CN112343557A - 海域天然气水合物自入式开采装置及开采方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种海域天然气水合物自入式开采装置及开采方法，包括自入结构体、防砂装置和气液举升系统，所述自入结构体为重力锚，防砂装置和气液举升系统安装在自入结构体上，自入结构体和防砂装置之间形成有至少一个空腔，所述空腔连通有至少一个通道，所述防砂装置允许液体和气体通过并进入所述空腔，过滤泥沙，气液举升系统包括至少一个举升动力装置，气液举升系统一端连接空腔，另一端经管路向外输出，本装置开采不需要钻井，利用自入式结构体冲击进入天然气水合物储层或者天然气水合物储层下伏游离气层，可以实现降压开采和开采系统回收，可极大降低天然气水合物的开采成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种海域天然气水合物自入式开采装置及开采方法。
背景技术
天然气水合物是一种绿色能源，具有很高的开采潜力与资源价值。目前普遍认为，降压法及基于降压法的改良方案可能是实现海域天然气水合物产业化试采的最佳途径，而其他方法则主要作为降压法的辅助增产措施或产气稳定措施使用。
在天然气水合物开采的具体实施方面，现有的开采方法可以分为钻井法和表面开采法。钻井法开采是指通过海面钻井船在深海的海底钻井，进而通过降低井筒内压力实现降压法开采或者固态流化开采，这种方法可以实现海底下侧10m-500m埋深的天然气水合物开采。表面开采法是指直接下放开采机械或装置到海底表面，直接收集天然气水合物块体或者通过保护罩局部降压转换成天然气后收集气体，主要用于开采海底表面数米以内的天然气水合物。
基于钻井技术的相关开采方法包括：（1）钻井降压开采法：“叶建良等，中国南海天然气水合物第二次试采主要进展，中国地质，2020”，“CN107676058B-一种海洋天然气水合物砂浆置换开采方法及开采装置”，“CN109763794B-海洋水合物多分支水平井降压加热联采方法”和“CN101672177B-一种海底天然气水合物开采方法”等。（2）钻井固态流化开采法：“周守为等，全球首次海洋天然气水合物固态流化试采工程参数优化设计，天然气工业，2017”，“CN106939780B-一种海底浅层非成岩天然气水合物固态流化开采装置及方法”和“CN110700801B-一种天然气水合物固态流化开采自动射流破碎工具等”。
目前，在世界范围内，成功实施海域天然气水合物试采的案例，包括日本两次钻井降压法开采、中国两次钻井降压法和一次钻井固态流化法，都是采用钻井开采技术。然而，由于井筒周围天然气水合物分解会导致储层强度大幅度下降，在巨大的地应力作用下地层大量出沙，会导致井筒失稳，很难实现长期稳定开采。国内外进行的多次海域天然气水合物钻井开采法试开采均出现该问题。另外，基于钻井技术的开采方法，需要使用深海钻井船，其单日租金约700万，钻井周期30天，成本约2亿人民币，而采出的天然气的价值远远无法覆盖钻井成本，所以目前未能实现商业化开采。
基于表面开采理论的相关技术包括：（1）盖顶降压法：“黎伟等，天然气水合物盖顶降压装置开采机理研究，应用力学学报，2020”，“CN105781497A-一种海底天然气水合物采集装置”，“CN111648749A-一种海底浅表层天然气水合物移动立管式开采系统及开采方法”等，这些方法通过设置在海底的类似锥形盖顶的装置来收集天然气水合物或者其分解产物。（2）机械收集法：“CN103628880B-深海海底浅层非成岩地层天然气水合物的绿色开采系统”，“CN104265300B-一种海底表层天然气水合物开采方法及开采装置”和“CN104948143B-一种海底表层天然气水合物的开采方法及其开采装置”等，这些方法通过设置在海底的采矿机械收集天然气水合物块体。
基于表面开采理论的相关技术仍处于理论探索阶段，由于直接赋存于海底表面的天然气水合物占比极少，且赋存分散，因此预期生产效率较低，应用范围有限。
发明内容
本发明针对现有钻井降压法开采技术存在的问题进行改进，根据海域天然气水合物通常赋存于黏土质粉砂或淤泥质沉积物中的特点，本发明提出一种海域天然气水合物自入式开采装置及其开采方法。
本发明解决技术问题所采用的方案是，一种海域天然气水合物自入式开采装置，其特征在于：包括自入结构体、防砂装置和气液举升系统；
所述自入结构体为重力锚，防砂装置和气液举升系统安装在自入结构体上；
所述自入结构体和防砂装置之间形成有至少一个空腔，所述空腔连通有至少一个通道；
所述气液举升系统包括至少一个举升动力装置，气液举升系统一端连接空腔，另一端经管路向外输出。
进一步的，所述通道包括输水管道和输气管道，输水管道一端连接举升动力装置，另一端连接经管路向外输出，输气管道一端连接空腔，另一端经管路向外输出。
进一步的，所述的举升动力装置为安装在空腔内的电泵，所述电泵为电潜离心泵、电潜螺杆泵或泥浆泵，所述空腔内安装有离心，电泵的输入端连接气液分离器的液体出口，抽泵的输出端连接输水管道。
进一步的，所述自入结构体，包括由上至下依次连接的连接构件、主体构件、头部构件，连接构件连接锚缆，头部构件为圆锥状或圆弧帽状，主体构件为立柱状，其至少包括一个开孔管壁，开孔管壁内侧设置有空腔，开孔管壁上设有连通空腔的开孔，防砂装置设置在开孔内和/或覆盖开孔，主体构件上端周侧圆周均布有若干侧翼板。
进一步的，所述的防砂装置为防砂筛网、防砂筛管、机械筛管、砾石防砂层或柔性织物防砂材料层。
进一步的，所述自入结构体上设置有射流注入系统，所述射流注入系统包括嵌入自入结构体的射流管道和布设于自入结构体外表面的若干喷射口，各个喷射口均与射流管道相连通，射流管道的输入口经管路连接外部的高压源。
进一步的，所述自入结构体上设置有膨胀囊封闭系统，膨胀囊封闭系统包括充水膨胀囊体和设置在空腔内的带有电磁阀的注水管路，充水膨胀囊体呈圆环状，固定安装在自入结构体外周上部，注水管路一端连接电泵，另一端连接充水膨胀囊体。
进一步的，所述自入式结构体内壁上安装有电加热装置。
进一步的，所述自入式结构体内下端竖直安装有探杆，或空腔内下端设置有竖直的孔部，孔部内设置有探杆，自入式结构体内安装有电动伸缩杆，探杆安装在电动伸缩杆末端；所述探杆包括开有开孔的透水管壁，透水管壁内安装有防砂装置，防砂装置内中部设置有流通道，流通道连通空腔。
一种海域天然气水合物自入式开采装置的开采方法，包括以下步骤：
（1）选定开采区域，配置好开采装置；
（2）在海床上侧一定距离处释放自入结构体，自入结构体携带气液举升系统和防砂装置冲击进入天然气水合物储层和/或、天然气水合物与游离气混合层和/或、游离天然气层；
（3）通过气液举升系统，将空腔中的液体举升，空腔内部压力降低，进而引起周围地层压力降低，促使周围地层中的天然气水合物分解，分解后的天然气和水在压差作用下不断进入空腔，进而同时举升液体和天然气。
进一步的，开采天然气水合物的过程中，当一定范围内天然气水合物开采完成或者产气效率降低到一定值以后，在水合物储层厚度较大的情况下，逐步提升自入结构体，从而实现对天然气水合物储层自下至上的逐步开采；或将位于地层中的自入结构体拉出，进而将开采装置回收或转移到新的开采区域继续上述步骤2-3进行开采。
进一步的，在步骤（2）之后，启动膨胀囊封闭系统，向充水膨胀囊体注水使其膨胀，从而和天然气水合物储层紧密贴合，封闭自入结构体外圈和周围地层之间的过水通道，进而通过射流注入系统向周围地层中注入含有固体颗粒的高压水；在高压水作用下，天然气水合物储层产生裂隙，进而关闭射流注入系统；固体颗粒会填充在裂隙中防止其完全闭合，形成渗流通道，增加开采效率和开采范围。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：开采不需要钻井，利用自入式结构体冲击进入天然气水合物储层或者天然气水合物储层下伏游离气层，可以实现降压开采和开采系统回收，解决了传统钻井开采方法中钻完井成本极高、地层失稳导致的井筒易坍塌、防砂结构在地层压力作用下易破坏等一系列难题，可极大降低天然气水合物的开采成本，对于海域天然气水合物商业化开采具有重要意义。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1为开采装置的整体示意图；
图2为自入结构体的结构示意图；
图3为主体构件第一种实施结构示意图；
图4为主体构件第二种实施结构示意图；
图5为主体构件第三种实施结构示意图；
图6为射流注入系统的结构示意图；
图7为膨胀囊封闭系统的结构示意图；
图8为电加热装置的安装结构示意图；
图9为探杆的安装结构示意图；
图10为探杆的结构示意图；
图中：A-天然气水合物上覆地层；B-天然气水合物储层；C-天然气水合物储层下伏游离气体层；1-自入结构体；11-主体构件；111-开孔管壁；112-开孔内管壁；113-固定防砂装置的开孔管壁的端头构件；114-中心重块；115-固定防砂装置的开孔管壁的辅助固定构件；12-连接构件；13-头部构件；14-侧翼板；2-防砂装置；21-空腔；31-举升动力装置；32-气液分离器；41-输水管道；42-输气管道；5-海面；51-海面支持系统；52-海面处理系统；53-锚缆系泊系统；54-锚缆；61-射流管道；62-喷射口；71-充水膨胀囊体；81-电磁感应线圈；91-探杆；911-探杆的透水管壁；912-探杆的防砂装置；913-流通道；92-电动伸缩杆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1-10所示，一种海域天然气水合物自入式开采装置，其特征在于：包括自入结构体1、防砂装置2和气液举升系统；
所述自入结构体为重力锚，防砂装置和气液举升系统安装在自入结构体上；自入结构体在海水中下落的过程中主要依靠重力产生较大速度，携带所述气液举升系统和所述防砂装置冲击进入天然气水合物储层和/或、天然气水合物与游离气混合层和/或、游离天然气层；
所述自入结构体和防砂装置之间形成有至少一个空腔21，所述空腔连通有至少一个通道；所述防砂装置允许液体和气体通过并进入所述空腔，过滤泥沙；
所述气液举升系统包括至少一个举升动力装置31，气液举升系统一端连接空腔，另一端经管路向外输出，将空腔中的液体和/或气体进行举升。举升的同时可降低空腔内部压力，进而降低周围地层压力，促进天然气水合物分解为天然气和水，天然气和水在压差作用下通过防砂装置进入空腔，进而举升实现天然气水合物开采。
在本实施例中，所述通道包括输水管道41和输气管道42，输水管道一端连接举升动力装置，另一端连接经管路向外输出，输气管道一端连接空腔，另一端经管路向外输出，以便于收集气体；在地层压力和重力作用下，地层流体进入空腔，空腔中的液体向下运动，举升动力装置将空腔中的液体压入输水管道并举升；空腔中的气体通过进入输气管道向上运动，举升的同时可降低空腔内部压力，进而降低周围地层压力，促进天然气水合物分解为天然气和水，天然气和水在压差作用下通过防砂装置进入空腔，进而举升实现天然气水合物开采。
在本实施例中，所述的举升动力装置为安装在空腔内的电泵，所述电泵为电潜离心泵、电潜螺杆泵或泥浆泵，所述空腔内安装有离心，电泵的输入端连接气液分离器的液体出口，抽泵的输出端连接输水管道，气液分离器32其作用是在液体和气体在空腔中进行重力分离之后，进行液体和气体二次分离，防止气体进入举升动力装置。当然输出口也可只为一个，液体和气体在同一根管道中共同举升输出后，再通过气液分离装置，将液体和气体分离。
在本实施例中，所述自入结构体，包括由上至下依次连接的连接构件、主体构件11、头部构件13，连接构件12连接锚缆54，头部构件为圆锥状或圆弧帽状，用于减小自入结构体下冲的阻力，主体构件为立柱状，其至少包括一个开孔管壁111，开孔管壁内侧设置有空腔，开孔管壁上设有连通空腔的开孔，防砂装置设置在开孔内和/或覆盖开孔，主体构件上端周侧圆周均布有若干侧翼板14，侧翼板用于调整自入结构体下落姿态，减少偏斜，开孔管壁具有透水防护功能，允许液体和气体通过，并保护防砂装置不被地层压力和流体冲蚀破坏；气体和液体通过开孔管壁和防砂装置进入空腔。
如图3所示，主体构件的第一种实施方式是防砂装置覆盖开孔管壁的内壁开孔管壁上设有开孔；如图4所示，主体构件的第二种实施方式是开孔管壁上设有开孔；防砂装置设置在开孔内；如图5所示，主体构件的第三种实施方式是防砂装置覆盖开孔管壁的内壁开孔管壁上设有开孔，且空腔内设置中心重块114用于增强主体构件的整体结构强度。上述三种实施方式为本发明的优选实施例，不改变其本质的其他实施方式也应涵盖在本发明保护范围内。
在本实施例中，所述的防砂装置为防砂筛网、防砂筛管、机械筛管、砾石防砂层或柔性织物防砂材料层，或者有上述至少两种进行组合构成复合防砂构件。
在本实施例中，所述自入结构体上设置有射流注入系统，所述射流注入系统包括嵌入自入结构体的射流管道61和布设于自入结构体外表面的若干喷射口62，各个喷射口均与射流管道相连通，射流管道的输入口经管路连接外部的高压源，高压源为安装在海上平台或船只的注射泵，注射泵通过喷射管道经由喷射口向地层喷射水、热海水、二氧化碳、或者化学抑制剂
射流注入系统的作用为：（1）当天然气水合物分解范围不足时，向自入式结构体周围储层喷射水，其水力切割作用可以增加分解界面，提高开采效率；（2）在天然气水合物储层硬度较大的情况下，当自入式结构体未能达到预定深度时，向自入式结构体下部喷射水，其水力切割作用可以促使自入式结构体进一步下潜；（3）可以将热海水、二氧化碳、或者化学抑制剂注入开采范围，提高天然气水合物分解效率；（4）注水可以减少开采装置周围细泥沙，从而提高渗透性；（5）可以向储层上部注入二氧化碳，二氧化碳和周围水固结，可以提高储层上部地层强度，从而提高储层的稳定性。
在本实施例中，所述自入结构体上设置有膨胀囊封闭系统，膨胀囊封闭系统包括充水膨胀囊体71和设置在空腔内的带有电磁阀的注水管路，充水膨胀囊体呈圆环状，固定安装在自入结构体外周上部，注水管路一端连接电泵，另一端连接充水膨胀囊体。充水膨胀囊体注水后与天然气水合物储层紧密贴合，注水管路利用电泵作为注水动力，将部分地层流体注入充水膨胀囊体，在某些地质条件下，自入结构体外圈和周围地层之间存在过水通道，其水气流动会影响空腔内降压开采效果，膨胀囊封闭系统可以减轻上述影响，充水后的充水膨胀囊体系统可以用于防止下冲通道中的流体干扰开；膨胀囊封闭系统还可以和射流注入系统相配合进行水力压裂增加开采范围。
在本实施例中，所述自入式结构体内壁上安装有电加热装置81，电加热装置使金属材质的自入结构体发热，从而大规模加热天然气水合物储层，可以提高天然气水合物分解速度，以及防止水合物的二次生成。电加热装置可以为电磁感应线圈和电磁加热控制器，利用自入式结构体主要由钢材构成的特点，电磁感应线圈环绕自入式结构体，电磁加热控制器控制电磁感应线圈，使自入式结构体发热，该方案具有较高的热转化和传递效率，由于传统井筒中不存在大块钢结构，很难实施通过电磁原理大规模加热天然气水合物储层。
在本实施例中，所述自入式结构体内下端竖直安装有探杆91，或空腔内下端设置有竖直的孔部，孔部内设置有探杆，自入式结构体内安装有电动伸缩杆92，探杆安装在电动伸缩杆末端；所述探杆包括开有开孔的透水管壁911，透水管壁内安装有防砂装置912，防砂装置内中部设置有流通道913，流通道连通空腔。探杆下潜深度大于自入结构体，从而引导更深处的地层流体进入空腔，可以增加开采范围和效率。
在本实施例中，开采装置工作时，需要借助海面支持系统51、海面处理系统52、锚缆系泊系统53、供电系统和控制系统辅助；为海上平台或船只，海面处理系统设在海面支持系统上，电泵输出端连接海面处理系统，海面处理系统用于对天然气水合物颗粒进行收集、处理和储存，如海面处理系统为储物罐；海面处理系统，包括气体干燥装置、气体压缩装置，以及储气罐或为输气管道；所述锚缆系泊系统，用于释放自入结构体下坠至天然气水合物储层，以及在天然气水合物开采完成后拔出自入结构体；所述锚缆系泊系统包括：缆线和缆线控制装置，缆线的一端连接自入结构体的连接构件，另一端连接缆线控制装置；缆线控制装置设置于海面支持系统上，可以控制缆线外放和回收；供电系统为通过缆线向各个电器原件供电，为开采作业提供电力，控制系统控制各装置运行；此外，还可以设置温度传感器、压力传感器、水流量计和气体流量计等监测仪器。
一种海域天然气水合物自入式开采装置的开采方法，包括以下步骤：
（1）选定开采区域，配置好开采装置；
（2）在海床上侧一定距离处释放自入结构体，自入结构体携带气液举升系统和防砂装置冲击进入天然气水合物储层和/或、天然气水合物与游离气混合层和/或、游离天然气层；
（3）通过气液举升系统，将空腔中的液体举升，空腔内部压力降低，进而引起周围地层压力降低，促使周围地层中的天然气水合物分解，分解后的天然气和水在压差作用下不断进入空腔，进而同时举升液体和天然气。
在本实施例中，开采天然气水合物的过程中，当一定范围内天然气水合物开采完成或者产气效率降低到一定值以后，在水合物储层厚度较大的情况下，逐步提升自入结构体，从而实现对天然气水合物储层自下至上的逐步开采；或将位于地层中的自入结构体拉出，进而将开采装置回收或转移到新的开采区域继续上述步骤2-3进行开采。
在本实施例中，在步骤（2）之后，启动膨胀囊封闭系统，向充水膨胀囊体注水使其膨胀，从而和天然气水合物储层紧密贴合，封闭自入结构体外圈和周围地层之间的过水通道，进而通过射流注入系统向周围地层中注入含有固体颗粒的高压水；在高压水作用下，天然气水合物储层产生裂隙，进而关闭射流注入系统；固体颗粒会填充在裂隙中防止其完全闭合，形成渗流通道，增加开采效率和开采范围。
在本实施例中，在水合物储层上覆层较软的情况下，在步骤（2）和步骤（3）之间利用射流注入系统向自入结构体上侧和/或周围注入二氧化碳，二氧化碳和周围水形成二氧化碳水合物，可提高地层稳定性。
在本实施例中，通过控制气液举升系统开闭，可以控制空腔内压力，空腔内压力单次降低或多次降低，直至达到预定开采压力；开采过程中，当储层温度过低时，暂停气液举升系统运行，等待温度回升，实现高效能间歇性开采。
在本实施例中，可以多个开采装置同时开采，形成群开采，将各开采装置采集的天然气通过中继站统一收集后，一起举升到海上平台或船只的处理系统；还可以通过相邻开采装置之间相互配合进行压裂增产；还可以通过相邻开采装置之间相互配合进行加热增产，即一部分开采装置加热天然气水合物储层，相邻的另一部分装置开采。
本设计在不钻井的前提下，通过自入结构体携带气液举升系统的部分结构和防砂装置冲击进入海底表面以下深处的天然气水合物储层，可以实现降压开采和开采装置回收。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：（1）施工过程不需要深海钻井船，解决了传统深海钻井开采方法中钻井和完井成本高的问题；（2）自入结构体的主体采用高强预制结构，克服了传统素混凝土井筒在地层压力作用下易损坏坍塌问题，而且防砂装置在高强预制结构保护之下彻底解决了传统井筒出沙破坏问题；（3）相对于传统盖顶降压法只能开采海底表面水合物，以及开采效率低的局限性，本发明的自入结构体可以携带开采系统进入海底面以下深处的天然气水合物储层，并且具有较高的有效开采表面积。综上所述，本发明可极大降低海底表面以下深处的天然气水合物的开采成本，对于海域天然气水合物商业化开采具有重要意义。
本专利如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸的固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“ 纵向”、“ 横向”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种海域天然气水合物自入式开采装置，其特征在于：包括自入结构体、防砂装置和气液举升系统；
所述自入结构体为重力锚，防砂装置和气液举升系统安装在自入结构体上；自入结构体在海水中下落的过程中主要依靠重力产生较大速度，携带所述气液举升系统和所述防砂装置冲击进入天然气水合物储层和/或、天然气水合物与游离气混合层和/或、游离天然气层；
所述自入结构体和防砂装置之间形成有至少一个空腔，所述空腔连通有至少一个通道；所述防砂装置允许液体和气体通过并进入所述空腔，过滤泥沙；
所述气液举升系统包括至少一个举升动力装置，气液举升系统一端连接空腔，另一端经管路向外输出，将空腔中的液体和/或气体进行举升，举升的同时可降低空腔内部压力，进而降低周围地层压力，促进天然气水合物分解为天然气和水，天然气和水在压差作用下通过防砂装置进入空腔，进而举升实现天然气水合物开采。
2.根据权利要求1所述的海域天然气水合物自入式开采装置，其特征在于：所述通道包括输水管道和输气管道，输水管道一端连接举升动力装置，另一端连接经管路向外输出，输气管道一端连接空腔，另一端经管路向外输出，以便于收集气体；在地层压力和重力作用下，地层流体进入空腔，空腔中的液体向下运动，举升动力装置将空腔中的液体压入输水管道并举升；空腔中的气体通过进入输气管道向上运动。
3.根据权利要求2所述的海域天然气水合物自入式开采装置，其特征在于：所述的举升动力装置为安装在空腔内的电泵，所述电泵为电潜离心泵、电潜螺杆泵或泥浆泵，所述空腔内安装有离心，电泵的输入端连接气液分离器的液体出口，抽泵的输出端连接输水管道。
4.根据权利要求1所述的海域天然气水合物自入式开采装置，其特征在于：所述自入结构体，包括由上至下依次连接的连接构件、主体构件、头部构件，连接构件连接锚缆，头部构件为圆锥状或圆弧帽状，主体构件为立柱状，其至少包括一个开孔管壁，开孔管壁内侧设置有空腔，开孔管壁上设有连通空腔的开孔，防砂装置设置在开孔内和/或覆盖开孔，主体构件上端周侧圆周均布有若干侧翼板，开孔管壁具有透水防护功能，允许液体和气体通过，并保护防砂装置不被地层压力和流体冲蚀破坏；气体和液体通过开孔管壁和防砂装置进入空腔。
5.根据权利要求4所述的海域天然气水合物自入式开采装置，其特征在于：所述的防砂装置为防砂筛网、防砂筛管、机械筛管、砾石防砂层或柔性织物防砂材料层。
6.根据权利要求4所述的海域天然气水合物自入式开采装置，其特征在于：所述自入结构体上设置有射流注入系统，所述射流注入系统包括嵌入自入结构体的射流管道和布设于自入结构体外表面的若干喷射口，各个喷射口均与射流管道相连通，射流管道的输入口经管路连接外部的高压源。
7.根据权利要求4所述的海域天然气水合物自入式开采装置，其特征在于：所述自入结构体上设置有膨胀囊封闭系统，膨胀囊封闭系统包括充水膨胀囊体和设置在空腔内的带有电磁阀的注水管路，充水膨胀囊体呈圆环状，固定安装在自入结构体外周上部，注水管路一端连接电泵，另一端连接充水膨胀囊体，充水膨胀囊体注水后与天然气水合物储层紧密贴合，注水管路利用电泵作为注水动力，将部分地层流体注入充水膨胀囊体，在某些地质条件下，自入结构体外圈和周围地层之间存在过水通道，其水气流动会影响空腔内降压开采效果，膨胀囊封闭系统可以减轻上述影响。
8.根据权利要求4所述的海域天然气水合物自入式开采装置，其特征在于：所述自入式结构体内壁上安装有电加热装置。
9.根据权利要求4所述的海域天然气水合物自入式开采装置，其特征在于：所述自入式结构体内下端竖直安装有探杆，或空腔内下端设置有竖直的孔部，孔部内设置有探杆，自入式结构体内安装有电动伸缩杆，探杆安装在电动伸缩杆末端；所述探杆包括开有开孔的透水管壁，透水管壁内安装有防砂装置，防砂装置内中部设置有流通道，流通道连通空腔，探杆下潜深度大于自入结构体，从而引导更深处的地层流体进入空腔，可以增加开采范围和效率。
10.一种海域天然气水合物自入式开采装置的开采方法，采用如权利要求4所述的海域天然气水合物自入式开采装置，其特征在于，包括以下步骤：
（1）选定开采区域，配置好开采装置；
（2）在海床上侧一定距离处释放自入结构体，自入结构体携带气液举升系统和防砂装置冲击进入天然气水合物储层和/或、天然气水合物与游离气混合层和/或、游离天然气层；
（3）通过气液举升系统，将空腔中的液体举升，空腔内部压力降低，进而引起周围地层压力降低，促使周围地层中的天然气水合物分解，分解后的天然气和水在压差作用下不断进入空腔，进而同时举升液体和天然气。
11.根据权利要求10所述的海域天然气水合物自入式开采装置的开采方法，其特征在于：开采天然气水合物的过程中，当一定范围内天然气水合物开采完成或者产气效率降低到一定值以后，在水合物储层厚度较大的情况下，逐步提升自入结构体，从而实现对天然气水合物储层自下至上的逐步开采；或将位于地层中的自入结构体拉出，进而将开采装置回收或转移到新的开采区域继续上述步骤2-3进行开采。
12.根据权利要求10所述的海域天然气水合物自入式开采装置的开采方法，其特征在于，在步骤（2）之后，启动膨胀囊封闭系统，向充水膨胀囊体注水使其膨胀，从而和天然气水合物储层紧密贴合，封闭自入结构体外圈和周围地层之间的过水通道，进而通过射流注入系统向周围地层中注入含有固体颗粒的高压水；在高压水作用下，天然气水合物储层产生裂隙，进而关闭射流注入系统；固体颗粒会填充在裂隙中防止其完全闭合，形成渗流通道，增加开采效率和开采范围。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114320241A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-04-12 | 福州大学 | 防止天然气水合物重生成堵塞开采系统的装置及其应用方法 |
| CN114320242A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-04-12 | 福州大学 | 天然气水合物开采区域地层能量补偿装置及其应用方法 |
| WO2022126802A1 (zh) * | 2020-12-18 | 2022-06-23 | 福州大学 | 海域天然气水合物自入式开采装置及开采方法 |
| CN116291464A (zh) * | 2023-05-25 | 2023-06-23 | 中国地质大学（北京） | 一种用于深海采矿输送的多功能中间舱及其采矿系统 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115653608B (zh) * | 2022-11-09 | 2023-06-16 | 中国海洋大学 | 基于二氧化碳的深海采矿羽流抑制封存装置及方法 |
Citations (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5950732A (en) * | 1997-04-02 | 1999-09-14 | Syntroleum Corporation | System and method for hydrate recovery |
| WO2007072172A1 (en) * | 2005-12-20 | 2007-06-28 | Schlumberger Technology B.V. | Method and system for development of hydrocarbon bearing formations including depressurization of gas hydrates |
| CN101327833A (zh) * | 2008-06-05 | 2008-12-24 | 上海交通大学 | 带高频微幅振动的动力埋入锚 |
| CN101672177A (zh) * | 2009-09-28 | 2010-03-17 | 中国海洋石油总公司 | 一种海底天然气水合物开采方法 |
| JP2010261252A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 二酸化炭素を利用したメタンハイドレート採掘方法 |
| CN102140907A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-08-03 | 何相龙 | 一种可燃冰中甲烷收集方法 |
| CN102400667A (zh) * | 2011-12-07 | 2012-04-04 | 常州大学 | 海底天然气水合物气举开采方法及装置 |
| US20130206414A1 (en) * | 2012-02-10 | 2013-08-15 | Chevron U.S.A. Inc. | System and method for pre-conditioning a hydrate reservoir |
| CN103628880A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-03-12 | 中国海洋石油总公司 | 深海海底浅层非成岩地层天然气水合物的绿色开采系统 |
| US20140158363A1 (en) * | 2012-12-10 | 2014-06-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Wellbore servicing fluids and methods of making and using same |
| CN103867165A (zh) * | 2014-03-14 | 2014-06-18 | 大连理工大学 | 一种安全高效的海洋天然气水合物降压分解开采装置和方法 |
| CN103980970A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-08-13 | 山东科技大学 | 一种模拟海底可燃冰生成和开采的实验装置及其使用方法 |
| CN104265300A (zh) * | 2014-09-16 | 2015-01-07 | 西南石油大学 | 一种海底表层天然气水合物开采方法及开采装置 |
| CN104948143A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-30 | 西南石油大学 | 一种海底表层天然气水合物的开采方法及其开采装置 |
| EP3052751A2 (en) * | 2013-09-30 | 2016-08-10 | Saudi Arabian Oil Company | Apparatus and method for producing oil and gas using buoyancy effect |
| CN106939780A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-07-11 | 西南石油大学 | 一种海底浅层非成岩天然气水合物固态流化开采装置及方法 |
| CN107620582A (zh) * | 2017-08-08 | 2018-01-23 | 广州海洋地质调查局 | 双层套管防砂完井工艺及双层防砂完井管柱 |
| CN107630683A (zh) * | 2017-08-09 | 2018-01-26 | 广州海洋地质调查局 | 一种用于天然气水合物开采的管路结构 |
| CN107676058A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-02-09 | 青岛海洋地质研究所 | 一种海洋天然气水合物砂浆置换开采方法及开采装置 |
| CN107795302A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-03-13 | 中国海洋石油总公司 | 一种海域天然气水合物降压开采装置及其开采方法 |
| CN107869331A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-04-03 | 青岛海洋地质研究所 | 粉砂质海洋天然气水合物砾石吞吐开采方法及开采装置 |
| CN108104776A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-06-01 | 大连理工大学 | 一种结合降压的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采装置 |
| CN108750012A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-11-06 | 河海大学 | 一种袋状网缆式重力锚 |
| CN109763794A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-05-17 | 青岛海洋地质研究所 | 海洋水合物多分支水平井降压加热联采方法 |
| CN109812229A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-28 | 中国地质大学（武汉） | 利用振动法在海底浅层贯入套管形成直井的装置及方法 |
| CN109826564A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-31 | 中国地质大学（武汉） | 利用吸力锚连续下套管的海底浅层快速成直井装置及方法 |
| US20190211656A1 (en) * | 2018-01-08 | 2019-07-11 | Guangzhou Institute Of Energy Conversion, Chinese Academy Of Sciences | Method and System for Recovering Gas in Natural Gas Hydrate Exploitation |
| CN110242257A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-09-17 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种天然气水合物井下试采工艺管柱 |
| CN110359843A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-10-22 | 中国石油大学(华东) | 一种适合于深水天然气水合物开采的吸力锚式表层建井装置 |
| CN209799871U (zh) * | 2019-02-28 | 2019-12-17 | 中国地质大学（武汉） | 利用振动法在海底浅层贯入套管形成直井的装置 |
| CN110700801A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-01-17 | 西南石油大学 | 一种天然气水合物固态流化开采自动射流破碎工具 |
| CN111173480A (zh) * | 2018-11-12 | 2020-05-19 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种天然气水合物开采方法 |
| CN111456687A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-07-28 | 中国石油大学(华东) | 一种适合于海洋水合物开采的多筒协调自平衡井口支撑装置 |
| CN211230245U (zh) * | 2019-08-09 | 2020-08-11 | 中国石油大学(华东) | 一种适合于深水天然气水合物开采的吸力锚式表层建井装置 |
| CN211448630U (zh) * | 2019-06-13 | 2020-09-08 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种降压和双管注入改性流体开采天然气水合物的装置 |
| CN111648749A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-09-11 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种海底浅表层天然气水合物移动立管式开采系统及开采方法 |
| CN111911117A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-11-10 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种利用地层能量加热的可燃冰开采管柱及其作业方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62114991U (zh) * | 1986-01-07 | 1987-07-22 | ||
| JP2005330773A (ja) * | 2004-05-21 | 2005-12-02 | Taisei Corp | メタンガスの採取装置と採取方法 |
| KR100978143B1 (ko) * | 2010-03-25 | 2010-08-25 | 한국지질자원연구원 | 해저퇴적물 채취장치 |
| JP5391256B2 (ja) * | 2011-11-22 | 2014-01-15 | 大成建設株式会社 | 井戸の構築方法 |
| KR101361143B1 (ko) * | 2012-06-15 | 2014-02-13 | 한국해양과학기술원 | 비교란 채취가 가능한 주상시료 채취기 |
| JP5278863B1 (ja) * | 2013-01-11 | 2013-09-04 | 満晴 奥野 | メタンハイドレートからのメタンガス生産装置 |
| CN106499368B (zh) * | 2016-10-26 | 2019-01-11 | 西南石油大学 | 一种深海海底表层天然气水合物开采方法 |
| CN108798608B (zh) * | 2018-07-26 | 2023-12-01 | 四川宏华石油设备有限公司 | 一种天然气水合物开采系统和方法 |
| CN213807641U (zh) * | 2020-12-18 | 2021-07-27 | 福州大学 | 海域天然气水合物自入式开采装置 |
| CN112343557B (zh) * | 2020-12-18 | 2021-11-23 | 福州大学 | 海域天然气水合物自入式开采装置及开采方法 |
-
2020
- 2020-12-18 CN CN202011499869.7A patent/CN112343557B/zh active Active
-
2021
- 2021-01-04 US US17/272,934 patent/US20230392480A1/en active Pending
- 2021-01-04 JP JP2021513455A patent/JP7349174B2/ja active Active
- 2021-01-04 WO PCT/CN2021/070114 patent/WO2022126802A1/zh active Application Filing
Patent Citations (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5950732A (en) * | 1997-04-02 | 1999-09-14 | Syntroleum Corporation | System and method for hydrate recovery |
| WO2007072172A1 (en) * | 2005-12-20 | 2007-06-28 | Schlumberger Technology B.V. | Method and system for development of hydrocarbon bearing formations including depressurization of gas hydrates |
| CN101327833A (zh) * | 2008-06-05 | 2008-12-24 | 上海交通大学 | 带高频微幅振动的动力埋入锚 |
| JP2010261252A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 二酸化炭素を利用したメタンハイドレート採掘方法 |
| CN101672177A (zh) * | 2009-09-28 | 2010-03-17 | 中国海洋石油总公司 | 一种海底天然气水合物开采方法 |
| CN102140907A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-08-03 | 何相龙 | 一种可燃冰中甲烷收集方法 |
| CN102400667A (zh) * | 2011-12-07 | 2012-04-04 | 常州大学 | 海底天然气水合物气举开采方法及装置 |
| US9243451B2 (en) * | 2012-02-10 | 2016-01-26 | Chevron U.S.A. Inc. | System and method for pre-conditioning a hydrate reservoir |
| US20130206414A1 (en) * | 2012-02-10 | 2013-08-15 | Chevron U.S.A. Inc. | System and method for pre-conditioning a hydrate reservoir |
| US20140158363A1 (en) * | 2012-12-10 | 2014-06-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Wellbore servicing fluids and methods of making and using same |
| EP3052751A2 (en) * | 2013-09-30 | 2016-08-10 | Saudi Arabian Oil Company | Apparatus and method for producing oil and gas using buoyancy effect |
| CN103628880A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-03-12 | 中国海洋石油总公司 | 深海海底浅层非成岩地层天然气水合物的绿色开采系统 |
| CN103867165A (zh) * | 2014-03-14 | 2014-06-18 | 大连理工大学 | 一种安全高效的海洋天然气水合物降压分解开采装置和方法 |
| CN103980970A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-08-13 | 山东科技大学 | 一种模拟海底可燃冰生成和开采的实验装置及其使用方法 |
| CN104265300A (zh) * | 2014-09-16 | 2015-01-07 | 西南石油大学 | 一种海底表层天然气水合物开采方法及开采装置 |
| CN104948143A (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-30 | 西南石油大学 | 一种海底表层天然气水合物的开采方法及其开采装置 |
| CN106939780A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-07-11 | 西南石油大学 | 一种海底浅层非成岩天然气水合物固态流化开采装置及方法 |
| CN107620582A (zh) * | 2017-08-08 | 2018-01-23 | 广州海洋地质调查局 | 双层套管防砂完井工艺及双层防砂完井管柱 |
| CN107630683A (zh) * | 2017-08-09 | 2018-01-26 | 广州海洋地质调查局 | 一种用于天然气水合物开采的管路结构 |
| CN107676058A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-02-09 | 青岛海洋地质研究所 | 一种海洋天然气水合物砂浆置换开采方法及开采装置 |
| CN107869331A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-04-03 | 青岛海洋地质研究所 | 粉砂质海洋天然气水合物砾石吞吐开采方法及开采装置 |
| CN107795302A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-03-13 | 中国海洋石油总公司 | 一种海域天然气水合物降压开采装置及其开采方法 |
| CN108104776A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-06-01 | 大连理工大学 | 一种结合降压的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采装置 |
| US10683736B2 (en) * | 2018-01-08 | 2020-06-16 | Guangzhou Institute Of Energy Conversion, Chinese Academy Of Sciences | Method and system for recovering gas in natural gas hydrate exploitation |
| US20190211656A1 (en) * | 2018-01-08 | 2019-07-11 | Guangzhou Institute Of Energy Conversion, Chinese Academy Of Sciences | Method and System for Recovering Gas in Natural Gas Hydrate Exploitation |
| CN108750012A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-11-06 | 河海大学 | 一种袋状网缆式重力锚 |
| CN111173480A (zh) * | 2018-11-12 | 2020-05-19 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种天然气水合物开采方法 |
| CN109763794A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-05-17 | 青岛海洋地质研究所 | 海洋水合物多分支水平井降压加热联采方法 |
| CN109812229A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-28 | 中国地质大学（武汉） | 利用振动法在海底浅层贯入套管形成直井的装置及方法 |
| CN209799871U (zh) * | 2019-02-28 | 2019-12-17 | 中国地质大学（武汉） | 利用振动法在海底浅层贯入套管形成直井的装置 |
| CN109826564A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-31 | 中国地质大学（武汉） | 利用吸力锚连续下套管的海底浅层快速成直井装置及方法 |
| CN110242257A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-09-17 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种天然气水合物井下试采工艺管柱 |
| CN211448630U (zh) * | 2019-06-13 | 2020-09-08 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种降压和双管注入改性流体开采天然气水合物的装置 |
| CN110359843A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-10-22 | 中国石油大学(华东) | 一种适合于深水天然气水合物开采的吸力锚式表层建井装置 |
| CN211230245U (zh) * | 2019-08-09 | 2020-08-11 | 中国石油大学(华东) | 一种适合于深水天然气水合物开采的吸力锚式表层建井装置 |
| CN110700801A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-01-17 | 西南石油大学 | 一种天然气水合物固态流化开采自动射流破碎工具 |
| CN111456687A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-07-28 | 中国石油大学(华东) | 一种适合于海洋水合物开采的多筒协调自平衡井口支撑装置 |
| CN111911117A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-11-10 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种利用地层能量加热的可燃冰开采管柱及其作业方法 |
| CN111648749A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-09-11 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种海底浅表层天然气水合物移动立管式开采系统及开采方法 |
Non-Patent Citations (8)
| Title |
|---|
| HONG REN等: "Research on Marine Gas Hydrate Drilling Sampler of China", 《INTERNATIONAL SOCIETY OF OFFSHORE AND POLAR ENGINEERS》 * |
| TAO YU等: "Gas recovery enhancement from methane hydrate reservoir in the Nankai Trough using vertical wells", 《ENERGY》 * |
| YUNPEI LIANG等: "Progress and challenges on gas production from natural gas hydrate-bearing sediment", 《JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION》 * |
| 公彬等: "南海天然气水合物开采海底沉降预测", 《山东科技大学学报（自然科技版）》 * |
| 周守为等: "全球首次海洋天然气水合物固态流化试采工程参数优化设计", 《天然气工业》 * |
| 小本•C•格威克: "《海洋工程设计手册 海上施工分册》", 30 April 2013, 上海交通大学出版社 * |
| 徐思南: "考虑多场耦合的天然气水合物降压开采生产动态研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅰ辑》 * |
| 黎伟等: "天然气水合物盖顶降压装置开采机理研究", 《应用力学学报》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022126802A1 (zh) * | 2020-12-18 | 2022-06-23 | 福州大学 | 海域天然气水合物自入式开采装置及开采方法 |
| CN114320241A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-04-12 | 福州大学 | 防止天然气水合物重生成堵塞开采系统的装置及其应用方法 |
| CN114320242A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-04-12 | 福州大学 | 天然气水合物开采区域地层能量补偿装置及其应用方法 |
| CN116291464A (zh) * | 2023-05-25 | 2023-06-23 | 中国地质大学（北京） | 一种用于深海采矿输送的多功能中间舱及其采矿系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112343557B (zh) | 2021-11-23 |
| JP7349174B2 (ja) | 2023-09-22 |
| WO2022126802A1 (zh) | 2022-06-23 |
| JP2023500002A (ja) | 2023-01-04 |
| US20230392480A1 (en) | 2023-12-07 |
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