[发明专利]一种带螺旋稳流锥的海底水合物井下分离装置

说明书

本发明公开了一种带螺旋稳流锥的海底水合物井下分离装置包括分离器短节、分离器、螺旋稳流锥、上接头、下接头、下挂头、上固定盘、下固定盘、上固定筒、下固定筒。混合浆体从下接头的通孔进入分离器短节的内管，依次通过下挂头的通孔、下固定盘的通孔、上固定盘的通孔，最后混合浆体在螺旋稳流锥的转向和稳流作用下进入螺旋段，使混合浆体变为螺旋运动；在旋流段内进行旋流分离，分离出的泥砂通过排砂管排出，水合物浆体从溢流管流出。本发明具有以下优点：结构紧凑、效率高、成本低、内部无运动部件；实现井下分离装置内的压降降低、短路流减少、能耗减少；可与其他工具配合使用，安装方便，应用灵活。

技术领域

本发明涉及到海底天然气水合物开采技术领域，尤其涉及一种带螺旋稳流锥的海底水合物井下分离装置。

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。其含碳量相当于全世界已知煤炭、石油和天然气等能源总储量的两倍。因此，天然气水合物特别是海洋天然气水合物被普遍认为将是21世纪替代煤炭、石油和天然气的新型的洁净的能源资源，同时也是目前尚未开发的储量大的一种新能源。

2017年5月中旬，全球首次针对海洋弱胶结、非成岩水合物的固态流化试采工程在南海神狐海域开始试采并成功点火。固态流化开采是在基本不改变储层的温度和压力条件下，通过射流破碎方式，破碎固态水合物层，同时收集流化后的混合浆体，再继续向上返输到井下分离装置进行水合物和泥砂的分离，水合物浆体通过连续双层管向上输送至海面，分离出的泥砂回填固化开采层，防止开采层垮塌。井下分离装置的分离效果，对开采过程中设备的使用寿命也具有重要的影响。因此井下分离装置对于海底天然气水合物的开采具有重要的工程意义。目前应用于水合物固态流化开采的井下分离装置存在压降大、能耗高、分离效率低等问题。

针对现有技术存在的不足与空缺，本发明提出一种带螺旋稳流锥的海底水合物井下分离装置。

发明内容

本发明针对现有开采海底天然气水合物技术中井下分离装置的不足，提供了一种带螺旋稳流锥的海底水合物井下分离装置。

一种带螺旋稳流锥的海底水合物井下分离装置，其特征在于：包括上接头、分离器短节、螺旋稳流锥、分离器、下接头；所述的上接头上端与其它工具螺纹连接，上接头下端与分离器短节的上端螺纹连接；所述的分离器短节分为内管和外管，内管中的上部设置用于流体转向和稳流的螺旋稳流锥，设置用于压紧上固定盘的上固定筒，设置固定直筒的上固定盘；内管中的下部设置用于固定锥筒的下固定盘，设置用于压紧下固定盘的下固定筒，设置用于固定下固定筒和排砂管的下挂头；分离器短节上端与上接头下端螺纹连接，分离器短节下端与下接头上端螺纹连接；所述的下接头内设置排砂筒，排砂筒内有排砂通道，排砂通道内口连接分离器中的排砂管，外端的排出口用于连接泥砂回填的输砂装置，下接头上端与分离器短节的下端螺纹连接，下接头下端与其它工具螺纹连接。所述的分离器设置在分离器短节的内管中，分离器中的溢流管设置外螺纹与螺旋稳流锥内孔连接，分离器中的排砂管下端设置外螺纹与排砂通道内口连接；所述的上接头、分离器短节和下接头的环空为海底天然气水合物开采的进液通道，分离器短节和下接头的内腔为混合浆体的返液通道，上接头的内腔为水合物浆体的返液通道。

进一步的技术方案中，所述的上接头为双层结构，包括内接头A和外接头A，内接头A和外接头A依靠肋板A连接，内接头A的上端设置外螺纹，外接头A的上端设置外螺纹，上接头上端与其它工具螺纹连接，内接头A的下端设置内螺纹，外接头A的下端设置内螺纹，上接头下端与分离器短节的上端螺纹连接；上接头的环空为海底天然气水合物开采的进液通道，上接头的内腔为水合物浆体的返液通道。