[發明專利]一種自動預警加熱抑制井筒水合物生成的裝置和方法

在審

• 申請號: 202011516827.X
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112539042A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 陳晨;馬英瑞;孟奕龍;聶帥帥;劉昆巖;鐘秀平;李曦桐;翟梁皓;陳勇;朱穎;潘棟彬;沈國軍;王亞斐;李子涵;劉祥;侯星瀾
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: E21B36/04
• 分類號: E21B36/04;E21B37/00;E21B47/06;E21B43/295;E21B43/24;E21B43/01
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所(普通合伙) 22206
• 代理人: 王楠楠;李曉莉

本發明公開了一種自動預警加熱抑制井筒水合物生成的裝置和方法，屬于天然氣水合物開采技術領域，本發明中油管的外表面上沿軸向每隔預定距離設有由電阻絲緊密螺旋纏繞形成的電阻絲繞組，電阻絲兩頭分別焊接在兩個導電金屬片上，任意相鄰兩個電阻絲繞組中間位置設有溫壓傳感器；在隔水管的內側壁上沿隔水管軸向對稱開設有兩道作為電極移動通道的滑槽，滑槽上設有卡槽，在卡槽處，電極與導電金屬片接觸連接；第一電纜的輸入端與電機連接，輸出端分別連接兩個電極。本發明能夠實現針對特定的時間特定的區域進行局部加熱避免天然氣水合物的生成，和傳統方法相比更節能，且安全環保。發熱裝置一般處于關閉狀態，可保證系統長期有效運行。

技術領域

本發明涉及天然氣水合物開采技術領域，尤其是涉及一種自動預警加熱抑制井筒水合物生成的裝置和方法。

背景技術

天然氣水合物是由天然氣與水在低溫高壓條件下形成的一種具有籠型結構的似冰狀結晶化合物，其主要賦存于陸地凍土區和海洋沉積物中。天然氣水合物儲量巨大，被認為是21世紀理想的替代能源。

2020年3月26日，我國海域天然氣水合物第二輪試采累計產氣86.14萬立方米，日均產氣2.87萬立方米，創造了“產氣總量、日均產氣量”兩項新的世界紀錄，為天然氣水合物商業開采奠定了堅實的基礎。

在海域天然氣水合物開采過程中，儲層水合物分解產生的天然氣和水共同流入井底，以氣水兩相流的狀態在井筒中運移。受海水溫度、節流效應、井口壓力等方面的影響，井筒內溫度、壓力隨井深不斷變化。易在其內壁上二次生成水合物，堵塞管柱，嚴重時會形成憋壓導致管柱破裂，造成巨大的經濟損失。

目前，常用的防止氣井井筒天然氣水合物生成的方法主要有化學抑制劑注入法和井下節流方法。化學抑制劑注入法是定期從地面向井筒中注入化學劑，該方法打斷了生產的連續性，且存在成本大、不夠安全環保等缺點。井下節流技術是依靠地層熱能加熱氣體，以防止水合物生成，但對于低溫深水海洋環境，熱量散失速度快，地層提供的熱源不足以抑制井筒二次水合物的生成。

還有一些其他的措施，詳見專利文獻，文獻號CN201910128714.3公布了一種用于海底可燃冰開采的電磁加熱裝置及方法，在潛油電泵入口端安裝一定長電磁發熱裝置，對井底加熱，不適用深水泥線以上井筒。文獻號CN201810345979.4公布了一種利用套管式加熱器開采天然氣水合物的方法，套管式加熱器放置于開采層段，對于低溫海洋環境，井筒熱量散失速度快，不能解決深水泥線以上井筒二次水合物堵塞問題。文獻號CN201510183801.0公布了采氣井井筒水合物堵塞的解除方法，利用酸性溶液與氧化鈣反應釋放熱量解除冰堵，但該方法不能用于預防二次水合物生成。文獻號CN201110313048.4公布了自發熱式天然氣水合物防治裝置，依靠地層氣工作，不適用于氣水同產井。

因此，針對海域天然氣水合物開采過程中由于低溫環境下井筒中水合物二次形成的問題，需要一種行之有效的預防方法。

發明內容

本發明的目的是針對海域天然氣水合物開采過程中由于低溫環境下井筒中天然氣水合物二次形成的問題，而提出了一種自動預警加熱抑制井筒水合物生成的裝置和方法，能夠有效的預防二次形成天然氣水合物。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：