extracción. Estos incluyen un sistema horizontal en el que una oruga de fondo marino pone gravas diamantíferas en un buque de superficie y un sistema vertical en el que una perforadora recupera gravas diamantíferas del fondo marino.

También es relevante para la presente invención el campo de la recuperación de hidratos de gas. Existen varias propuestas para recuperar gas de los hidratos de gas que hay en una formación geológica debajo de la superficie de la tierra mediante un proceso que implica la perforación convencional de un agujero similar al usado en la industria del petróleo y gas para entrar en los estratos conteniendo hidratos y a continuación hacer que el hidrato se disocie reduciendo la presión o incrementando la temperatura y/o a través de estimulación química.

La presente invención se refiere a proporcionar un nuevo método de minería de fondo marino para recuperar materiales que previamente no han sido recuperados.

CN 101182771 describe un método de minería de fondo marino incluyendo los pasos de:

1) Remover sedimento en el fondo marino para formar una suspensión;

2) Transportar la suspensión a la superficie; y 3) Procesar la suspensión para disociar hidratos y quitar hidratos de la suspensión en forma gaseosa en la superficie.

Según la invención, dicho método se caracteriza por transportar la suspensión o componentes de la suspensión desgasificada a una posición en tierra.

La presente invención proporciona un método de minería de fondo marino para extraer una corriente gaseosa de los hidratos de gas. La suspensión de la que se ha separado el gas puede ser descargada, o puede ser procesada más como se expone a continuación para obtener más productos finales.

El sedimento puede ser removido por un sistema de levantamiento hidráulico. Sin embargo, preferiblemente, esto se lleva a cabo con una herramienta de minería de oruga operada a distancia puesto que ésta es capaz de remover mecánicamente el sedimento.

En algunas circunstancias, dependiendo de la geología del sedimento, o la manera en que éste ha sido extraído del fondo marino, la suspensión transportada a la superficie puede no contener partículas de dimensiones excesivas. Sin embargo, el método también incluye preferiblemente el paso de pasar la suspensión a través de un tamiz para quitar las partículas más grandes antes de o durante el paso 3.

El gas recuperado de los hidratos puede ser transportado simplemente para uso sin procesado adicional. Sin embargo, preferiblemente, es licuado o comprimido para facilitar el manejo adicional. El gas comprimido puede ser transportado al fondo marino para facilitar el transporte de la suspensión a la superficie.

Si la suspensión contiene una cantidad excesiva de agua del mar, puede experimentar un paso de deshidratación.

Los pasos 1 a 3 del método se pueden llevar a cabo en una posición en alta mar. Una vez que el gas ha sido extraído y, opcionalmente, se ha quitado el agua excedente en el paso de deshidratación, la suspensión es transportada preferiblemente a una posición en tierra para tratamiento adicional. Durante dicho transporte, la suspensión es agitada preferiblemente para evitar la sedimentación de diferentes materiales que en caso contrario impediría el manejo adicional de la suspensión.

La suspensión de la que se ha extraído el gas en el paso 3) puede ser procesada adicionalmente posteriormente. En una aplicación, este suspensión contendrá minerales y sapropel. Sapropel es un término conocido en la técnica para designar sedimentos que son ricos en materia orgánica. El método incluye además el paso de separar la suspensión en una corriente rica en minerales y una corriente rica en sapropel. La deshidratación adicional se puede llevar a cabo durante esta separación. Alternativamente, las dos corrientes pueden ser deshidratadas individualmente en una etapa posterior. La corriente rica en minerales puede ser separada adicionalmente en varias corrientes cada una rica en un mineral concreto. La corriente rica en sapropel es procesada preferiblemente para producir combustible y/o energía utilizables.

Las corrientes pueden ser separadas por una centrífuga para producir sapropel y sedimentos minerales. La centrífuga también puede realizar la deshidratación.

Se puede aplicar gasificación a la corriente rica en sapropel para producir gas sintético.

Se aplica separación adicional a la corriente rica en minerales para producir sulfuros minerales, óxidos minerales o metales separados.

Según un segundo aspecto de la presente invención se facilita un aparato para extracción y procesado de sedimento de fondo marino incluyendo una herramienta de minería de oruga para avanzar a través del fondo marino y formar una suspensión; una columna de producción ascendente para transportar la suspensión de la oruga a la superficie; un primer separador para disociar hidratos y sacar hidratos de la suspensión en forma gaseosa en la superficie. Se facilita preferiblemente un segundo separador para separar la suspensión en una corriente rica en minerales y una corriente rica en sapropel. Un tercer separador tiene preferiblemente la finalidad de separar la corriente rica en minerales en varias corrientes cada una rica en un mineral concreto. Se facilita preferiblemente una planta de procesado de sapropel para procesar la corriente rica en sapropel para producir combustible utilizable.

Un ejemplo de un método y aparato según la presente invención se describirá ahora con referencia a los dibujos acompañantes, en los que:

La figura 1 es una representación esquemática de los componentes en alta mar del sistema.

Y la figura 2 es una representación esquemática de los componentes en tierra del sistema.

Los componentes en alta mar del sistema están centrados alrededor de un buque de producción flotante 1 que aloja varios elementos del equipo de producción descrito en detalle más adelante.

La minería del fondo marino se lleva a cabo con una herramienta de minería de oruga 2 que está diseñada para operar a profundidades de hasta 2000 m y es controlada desde un módulo de control a bordo del buque de producción. La herramienta de minería de oruga es un vehículo tractor maniobrable direccionalmente que puede moverse a lo largo del fondo marino 3 y está equipado con un mecanismo para recuperar mecánicamente sedimentos en forma de un cabezal de corte mecánico para remover los sedimentos y reducir el tamaño de partícula, combinado con aspiración para recuperar el sedimento removido. La herramienta es movida por un motor hidráulico que es accionado por un paquete de potencia hidráulica 4 en el buque 1. Éste está conectado al buque por un umbilical 5 que suministra potencia hidráulica y eléctrica para impulsar y controlar el vehículo. Tanto la velocidad de movimiento a través del fondo marino como la profundidad de excavación se pueden variar para lograr la tasa deseada de recuperación de sedimento. El vehículo también está equipado con luces y cámaras CCTV para facilitar el control y la dirección y dispositivos sonar para medir el grosor de la capa de sedimento.

La oruga 2 está conectada al buque 1 por una columna ascendente rígida construida en secciones de tubo de acero o una columna de producción ascendente flexible 6, similar a las usadas en la industria del petróleo y gas en alta mar, construida de un material compuesto incluyendo, aunque sin limitación, hilos de acero enrollados en espiral para proporcionar resistencia mecánica, capas de caucho y termoplástico para proporcionar flexibilidad y aislamiento. La columna ascendente tiene un diámetro interno de entre 200 mm y 600 mm. El diámetro está diseñado para lograr una tasa óptima de flujo de hasta 20 m/s. Los sedimentos excavados se mezclan con agua del mar para formar una suspensión. Ésta es impulsada al buque de producción 1 usando una combinación de una bomba de vacío situada en la herramienta de minería de oruga 2 para realizar la aspiración inicial y la alimentación a la columna ascendente y un proceso de elevación de gas por el que gas comprimido es inyectado a lo largo del umbilical 7 a la sección inferior de la columna ascendente. Esto hace que la mezcla de suspensión y gas... [Seguir leyendo]

1. Un método de extracción y procesado de sedimento de fondo marino incluyendo los pasos de:

1) remover sedimento en el fondo marino (3) para formar una suspensión usando una a herramienta de minería de oruga operada a distancia (2) ; 2) transportar la suspensión a la superficie mediante una columna de producción ascendente (6) ; 3) procesar la suspensión para disociar hidratos y quitar hidratos de la suspensión en forma gaseosa en la superficie, caracterizado por: 4) transportar la suspensión a una posición en tierra.

2. Un método según la reivindicación 1, donde el paso 2 incluye transportar gas comprimido al fondo marino (3) para facilitar el transporte de la suspensión a la superficie.

3. Un método según alguna de las reivindicaciones precedentes, incluyendo además el paso de pasar la suspensión a través de un tamiz (8) para quitar partículas más grandes antes o durante el paso 3.

4. Un método según alguna de las reivindicaciones precedentes, donde los gases derivados de los hidratos son licuados posteriormente.

5. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde los gases derivados de los hidratos son comprimidos posteriormente.

6. Un método según la reivindicación 5 y la reivindicación 2, donde algunos de los gases comprimidos derivados de los hidratos son transportados al fondo marino (3) para facilitar el transporte de la suspensión a la superficie.

7. Un método según alguna de las reivindicaciones precedentes, incluyendo además agitar la suspensión durante el transporte a la posición en tierra.

8. Un método según la reivindicación 7, incluyendo además el paso de deshidratar parcialmente la suspensión.

9. Un método según alguna de las reivindicaciones anteriores, incluyendo además: separar la suspensión en una corriente rica en minerales (27) y una corriente rica en sapropel (26) .

10. Un método según las reivindicaciones 8 y 9, donde los pasos de deshidratar y separar la suspensión en una corriente rica en minerales (27) y una corriente rica en sapropel (26) se realizan simultáneamente en una centrífuga de tres vías (24) .

11. Un método según la reivindicación 9, incluyendo además separar la corriente rica en minerales (27) en un número de corrientes cada una rica en un mineral concreto.

12. Un método según la reivindicación 9 o 11, incluyendo además procesar la corriente rica en sapropel (26) para producir combustible y/o energía utilizables.

13. Un método según la reivindicación 11, donde el paso de separar la corriente rica en minerales (27) incluye separar la corriente rica en minerales en sulfuros minerales, óxidos minerales o metales separados.

14. Un método según la reivindicación 12, donde el paso de procesar la corriente rica en sapropel (27) incluye el paso de gasificar la corriente rica en sapropel (27) para producir el combustible y/o la energía utilizables.

15. Un aparato para extracción y procesado de sedimento de fondo marino incluyendo una herramienta de minería de oruga (2) para avanzar a través del fondo marino (3) y formar una suspensión; una columna de producción ascendente (6) para transportar la suspensión desde la oruga (2) a la superficie; un primer separador para disociar hidratos y quitar hidratos de la suspensión en forma gaseosa en la superficie; caracterizado por medios para transportar la suspensión a una posición en tierra.

16. Un aparato según la reivindicación 15, incluyendo además un segundo separador para separar la suspensión en una corriente rica en minerales y una corriente rica en sapropel (26) .

17. Un aparato según la reivindicación 16, incluyendo además un tercer separador para separar la corriente rica en minerales en un número de corrientes cada una rica en un mineral concreto.

18. Un aparato según las reivindicaciones 17, incluyendo además una planta de procesado de sapropel para

procesar la corriente rica en sapropel (26) para producir combustible y/o energía utilizables.