[发明专利]一种用于天然气水合物回拖流化开采的泥砂回填装置

说明书

本发明公开了一种用于天然气水合物回拖流化开采的泥砂回填装置，包括分离器、泥砂通道、法兰盘、输砂管、排砂孔，分离器中的排砂管与直式通道中的泥砂通道内口相通，直式通道中的泥砂通道外口与输砂管的上端通过法兰盘联接，输砂管的下端与收集筒的泥砂通道外口通过法兰盘联接，收集筒的泥砂通道内口与钻头内部的排砂孔相通，使分离出的泥砂能够通过上述通道回填到底部。本发明的有益效果是：（1）布置泥砂输送通道，防止泥砂直接排出造成井壁堵塞；（2）避免分离出的泥砂在开采装置回拖过程中被二次收集和分离；（3）使泥砂回填到底部，防止开采区盖层垮塌。

技术领域

本发明涉及到天然气水合物开采技术领域，尤其涉及到海底浅层天然气水合物回拖流化开采的泥砂回填装置。

背景技术

天然气水合物又称“可燃冰”，由甲烷为主的烃类气体和水在一定的温度压力条件下形成的“笼型化合物”，呈白色晶状结构。天然气水合物特别是海洋天然气水合物是目前尚未开发的储量巨大的一种清洁能源，其储量相当于全世界已知煤炭、石油等能源储量的两倍，但要实现水合物有效可控的商业开采是目前全世界面临的难题。

目前为止，在我国海域所取得的天然气水合物样品均为非成岩天然气水合物。深水非成岩天然气水合物具有储量大、弱胶结、稳定性差的特点，一旦所在区域的温度、压力条件发生变化，就可能导致海底非成岩天然气水合物的大量分解、气化和自由释放，存在潜在的风险。周守为等根据世界海域水合物取样和我国海域水合物取样情况，首次提出了深水浅层天然气水合物固态流化开采技术，减少浅层水合物分解可能带来的环境风险，达到绿色可控开采的目的。在固态流化开采技术中，如何将回拖破碎之后的混合浆体中的泥砂分离出来并回填到底部，防止开采区垮塌，是一个关键问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于海底浅层天然气水合物回拖流化开采的泥砂回填装置。

本发明采用的技术方案如下：一种用于海底浅层天然气水合物回拖流化开采的泥砂回填装置，包括分离器、泥砂通道、法兰盘、输砂管、排砂孔，分离器中的排砂管与直式通道中的泥砂通道内口相通，直式通道中的泥砂通道外口与输砂管的上端通过法兰联接，输砂管的下端与收集筒的泥砂通道外口通过法兰联接，收集筒的泥砂通道内口与钻头内部的排砂孔相通，使分离出的泥砂能够通过上述通道回填到底部。

进一步的技术方案中，直式通道的外环有三个海水流孔，间隔120°分布，内环有三个浆体流孔，间隔120°分布，泥砂通道布置在两个海水流孔的对称轴线上。

综上所述，本发明的有益效果是：（1）布置泥砂输送通道，防止泥砂直接排出造成井壁堵塞；（2）避免分离出的泥砂在开采装置回拖过程中被二次收集和分离；（3）使泥砂回填到底部，防止开采区盖层垮塌。

附图说明

本发明将通过具体实施例并参考附图的方式说明，其中：

图1为本发明用于天然气水合物回拖流化开采的泥砂回填装置的结构示意图；

图2为直式通道的A-A方向截面结构示意图；

图中，1-溢流管，2-分离器，3-排砂管，4-第一泥砂通道，5-螺杆泵转子，6-螺杆泵定子，7-螺杆泵短节，8-万向轴，9-密封圈，10-连接轴，11-桥式通道，12-密封圈，13-万向轴，14-螺杆马达转子，15-螺杆马达定子，16-螺杆马达短节，17-喷嘴，18-喷嘴短节，19-收集口，20-收集筒，21-第二泥砂通道，22-钻头，23-排砂孔，24-第一法兰盘，25-输砂管，26-第二法兰盘，27-直式通道，28-双层管，29-海水流孔，30-浆体流孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：