[发明专利]用于钻取水合物微小井眼并快速完井的装置及工作方法

说明书

本发明公开了一种用于钻取水合物微小井眼并快速完井的装置及工作方法，属于水合物的开采装置及开采方法技术领域。其包括连续作业机、电源控制机构、高压水射流泵、导向器及母管和子管，母管与连续作业机相连，在子管的末端连接有水射流喷头；其工作方法大体为：首先，采用大尺寸钻头一次性钻至目的层形成主井眼；其次，利用子母管构成的高压水射流装置在天然气水合物储层中钻取水平微小井眼，然后加热子管使其表皮脱落留下筛网；最后，断开子母管进行完井。本发明适用于各种天然气水合物开采方式，做到钻完井一体化，能够有效抑制出砂，提高水合物储层产量，对水合物储层影响较小，加快钻井进度。

技术领域

本发明属于水合物的开采装置及开采方法技术领域，具体涉及一种用于钻取水合物微小井眼并快速完井的装置及工作方法。

背景技术

天然气水合物(又叫可燃冰)是天然气与水分子在低温高压条件下形成的非化学计量型的笼形化合物。在理想状态下，每标准立方米的水合物可以包含相当于自身化解水体积180倍的气体分子。我国是世界上最大的能源消费国，能源消费量占全球的23％，在石油资源日益枯竭的今天，亟需寻找一个具有资源量大、能量密度高和低污染等优点的新能源来替代传统能源。而天然气水合物以其储量巨大，清洁高效的特性而成为各国关注的热点，被公认为是具有良好前景的重要后续清洁能源，实现天然气水合物资源的开发利用对推进我国能源工业发展、改善能源消费结构、保障能源安全供应、促进生态文明建设、保持经济社会可持续发展具有重要意义。

目前水合物的开采方式有降压法、热激发法、还有化学试剂注入法，如CN106837258A公开了一种天然气水合物开采装置及方法，其装置主要包括开采船、压缩机、燃气发动机、涡流管和气液分离器，开采方法主要是钻通水合物盖层和储层，形成两注气井，二者构成连通井，用筛管对水平段完井，开采船上的压缩机将天然气增压后输往涡流管，涡流管的热端管出口的热流体通过注气管线加注到注气井，热气流通过筛管进入水合物储层内的水合物，使其受热分解为天然气，通过生产井开采出地面。CN109252833A公开了一种天然气水合物开采方法，在海内设置注水井和开采井，并通过所述注水井以加热水合物层，通过第一水管在水面上连通注水井和开采井，使开采井排出的水进入注水井中，通过第一管道连通开采井和注水井，使得开采井分离出来的热水再次注入注水井，使得部分热水形成了热循环，即最开始进入注水井中的低温水被加热注入水合物层，水合物层被加热，使得开采井采集的混合物温度高，从该混合物中分离的水再次被注入水合物层。

但是这些开采方式在打开水合物储层时会破坏水合物稳定结构，造成水合物分解。而且开采的过程中还要面对由于水合物储层疏松，颗粒胶结性差，导致上覆岩层崩塌，出砂等问题，而且频繁起下钻，完井过程费时费力，影响工期进度和产量，这些问题是水合物在开采过程中往往要面临的困难。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种用于钻取水合物微小井眼并快速完井的装置及工作方法，其不仅减少了钻取水平微小井眼时频繁的起下钻，而且在利用高压水射流钻完微小井眼后，燃烧子管壁，留下防沙筛管，进行完井，做到钻完井一体化，做到省时省力，对储层干扰较小，可以做到防沙并且提高产量。

本发明的任务之一在于提供一种用于钻取水合物微小井眼并快速完井的装置，其采用了如下技术方案：

一种用于钻取水合物微小井眼并快速完井的装置，其包括连续作业机、电源控制机构、高压水射流泵、导向器及母管，所述的连续作业机、电源控制机构、高压水射流泵均位于海洋钻井平台上且依次相连，所述的母管的一端与所述的连续作业机相连，所述的母管内部的管壁上包有线缆，所述的母管的另一端连接有母管接头，所述的母管接头的径向截面设置有若干个电源控制接触点一，所述母管接头上装有电磁铁，所述母管接头的径向截面设置有凹槽一，所述的凹槽一处设置有密封橡胶圈；