[发明专利]一种天然气水合物开采装置及方法

权利要求书

1.一种天然气水合物开采装置，其特征是，包括位于井筒内的举升机构和固液气分离机构；

所述举升机构包括单螺杆泵，所述单螺杆泵的底部入口端设置有前罩；

所述固液气分离机构包括同轴设置的位于外部的外筒和位于内部的内筒，所述外筒、内筒的顶部和底部分别设置有顶盖和底座；所述内筒侧壁的中上部设置有若干供固液介质通过的通孔；

所述单螺杆泵的顶部出口端与内筒底部连通；

所述顶盖上设置有用来驱动内筒旋转的第二驱动机构；

所述外筒、内筒之间的环形空间内设置有固液传输管路，所述固液传输管路的一端延伸至外筒底部，所述固液传输管路的另一端向上与位于海上平台上的电泵的入口连接，所述电泵的出口通过出口管与位于海上平台上的固液储存罐连接；

所述内筒顶部设置有气相传输管路，所述气相传输管路的一端插入内筒顶部，所述气相传输管路的另一端向上与位于海上平台上的天然气储存罐连接。

2.如权利要求1所述的天然气水合物开采装置，其特征是，所述前罩呈上细下粗的筒状结构。

3.如权利要求1所述的天然气水合物开采装置，其特征是，所述内筒包括位于底部的由钢板制成的下内筒和位于上部的由纱网构成的上内筒。

4.如权利要求1所述的天然气水合物开采装置，其特征是，所述上内筒的高度为下内筒高度的四倍。

5.如权利要求1所述的天然气水合物开采装置，其特征是，所述内筒的顶部设置有隔离网。

6.如权利要求1所述的天然气水合物开采装置，其特征是，所述单螺杆泵的底部入口端通过下接头与前罩相连；所述单螺杆泵的顶部出口端通过上接头与底座相连。

7.如权利要求1所述的天然气水合物开采装置，其特征是，所述顶盖上还设置有用来驱动单螺杆泵工作的第一驱动机构，所述第一驱动机构的底端设置有传动杆，所述传动杆的端部向下穿过顶盖、内筒与单螺杆泵内的转子相连。

8.一种天然气水合物开采方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：在海上平台上使用钻头穿过海水层钻到位于上覆岩层、下覆岩层之间的天然气水合物储层并形成主井眼，然后下入预留有分支孔眼的井筒进行固井作业；

步骤二：利用高压水射流装置通过井筒中预留的分支孔眼分别钻取径向水平井；

步骤三：在井筒内安装如权利要求1～7任一所述的天然气水合物开采装置，进行降压开采；

步骤四：首先启动第一驱动装置，使单螺杆泵进行工作，通过单螺杆泵的转子和定子相互配合将水、天然气、砂的混合物共同举升到固液气分离机构；

步骤五：然后启动第二驱动机构，使内筒旋转，进行细砂、水与天然气的分离；启动电泵、打开第一阀门将分离出的极细砂和水泵入固液储存罐，打开第二阀门将分离出的天然气储存到天然气储存罐中；

步骤六：开采完毕，首先关闭第一驱动机构，再关闭第二驱动机构，最后关闭电泵、第一阀门、第二阀门。