[發明專利]一種海底天然氣水合物氣舉開采裝置

有效

• 申請號: 202110454755.9
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113294125B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 郭肖;張寧;李林凱;宋國宇;王玥;王勝元;石子明;余子豪
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 孫婷婷

本發明公開了一種海底天然氣水合物氣舉開采裝置，包括深入到海底采氣的采氣內管，采氣內管外側壁套設有轉換環，轉換環上下端均設置有注氣外套管，注氣外套管套設在采氣內管外側壁，并通過單向注氣組件與采氣內管連通，采氣內管頂部外側壁套設有呈環狀的燃燒室，燃燒室內設置有多個氣體混合器。本發明就地取材利用開采上來的天然氣水合物直接進行注入氧氣在燃燒室內的的燃燒器上進行燃燒，燃燒過程中會產生大量的熱能，并產生產物水和二氧化碳氣體，燃燒后的氣體體積增加形成壓力，并經注氣管再次注入到開采內管內，溫度使得處在采氣內管內的固體可燃冰被逐漸的氣化，從而再次提升采氣內管內的壓力，從而顯著提高天然氣產量。

技術領域

本發明涉及天然氣開采技術領域，尤其涉及一種海底天然氣水合物氣舉開采裝置。

背景技術

天然氣水合物是指天然氣（主要成分為甲烷）和水在中高壓和低溫條件下混合時形成的晶體物質，天然氣水合物常稱為可燃冰、氣冰、固體氣、甲烷水合物、固體瓦斯、冰凍甲烷等。當地層能量不能將液體舉升到地面或滿足不了產量要求時，人為地把高壓氣體（天然氣、N2、CO2）注入井內，依靠氣體降低舉升管中的流壓梯度（氣液混合物密度），并利用其能量舉升液體的人工舉升方法；氣舉采油原理是依靠從地面注入井內的高壓氣體與油層產生流體在井筒中的混合，利用氣體的膨脹使井筒中的混合液密度降低，將流入到井內的原油舉升到地面的一種采油方式；氣舉采油是基于“U”型管原理，通過地面向油套環空（反舉）或油管（正舉）注入高壓氣體，使之與地層流體混合，降低液柱密度和對井底的回壓（井底流壓），從而提高油井產量；

在海底天然氣水合物進行開采中，當壓力不足時，需要對海底進行充入高壓氣體，或對管道內部進行升溫，從而實現對管道內的天然氣水合物的開采，目前的海底天然氣水合物主要是通過向內部注入氣體實現，這種方式舉升效果不佳，操作不方便，能耗較高，為此現提出一種海底天然氣水合物氣舉開采裝置。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中的缺點，而提出的一種海底天然氣水合物氣舉開采裝置，其采用就地取材，利用開采上來的天然氣水合物直接進行注入氧氣在燃燒室內的的燃燒器上進行燃燒，燃燒過程中會產生大量的熱能，并產生產物水和二氧化碳氣體，并溫度的升高會使得產物之間的分子間間歇增大造成燃燒后的氣體體積增加形成壓力，并經注氣管再次注入到開采內管內，溫度使得處在采氣內管內的固體可燃冰被逐漸的氣化，從而再次提升采氣內管內的壓力，從而顯著提高采氣內管內壓力，從而顯著提高天然氣產量。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種海底天然氣水合物氣舉開采裝置，包括深入到海底采氣的采氣內管，所述采氣內管頂部連接有收集管，所述采氣內管外側壁套設有轉換環，所述轉換環上下端均設置有注氣外套管，所述注氣外套管套設在采氣內管外側壁，并通過單向注氣組件與采氣內管連通，所述采氣內管頂部外側壁套設有呈環狀的燃燒室，所述燃燒室內設置有收集底盤，所述收集底盤上開設有多個貫穿燃燒室側壁的收集口，所述轉換環上設置有多個呈豎直設置的注入管，所述注入管頂部與收集口連接，所述注入管上設置有注入單向閥，所述燃燒室外側壁設置有充滿氣體的浮環，所述燃燒室內設置有多個氣體混合器，所述氣體混合器連接有氧氣輸送裝置，所述氣體混合器頂部設置有燃燒機構，所述氣體混合器通過循環管件與轉換環連接，所述循環管件包括與氣體混合器連接有抽取管，所述抽取管依次貫穿燃燒室和轉換環側壁，并與位于轉換環內的所述采氣內管連通，所述抽取管上設置有抽取單向閥。

優選地，所述燃燒機構包括設置在燃燒室內的燃燒圓盤，所述燃燒圓盤上設置有燃燒器，所述燃燒器呈圓弧形設置，所述燃燒圓盤上設置有壓電電子點火裝置。

優選地，所述氧氣輸送裝置包括設置在燃燒室外側壁上的輸氣環，所述氣體混合器通過支管與輸氣環連通，所述輸氣環通過輸送管連接有制氧設備。

優選地，所述單向注氣組件包括開設在位于注氣外套管內部的采氣內管側壁上的安裝口，所述安裝口內設置有單向注氣管，所述單向注氣管內壁設置有阻擋管，所述阻擋管上開設有球形密封口，所述單向注氣管通過抵觸組件連接有密封球。