[發明專利]一種海底淺層天然氣水合物井下就地實時分離回填系統

有效

• 申請號: 201710965210.8
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107489412B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 王國榮;邱順佐;劉清友;周守為;李清平;付強;王廣申
• 申請（專利權）人: 宜賓學院;西南石油大學
• 主分類號: E21B43/38
• 分類號: E21B43/38;E21B43/40
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 劉華平

本發明公開一種海底淺層天然氣水合物井下就地實時分離回填系統，包括分離回填系統外殼，設置在分離回填系統外殼內第一泵，設置在第一泵出口的分離系統，設置在分離系統內分離器短節，設置在分離器短節內旋流分離器，設置在分離子系統頂端的第二泵，設置在第二泵出口的第一單向閥，設置在分離系統底端的回填系統，設置在回填系統內的第三泵，設置在第三泵出口的沉砂管，設置在沉砂管下的回填管，設置在回填管中部的第二單向閥，混合漿體通過第一泵泵送到分離系統，分離系統處理后，水合物漿從分離系統上端泵送到井口，砂漿從分離系統下端至回填系統。通過上述方案，能達到分離效率高、處理量大、實時分離回填，具有很大的實用價值和推廣價值。

技術領域

本發明涉及天然氣水合物開采技術領域，涉及一種海底淺層天然氣水合物井下就地實時分離回填系統。

背景技術

天然氣水合物又稱為可燃冰，是由甲烷為主的烴類氣體和水在一定的溫度壓力條件下形成的類冰固體化合物。全球天然氣水合物儲量巨大，并且是清潔、優質的能源，在未來的能源戰略中占有重要的地位。

水合物主要的存在形式有砂巖型，砂巖裂隙型、細粒裂隙型和分散型，其中細粒裂隙型和分散型水合物占絕大多數，但該類型的水合物埋深淺，膠結性差，開采過程中極易引發地質和環境災害。目前傳統的開采方法主要有熱刺激法，減壓法，化學試劑法，二氧化碳置換法，這些方法只適用于天然氣水合物藏具有良好的蓋層，具有一定的局限性。

?“固態流化”開采方法是一種針對海底非成巖天然氣水合物的全新開采思路，其現有核心思想是在不改變海底溫度和壓力的情況下，直接利用機械或采掘天然氣水合物礦體，通過密閉管道將破碎后的天然氣水合物固體顆粒、砂和海水混合泵送至海面，再進行分離、分解氣化等處理。在應用此方法開采過程中將大量的砂也泵送到海面，這樣需要耗費大量的人力物力，并且將所有混合漿體抽走后無回填物導致地層空洞，容易引發海底垮塌等地質災害，最后導致海底環境受污染?，F有技術中只是對天然氣水合物混合漿體在井下進行很粗糙的分離，幾乎達不到預期效果。

針對以上問題，本發明提出一種海底淺層天然氣水合物井下就地實時分離回填系統。

發明內容

本發明針對現有固態流化開采海底淺層天然氣水合物技術的不足，為了提高開采效率、降低成本以及實現安全綠色開采特提供一種海底淺層天然氣水合物井下就地實時分離回填系統。

一種海底淺層天然氣水合物井下就地實時分離回填系統，包括用于與其他水合物開采設備連接的分離回填系統外殼，設置在分離回填系統外殼內第一泵，設置在第一泵出口處的分離子系統，設置在分離子系統內部的分離器短節，設置在分離器短節內部的旋流分離器，設置在分離子系統頂端的第二泵，設置在第二泵出口處的第一單向閥，設置在分離子系統底端的回填子系統，設置在回填子系統內部的第三泵，設置在第三泵出口處的沉砂管，設置在沉砂管下端的回填管，設置在回填管中部的第二單向閥，單向閥的作用是防止系統以外的不理想流體進入反流回系統。破碎后得到的天然氣水合物混合漿體通過第一泵泵送到分離子系統，經過分離子系統分離處理后，水合物漿從分離子系統上端出，然后被第一泵泵送到井口，砂漿從分離子系統下端出，然后進入回填子系統，在第三泵的作用下回填至開采原位，這樣就達到了實時分離實時回填的目的。

進一步技術方案中，所述的分離子系統中的分離器短節并聯連接，分離器短節上端出口通過水合物漿共用管線通道連接，分離器短節下端出口通過砂漿共用管線通道連接。

進一步技術方案中，所述分離器短節內的旋流分離器并聯連接，旋流分離器上端出口與分離器短節通過頂出口管線連接，旋流分離器下端出口與分離器短節通過底出口管線連接。

進一步技術方案中，所述沉砂管設置有砂攪拌裝置。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：