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龙图腾网获悉中国海洋大学申请的专利深海深部岩土体智能掘进-碳封存一体化装备及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119777729B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510079775.0，技术领域涉及：E21B7/124；该发明授权深海深部岩土体智能掘进-碳封存一体化装备及方法是由沙飞;杨凯瑞;孙伟强设计研发完成，并于2025-01-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本深海深部岩土体智能掘进-碳封存一体化装备及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了深海深部岩土体智能掘进‑碳封存一体化装备及方法。包括补给船舶、海上注入平台、CO2注入管道、CO2捕集输送机构、CO2注入封存装置。所述CO2注入管道包括气力输送泵、立管、流量计、压力传感器、气体传感器，所述CO2捕集输送机构包括CO2捕集装置、液态CO2存储箱、CO2液化处理装置，所述CO2注入封存装置包括第一种射流喷嘴、第二种射流喷嘴、破土掘进系统、高压软管、岩屑处理装置、滤网、智能探测系统、动力系统，所述破土掘进机构包括聚晶金刚石复合片钻头、仿生推进装置、旋转导向系统。本发明提供了深海深部岩体碳封存的定向智能掘进装备及液态CO2全套注入封存方法，实现了深海碳封存的长期稳定，对全球环境保护具有重要意义。

本发明授权深海深部岩土体智能掘进-碳封存一体化装备及方法在权利要求书中公布了：1.深海深部岩土体智能掘进-碳封存一体化方法，其特征在于包括如下步骤： S1、CO2捕集装置从CO2排放源捕集气态CO2，经CO2压缩处理装置将气态CO2液化，并存储于液态CO2存储箱中，再通过补给船舶将液态CO2输运至海上注入平台，通过气力输送泵、立管、CO2注入封存装置将液态CO2注入深海深部岩土体封存； S2、液态CO2输送到海上注入平台后，首先将少量的液态CO2注入到CO2注入封存装置的液压仓内，下放CO2注入封存装置及CO2注入管道至5000m以下的海床上，CO2注入封存装置与CO2注入管道接口处密封连接； S3、CO2注入封存装置连接CO2注入管道，下放至海床后，首先位于CO2注入封存装置破土掘进机构前端的第二种射流喷嘴开始喷射海水，对海床表层沉积物进行破土开挖； S4、通过羽流抑制罩抑制破土过程中引起的羽流扩散，随破土深度加深，羽流抑制罩不断收缩，始终停留于海床以上，当CO2注入封存装置完全掘进至海床下后，羽流抑制罩停止收缩； S5、通过智能探测系统感知表层土体类型，根据浅层土体类型进行射流破土参数的调控，并且当海床浅层土体达到破坏程度后，位于破土掘进系统前端的聚晶金刚石复合片钻头开始工作，通过钻头自适应调节系统根据土体类型进行钻头转速调节，具体步骤如下： ①软弱土层：射流速度控制在6-8ms，当钻头陷入深度达到50cm以上时，转速控制在60-80rpm； ②中等密实土层：射流速度控制在8-10ms，当钻头陷入深度达到30cm以上时，位于破土掘进系统前端的聚晶金刚石复合片钻头开始工作，80-100rpm； ③硬质土层：射流速度控制在10-12ms，当钻头陷入深度达到20cm以上时，位于破土掘进系统前端的聚晶金刚石复合片钻头开始工作，100-150rpm； S6、当CO2注入封存装置穿过浅层土体到达岩层时，通过智能探测系统感知岩土体类型的变化，根据不同土层与岩层之间的转变实时调节射流速度、钻头转速，具体步骤如下： ①当浅层土体转变为硬质岩层时，控制射流速度为15-20ms，钻头转速控制位80-100rpm； ②当浅层土体转变为软质岩层时，控制射流速度为12-15ms，钻头速度控制为60-80rpm； S7、通过液压仓、推进环、可伸缩机构为CO2注入封存装置提供掘进动力，步骤如下： ①释放液压仓中液态CO2至第4推进环，第4推进环充满液态CO2并膨胀锚固后，控制推杆3推出，并使第3伸缩环伸长前进； ②继续释放第4推进环中液态CO2至第3推进环中，使第3推进环膨胀锚固，控制推杆2推出，使第2伸缩环伸长前进； ③继续释放第3推进环中液态CO2至第2推进环中，使第2推进环膨胀锚固，控制推杆1推出，使第1伸缩环伸长前进； ④最后释放第2推进环中的液态CO2至第1推进环中，然后将液态CO2回流至液压仓内，供下一个掘进循环使用； S8、循环S6，掘进过程中CO2注入封存装置，根据高精度定位导航系统按预设路径向海床下掘进，通过旋转导向系统控制钻头旋转角度为0.5°-3°之间； S9、在CO2注入封存装置并掘进过程中，抽吸管路抽吸海水至储水仓中，通过第二种射流喷嘴，喷射储水仓中的海水，进而清理掘进过程产生的岩屑； S10、在抵达预设封存储层时，通过声波反射探测仪探测岩体类型及岩体裂隙、空腔分布情况，根据封存储层的孔隙度、渗透率对储层特征进行评价，通过智能监测调控系统对CO2注入封存装置的注入状态进行实时调节； S11、当封存储层孔隙度为20%-30%，渗透率＞1000mD时，判定为良好封存环境，适当提高注入速率及注入量；当孔隙度10%-20%，渗透率为100-1000mD时，判定为一般封存环境，降低注入速率及注入量； S12、在到达预设封存地点并对岩体裂隙探测完毕，且分析合格后，将液压仓内的液态CO2通过第一种射流喷嘴进行释放，通过能源动力供应系统，以≥8MPa的压力将液态CO2泵入至CO2注入管道，最后通过CO2封存注入装置将液态CO2注入深海海床下岩体裂隙中进行封存； S13、碳封存过程中布设在海上注入平台及CO2注入管道上的流量计、压力传感器、气体传感器开始工作实时监测液态CO2注入流量、注入压力、CO2浓度，确保液态CO2注入流量变化不超过±5%，注入压力变化不超过±3MPa，CO2浓度≤1%。

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