一种天然气水合物高效率开采方法技术

本发明专利技术涉及海底浅层天然气水合物开采技术领域，具体涉及本发明专利技术涉及测量技术领域，具体涉及一种一种天然气水合物高效率开采方法，在海内设置注水井和采气井，并通过注水井以加热水合物层，在注水井底部设置金属管，采用电磁生热的原理使金属管发热以加热水合物层，注入注水井的水通过金属管以被金属管加热，金属管下部设置有电力钻头，电力钻头或金属管的下端部设置有射流喷嘴，从而采用电力钻头代替原有的钻头，能源获取方便，采用太阳能驱动使得开采方法清洁可靠，同时，对于水合物开采，采用射流开采技术和物理破碎技术的结合，提高水合物的开采效率。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气水合物高效率开采方法
本专利技术涉及海底浅层天然气水合物开采
，具体涉及一种天然气水合物高效率开采方法。
技术介绍
天然气水合物俗称“可燃冰”，是由于天然气和水在高压低温的环境下形成的晶状物质，天然气水合物中甲烷的含量极高，具有燃烧时产热量大、污染小、储蓄含量是化石能源的两倍等优势。具有广阔开发前景，是未来发展中重要的清洁能源之一。我国天然气水合物主要存在于冻土以及海底，其中海底天然气水合物的储量远远超过陆地冻土区域中的储量，因此，如何妥善的开发海底天然气水合物具有重要的战略意义。目前的研究表明我国海底天然气水合物具有埋藏深度浅、不易胶结的特点，目前所提出的开采方法包括热激法、物理破碎法、固体流化法、降压法、CO2置换开采法等。所谓热激法，主要是通过向开采井(9)中注入大量的热水或者热气将具有一定密闭空间的天然气水合物储层分解为气相的混合物，通过输送管道(6)的输送、收集、分离获得高纯度的天然气。热激法的热源主要是利用加热的热海水或者地热，目前较为创新的热激法是利用电磁生热的原理，具体是将电极下放到水合物层，通过电磁生热使电极产生热能使密闭空间的水合物由固相转变为液相。热激法也存在一定的缺陷，由于开采过程中水合物层的热量损失和套管不是绝热套管等原因造成大量的热能损失，一般不单独使用。固态流化是将海底凝结的天然气水合物通过物理破碎等方法使其破碎成小颗粒同时注入一定量的流体便于水合物流动，通过输送流动的水合物颗粒实现开采。固态流化的开采方法可以同时用于沉积岩和非沉积岩中的水合物开采，应用面较常规的开采方法更广。但是，目前其海底破岩效率低，且目前机械破碎方法的能量获取麻烦，且具有安全风险。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对目前天然气水合物海底开采破岩效率低、能量来源获取麻烦和安全风险高的问题，提供一种天然气水合物高效率开采方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种天然气水合物高效率开采方法，在海内设置注水井和采气井，并通过所述注水井以加热水合物层，在注水井底部设置金属管，采用电磁生热的原理使所述金属管发热以加热水合物层，注入所述注水井的水通过所述金属管以被所述金属管加热，所述金属管下部设置有电力钻头，所述电力钻头或所述金属管的下端部设置有射流喷嘴。电力钻头，即是用电力驱动的钻头，采用常规石油钻井钻头即可。作为优选，通过太阳能电池板向所述金属管和所述电力钻头供电。作为优选，所述金属管外壁设置保温层。作为优选，所述金属管内的流道内间隔设置若干折流板以多次改变水的流向。作为优选，通过第一水管在水面上连通注水井和采气井，使采气井排出的水进入注水井中。作为优选，设置第二水管以吸取注水井附近的海水，来自所述第二水管和所述第一水管的混合水注入注水井。作为优选，所述第二水管上设置海水净化装置(16)以去除水中的钙化物和氯化物。作为优选，在所述采气井底部设置井下分离器(10)，同时在所述采气井底部和所述注水井底部之间设置回填管道(13)，以使得来自采气井的混合物经过井下分离器(10)进行过滤，以让分离出的固体物质进入回填管道(13)进行原位回填。作为优选，在所述采气井内设置气液分离装置(3)，以使来自井下分离器(10)的气液混合物进入气液分离装置(3)，所述气液分离装置(3)分离出的天然气进入天然气收集罐(1)，分离出的热海水通过第一水管(14)进入所述注水井。综上所述，由于采用了上述技术方案，本申请的有益效果是：采用电力钻头代替原有的钻头，能源获取方便，采用太阳能驱动使得开采方法清洁可靠，同时，对于水合物开采，采用射流开采技术和物理破碎技术的结合，提高水合物的开采效率。附图说明图1为本申请开采方法示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种天然气水合物高效率开采方法,主要用于浅层天然气水合物开采，采用的开采装置包括天然气收集罐1、第一开采船2、气液分离装置3、密封橡胶环4、密封伸缩套5、输送管道6、第一隔水管7、第一封隔器8、天然气水合物开采井9、井下分离器10、抽吸装置11、抽吸管道12、回填管道13、第一水管14、水泵15、海水净化装置16、第一单向阀17、第二水管18、第一单向阀19、电能蓄能装置20、太阳能电池板21、电力转换装置22、开采船B23、第一电缆线24、第二电缆线25、配水器26、导管27、速度调节装置28、电缆上接头29、电缆下接头30、第二隔水管31、突肩32、绝热保温层33、折流板34、金属管35、过电缆封隔器36、第二封隔器37、注水井38、射流喷头39、球铰连接短节40、万向节短节41、电磁铁42、电力钻头43和循环装置44。天然气水合物开采井9中，第一隔水管7下放至天然气水合物层上方，采用第一封隔器8进行入泥第一隔水管7的快速坐封，第一封隔器8下方随机布置三个抽吸装置11，混合物经过井下分离器10进行第一次过滤，分离出的固体物质进入回填管道13进行原位回填，气液混合物通过输送管道6输送到气液分离装置3，气液分离装置3左端出口与天然气收集罐1相连，右端出口与循环装置44相连，天然气收集罐1和循环装置44置于第一开采船2上；注水井38中，第二隔水管31下放至天然气水合物层上方，利用第二封隔器37进行入泥第二隔水管31的快速坐封，第二封隔器37上方坐封有过电缆封隔器36，第二隔水管31上端定固在第二开采船23，第二开采船23上放置有电力转换装置22、电能蓄能装置20，太阳能电池板21将采集的太阳能输送给电力转换装置22，最终输送给电能蓄能装置20，电能蓄能装置20分别引出第一电缆线24和第二电缆线25；第二隔水管31内部设置有金属管35，金属管35通过突肩32固定在隔水管适当位置，金属管35下端连接有射流喷头39，金属管35上端与导管27螺纹连接，金属管35内部焊接有螺旋状电缆下接头30，电缆下接头30与金属管35的轴线重合并与电缆上接头29配合，电缆上接头29焊接在速度调节装置28的旋转主轴的几何中心，旋转主轴通过第一电缆线24与电力转换装置22连接，速度调节装置28上方安装有配水器26；电力转换装置22通过第二电缆线25，经过第二隔水管31和过电缆封隔器36、万向节电缆接入口，最终连接电力钻头43；配水器26引出第一水管14和第二水管18，第一水管14与第一开采船2上的循环装置44连接，第二水管18连接海水净化装置16，海水净化装置16连接水泵15。第一隔水管7包括的隔水管固定部分和隔水管浮动部分，隔水管固定部分下放到海底泥层，隔水管固定部分上面的轴向滑槽与隔水管浮动部分的滑块间隙配合，密封伸缩套5密封连接部位；密封伸缩套5两端粘接有密封橡胶环4，密封橡胶环4遇水膨胀以实现密封。第一封隔器8、第二封隔器37为扩张式封隔器。回填管道13内安装有加压装置，加快碎石和淤泥等固体输送，回填管道13的入口设置成具有一定斜度的切口，便于加压原位回填。第一水管14和第二水管18上分别设置有第一单向阀17和第一单向阀19。太阳能电池板21可以转动，提高太阳能的接收效率。电力蓄能装置暂时储存电力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然气水合物高效率开采方法，在海内设置注水井和采气井，并通过所述注水井以加热水合物层，其特征在于，在注水井底部设置金属管，采用电磁生热的原理使所述金属管发热以加热水合物层，注入所述注水井的水通过所述金属管以被所述金属管加热，所述金属管下部设置有电力钻头，所述电力钻头或所述金属管的下端部设置有射流喷嘴。

【技术特征摘要】
1.一种天然气水合物高效率开采方法，在海内设置注水井和采气井，并通过所述注水井以加热水合物层，其特征在于，在注水井底部设置金属管，采用电磁生热的原理使所述金属管发热以加热水合物层，注入所述注水井的水通过所述金属管以被所述金属管加热，所述金属管下部设置有电力钻头，所述电力钻头或所述金属管的下端部设置有射流喷嘴。2.根据权利要求1所述的天然气水合物高效率开采方法，其特征在于，通过太阳能电池板向所述金属管和所述电力钻头供电。3.根据权利要求1所述的天然气水合物高效率开采方法，其特征在于，所述金属管外壁设置保温层。4.根据权利要求1所述的天然气水合物高效率开采方法，其特征在于，所述金属管内的流道内间隔设置若干折流板以多次改变水的流向。5.根据权利要求1所述的天然气水合物高效率开采方法，其特征在于，通过第一水管在水面上连通注水井和采气井，使采气井排出的水进入注水井中。6.根据权利要求5所述的天然气...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃莉，谭川东，王燕飞，徐召强，左润东，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51