[發明專利]天然氣水合物開采與地質修復于一體的智能布井系統與方法

在審

• 申請號: 202010764304.0
• 申請日: 2020-08-02
• 公開（公告）號: CN111927401A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 曾新陽;張瑞鋒;張瑞杰;張李權
• 申請（專利權）人: 深圳汽航院科技有限公司
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B43/16;E21B43/30
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 劉桐

1.一種天然氣水合物開采與地質修復于一體的智能布井系統，其特征在于，包括：

豎直井，所述豎直井中布置有采氣主管線和注CO₂主管線；

水平井，所述水平井連通所述豎直井，其分為分別用以布置采氣支管線和注CO₂支管線的采氣井和注CO₂井，所述采氣支管線和注CO₂支管線分別和所述采氣主管線和注CO₂主管線連通；

人工智能開槽機器人，所述人工智能開槽機器人數目若干，設置于所述注CO₂主管線和注CO₂支管線內。

2.根據權利要求1所述的天然氣水合物開采與地質修復于一體的智能布井系統，其特征在于，所述采氣井和注CO₂井的數量為多個且交替布置；所述采氣支管線和注CO₂支管線的數量分別和所述采氣井和注CO₂井的數量相同，且逐一布置在所述采氣井和注CO₂井內。

3.根據權利要求2所述的天然氣水合物開采與地質修復于一體的智能布井系統，其特征在于，所述采氣主管線和注CO₂主管線均豎直設置，所述采氣支管線和注CO₂支管線均水平設置，所述采氣主管線和注CO₂主管線與所述氣支管線和注CO₂支管線分別通過90°接頭連接；其中所述采氣主管線上包含若干管孔，管孔上有防砂裝置；所述注CO₂支管線上包含若干無防砂裝置的敞開管孔；所有采氣主管線、注CO₂主管線、采氣支管線及注CO₂支管線均為耐高壓管線。

4.根據權利要求3所述的天然氣水合物開采與地質修復于一體的智能布井系統，其特征在于，至少兩口水平井組合在一塊形成一個三維立體區塊。

5.根據權利要求4所述的天然氣水合物開采與地質修復于一體的智能布井系統，其特征在于，所述采氣主管線的頂端連接降壓采氣裝置，所述注CO₂主管線的頂端連接高壓注CO₂裝置。

6.根據權利要求1所述的天然氣水合物開采與地質修復于一體的智能布井系統，其特征在于，CO₂包含三種相態，分別為氣態CO₂、液態CO₂和乳液態CO₂。

7.根據權利要求1所述的天然氣水合物開采與地質修復于一體的智能布井系統，其特征在于，所述人工智能開槽機器人包括機身主體和開槽器，二者通過轉動器相連。

8.根據權利要求7所述的天然氣水合物開采與地質修復于一體的智能布井系統，其特征在于，所述機身主體集成了人工智能芯片，運動軌跡為三維網狀；機身主體上安裝有驅動系統，驅動系統包含驅動器、微型電池和摩擦輪。

9.根據權利要求7所述的天然氣水合物開采與地質修復于一體的智能布井系統，其特征在于，所述開槽器為外緣具有螺紋的三角錐型結構。

10.一種集天然氣水合物開采與地質修復于一體的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

S1，提供權利要求5中所述的天然氣水合物開采與地質修復于一體的智能布井系統，開啟采氣主管線的降壓采氣裝置，對水合物沉積層中某一區塊進行天然氣水合物降壓分解產生天然氣和液態水，部分水在重力作用下一定程度的進行下移和重新分配，部分水和天然氣依次通過所述采氣支管線和所述采氣主管線，抽吸到地面，進行水氣分離得到天然氣；

S2，采集一段時間后，關閉所述降壓采氣裝置，在注CO₂支管線內放入人工智能開槽機器人，啟動無線遙控程序，使人工智能開槽機器人按照指定的路線在天然氣開采后的沉積層內進行開槽；

S3，開啟高壓注CO₂裝置，在高壓力下將CO₂注入到注CO₂管線內，等待CO₂在沉積層內擴散生成CO₂水合物，進行地質修復；

S4，該立體區塊開采修復結束后，進行另一立體區塊開采修復，重復步驟S1-S3。