[發明專利]天然氣水合物開采區域地層能量補償裝置及其應用方法

在審

• 申請號: 202210094247.9
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114320242A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 吳學震;郭高強;李大勇;蔣宇靜;張雨坤
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B41/00;E21B43/24
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 黃詩錦;蔡學俊

1.一種天然氣水合物開采區域地層能量補償裝置，其特征在于，包括用以沉貫至地層內的自入補償裝置和高壓注入系統，所述自入補償裝置內部設置有過流通道，所述高壓注入系統包括用以提供注射動力的儲集加壓裝置和高壓管，所述高壓管上端與儲集加壓裝置連接，所述高壓管下端與過流通道輸入口連接。

2.根據權利要求1所述的一種天然氣水合物開采區域地層能量補償裝置，其特征在于，所述自入補償裝置外側部設置有熱傳導系統，所述熱傳導系統包括無縫鋼管以及設置在無縫鋼管內下部的液氨層。

3.根據權利要求2所述的一種天然氣水合物開采區域地層能量補償裝置，其特征在于，所述自入補償裝置包括由上至下依次設置的尾部構件、中部構件和頭部構件，所述中部構件兩側設置有側翼。

4.根據權利要求3所述的一種天然氣水合物開采區域地層能量補償裝置，其特征在于，所述過流通道包括豎通道以及多條橫通道，所述橫通道輸出端設有出液口。

5.根據權利要求3所述的一種天然氣水合物開采區域地層能量補償裝置，其特征在于，所述中部構件上方設置有高壓管頭連接裝置，用以將高壓管下端與過流通道進行連接。

6.根據權利要求4所述的一種天然氣水合物開采區域地層能量補償裝置，其特征在于，所述高壓注入系統側部設置有錨纜控制裝置，所述錨纜控制裝置與自入補償裝置之間經懸掛錨纜連接。

7.一種利用如權利要求6所述的天然氣水合物開采區域地層能量補償裝置的應用方法，其特征在于，包括步驟如下：（1）開采進行到一定程度后，依據開采需求，選定地層溫度下降較大的區域作為工作區；（2）通過施工船或在原有施工作業平臺上的吊裝系統，將自入補償裝置在工作區上方的一定高度向海里釋放，其下落的過程中主要依靠重力產生較大速度，通過尖銳狀的頭部構件破裂儲層，沉貫而入；（3）自入補償裝置進入儲層穩定后，利用高壓注入系統的儲集加壓裝置進行加壓，將熱水經由高壓管、過流管道后從出液口向溫度下降的地層注入，補償水合物開采導致的儲層能量損失；（4）當熱傳導系統上部位于需要補充能量的地層，其下部位于溫度較高的地層時，液氨層的液氨在接觸高溫地層時可以沸騰變為氣態氨吸收熱量，氣態氨向上運動，在上部低溫環境中冷凝釋放熱量，重新變為液態氨回流到下部，利用地溫梯度傳熱實現能量補償；（5）待開采作業完成后，利用錨纜控制裝置拉拔回收自入補償裝置，以備重復利用。