[发明专利]一种海下可燃冰储层开采方法和装置

权利要求书

1.一种海下可燃冰储层开采方法，其特征在于：

S1，海上开采平台驶至待开采可燃冰储层上方海域；

S2，海上开采平台释放海下管道钻进模块，模块在海上开采平台中工作人员的控制下，利用螺旋桨所提供的动力到达预定可燃冰钻探地点；

S3，达到钻探条件后，海下管道钻进模块通过固定系统固定，该模块所携带的环形钻头开始工作，对可燃冰储层进行开采，制造出一条开采竖井，与此同时，螺旋升降器带动可伸缩管道管壁上的螺纹控制环形钻的钻探深度，达到预定深度后，再由螺旋升降器控制收回一定长度的管道，此时管道作为可燃冰收集管道；

S4，海上开采平台释放多个伸缩型激光开采模块，到达可开采可燃冰储层后通过激光发射器发射出的激光切割可燃冰，并通过螺旋桨提供动力进行推进，快速将大面积的可燃冰储层分割成若干可采集尺寸的可燃冰块；

S5，通过海上开采平台的高压泵提供吸力将开采出的可燃冰块通过管道运回，在经过海下管道钻进模块后，利用海下管道钻进模块内置热流喷嘴喷射热射流对可燃冰块进行二次处理，破坏其稳定状态，使其转化为甲烷气体，进行采集；

S6，采集的气、液、固三项物质经由海上开采平台的过滤系统过滤掉固体杂质，再经由气液分离装置分离出甲烷气体，最后在海上开采平台上的甲烷搜集压缩罐中存储；

S7，伸缩型激光开采模块在完成开采任务后倒退，通过伸缩型激光开采模块所携带的水凝胶填充口释放水凝胶对可燃冰采空区进行回填，起到对原有地形骨架的支撑保护作用，防止发生采区塌陷。

2.一种海下可燃冰储层开采装置，其特征在于：

所述一种海下可燃冰储层开采方法和装置主要由海上开采平台、外壁带有螺纹的可伸缩管道、海下管道钻进模块、伸缩型激光开采模块四部分组成，其特征在于：

(a)所述海上开采平台，用于过滤净化所开采的可燃冰及甲烷气体、提供吸力、进行气相与液相分离、收集存储甲烷气体、提供水凝胶及热流；所述外壁带有螺纹的可伸缩管道与海上开采平台和海下管道钻进模块相连，用于运送海下管道钻进模块及伸缩型激光开采模块、运输可燃冰及甲烷气体；所述外壁带有螺纹的可伸缩管道直径控制在2-3m，外壁带有外螺纹；所述海下管道钻进模块用于钻探、开采储层中的可燃冰并将其初步分解；所述海下管道钻进模块与外壁带有螺纹的可伸缩管道相连，并装置有环形钻头、螺旋桨、螺旋升降器、固定系统、爬升轮、履带、热流喷嘴；所述海下管道钻进模块，其特征在于，所述履带分为前后2组；所述螺旋升降器可顺时针或逆时针转动，控制外壁带有螺纹的可伸缩管道升降；所述固定系统由海下管道钻进模块四周均布的四个固定射钉组成；所述热流喷嘴的数量为4个且在收集口四周均布；所述热流喷嘴通过管道与海上开采平台的热流发生装置相连接，喷射的热射流温度控制在65-75℃；所述螺旋桨的数量为2个，布置在海下管道钻进模块两侧；所述伸缩型激光开采模块与海上开采平台相连用于切割可燃冰储层并对采空区进行回填；所述伸缩型激光开采模块由激光发射器、支架、螺旋桨、水凝胶填充口组成，并通过管线与海上开采平台相连接；所述伸缩型激光开采模块，其特征在于，左右各有两段伸缩节，激光发射器数量为12个均布在伸缩节上；所述支架数量为2个；所述水凝胶填充口数量为1个，并通过管线与海上开采平台相连接；所述螺旋桨数量为1个用于提供伸缩型激光开采模块前进动力；

(b)所述海上开采平台载有高压泵、过滤系统、气液分离装置、净化装置、甲烷收集压缩罐、水凝胶存储罐、热流发生装置组成并由海上开采平台的发电机组为各个模块供电；所述过滤系统输出端与高压泵和气液分离装置的输入端相连；所述过滤装置用于过滤块状固体杂质避免发生管路堵塞；所述高压泵用于提供运输可燃冰及甲烷的吸力；所述气液分离装置用于分离甲烷气体与海水；所述气液分离装置的输出端与甲烷收集压缩罐和净化装置相连；所述甲烷收集压缩罐用于将分离出的甲烷气体进行压缩存储；所述净化装置用于净化分离出的海水，使其达到排放要求排放回大海；所述水凝胶存储罐、热流发生装置分别与伸缩型激光开采模块和海下管道钻进模块相连；所述水凝胶存储罐用于回填时为伸缩型激光开采模块提供水凝胶；所述热流发生装置用于将可燃冰块进行分解。

3.根据权利要求2中所述的环状钻头与外壁带有螺纹的可伸缩管道相连，钻进深度与管道长度由螺旋升降器控制。

4.根据权利要求2中所述激光发射器用于发射激光切割可燃冰块。

5.根据权利要求2中所述的水凝胶填充口所释放的水凝胶由水凝胶存储罐提供并通过管线运输到释放端。