一种海上天然气水合物开发的钻采系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种海上天然气水合物开发的钻采系统及方法，属于水合物资源开发技术领域。该系统包括：地面设备、水下设备；所述水下设备包括：套管、油管和封盖；所述套管、油管、封盖的上端分别与地面设备连接；所述油管穿过套管的内腔，所述套管穿过封盖的内腔；在所述套管与封盖之间的环空中设置有气举阀。本发明专利技术利用气体钻井技术增加CO2置换反应的置换面积，有利于进一步增加CO2的置换率，有效地增加了CO2置换法的开采效率，且有效地解决了天然气水合物常规开采方法容易造成的井筒及储层坍塌、开采设备被埋等生产风险，同时也解决了天然气水合物分解出的天然气逸出污染环境的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种海上天然气水合物开发的钻采系统及方法


[0001]本专利技术属于水合物资源开发
，具体涉及一种海上天然气水合物开发的钻采系统及方法，特别是基于CO2气体钻井技术以及CO2置换法对天然气水合物的钻采方法及系统。

技术介绍

[0002]天然气水合物是一种高效、环保的新型能源，目前，各国均在开展关于天然气水合物的相关研究，随着研究的不断深入，人们发现天然气水合物在开采过程中存在着一系列问题，如开采效率低下、水合物二次生成、出砂等，针对诸多问题前人们也提出了各种开采方式，其中CO2置换法开采不仅可以将天然气水合物利用CO2置换出来，并且可以将CO2以水合物的方式封存在海底，同时维持海底的骨架结构保持稳定，预防了井筒及储层坍塌、开采设备被埋等生产风险，所以该方法极具前景。
[0003]中国专利公开文献CN111119799A公开了一种天然气水合物开采装置及方法，其采用螺杆泵举升及固液气分离结合的技术手段，将天然气、水和极细砂混合物共同举升，然后分离储存，实现不防砂开采天然气水合物；具有结构简单，操作方便，提高产能的特点。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上天然气水合物开发的钻采系统，其特征在于：所述系统包括：地面设备、水下设备；所述水下设备包括：套管、油管和封盖；所述套管、油管、封盖的上端分别与地面设备连接；所述油管穿过套管的内腔，所述套管穿过封盖的内腔；在所述套管与封盖之间的环空中设置有气举阀。2.根据权利要求1所述的海上天然气水合物开发的钻采系统，其特征在于：所述封盖为倒漏斗状结构，包括连通管和锥形壳体；所述锥形壳体的小径端位于大径端的上方，大径端为开口端；小径端的直径小于大径端的直径，且在小径端开有中心通孔，该中心通孔与连通管的下端连通；在所述锥形壳体上开有多个孔，在孔内分别安装有卸压阀、压力监测器、排水泵；在所述封盖的外部设置有电缆，电缆沿连通管的外壁一直延伸到锥形壳体上，电缆为压力监测器、排水泵供电。3.根据权利要求2所述的海上天然气水合物开发的钻采系统，其特征在于：在所述锥形壳体的大径端的边缘设置有多个在圆周上均布的锚定装置；每个所述锚定装置均包括：大头端、长锚定杆和短锚定杆；所述长锚定杆、短锚定杆均为下端为尖锐端的杆状结构；长锚定杆的长度大于短锚定杆的长度，两者平行设置，并均与大头端垂直；所述长锚定杆、短锚定杆的上端均与大头端的下表面固定连接。4.根据权利要求3所述的海上天然气水合物开发的钻采系统，其特征在于：在所述封盖的锥形壳体上设置有两个排水泵，且两个排水泵均安装在锚定装置的上方，两个排水泵对称安装，在其中一个排水泵的上方安装有压力监测器与卸压阀。5.根据权利要求3所述的海上天然气水合物开发的钻采系统，其特征在于：在连通管与套管之间的环空中设置有所述气举阀和多个封隔器；所述气举阀安装在最顶端的封隔器的上方。6.根据权利要求5所述的海上天然气水合物开发的钻采系统，其特征在于：所述地面设备包括：第二增压泵组，以及与其通过管路连接的甲烷储气罐；连通管与套管之间的环空通过管路与第二增压泵组连接，在该管路上设置有平板阀。7.根据权利要求6所述的海上天然气水合物开发的钻采系统，其特征在于：所述地面设备包括：第一增压泵组，以及分别与其通过管路连接的二氧化碳储气罐、氮气储气罐；油管的上端与旋转防喷器连接，旋转防喷器通过管路与第一增压泵组连接；在第一增压泵组与旋转防喷器之间的管路上、二氧化碳储气罐与第一增压泵组之间的管路上、氮气储气罐与第一增压泵组之间的管路上分别设置有平板阀。8.根据权利要求7所述的海上天然气水合物开发的钻采系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，张辉，李莅临，柯珂，侯绪田，臧艳彬，衣相霖，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：