[發明專利]一種超臨界二氧化碳射流噴射鉆井開采水合物裝置

有效

• 申請號: 201510044567.3
• 申請日: 2015-01-29
• 公開（公告）號: CN104563974B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 杜玉昆;王瑞和;陳曉紅;陳曉誠
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/34;E21B7/18
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙)37104
• 代理人: 張世功

1.一種超臨界二氧化碳射流噴射鉆井開采水合物裝置，其特征在于，主體結構包括二氧化碳罐車、液體二氧化碳存儲裝置、儲罐制冷裝置、高壓柱塞泵、上部鉆桿、下部鉆桿、鉆頭、水合物儲層、下伏地層、上覆巖層、井筒環空、井口節流裝置、三相分離器、氣體分離器、天然氣采出管線、二氧化碳采集裝置、氣體壓縮機和制冷管線；二氧化碳罐車的尾部連接液體二氧化碳存儲裝置，液體二氧化碳存儲裝置的下部側面連接有儲罐制冷裝置，液體二氧化碳存儲裝置的頂部與返回鉆井液的制冷管線連通；液體二氧化碳存儲裝置的右端與高壓柱塞泵連接，鉆井的井口設有井口節流裝置，由上部鉆桿和下部鉆桿組成的鉆桿設置在井筒內，鉆桿與井壁之間形成環形空間；井筒為從井口到井底開采天然氣形成的通道，下部鉆桿通過上覆巖層鉆入水合物儲層，水合物儲層的下部為下伏地層；下部鉆桿為直彎結構，下部鉆桿的尾端連接有鉆頭，鉆頭上布置有可以形成超臨界二氧化碳射流噴射鉆井的噴嘴；三相分離器的兩端分別與井口節流裝置和氣體分離器連接，氣體分離器分別與天然氣采出管線和二氧化碳采集裝置連接，氣體壓縮機的兩端分別與二氧化碳采集裝置和制冷管線連接；其中，所述二氧化碳罐車用于為所述液體二氧化碳存儲裝置供應二氧化碳，所述儲罐制冷裝置用于將所述液體二氧化碳存儲裝置中的二氧化碳冷卻為壓力高于5MPa、溫度低于5℃的液態二氧化碳，所述高壓柱塞泵用于將所述液態二氧化碳加壓至30MPa以上；所述超臨界二氧化碳射流噴射鉆井開采水合物裝置用于水合物儲層中水合物的開采，其鉆具鉆進至水合物儲層后，鉆頭噴出的高壓超臨界態二氧化碳攜帶井筒及近井地層的水合物沿所述環形空間上返；所述三相分離器用于分離經過所述井口節流裝置的水合物中的固相和水相，所述氣體分離器用于分離天然氣和二氧化碳，所述天然氣經天然氣采出管線采出；所述二氧化碳采集裝置用于采集所述二氧化碳，所述氣體壓縮機用于對所述二氧化碳采集裝置采集到的所述二氧化碳進行增壓，所述制冷管線用于對所述二氧化碳采集裝置采集到的所述二氧化碳進行降溫；所述上部鉆桿所處的地層中為溫度低于31.1℃的液態二氧化碳射流噴射鉆井，所述下部鉆桿所處溫度超過31.1℃的地層處轉變為高壓超臨界態二氧化碳射流噴射鉆井。