[发明专利]一种结合降压的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采装置

权利要求书

1.一种结合降压的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采装置，其特征在于，所述的结合降压的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采装置包括降压装置、稳流注水装置、气液分离装置(6)、加热装置(16)、防砂装置(8)和监测控制装置(5)；

所述的开采装置包括贯穿海水层(12)、水合物盖层(15)和水合物层(17)的垂直井和水平井，以及海上开采平台；所述的垂直井主要由可拼装的双井筒和单井筒组成，其间加装主动封隔装置(13)；在水合物层(17)中采用双井筒，在水合物盖层(15)和海水层(12)中采用单井筒，双井筒与单井筒之间采用封隔装置(13)隔开；所述的水平井的上表面均匀开设射流孔(10)，井筒连接部位具备耐高压、密封性好特点；

所述的海上开采平台具备海底、水合物层及开采井相应的监测设备、控制设备，是整个开采过程的总指挥中心；

所述的降压装置为一个位于双井筒上部的抽吸泵(14)；降压装置一方面将水合物分解的气和水抽吸到开采井内部，另一方面将抽吸的气和水加压送入气液分离装置(6)，抽吸泵(14)具备防水、耐海水腐蚀的作用；

所述的防砂装置(8)置于双井筒的外井筒四壁，防止砂石伴随气水进入井筒后堵塞井筒；

所述的加热装置(16)置于水合物层中部，位于双井筒的内井筒周围，气液经过加热装置(16)后被加热，有效的防止水合物的二次生成；

所述的气液分离装置(6)位于抽吸泵(14)和封隔装置(13)之间，其中，封隔装置(13)位于水合物盖层(15)附近；分离的气体经输气管(3)送往开采船(1)收集，分离的液体一部分经带有液位控制装置(4)和阀门(7)的管路进入稳流注水装置，另一部分经输液管(11)进入开采船(1)进一步提纯；其中，液位控制装置(4)位于输液管(11)分支管路顶部远离分支管路入口位置，其上带有液位传感器，当管路内液体达到低于最低液位时通过监测控制装置(5)使得阀门(7)打开，当管路内液体高于最高液位时阀门(7)关闭，输液管(11)和输气管(3)上带有气体流量计(2)和远程可控阀门；

所述的稳流注水装置包括置于双井筒的内井筒中的注水泵(9)、水平井上表面开设的带有可控阀门的射流孔(10)以及注水管路；加压泵将加压后的海水以稳定压力注入到射流孔(10)内，海水在水合物层逐渐形成稳定流道，以此促进水合物的分解；

所述的监测控制装置(5)包括监测海底地质状况的声波探测装置和开采井内压力感应装置，以及控制阀门、泵开关的控制设备。

2.一种结合降压的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采方法，其特征在于，步骤如下：

(1)启动降压装置，开采井中的抽吸泵(14)对水合物层(17)抽水降压后，水合物层(17)开始分解，分解气和水经防砂装置(8)从开采井四壁进入双筒井的外井筒；

(2)抽吸到外井筒的气和水经抽吸泵(14)增压后经过加热装置(16)加热，防止水合的二次生成；

(3)经加热装置(16)加热的气和水进入气液分离装置(6)进行分离，分离的气体经输气管(3)进入开采船(1)后经过进一步分离提纯后进行收集；分离后的液体一部分进入注水装置，经注水泵(9)加压后从射流孔(10)进入水合物层(17)，对水合物层(17)进行水流侵蚀，促进其分解；分离后的另一部分液体经输液管(11)进入开采船(1)进行进一步提纯处理；分离水优先进入注水装置，当注水装置充满液体时打开通向开采船(1)的输液管(11)的远程可控阀门；

(4)通过输气管(3)上的气体流量计(2)监测气体生产速率，当产气速率较低时增大抽吸泵(14)和注水泵(9)的功率，促进水合物更快的分解；通过井筒内的声波探测装置和压力感应装置，进一步监测水合物的分解情况。