[发明专利]一种固体置换保压开采海底天然气水合物的方法

权利要求书

1.一种固体置换保压开采海底天然气水合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.建设海上半潜式钻井开采平台，海上半潜式钻井开采平台主要布置有：天然气过滤液化储存装置、智能操控平台、管道提升稳定塔、海水过滤注入装置、液压加压装置、物料输送平台；

b.在海上半潜式钻井开采平台上，穿过海水层向海底布置水合物开采带有井口密封装置的固定基台，隔水管下端用球形挠性接头与固定基台连接，上端伸缩节与海上半潜式钻井开采平台相连；

c.固定基台搭建开采水合物装置，主要包括：天然气水合物分解装置、进出废料控制装置、浆体抽送动力装置、泄气保压装置，遥控海底机器人经由双向控制阀对水合物层废石与充填料输送；

d.智能操控平台通过光纤或管线分别与钻机智能系统、二次破碎机、固液混合装置、液压油管进出阀、井口密封闸门装置、泄气保压装置、浆体抽送动力装置、进出废料控制装置、天然气水合物分解装置、双向控制阀相连，控制各装置的开关运行；

e.智能钻机送至隔水管，经由两道井口密封闸门装置对上覆层进行钻井，直至钻至水合物层；

f.预设好采场角度、长度及相间距离，进行定向连续开采，依据设置的支护间隔，控制液压油管进出阀，将柔性支护装置充满液压油，关闭液压油管进出阀保持压力，依次支护；开采的水合物进行二次破碎，输送至固液混合装置，与海水混合输送至天然气水合物分解装置进行分解；运输至天然气过滤液化储存装置，并输送至液化天然气船；

g.在天然气水合物分解装置分解后，水合物废石排至海底，遥控海底机器人输送充填浆体，压送至开采点；柔性支护泄压，进行后退充填，同时达到绿色开采；

h.在开采充填过程中，机械开采温度变化不大，若温压有变，温压探测装置，反馈至智能操控平台，根据水合物温压曲线，及时通过泄气保压装置，放压达到温压平衡，保持水合物固态；

i.根据天然气水合物开采布置图进行依次开采，一号井开采结束后，撤出开采设备，封闭一号井，依次进行二号井、三号井的开采。

2.根据权利要求1所述的一种固体置换保压开采海底天然气水合物的方法，其特征在于，步骤b固定基台采用直径15m的圆台，用固定基台固定楔将其周围固定；将隔水管下放，隔水管下端用球形挠性接头与固定基台连接，上端伸缩节与海上半潜式钻井开采平台相连。

3.根据权利要求1所述的一种固体置换保压开采海底天然气水合物的方法，其特征在于，步骤c中，天然气水合物分解装置上部设置连接进出废料控制装置、浆体抽送动力装置，天然气水合物分解装置通过双向控制阀与排矸进料管连接，遥控海底机器人对应设置在排矸进料管出口处。

4.根据权利要求3所述的一种固体置换保压开采海底天然气水合物的方法，其特征在于，遥控海底机器人设置在上覆岩层上部。

5.根据权利要求1所述的一种固体置换保压开采海底天然气水合物的方法，其特征在于，步骤e具体包括将智能钻机送至隔水管，打开井口密封闸门装置的第一道，智能钻机下放，关闭第一道闸门，打开第二道闸门，对上覆层进行钻井，直至钻至水合物层。

6.根据权利要求1所述的一种固体置换保压开采海底天然气水合物的方法，其特征在于，步骤f具体包括根据预设好的采场角度、长度及相间距离，进行定向钻采钻道，将开采的水合物经过破碎机进行二次破碎输送至固液混合装置，与海水混合通过管道经由浆体抽送动力装置，输送至天然气水合物分解装置分解，分解后的混合气体经由输气管运输至天然气过滤液化储存装置里，经由液化天然气船连接海上半潜式钻井开采平台，输送至液化天然气船；依据设置好的支护间隔，控制打开液压油管进出阀，经由液压油管，将柔性支护装置充满液压油，关闭液压油管进出阀保持压力，并依次支护。

7.根据权利要求1所述的一种固体置换保压开采海底天然气水合物的方法，其特征在于，步骤g具体包括在天然气水合物分解装置分解后，水合物矸石由进出废料控制装置排至海底；改变双向控制阀的方向，由遥控海底机器人输送充填浆体至排矸进料管，通过管道压送至开采位置，并依次打开液压油进出阀门，抽出液压油，进行后退充填，同时达到安全高效开采。