[发明专利]一种海域天然气水合物气举反循环钻井系统及开采方法

权利要求书

1.一种海域天然气水合物气举反循环钻井系统，其特征在于：包括有钻塔、钻井平台、主动钻杆和钻头，其中钻塔架设在钻井平台的顶面上，主动钻杆吊挂在钻塔上，钻头设在主动钻杆的下部，钻头与主动钻杆之间装配有三通道钻杆，主动钻杆的顶端装配有气水龙头，气水龙头通过管路与天然气分离系统相连接。

2.根据权利要求1所述的一种海域天然气水合物气举反循环钻井系统，其特征在于：所述的主动钻杆的下端套设有防喷器，防喷器的下部套设有隔水导管，主动钻杆的下端与三通道钻杆上端连接，并从防喷器和隔水导管的中心通道穿过，三通道钻杆是由外层钻杆、内层钻杆和注气管组成，其中内层钻杆插设在外层钻杆内，内层钻杆和外层钻杆为同心结构，内层钻杆的内腔设置有中心通道，外层钻杆的内壁与内层钻杆的外壁之间形成有环状通道，注气管插设在环状通道内并与内层钻杆并列设置，内层钻杆纵向的连接形式为插接，外层钻杆纵向采用螺纹连接，注气管采用金属软管，注气管的纵向采用插接或螺纹连接，内层钻杆的中心通道内装配有气水混合器，气水混合器通过内层钻杆侧壁上的通孔与注气管相连接，主动钻杆与三通道钻杆的断面结构相应，主动钻杆的内腔与三通道钻杆的内腔相连通。

3.根据权利要求1或2所述的一种海域天然气水合物气举反循环钻井系统，其特征在于：所述的钻头内设置有射吸孔和合金喷嘴，射吸孔与内层钻杆的中心通道相连通，合金喷嘴与内层钻杆和外层钻杆之间的环状通道相连通，钻头的内腔与内层钻杆的中心通道相连通。

4.根据权利要求1所述的一种海域天然气水合物气举反循环钻井系统，其特征在于：所述的天然气分离系统包括有降压分解罐和储气罐，降压分解罐与储气罐之间通过输气管相连接，主动钻杆顶端装配的气水龙头的出口通过第一管路与降压分解罐的进口相连接，降压分解罐底部的排渣口通过第二管路与气水龙头的进液口相连接，第二管路上依次装配有固液分离器、泥浆泵和稳压罐，稳压罐为可加热式的，储气罐通过第三管路与气水龙头的进气口相连接，第三管路上装配有甲烷储罐和防爆空压机。

5.一种海域天然气水合物气举反循环开采方法，其特征在于：其方法如下所述：

步骤一、下入隔水导管至临近水合物储层并安装防喷器，形成垂直通道；

步骤二、利用高压水射流辅助切削刀具破碎水合物储层，产生由水合物颗粒、岩屑和海水组成的浆液，射流通过钻头上的射吸孔喷出在钻头底部形成卷吸作用，甲烷储罐中的甲烷气体经过防爆空压机、气水龙头、主动钻杆和注气管注入到三通道钻杆内的中心通道，并通过气水混合器喷出，形成气泡沿内层钻杆的中心通道迅速上升，同时膨胀，实现气举作用，确保水合物颗粒、岩屑、海水和甲烷气体以气液固多相流形式沿内层钻杆中心通道、主动钻杆的内腔上返至地表；

步骤三、含水合物颗粒的多相流浆液通过气水龙头的出口流出进入降压分解罐，被降压分解罐分离出的天然气通过输气管进入储气罐中进行存储；

步骤四、经降压分解罐分离后的液固浆体经降压分解罐底部的排渣口通过第二管路上的固液分离器净化处理后，分离出的海水则输送给泥浆泵，海水通过泥浆泵、可加热的稳压罐、气水龙头进液口进入主动钻杆的内腔中，并沿着主动钻杆下部三通道钻杆内腔中外层钻杆和内层钻杆之间的环状通道下行至井底钻头，形成水射流用于切削地层和冷却钻头。