[发明专利]一种低渗天然气水合物藏原位水力射流开采装置及方法

权利要求书

1.一种低渗天然气水合物藏原位水力射流开采装置，其特征在于：包括

高压反应釜，用于天然气水合物沉积物的原位生成、原位水力射流增透和原位开采；

稳压供气模块，用于向高压反应釜注入天然气；

恒速恒压供液模块，分为两路，一路用于向高压反应釜注入去离子水，另一路用于为原位水力射流增透模块提供射流压力；

原位水力射流增透模块，用于对高压反应釜内的天然气水合物沉积物进行水力压裂，提高其固有渗透率；

回压模块，用于控制天然气水合物沉积物的开采速率或开采压力；

恒温水浴，用于控制天然气水合物沉积物生成、压裂以及开采过程的温度；

数据采集处理模块，与高压反应釜、稳压供气模块、恒速恒压供液模块、原位水力射流增透模块、回压模块及恒温水浴的感应元件电连接，以采集和处理各感应元件的感应信号；

高压反应釜的内部设有多个水平开采井，水平开采井一端与原位水力射流增透模块连接，另一端与回压模块连接；

恒速恒压供液模块包括放置在电子天平一上的去离子水罐、恒速恒压泵一、冷却盘管和浮动活塞缸；去离子水罐经恒速恒压泵一分为二路，一路经冷却盘管与高压反应釜相连，另一路与浮动活塞缸的上端相连；

原位水力射流增透模块包括放置在电子天平二上的制浆池、恒速恒压泵二、单向阀、浮动活塞缸和脉冲磨料喷嘴；制浆池经恒速恒压泵二、单向阀与浮动活塞缸的下端相连，浮动活塞缸的该下端同时还经脉冲磨料喷嘴与高压反应釜内的水平开采井相连。

2.根据权利要求1所述的一种低渗天然气水合物藏原位水力射流开采装置，其特征在于：所述的稳压供气模块包括高压气源、减压阀、高压储气瓶和气体流量计；高压气源经减压阀与高压储气瓶入口相连；高压储气瓶上安装有安全阀、压力传感器和温度传感器；高压储气瓶出口经气体流量计与所述的高压反应釜相连。

3.根据权利要求1所述的一种低渗天然气水合物藏原位水力射流开采装置，其特征在于：所述的原位水力射流增透模块还包括溢流阀，该溢流阀一端连接于浮动活塞缸与脉冲磨料喷嘴之间的连接管道，另一端与制浆池相连。

4.根据权利要求1所述的一种低渗天然气水合物藏原位水力射流开采装置，其特征在于：所述的脉冲磨料喷嘴包括碰撞壁，碰撞壁上端为设有上端喷嘴的锥形结构，碰撞壁下端设有下端喷嘴，上端喷嘴与下端喷嘴之间形成振荡腔，磨料浆体从下端喷嘴进入后在振荡腔内产生脉冲振荡，经上端喷嘴射出。

5.根据权利要求1所述的一种低渗天然气水合物藏原位水力射流开采装置，其特征在于：所述的回压模块包括液压油箱、手摇泵、回压容器、回压反应釜、放置在电子天平三上的储水罐、气液分离器、气体流量计和废气罐；液压油箱经手摇泵、回压容器与回压反应釜的压力控制端相连，回压反应釜的入口与高压反应釜内的水平开采井相连，回压反应釜的出口与气液分离器的入口相连，气液分离器的出液口与储水罐相连，气液分离器的出气口经气体流量计与废气罐相连。

6.根据权利要求1所述的一种低渗天然气水合物藏原位水力射流开采装置，其特征在于：所述的高压反应釜内沿垂直方向设置多个检测层，每个检测层均均匀布置有多个温度传感器，且每一条沿垂直方向的多个温度传感器均由一根不锈钢套管封装。

7.一种低渗天然气水合物藏原位水力射流开采方法，基于权利要求1-6之一所述的装置实现，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：填装多孔沉积物于高压反应釜内，密封后放置于恒温水浴中，并将高压反应釜抽真空；

步骤二：通过稳压供气模块向高压反应釜注入天然气，通过恒速恒压供液模块向高压反应釜注入去离子水，生成天然气水合物沉积物；

步骤三：制浆池中的磨料浆体经恒速恒压泵二进入浮动活塞缸下端，去离子水经恒速恒压泵一进入浮动活塞缸上端，当浮动活塞缸上端达到设定射流压力时，打开相应的控制阀，通过脉冲磨料喷嘴对天然气水合物沉积物进行水力喷射增透；

步骤四：液压油经手摇泵到回压容器，增加回压容器压力至开采压力，打开相应的控制阀进行开采，开采出的气液混合物经回压反应釜缓冲之后进入气液分离器，产出的气液量由数据采集处理模块实时记录。