[發(fā)明專利]一種海洋天然氣水合物原位動態(tài)分離回填裝置

有效

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• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108716361B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邱順佐;王國榮;鐘林;唐洋;劉清友;周守為;李清平;付強(qiáng);王雷振;王廣申;李學(xué)峰;黃蓉
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: E21B4/02
• 分類號: E21B4/02;E21B7/12;E21B7/18;E21B21/00
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本發(fā)明公開了一種海洋天然氣水合物原位動態(tài)分離回填裝置，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的靜態(tài)回填裝置存在處理量有限，分離效果不高，回填速度慢且回填量小的問題。該裝置，包括一端與其他水合物開采雙層管及設(shè)備連接的動力裝置，與動力裝置另一端連接的動密封接頭，與動密封接頭連接并與動力裝置對接且可由動密封接頭帶動旋轉(zhuǎn)的動態(tài)分離回填系統(tǒng)，以及與動態(tài)分離回填系統(tǒng)連接的鉆頭。通過上述方案，本發(fā)明達(dá)到了快速原位回填的目的，具有很高的實用價值和推廣價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天然氣水合物開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種海洋天然氣水合物原位動態(tài)分離回填裝置。

背景技術(shù)

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(yōu)質(zhì)的能源，在未來的能源戰(zhàn)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(xì)粒裂隙型和分散型，其中細(xì)粒裂隙型和分散型水合物占絕大多數(shù)，但該類型的水合物埋深淺，膠結(jié)性差，開采過程中極易引發(fā)地質(zhì)和環(huán)境災(zāi)害。目前傳統(tǒng)的開采方法主要有熱激法，減壓法，化學(xué)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(tài)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(xiàn)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(jī)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(jìn)行分離、分解氣化等處理。在應(yīng)用此方法開采的過程中現(xiàn)有技術(shù)大部分是將大量的砂泵送到海面進(jìn)行分離回填處理，不但需要耗費大量的人力、物力，而且將所有混合漿體抽走后無回填物容易導(dǎo)致地面空洞，引發(fā)海底垮塌等地質(zhì)災(zāi)害，最終導(dǎo)致海底環(huán)境受污染。也有少部分現(xiàn)有技術(shù)中提到了原位分離回填，但其采用靜態(tài)分離器回填裝置，靜態(tài)分離回填裝置存在處理量有限，分離效果不高，回填速度慢且回填量小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種海洋天然氣水合物原位動態(tài)分離回填裝置，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的靜態(tài)分離回填裝置存在處理量有限，分離效果不高，回填速度慢且回填量小的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種海洋天然氣水合物原位動態(tài)分離回填裝置，包括一端與其他水合物開采雙層管及設(shè)備連接的動力裝置，與動力裝置另一端連接的動密封接頭，與動密封接頭連接并與動力裝置對接且可由動密封接頭帶動旋轉(zhuǎn)的動態(tài)分離回填系統(tǒng)，以及與動態(tài)分離回填系統(tǒng)連接的鉆頭；

所述動態(tài)分離回填系統(tǒng)包括一端與動密封接頭連接的下段雙層管，安裝在下段雙層管內(nèi)壁上的壓差滑套，開設(shè)在下段雙層管上并與壓差滑套初始狀態(tài)所在位置對應(yīng)的噴嘴，安裝在壓差滑套下端并且上端出口與下段雙層管管道空隙連通的分離器，開設(shè)在分離器頂部過流孔，固定在下段雙層管內(nèi)壁上并與分離器內(nèi)部連通且用于固定分離器的上承載裝置，以及開設(shè)在下段雙層管上并位于上承載裝置下端的天然氣水合物回收孔，其中，壓差滑套能向分離器方向移動并對過流孔進(jìn)行封堵，打開分離器入口，并且上承載裝置作為分離器的對稱入口，同時鉆頭固定在下段雙層管的另一端，噴嘴與回收孔之間的雙層管間隙通道通過封隔器隔開。

進(jìn)一步地，所述動力裝置包括一端與其他水合物開采雙層管及設(shè)備連接、另一端與動密封接頭連接的上段雙層管，安裝在上段雙層管內(nèi)壁上的轉(zhuǎn)換連接頭，一端與其他水合物開采雙層管及設(shè)備連接、另一端與轉(zhuǎn)換連接頭連接的螺桿泵，以及一端與轉(zhuǎn)換連接頭連接、另一端與動密封接頭連接的螺桿馬達(dá)，其中，轉(zhuǎn)換連接頭兩側(cè)通過在上段雙層管的管道空隙中設(shè)置橋式通道實現(xiàn)連通。

具體地，所述下段雙層管內(nèi)壁上還設(shè)有用于固定分離器下端出口的下承載裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：