CN115217445B - U型井开采天然气水合物的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种U型井开采天然气水合物的装置及方法，该装置包括：U型井，水平井段的内壁设有多个射孔，U型井内的产出气体沿主进气口流向出气口；U型油管，U型油管设置于U型井内，水平管段的管壁设有多个喷孔，竖直管段的上端伸出竖直井段的井口，U型油管内的产出气体沿油管进气口流向油管出气口；通过在U型井的水平井段设置射孔，降低砂埋风险；采用气举方式对U型井内注入外部气源，气体在U型井内高速流动，实现冲砂和携砂，将地层出砂携带至井口处理，通过第一管路可将开采出的产出气体循环注入U型井内，形成循环气举，减少对外部气源的依赖程度，大大提高了开发速率，降低了砂埋风险。

Description

U型井开采天然气水合物的装置及方法

技术领域

本发明属于油气藏开发领域，更具体地，涉及一种U型井开采天然气水合物的装置及方法。

背景技术

天然气水合物是一种新型非常规资源，由甲烷等烃类气体与水在高压低温条件下形成的白色结晶状化合物，又名“可燃冰”。通常一单位体积的天然气水合物分解可产生164-180单位体积的甲烷气体。天然气水合物资源主要分布在北极冻土带、印度洋、太平洋、北冰洋、大西洋等沿海大陆架300米-3000米水深的深水区，初步估计其资源量为常规油气的近百倍，其中约95％储存在深海区域。

专利“基于注泡沫砂浆技术的泥质粉砂型天然气水合物开采方法(CN201810054044.0)”中，通过在井周形成泡沫砂浆旋喷桩提高近井带储层的稳定性，其功效集中于针对单井的井壁稳定。

专利“开采天然气水合物的方法(CN201919198515.6)”中，通过注采井组依次引入三种流体，实现对储层内天然气的置换，同时实时回填了开采天然气形成的亏空。

专利“深水天然气水合物开采系统及开采方法”(CN201910606033.3)中，以直井为核心，在储层的上下部分别钻取径向井，并通过油管、套管两套回路实现同直井内储层上下部分径向井的驱替、置换循环开采，同时依靠混凝土固井工艺实现井壁的稳定性。

专利“一种冻土层天然气水合物水平分支井网开采系统与方法(CN201910035958.7)”中，通过井组协同生产的方式，按预定的工序依次进行开采、回填，实现对储层的动用，同时保证储层的稳定性。

专利“一种海域非成岩天然气水合物钻采方法(CN201910293688.X)”中，通过在储层内钻取水平井后沿侧向喷射发泡水泥形成蜂窝状结构为水平井及地层提供支撑，实现井壁稳定。

专利“用于钻取水合物微小井眼并快速完井的装置及工作方法(CN201910274015.X)”中，通过在直井侧向钻取小井眼获得更大的储层接触面积，同时携带滤砂网进入小井眼实现防砂，有效提高开发效果。

海洋深水天然气水合物的开采过程中，由于储层成岩性较差，易造成大量出砂的问题，传统的砾石充填、筛管防砂等方法会在近井形成堵塞带，降低流体流动速率，制约天然气水合物的高效开发。

目前，各类开发方法、装置等专利的内容主要聚集于具体的开发方式，仍为降压式、升温式、置换式、固体破碎式等主流思路的具体工艺形式，而其中针对开采时产生的出砂问题，目前解决思路仍为传统油气藏开发领域中的砾石充填、筛管防砂等，未能有效解决天然气水合物的生产出砂问题。

因此，需要提供一种U型井开采天然气水合物的装置及方法，解决储层的冲砂防砂开采的技术问题，实现储层的有效动用。

发明内容

本发明的目的是提供一种U型井开采天然气水合物的装置及方法，提高U型井内的流体携砂能力，有效降砂埋风险。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提出一种U型井开采天然气水合物的装置，包括：

U型井，所述U型井的水平井段设置于储层内，所述U型井包括水平井段和设置于所述水平井段两端的竖直井段，所述竖直井段的井口封闭，所述水平井段的内壁设有多个射孔，一个所述竖直井段的上端设有主进气口和副进气口，另一个所述竖直井段的上端设有出气口，所述U型井内的产出气体沿所述主进气口流向所述出气口；

U型油管，所述U型油管设置于所述U型井内，所述U型油管包括水平管段和设置于所述水平管段两端的竖直管段，所述水平管段的管壁设有多个喷孔，所述竖直管段的上端伸出所述竖直井段的井口，一个所述竖直管段的上端设有油管进气口，另一个所述竖直管段的上端设有油管出气口，所述U型油管内的产出气体沿所述油管进气口流向所述油管出气口；

第一管路和第二管路，所述第一管路的一端与所述出气口连接，另一端与所述副进气口连接，所述第一管路上设有第一三通接口，所述第二管路的一端与所述第一三通接口连接，另一端与所述油管出气口连接。

优选地，还包括第三管路，所述第一管路上设有第二三通接口，所述第三管路的一端与所述油管进气口连接，另一端与所述第二三通接口连接。

优选地，还包括第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀和第六开关阀，所述第一开关阀设置于所述主进气口，所述第二开关阀设置于所述第一三通接口与所述副进气口之间的所述第一管路上，所述第三开关阀设置于第二管路上，所述第四开关阀设置于第一三通接口与第二三通接口之间的第一管路上，所述第五开关阀设置于所述第三管路上，所述第六开关阀设置于油管出气口。

优选地，还包括离心器，所述离心器设置于第一管路上，所述离心器的进气口与所述出气口连接，所述离心器的出气口与第二三通接口连接，用于离心分离天然气水合物的固体砂。

优选地，还包括脱水器和增压装置，所述脱水器和增压装置设置于第一三通接口与所述第二三通接口之间的第一管路上。

优选地，靠近所述水平井段两端的多个所述射孔沿所述水平井段的内壁顶部和内壁底部设置。

优选地，所述水平井段中部的多个所述射孔沿所述水平井段的内壁底部设置。

优选地，每个所述喷孔设有一个单向阀，当所述U型油管内的压力大于或等于预设值时，所述单向阀开启，当所述U型油管内的压力小于所述预设值时，所述单向阀关闭。

根据本发明的另一方面，提出一种U型井开采天然气水合物的方法，利用所述U型井开采天然气水合物的装置，包括：

步骤1：初次开井时，将外部气源通入所述主进气口，所述外部气源沿所述主进气口流向所述出气口，并通过所述第一管路进入所述副进气口，在所述U型井内形成循环气流；

步骤2：当所述U型井内的气体流速稳定时，停止所述外部气源的通入，开启所述第一管路、第二管路和所述油管出气口，在所述油管出气口收集并存储所述产出气体。

优选地，还包括第三管路，所述第一管路上设有第二三通接口，所述第三管路的一端与油管进气口连接，另一端与所述第二三通接口连接；

所述步骤2还包括：当所述U型井内的气体流速不稳定时，开启第一管路，间歇性地开启所述第二管路和所述油管出气口；或所述第一管路和所述第三管路同时开启，间歇性地开启油管出气口。

本发明提供的有益效果在于：通过在U型井的水平井段设置射孔，降低砂埋风险；采用气举方式对U型井内注入外部气源，气体在U型井内高速流动，实现冲砂和携砂，将地层出砂携带至井口处理，通过第一管路可将开采出的产出气体循环注入U型井内，形成循环气举，减少对外部气源的依赖程度，大大提高了开发速率，降低了砂埋风险，待储层内产出气体量稳定后，通过第二管路将产出气体通入油管出气口，对产出气体进行收集储存，U型油管的水平管段设置喷孔，可强化冲砂效果，与气举开采配合，有效降低砂埋风险。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。其中，在示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本发明一个实施例中的U型井的结构示意图。

图2示出了本发明一个实施例中的U型井开采天然气水合物的装置的主视图。

图3示出了本发明一个实施例中的喷孔的主视图。

图4示出了本发明一个实施例中的喷孔的截面示意图。

图5示出了本发明一个实施例中的U型井开采天然气水合物的装置的工作示意图。

附图标记说明：

1、U型井；2、水泥固井结构；3、射孔；4、储层下隔层；5、储层；6、储层盖层；7、水层；101、主进气口；102、U型油管；103、喷孔；104、出气口；105、离心器；106、储砂罐；107、第一管路；108、脱水器；109、油管出气口；1032、单向阀；110、副进气口；111、油管进气口；112、第二管路；113、第三管路；114、第一开关阀；115、第二开关阀；116、第三开关阀；117、第四开关阀；118、第五开关阀；119、第六开关阀；120、A井口；121、B井口。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明，而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明的实施例提供一种U型井开采天然气水合物的装置，包括：

U型井，U型井的水平井段设置于储层内，U型井包括水平井段和设置于水平井段两端的竖直井段，竖直井段的井口封闭，水平井段的内壁设有多个射孔，一个竖直井段的上端设有主进气口和副进气口，另一个竖直井段的上端设有出气口，U型井内的产出气体沿主进气口流向出气口；

U型油管，U型油管设置于U型井内，U型油管包括水平管段和设置于水平管段两端的竖直管段，水平管段的管壁设有多个喷孔，竖直管段的上端伸出竖直井段的井口，一个竖直管段的上端设有油管进气口，另一个竖直管段的上端设有油管出气口，U型油管内的产出气体沿油管进气口流向油管出气口；

第一管路和第二管路，第一管路的一端与出气口连接，另一端与副进气口连接，第一管路上设有第一三通接口，第二管路的一端与第一三通接口连接，另一端与油管出气口连接。

具体地，通过U型井的主进气口与外部气源连接，用于在U形井内形成高速流动的气体，实现冲砂和携砂，将地层出砂携带至U型井的出气口处理，将U型井的出气口的气体通入第一管路，第一管路与副进气口连通，将气体注入U型井的副进气口，在U型井内形成循环气举，减少对外部气源的依赖程度，待储层内形成稳定的产出气体后，可停止外部气源的通入，通过第二管路将第一管路内的气体进入油管出气口进行收集储存。

作为一个示例，在目标储层钻取U型井，在底部水平井段进行水泥固井，形成水泥固井结构，然后在水平井段的内壁进行射孔。

作为一个示例，U型井的水平段设置于储层，储层的下部为储层下隔层，储层的上部为储层盖层，储层盖层的上部为水层。

作为一个示例，U型井的内壁设有套管。

作为一个示例，外部气源包括甲烷或空气。

作为优选方案，还包括第三管路，第一管路上设有第二三通接口，第三管路的一端与油管进气口连接，另一端与第二三通接口连接。

具体地，当储层出气量大、出砂量大时，第一竖直井段和第二竖直井段的进口压力差异大，判断存在砂埋风险或已砂埋，将第一管路和第三管路同时开启，地层产出气循环进入U型井，增大气体冲砂和携砂能力，同时部分产出气通过第三管路进入油管进气口，增大U型油管内压力，从而使U型油管内的气体从水平管段的喷孔高速流入U型井内，形成冲砂，用于恢复U型井通路，必要时可通过主进气口引入外部气源，间歇性地开启油管出气口，将产出气体收集储存。

作为优选方案，还包括离心器，离心器设置于第一管路上，离心器的进气口与出气口连接，离心器的出气口与第二三通接口连接，用于离心分离天然气水合物的固体砂。

具体地，离心器设置于第一管路上，U型井的出气口与离心器的进气口连接，地层天然气水合物进入U型井，运移至出气口处进入离心器，在离心作用下，密度远高于气体的固体砂沿离心器外壁移动并进入离心器下部的储砂罐。

作为优选方案，还包括脱水器和增压装置，脱水器和增压装置设置于第一三通接口与第二三通接口之间的第一管路上。

具体地，经过脱砂分离的气体沿第一管路进入脱水器的储液罐，储液罐配有温控装置，使气体经冷凝后脱水，脱水后的干燥气体进入U型井循环或进入油管出气口收集，增压装置对干燥气体进行增压，能够提高进入U型井内气体的流速，提高U型井的冲砂和携砂能力。

作为优选方案，靠近水平井段两端的多个射孔沿水平井段的内壁顶部和内壁底部设置，水平井段中部的多个射孔沿水平井段的内壁底部设置。

作为一个示例，射孔时，在靠近水平井段的两端的内壁顶部和内壁底部进行螺旋射孔，而在水平井段的中部，也即U型井位置最低处，仅对水平井段的内壁底部进行射孔，以防止U型井的上部砂体受重力作用进入U型井，形成砂埋。

作为优选方案，每个喷孔设有一个单向阀，当U型油管内的压力大于或等于预设值时，单向阀开启，当U型油管内的压力小于预设值时，单向阀关闭。

具体地，U型油管在水平管段设有喷孔，其喷孔为单向喷孔，喷孔位于水平管段上两油管接箍处，喷孔内置单向阀；U型井的水平井段易产生沉砂而阻断U型井的通路，当U型油管内压力超过预设值时，单向阀开启，U型油管内流体通过喷孔流入管外，即流体由U型油管流向U型井内，管内流体高速流入U型井，形成冲砂，从而恢复U型井的通路。

作为优选方案，还包括第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀和第六开关阀，第一开关阀设置于主进气口，第二开关阀设置于第一三通接口与副进气口之间的第一管路上，第三开关阀设置于第二管路上，第四开关阀设置于第一三通接口与第二三通接口之间的第一管路上，第五开关阀设置于第三管路上，第六开关阀设置于油管出气口。

具体地，当初次开井时，开启第一开关阀、第二开关阀、第四开关阀，关闭其余开关阀，将外部气源通过主进气口进入U型井内，同时带动储层产出气体沿U型井流动，并一同流动至U型井的出气口，通过第一管路的离心器和脱水器，对产出气体进行气固分离和气液分离后，通过第一管路使U型井的出气口与副进气口连接，将干燥气体再次进入U型井内，形成循环气举。

当储层开始稳定出气后，关闭第一开关阀，停止外部气源通入主进气口，并根据储层的出气量和出砂量，开展不同的生产方式。

当储层稳定出气，并不出砂或出砂量较少时，U型井内的气体流速稳定，开启第三开关阀、第四开关阀、第六开关阀，关闭其余开关阀，产出气体依次进入第一管路、第二管路和油管出气口，并收集储存。

当储层产出气量大，出砂量中等时，U型井内气体流速不稳定，离心器的储液罐内出现部分沉沙固体，则开启第二开关阀和第四开关阀，其余开关阀保持关闭，将地层产出气循环进入U型井内，增大气体冲砂和携砂能力，必要时重新开启第一开关阀，引入外部气源补充，间歇性地开启第三开关阀和第六开关阀，使第一管路与第二管路和油管出气口连通，对产出气体进行收集储存。

当储层出气量大，出砂量大时，并且两个竖直井段的井口压力差异大，判定存在砂埋风险或已经砂埋，则开启第二开关阀、第四开关阀和第五开关阀，关闭其他开关阀，地层产出气循环进入U型井，增大气体冲砂和携砂能力，同时部分产出气体通过第三管路进入U型油管内，U型油管此时为封闭状态，油管内部逐渐增压，直至压力超过喷孔的预设压力值，喷孔开启，U型油管内流体高速流入U型井内，形成冲砂，恢复U型井通路状态，必要时可重新开启第一开关阀，引入外部气源补充，间歇性地开启第六开关阀，将油管出气口的产出气体收集储存。

根据本发明的另一方面，提出一种U型井开采天然气水合物的方法，利用上述U型井开采天然气水合物的装置，该方法包括如下步骤：

步骤1：初次开井时，将外部气源通入主进气口，外部气源沿主进气口流向出气口，并通过第一管路进入副进气口，在U型井内形成循环气流；

步骤2：当U型井内的气体流速稳定时，停止外部气源的通入，开启第一管路、第二管路和油管出气口，在油管出气口收集并存储产出气体。

具体地，向U型井内通入外部气源，使U型井内的气流高速流动，增大气体冲砂和携砂能力，将地层出砂携带至井口处理，并将采出的气体循环注入U型井内，形成循环气举，减少对外部气源的依赖程度，降低砂埋风险。

作为优选方案，还包括第三管路，第一管路上设有第二三通接口，第三管路的一端与油管进气口连接，另一端与第二三通接口连接；

步骤2还包括：当U型井内的气体流速不稳定时，开启第一管路，间歇性地开启第二管路和油管出气口；或第一管路和第三管路同时开启，间歇性地开启油管出气口。

具体地，当储层开始稳定出气后，停止外部气源通入主进气口，并根据储层的出气量和出砂量，开展不同的生产方式。

当储层产出气量大，出砂量中等时，U型井内气体流速不稳定，离心器的储液罐内出现部分沉沙固体，则开启第一管路，关闭其他管路，将地层产出气循环进入U型井内，增大气体冲砂和携砂能力，必要时重新引入外部气源补充，间歇性地开启第二管路和油管出气口，使第一管路与第二管路和油管出气口连通，间歇性地对产出气体进行收集储存。

当储层出气量大，出砂量大时，并且两个竖直井段的井口压力差异大，判定存在砂埋风险或已经砂埋，则第一管路和第三管路同时开启，关闭其他开管路，地层产出气循环进入U型井，增大气体冲砂和携砂能力，同时部分产出气体通过第三管路进入U型油管内，U型油管此时为封闭状态，油管内部逐渐增压，直至压力超过喷孔的预设压力值，喷孔开启，U型油管内流体高速流入U型井内，形成冲砂，恢复U型井通路状态，必要时可重新引入外部气源补充，间歇性地开启油管出气口，间歇性地对产出气体进行收集储存。

实施例1

图1示出了本发明一个实施例中的U型井的结构示意图，图2示出了本发明一个实施例中的U型井开采天然气水合物的装置的主视图，图3示出了本发明一个实施例中的喷孔的主视图，图4示出了本发明一个实施例中的喷孔的截面示意图，图5示出了本发明一个实施例中的U型井开采天然气水合物的装置的工作示意图。

如图1至图5所示，实施例提供一种U型井开采天然气水合物的装置，包括：

U型井1，U型井1的水平井段设置于储层5内，U型井1包括水平井段和设置于水平井段两端的竖直井段，水平井段的外部设置有水泥固井结构2，竖直井段的井口封闭，竖直管段分别设有A井口120和B井口121，水平井段的内壁设有多个射孔3，靠近水平井段两端的多个射孔3沿水平井段的内壁顶部和内壁底部设置，水平井段中部的多个射3沿水平井段的内壁底部设置，一个竖直井段的上端设有主进气口101和副进气口110，另一个竖直井段的上端设有出气口104，U型井1内的产出气体沿主进气口101流向出气口104，即U型井1内的产出气体由A井口120流向B井口121，如图5箭头方向所示；

U型油管102，U型油管102设置于U型井1内，U型油管102包括水平管段和设置于水平管段两端的竖直管段，水平管段的管壁设有多个喷孔103，竖直管段的上端伸出竖直井段的井口，一个竖直管段的上端设有油管进气口111，另一个竖直管段的上端设有油管出气口109，U型油管102内的产出气体沿油管进气口111流向油管出气口109，如图5箭头方向所示；每个喷孔103设有一个单向阀1032，当U型油管102内的压力大于或等于预设值时，单向阀1032开启，当U型油管102内的压力小于预设值时，单向阀1032关闭。

第一管路107和第二管路112，第一管路107的一端与出气口104连接，另一端与副进气口110连接，第一管路107上设有第一三通接口，第二管路112的一端与第一三通接口连接，另一端与油管出气口109连接。

该装置还包括第三管路113，第一管路107上设有第二三通接口，第三管路113的一端与油管进气口111连接，另一端与第二三通接口连接。

该装置还包括第一开关阀114、第二开关阀115、第三开关阀116、第四开关阀117、第五开关阀118和第六开关阀119，第一开关阀114设置于主进气口101，第二开关阀115设置于第一三通接口与副进气口110之间的第一管路107上，第三开关阀116设置于第二管路112上，第四开关阀117设置于第一三通接口与第二三通接口之间的第一管路107上，第五开关阀118设置于第三管路113上，第六开关阀119设置于油管出气口109。

还包括离心器105，离心器105设置于第一管路107上，离心器105的进气口与出气口104连接，离心器105的出气口与第二三通接口连接，用于离心分离天然气水合物的固体砂。还包括脱水器108和增压装置(未示出)，脱水器108和增压装置设置于第一三通接口与第二三通接口之间的第一管路107上。

通过在U型井1的水平井段设置射孔，降低砂埋风险；采用气举方式对U型井1内注入外部气源，气体在U型井1内高速流动，实现冲砂和携砂的作用，将地层出砂携带至井口处理，通过第一管路107可将开采出的产出气体循环注入U型井1内，形成循环气举，减少对外部气源的依赖程度，大大提高了开发速率，降低了砂埋风险，待储层内产出气体量稳定后，通过第二管路112将产出气体通入油管出气口109，对产出气体进行收集储存，U型油管102的水平管段设置喷孔103，可强化冲砂效果，与气举开采配合，有效降低砂埋风险。

实施例2

图5示出了本发明一个实施例中的U型井开采天然气水合物的装置的工作示意图。

如图5所示，实施例提供一种U型井开采天然气水合物方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：当初次开井时，开启第一开关阀114、第二开关阀115、第四开关阀117，关闭其余开关阀，将外部气源通过主进气口101进入U型井1内，同时带动储层产出气体沿U型井1流动，并一同流动至U型井1的出气口104，通过第一管路107的离心器105和脱水器108，对产出气体进行气固分离和气液分离后，通过第一管路107使U型井1的出气口104与副进气口110连接，使干燥气体再次进入U型井1内，形成循环气举。

步骤2：当U型井1内的气体流速稳定时，关闭第一开关阀114，停止外部气源的通入，开启第二管路112和油管出气口109，在油管出气口109收集并存储产出气体，并根据储层的出气量和出砂量，开展不同的生产方式。

当储层稳定出气，并不出砂或出砂量较少时，U型井1内的气体流速稳定，开启第三开关阀116、第四开关阀117、第六开关阀119，关闭其余开关阀，产出气体依次进入第一管路107、第二管路112和油管出气口109，并收集储存。

步骤2还包括：当U型井1内的气体流速不稳定时。

当储层产出气量大，出砂量中等时，U型井1内气体流速不稳定，离心器105的储液罐内出现部分沉沙固体，则开启第二开关阀115和第四开关阀117，其余开关阀保持关闭，将地层产出气循环进入U型井1内，增大气体冲砂和携砂能力，必要时重新开启第一开关阀114，引入外部气源补充，间歇性地开启第三开关阀116和第六开关阀119，使第一管路107与第二管路112和油管出气口109连通，对产出气体进行收集储存。

当储层出气量大，出砂量大时，并且两个竖直井段的井口压力差异大，判定存在砂埋风险或已经砂埋，则开启第二开关阀115、第四开关阀117和第五开关阀118，关闭其他开关阀，地层产出气循环进入U型井1，增大气体冲砂和携砂能力，同时部分产出气体通过第三管路113进入U型油管102内，U型油管102此时为封闭状态，油管内部逐渐增压，直至压力超过喷孔103的预设压力值，喷孔103开启，U型油管102内流体高速流入U型井1内，形成冲砂，恢复U型井通路状态，必要时可重新开启第一开关阀114，引入外部气源补充，间歇性地开启第六开关阀119，将油管出气口109的产出气体收集储存。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种U型井开采天然气水合物的装置，其特征在于，包括：

U型井，所述U型井包括水平井段和设置于所述水平井段两端的竖直井段，所述U型井的水平井段设置于储层内，所述竖直井段的井口封闭，所述水平井段的内壁设有多个射孔，一个所述竖直井段的上端设有主进气口和副进气口，另一个所述竖直井段的上端设有出气口，所述U型井内的产出气体沿所述主进气口流向所述出气口；

U型油管，所述U型油管设置于所述U型井内，所述U型油管包括水平管段和设置于所述水平管段两端的竖直管段，所述水平管段的管壁设有多个喷孔，所述竖直管段的上端伸出所述竖直井段的井口，一个所述竖直管段的上端设有油管进气口，另一个所述竖直管段的上端设有油管出气口，所述U型油管内的产出气体沿所述油管进气口流向所述油管出气口；

第一管路和第二管路，所述第一管路的一端与所述出气口连接，另一端与所述副进气口连接，所述第一管路上设有第一三通接口，所述第二管路的一端与所述第一三通接口连接，另一端与所述油管出气口连接。

2.根据权利要求1所述的U型井开采天然气水合物的装置，其特征在于，还包括第三管路，所述第一管路上设有第二三通接口，所述第三管路的一端与所述油管进气口连接，另一端与所述第二三通接口连接。

3.根据权利要求2所述的U型井开采天然气水合物的装置，其特征在于，还包括第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀和第六开关阀，所述第一开关阀设置于所述主进气口，所述第二开关阀设置于所述第一三通接口与所述副进气口之间的所述第一管路上，所述第三开关阀设置于第二管路上，所述第四开关阀设置于第一三通接口与第二三通接口之间的第一管路上，所述第五开关阀设置于所述第三管路上，所述第六开关阀设置于油管出气口。

4.根据权利要求2所述的U型井开采天然气水合物的装置，其特征在于，还包括离心器，所述离心器设置于第一管路上，所述离心器的进气口与所述出气口连接，所述离心器的出气口与第二三通接口连接，用于离心分离天然气水合物的固体砂。

5.根据权利要求2所述的U型井开采天然气水合物的装置，其特征在于，还包括脱水器和增压装置，所述脱水器和增压装置设置于第一三通接口与所述第二三通接口之间的第一管路上。

6.根据权利要求1所述的U型井开采天然气水合物的装置，其特征在于，靠近所述水平井段两端的多个所述射孔沿所述水平井段的内壁顶部和内壁底部设置。

7.根据权利要求1所述的U型井开采天然气水合物的装置，其特征在于，所述水平井段中部的多个所述射孔沿所述水平井段的内壁底部设置。

8.根据权利要求1所述的U型井开采天然气水合物的装置，其特征在于，每个所述喷孔设有一个单向阀，当所述U型油管内的压力大于或等于预设值时，所述单向阀开启，当所述U型油管内的压力小于所述预设值时，所述单向阀关闭。

9.一种U型井开采天然气水合物的方法，利用权利要求1-8任一项所述U型井开采天然气水合物的装置，其特征在于，包括：

步骤1：初次开井时，将外部气源通入所述主进气口，所述外部气源沿所述主进气口流向所述出气口，并通过所述第一管路进入所述副进气口，在所述U型井内形成循环气流；

步骤2：当所述U型井内的气体流速稳定时，停止所述外部气源的通入，开启所述第一管路、第二管路和所述油管出气口，在所述油管出气口收集并存储所述产出气体。

10.根据权利要求9所述的U型井开采天然气水合物的方法，其特征在于，还包括第三管路，所述第一管路上设有第二三通接口，所述第三管路的一端与油管进气口连接，另一端与所述第二三通接口连接；

所述步骤2还包括：当所述U型井内的气体流速不稳定时，开启第一管路，间歇性地开启所述第二管路和所述油管出气口；或同时开启所述第一管路和所述第三管路，间歇性地开启所述油管出气口。