[發(fā)明專利]一種天然氣水合物原位采收分離回填一體化工具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110135335.4
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112502673B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐洋;李澤良;王國榮;趙鵬;倪申童;劉清友;王遠(yuǎn);熊浩宇;李清平;周守為
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B43/38;E21B43/40
• 代理公司: 成都華風(fēng)專利事務(wù)所(普通合伙) 51223
• 代理人: 杜朗宇

本發(fā)明公開了一種天然氣水合物原位采收分離回填一體化工具，由旋流吸入粗分裝置、噴流排砂裝置、螺旋旋流精分裝置組成。旋流吸入粗分裝置設(shè)置有渦旋槽以及旋流輔助流道，旋流吸入粗分裝置下端安裝穩(wěn)流錐形膠筒在動力液管上；噴流排砂裝置主要由排砂滑套、排砂噴筒以及彈簧組成，排砂滑套上設(shè)置有泥砂排出對接噴頭，排砂滑套可以控制動力液的噴出；螺旋旋流精分裝置內(nèi)部為錐形結(jié)構(gòu)，上部設(shè)置有對中支架。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)破碎腔體內(nèi)天然氣水合物混合漿液的高效旋流吸入，泥砂井下原位分離，漿液弱膠結(jié)鍵破裂和泥砂排出與回填等采收分離回填一體化功能，用于海洋天然氣水合物開發(fā)，將提高采收效率，減少整體作業(yè)成本，并降低破碎腔體垮塌風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天然氣水合物開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種天然氣水合物原位采收分離回填一體化工具。

背景技術(shù)

天然氣水合物又稱“可燃冰”，是一種高密度、高熱值的非常規(guī)清潔可替代能源。在深水海底，天然氣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)粒裂隙型和分散型天然氣水合物占絕大多數(shù)，但該類型的天然氣水合物埋深淺，具有弱膠結(jié)性，開采過程中極易引發(fā)地質(zhì)和環(huán)境災(zāi)害。固態(tài)流化法等現(xiàn)有開采方法均存在出砂量大的瓶頸問題，嚴(yán)重阻礙天然氣水合物開采工藝及技術(shù)的發(fā)展。

公布號為CN209818045U，公告日為2019年12月20日的中國專利公開了一種使用螺旋分離器的大處理量水合物井下分離并聯(lián)裝置；公布號為CN109184658B，公告日為2021年1月22日的中國專利公開了一種偏置對稱并聯(lián)式海底淺層天然氣水合物原位分離裝置。因而，現(xiàn)有公開技術(shù)僅將傳統(tǒng)旋流或者螺旋分離器放入管道中，然后并聯(lián)設(shè)置，其流道設(shè)置復(fù)雜，容易發(fā)生泥砂的堆積，堵塞流道，并不能適用于天然氣水合物高效采收、分離、破膠結(jié)、回填的一體化作業(yè)工藝。并且現(xiàn)有公開技術(shù)未專門設(shè)置泥砂排出機(jī)構(gòu)，不能實(shí)現(xiàn)泥砂的高效排除與回填。

綜上所述，亟需一種天然氣水合物分離工具，以解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問題，實(shí)現(xiàn)破碎腔體內(nèi)天然氣水合物混合漿液的高效旋流吸入，泥砂井下原位分離，漿液弱膠結(jié)鍵破裂和泥砂排除與回填等采收分離回填一體化功能，提高采收效率，減少整體作業(yè)成本，并降低破碎腔體垮塌風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決泥砂堵塞流道、泥砂無法順利實(shí)現(xiàn)原位分離回填的問題，提出發(fā)明一種天然氣水合物原位采收分離回填一體化工具，該工具可實(shí)現(xiàn)天然氣水合物采收過程中對泥砂等固相顆粒原位分離和水合物的破膠結(jié)，極大的降低了天然氣水合物開采成本。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種天然氣水合物原位采收分離回填一體化工具，其特征在于，包括旋流吸入粗分裝置、噴流排砂裝置、螺旋旋流精分裝置，所述噴流排砂裝置位于整個(gè)裝置的最下端，噴流排砂裝置上端與旋流吸入粗分裝置通過螺紋連接，旋流吸入粗分裝置通過螺紋連接在螺旋旋流精分裝置的下端，所述天然氣水合物原位采收分離回填一體化工具為雙層管結(jié)構(gòu)，最內(nèi)層為動力液管；

所述噴流排砂裝置包括排砂噴筒、彈簧Ⅰ、排砂滑套、彈簧Ⅱ、彈簧蓋板，排砂滑套下端安裝彈簧Ⅰ上端安裝彈簧Ⅱ，彈簧蓋板將彈簧Ⅰ、排砂滑套、彈簧Ⅱ固定在排砂噴筒內(nèi)部，排砂滑套可上下滑動，動力液管最下端裝配在排砂噴筒的管線密封環(huán)槽處；

所述旋流吸入粗分裝置、包括錐形穩(wěn)流膠筒、固定環(huán)Ⅰ、定位套管、旋流發(fā)生板、固定環(huán)Ⅱ、旋流吸入外管，穩(wěn)流錐形膠筒裝配在動力液管臺階上用固定環(huán)Ⅰ固定，定位套管安裝在固定環(huán)Ⅰ上端，旋流發(fā)生板安裝在定位套管上端用固定環(huán)Ⅱ固定；

所述螺旋旋流精分裝置包括螺旋破膠結(jié)采收筒、對中支架、固定環(huán)Ⅲ，對中支架裝配在螺旋破膠結(jié)采收筒內(nèi)壁并用固定環(huán)Ⅲ進(jìn)行軸向固定。

所述排砂噴筒上端為平扣螺紋Ⅰ下端為公扣錐螺紋，其周向有排砂孔，內(nèi)部環(huán)空為彈簧放置凹槽，凹槽旁邊為凹錐面，排砂噴筒內(nèi)層有管線密封環(huán)槽，上端有噴筒螺紋孔。